Устройство допускового контроля параметров импульсной энергетической установки

СОВЕТСНИХ ЛИСТИЧЕСН 19) (11 7774 ПУБЛИК 1 К 9/155 51) 4 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У Н а ельство СССР1 В. 19/155, 198 ПУСКОВОГО КОНТРОЛЪСНОЙ ЭНЕРГЕТИГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОРСИОМУ СВИДЕТЕЛ(56) Бесекерский Б.А, Руководство по проектированию систем автоматичес кого управления. М.: Высшая школа1983,. с. 75.Авторское свидетВ 932417, кл. О О 2. (54) УСТРОЙСТВО ДОЛЯ ПАРАМЕТРОВ КИПУЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для измерения и контроля параметров импульсных энергетических установок и систем. Целью изобретения является обеспечение непрерывного автоматического контроля параметра как на стадии его выхода на заданное стационарное значение,н стадии стационарного режима,так ина стадии спада параметра к начальному значению. Достижение поставленной цели обеспечивается соединениемформирователя 3 предельных напряжений с выходом регулируемого задатчика 1 напряжения. При этом изменение выходного напряжения задатчика1 приводит к пропорциональному изменению стационарного напряжения.Устройство также содержит: ключ 2,устройство 4 управления импульснойэнергетической установкой, генератор5 постоянного тока, нагрузку 6, датчик 7 контроля регулируемого параметра, выключатель 8, первое и второе апериодическое звено 13 и 25соответственно, делитель 17 напряжения, формирователь 18 экспоненциальных напряжений, ключи 22 и 23,сумматоры 29 и 30, пороговые устройства 31 и 32, элемент ИЛИ 33, таймер34, а также диоды, резисторы и конденсаторы, 2 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для измерения и контроля параметров импульсных энергетическихустановок и систем,Целью изобретения является обеспечение непрерывного контроля параметра как на стадии его выходана заданное стационарное значение, 10на стационарной стадии, так и настадии его спада к начальному значеНа фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; . 15на фиг. 2 - кривые, иллюстрирующиеего принцип действия.Устройство содержит регулируемыйзадатчик 1 напряжений, выход которого через ключ 2 соединен с входами 20формирователей 3 предельных напряжений (ФПН) и с входом устройства4 управления импульсной энергетической установкой (ИЭУ). ИЭУ, для которой разработано предлагаемое устройство, кроме устройства 4 управления содержит также генератор 5 постоянного тока (электромашинный агрегат), включенный на нагрузку 6 (мощный соленоид) через датчик 7 контролируемого параметра (датчик токачерез соленоид) и выключатель 8,Устройство допускового контроляможет работать с самыми различнымиэнергетическими установками. Блоки 354-8 образуют замкнутую систему автоматического регулирования, служащуюдля получения в нагрузке 6 импульсатока, имеющего площадку (плато) определенной длительности. Замыкание 40системы регулирования. осуществляется подачей сигнала с выхода датчика тока 7 на устройство 4 управления.При этом процесс формирования импульса тока в нагрузке 6 начинается с подачи на устройство 4 управления скачка напряжения через ключ 2 с выходазадатчика 1 напряжения.ФПН 3 выполнены ао единой принципиальной схеме (на фиг. 1 для определенности изображены два ФПН), гдеодин из резисторов 9 включен междувходом и выходом ФПН. 3, а резистор10 и конденсатор 11 включены между,его выходом и шиной нулевого потен-. 55циала Выходы блоков 3 через резисторы 12 соединены с входами первогоапериодического звена 13 (АЗ), свыхода которого на его вход включена цепь из параллельно соединенных резистора 14 и конденсатора 15. Выход АЗ 13 через диод 16 соединен с входом делителя 17 напряжения, формирующего верхнее и нижнее предельно допустимые аппроксимирующие напряжения.