CS214104B1 - Zapojení bezdotykového čidla otáček - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení bezdotykového čidla otáček s dvou vodičovým připojením zejména oro regulaci vodních turbin. Snímání otáček vodní turbiny se provádí tak, že hřídel turbiny pohání nřes ozubený převod tachodynamo. Protože není možno zajistit přesnou souosost hřídele turbiny a hřídeli tachodynama, vznikají v ozubeném převodu značné síly, které po čase způsobí zničení převodů. Prostředí, ve kterém tachodynamo pracuje, je vlhké a obvykle nasycené vodními parami. To má za následek zanesení kartáčků tachodynama. Ztrátou elektrického kontaktu mezi kartáčky a rotorem tachodynama přestává tachodynamo dávat výstupní signál a je nutná jeho výměna. Jsou známa též bezkontaktní čidla, pracující na optickém kapacitním nebo indukčním nrincipu, která jsou značně složitá. Vyžadují vícedrátové napájení a projevuje se u nich nepříznivě zhoršená přesnost při delších přívodech vlivem úbytku napětí na přívodech.

Tyto nedostatky odstraňuje do značné míry zapojení bezdotykového čidla otáček s dvouvodičovým nřipojením, zejména pro regulaci vodních turbin, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že každá vstupní svorka zapojení je spojena s přiřazenou vstupní svorkou usměrňovače, jehož orvní výstupní svorka je spojena s první napájecí svorkou stabilizátoru. Výstupní svorka stabilizátoru je spojena s první napájecí svorkou oscilátoru a s první napájecí svorkou hladinového členu, druhá napájecí svorka hladinového členu je spojena s druhou výstuoní svorkou usměrňovače, s druhou napájecí svorkou stabilizátoru, s druhou vstup214104 ní svorkou snímací hlavy a s druhou napájecí svorkou oscilátoru. Výstupní svorka oscilátoru Je spojena s první vstupní svorkou snímací hlavy, jejíž výstupní svorka je spojena s první vstupní svorkou hladinového členu. Druhá vstupní svorka hladinového Clenu je spojena s druhou výstupní svorkou snímací hlavy.

Výhodou uspořádání podle vynálezu je, že odpadají mechanické převody, které jsou výrobně pracné a nákladné a sníží se prostoje při výměně převodů. Odpadá též pravidelná kontrola tachodynama a jeho výměna, což má za následek další snížení nákladů a zvýšení spolehlivosti. Dvoudrátovým připojením bez ohledu ná polaritu napájecího napětí se sníží na minimum nároky na kabeláž. Dvouhodnotový signál s proměnnou frekvencí umožňuje připojení i značně dlouhými přívody, protože odstraňuje chyby vzniklé úbytkem napětí v přívodech, zvyšuje odolnost proti rušivým elektromagnetickým signálům, které zejména v elektrárnách dosahují značné úrovně. Frekvence dvouhodnotového signálu je úměrná otáčkám ozubeného věnce snojeného s hřídelem regulovaného stroje, čidlo reaguje i na změny magnetického odporu, *

způsobené polohou zubů ozubeného věnce vůči magnetickému obvodu čidla otáček.

Příklad zapojení bezdotykového čidla podle vynálezu je v blokovém schématu znázorněném na připojeném výkrese.