Формирователи 18 экспоненциальных напряжений (ФЭН) выполнены по единой принципиальной схеме и состоят из конденсатора 19, включенного между выходом ФЭН 18 и шиной нулевого потенциала, и двух цепей, включенных между входом и выходом ФЭН, изГпоследовательно соединенных резисто- ра 2 О и диода, резистора 21 и диода, при этом указанные диоды соединены с входами ФЭН разнонолярными выводами. Входы ФЭН 18 соединены ключом 22 с источником опорного напряжения Е р, а ключом 23 - с шиной нулевого потенциала. Выходы ФЭН соединены через резисторы 24 с входами второго АЗ 25, с выхода которого на его вход включена цепь из параллельно соединенных резистора 26 и конденсатора 27. Выход АЗ 25 через резистор 28 соединен с входом делителя 17 напряжения, Апериодические звенья выполнены на операционных усилителях (например, типа 553 УД 2 А). Выход датчика 7 тока соединен с первыми входами сумматоров 29 и За, Вход делителя 17 соединен с вторым входом сумматора 29, а выход делителя - с вторым входом сумматора 30. Сумматоры выполнены на операционных усилителях. Выходы сумматоров соединены с входами логического блока, состоящего иэ двух пороговых устройств 31 и 32, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ 33. Выход элемента ИЛИ является выходом логического блока и выходом устройства. Он связан с входом цепи отключения выключателя 8, Пороговые устройства могут быть выполнены по известным схемам на базе компараторов, например, серии 521 или операционных усилителей, а элемент ИЛИ - на логических элементах серии 155. Ключи 2, 22 и 23 управляются выходными сигналами синхронизирующегоустройства - таймера 34. В качестветаймера можно использовать, например,известные устройства типа Ф 4842или На, позволяющие управлятьбольпим количеством цепей по заданной временной программе, 1377748Устройство работает следующим образом,.В заданный момент времени с таймером 34 через ключ 2 подается сиг 5 нал с регулируемого задатчика 1 напряжения на устройство 4 управления генератором 5 постоянного тока и на ФПН 3. С этого момента времени начинается стадия выхода тока нагрузки 6, протекающего через датчик 7 тока и выключатель 8, на стационарное значение. Одновременно с ключом 2 замыкается и ключ 22 (ключ 23 разомкнут), начинается процесс формирова ния верхнего аппроксимирующего напря. жения на входе делителя 17 (кривая 1 на фиг. 2) и нижнего аппроксимирующего напряжения на выходе делителя 17 (кривая 2). В интервале времени 20 от с, до й напряжение на входе делителя 17 определяется выходным напряжением второго АЗ 25, так как диод. 16 заперт выходным напряжением первого АЗ 13. С моментатоком 25 от источника опорного напряжения Е через замкнутый ключ 22, диод и резистор 20 начинают заряжаться конденсаторы 19 в ФЭН 18, Напряжение с конденсаторов 19 поступает на 30 входные резисторы 24 второго АЗ 25. При этом .параметры элементов в ФЭН (и количество блоков 18), резисторов 24 и 26 и конденсатора 27 выбирают из условия максимальной точности аппроксимации (до момента) выходного сигнала датчика 7 тока, При использовании одного (для примера) ФЭН 18 выходное напряжение второго АЗ 25 определяется выражением, со держащим два экспоненциальных члена (как известно, число этих членов определяется количеством реактивных элементов - конденсаторов - в схеме). При применении двух ФЭН выражение 45 содержит три экспоненциальных члена И ТедеАналогично описывается и выходное напряжение АЗ 13. Конденсаторы 11 в ФПН 3 заряжаются током с выхода регулируемого задатчика 1 через ключ 2 и резисторы 9, При этом параметры элементов 9-15, определяющие выходное напряжение первого АЗ 13 до момента й , выбирают из условия выхода его к этому моменту на стационарное значение (кривая 3 на фиг. 2). Оно пропорционально выходному напряжению регулируемого задатчика 1 и является аппроксимирующим напряжением в интервале от Сдо С , Действительно, в момент с напряжение на входе, делителя 17, определяемое выходным напряжением АЗ 25, становится равным выходному напряжению АЗ 13. При этом диод 16 отпирается, поддерживая тем самым напряжение на входс делителя равным выходному напряжению АЗ 13. Резистор 28 служит для ограничения выходного тока АЗ 25, выходное напряжение которого продолжает нарастать до Бк моменту времени С (кривая 4).В заданный момент с таймером 34 размыкаются ключи 2 и 22, ключ 23 замыкается и начинается стадия спада тока в нагрузке б к своему начальному значению, так как снимается напряжение с входа устройства 4 управления. Размыкание ключа 2 приводит к снятию напряжения и на входах ФПН 3, в результате чего на входе делителя 17 формируется верхнее аппроксимирующее напряжение (кривая 1), Параметры элементов 10-15 выбирают из условия максимальной точности аппроксимации спадающего сигнала с выхода датчика 7 тока, Замыкание ключа 23 приводит к разряду конденсаторов 19 через резисторы 21 и последовательно соединенные с ними диоды на шину нулевого потенциала, При этом выходное напряжение АЗ 25 спадает к начальному значению. Параметры элементов 19, 21,24-27 выбирают так, чтобы спадающее напряжение на выходе АЗ 25 превышало выходное напряжение АЗ 13. Таким образом, на входе делителя 1:7 напряжения и на его выходе формируются верхнее и нижнее аппроксимирующие напряжения в течение всего времени (всех стадий) работы ИЭУ.Рассмотрим работу устройства при превышении током в нагрузке 6 допустимого значения. Сравнение положительного верхнего аппроксимирующего напряжения с входа делителя 17 и отрицательного напряжения с выхода датчика 7 тока (кривая 5 на фиг. 2 напряжение с датчика 7 тока для удобства изображено положительным) осуществляют с помощью первого инвертирующего сумматора 29. При превышении (по модулю) сигнала с датчика 7 напряжения с входа делителя 17 на выходе сумматора 29 появляется положительное напряжение. Как только онопревысит порог срабатывания порогового устройства 31, входящего в состав логического блока, последнеесрабатывает и, через элемент 33 ИЛИ,выход которого является выходом уст"ройства, воздействует на выключатель8, отключающий цепь нагрузки 6.Работа устройства при снижении тока в нагрузке ниже допустимого значения происходит аналогичным образом иосуществляется с помощью инвертирующего сумматора 30 и порогового уст 4ройства 32. При этом на входы сумматора 30 подают положительное нижнее 15аппроксимирующее напряжение с выходаделителя 17 и отрицательное напряжение с выхода датчика 7. Следует отметить, что пороговое устройство 32(в отличие от порогового устройства 2031) срабатывает при отрицательномнапряжении на его входе, посколькуименно отрицательное напряжение возникает на выходе сумматора 30 приснижении тока ниже допустимого значения (для простоты оба пороговыхустройства изображены одинаковым образом).Срабатывание пороговых устройствпроисходит при превышении (снижении) 30сигналом датчика 7 верхнего (нижнего) аппроксимирующего напряжения наопределенную величину, зависящую отвеличины порога порогового устройства 31 (32) и коэффициента усилениясумматора 29 (30). Соответствующиекривые верхнего и нижнего предельнодопустимых значений контролируемогопараметра изображены на фиг. 2сплошными линиями (кривые б),Таким образом, предлагаемое устройство Обеспечивает непрерывный допусковый контроль в течение всехстадий работы ИЭУ, в том числе и впаузах между импульсами тока :в нагрузке. Последнее особенно важнов случае самопроизвольного появлениятока в нагрузке вне заданных интервалов времени.Автоматическая установка верхнего и нижнего предельно допустимыхзначений контролируемого параметрав соответствии с заданным стационарным значением обеспечивается в устройстве соединением входов ФПН 3 свыходом регулируемого задатчика 1напряжений, вследствие чего изменениевыходного напряжения задатчика 1 приводит к пропорциональному изменению стационарного напряжения П, (фиг.2)на выходе АЗ 13. Формула изобретения1377748 Кпяч ЮЧ гг ВКЛЮЧЕН Составитель Техред Л.Ол Веремейк дактор Э. г орректор М. Шаропы 66/4ВН ак сное а СССРтийнаб.,мит от изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ктная по две параллельные цепи из последовательно соединеннных резистора идиода, включенные разнополярными вылводами между его входом и выходом,и конденсатор, включенный между выходом формирователя и шиной нулевого потенциала, входы логического блоТираж 772ИИПИ Государственногоо делам изобретений и035, Москва, Ж, Рауш ка, состоящего из двух пороговых устройств, и элемента ИЛИ, соединены с входами пороговых устройств,выходы которых соединены свходами элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ является выходом логического блока и выходом устройства.