Každá vstupní svorka 9, 10 zapojení je spojena s přiřazenou vstupní svorkou 11. 12 usměrňovače 1. Usměrňovač 1 je proveden v běžném můstkovém zapojeni. První výstupní svorka 15 usměrňovače 1 je spojena s první napájecí svorkou 21 stabilizátoru 2, který je vytvořen jako jednoduchý sériový stabilizátor. Výstupní svorka 25 stabilizátoru Z je spojena s první napájecí svorkou 51 oscilátoru j! a s první napájecí svorkou 51 hladinového členu 2· Oscilátor 2 J® vytvořen jako Clappův oscilátor. Hladinový člen 2 j® vytvořen dvojicí komplementárních trnazistorů zapojených v obvodu s kladnou zpětnou vazbou a hysterezí. Druhá napájecí svorka 54 hladinového členu 2 j® spojena s druhou výstupní svorkou 14 usměrňovače ,1, se druhou napájecí svorkou 22 stabilizátoru 2, se druhou vstupní svorkou 42 snímací hlavy 1 a se druhou napájecí svorkou 52 oscilátoru 2· Výstupní svorka 55 oscilátoru 2 je spojena s první vstupní svorkou 41 snímací hlavy 4. Snímací hlava 4 je transformátor s otevřeným magnetickým obvodem. Má tvar ferromagnetického jádra E, které má na středním sloupku primární cívku a na postranních sloupcích jsou sekundární cívky. Sekundární cívky Jsou dvě a pro kompenzaci rušivých napětí jsou zapojeny antiseriově. Výstupní svorka 45 snímací hlavy 4 Je spojena s první vstupní svorkou 52 hladinového členu Druhá vstupní svorka 55 hladinového členu 2 je spojena se druhou výstupní svorkou 44 snímací hlavy 4.

Zapojení pracuje takto. Usměrňovač 2 dává ve svém výstupu stejnou polaritu napětí, bez ohledu na polaritu napájecího napětí. Výstupním napětím usměrňovače 1 se napájí stabilizátor 2, ve kterém se napětí stabilizuje. Stabilizované napětí se přivádí do oscilátoru 2 a do hladinového členu Oscilátor 2 napájí primární cívku snímací hlavy 4. Jestliže se zubem ozubeného věnce, který je zhotoven z ferromagnetického materiálu, sníží magnetický odpor obvodu mezi primární cívkou a jednou ze sekundárních civek snímací hlavy 4, potom výstupní napětí snímací hlavy 4 zrůsobí skokovou změnu hladinového členu 2 ^z nevodivého do vodivého stavu. Oscilátor 2 kmitá trvale a jeho spotřebou je určena menší hodnota napájecího proudu. Druhá větší hodnota napájecího proudu je rovná součtu spotřeby oscilátoru 2 ^a spotřeby hladinového členu £. Protože se jak oscilátor £ tak hladinový člen 2 napájí stabilizovaným napětím, jsou obě hodnoty napájecího proudu konstantní a jsou nezávislé na změnách napájecího napětí, čidlo tedy reaguje na změny magnetického odporu - reluktance způsobené polohou zubů ozubeného věnce vůči magnetickému obvodu čidla otáček. Při otevřeném magnetickém obvodu, kdy je velký magnetický odpor čidla otáček, je napájecí proud malý a je dán spotřebou oscilátoru. Když se zmenší magnetický odpor snímací hlavy 4 v čidle otáček, rotom se indukovaným výstupním napětím snímací hlavy 4 smění stav hladinového členu 5 a stoupne hodnota napájecího proudu.

Vynálezu se využije u bezdotykových čidel otáček zejména při regulaci vodních turbin.

Claims (1)

1. Zapojení bezdotykového čidla otáček s dvouvodičovým připojením, zejména pro regulaci vodních turbin, vyznačující se tím, že každá vstupní svorka (9, 10) zapojení je spojena s přiřazenou vstunní svorkou (11, 12) usměrňovače (1), jehož první výstupní svorka (13) je spojena s první napájecí svorkou (21) stabilizátoru (2), jehož výstupní svorka (23) je spojena s první napájecí svorkou (31) oscilátoru (3) a s první napájecí svorkou (51) hladinového členu (5)» jehož druhá napájecí svorka (54) je soojena se druhou výstupní svorkou (14) usměrňovače (1), se druhou napájecí svorkou (22) stabilizátoru (2), se druhou vstupní svorkou (42) snímací hlavy (4) a se druhou nanájecí svorkou (32) oscilátoru (3), jehož výstupní svorka (33) je spojena s první vstupní svorkou (41) snímací hlavy (4), jejíž výstupní svorka (43) je spojena s první vstupní svorkou (52) hladinového členu (5), jehož druhá vstupní svorka (53) je spojena se druhou výstupní svorkou (44) snímací hlavy (4).