CS259324B1 - Zařízení pro komparaci otáček - Google Patents

Abstract

Účelem navrhovaného zařízení je dosaženo možnosti vysoké přesnosti a rychlosti komparace otáčk u měřené hřídele a při použití číslicového filtračního obvodu i možnosti zvýšení odolnosti zařízení proti náhodným poruchám. Uvedeného účelu se dosáhne tím, že druhý tvarovaČ je svým výstupem zapojen současně na počítací vstup časového komparátoru otáček, na nastavovací vstup předvolitelného zpětného čítače a na první vstup hradlovacího členu, přičemž výstup přednastavíte lného zpětného čítače je zapojen na nastavovací vstup časového komparátoru otáček, přitom výstup časového komparátoru otáček je zapojen na nastavovací vstup blokovacího čítače, na jehož počítací vstup je zapojen výstup hradlovacího členu, zároveň jsou na výstup blokovacího čítače paralelně zapojeny výkonový člen a druhý vstup hradlovacího členu. Zařízeni se využije především pro měření otáček parních spalovacích turbín a kompresorů.

Description

Vynález se týká zařízení pro komparaci otáček.

Bezpečný provoz rotačních strojů, zejména turbin a kompresorů, vyžaduje jejich přesné a rychlé zajištění proti nadměrnému zvýšení otáček. V provozu se vyskytuji i další požadavky na nepřípustnost dlouhodobého setrvávání turbin nebo kompresorů v určitém rozsahu otáček vzhledem k resonanci lopatek, kritickým otáčkám rotoru apod. Velmi krátká doba rozběhu rotorů těchto strojů vyžaduje vysokou rychlost a přesnost komparace.

Dosud užívané elektronické systémy umožňovaly komparaci otáček v čase několika desetin sekundy. Jiné elektronické systémy, zejména předních zahraničních firem, používají rozměrná čidla (120 zubů nebo magnetů) za účelem zkrácení komparační doby na několik desítek milisekund.

Tyto nevýhody jsou odstraněny zařízením pro kompařaci otáček podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že druhý tvarovač je svým výstupem zapojen současně na počítací vstup časového komparátoru otáček, na nastavovací vstup předvolitelného zpětného čítače a na první vstup hradlovacího členu, přičemž výstup přednastavitelného zpětného čítače je zapojen na nastavovací vstup časového komparátoru otáček, přitom výstup časového komparátoru otáček je zapojen na nastavovací vstup blokovacího čítače, na jehož počítací vstup je zapojen výstup hradlovacího členu, zároveň jsou na výstup blokovacího čítače paralelně zapojeny výkonový člen a druhý vstup hradlovacího členu.

Zařízení dle vynálezu je výhodné tím, že umožňuje vysokou přesnost a rychlost komparace otáček měřené hřídele. Tím, že nepoužívá algoritmus dělení pro převod časového intervalu na otáčky měřené hřídele, je zajištěna jednoduchost celého zařízení, která je předpokladem spolehlivé činnosti. Minimální doba reakce celého zařízení je jedna otáčka měřené hřídele. Číslicový filtrační obvod umožňuje zvyšovat odolnost zařízení proti náhodným poruchám v případě, že je možné rychlost reakce zpomalit.

Příklad zařízení pro komparaci otáček podle vynálezu je zobrazen na připojeném výkrese, který představuje blokové schéma zařízení.

čidlo ,1 otáček je přes první tvarovač 2 impulsů a dělič 2 kmitočtu zapojen na druhý tvarovač 2 impulsů, který je současně zapojen na počítací vstup 2 časového komparátoru 7 otáček na nastavovací vstup l_0 přednastavitelného zpětného čítače 11 a na první vstup 19 hradlovacího členu 21. Časový komparátor T_ je přes svůj výstup 13 zapojen na nastavovací vstup 14 blokovacího čítače 16, kdežto na jeho nastavovací vstup 6 je zapojen výstup 12 přednastavitelného zpětného čítače 11, na který je zapojen referenční zdroj 2 kmitočtu. Blokovací čítač 16 je svým počítacím vstupem 15 zapojen na výstup 20 hradlovacího členu 22 a svým výstupem 17 je zapojen současně na výkonový člen 22 a na druhý vstup 18 hradlovacího členu 21.

Zdroj referenčního časového intervalu je tvořen referenčním zdrojem kmitočtu 2 ^a přednastavitelným zpětným čítačem 11, který je nastavován na svém výstupu 12 do logické úrovně 0 sestupnou hranou výstupních impulsů druhého tvarovače £ na svém nastavovacím vstupu 10. Logická úroveň 0 na výstupu 12 trvá po dobu referenčního časového intervalu, který je určen číslem, na které se přestavitelný zpětný čítač 11 nastavuje a kmitočtem referenčního zdroje kmitočtu 2· V případě, že perioda impulsů na nastavovacím vstupu 10 je kratší než referenční časový interval, je na výstupu 12 trvale logická úroveň 0.

Nástupní hrana impulsů z druhého tvarovače £ nastavuje výstup 13 časového komparátoru otáček 7 na logickou úroveň 0 i v případě, že na jeho nastavovacím vstupu 2 3^e logická úroveň 1. V případě, že na nastavovacím vstupu 2 je logická úroveň 0, je výstup 13 trvale v logické úrovni 1. Ve svém důsledku to znamená, že výstup 13 časového komparátoru otáček je v logické úrovni 1 v případě, že referenční časový interval je delší než perioda otáčeni měřené hřídele, tzn. když otáčky měřené hřídele jsou větší než zvolená hodnota. V případě, že otáčky měřené hřídele jsou menší než zvolená hodnota, tzn. když referenční časový interval je kratší než perioda otáčené měřené hřídele, je výstup časového komparátoru otáček trvale v logické úrovni 0, protože v době trváni nástupní hrany výstupních impulsů z druhého tvarovače 4, je nastavovací vstup 6 časového komparátoru otáček vždy v logické úrovni 1.

Blokovací čítač 16 spolu s hradlovacím členem 21 tvoří číslicový filtrační obvod, který umožňuje volit počet period otáček měřené hřídele, který musí trvat překročení zvolené hodnoty otáček, aby logické úroveň 1, ve výstupu 13 časového komparátoru otáček £ způsobila sepnutí výkonového členu 22. Počet period je reprezentován číslem, na které je blokovací čítač 16 nastaven v případě, že na jeho nastavovacím vstupu 14 je logická úroveň 0, tzn. v případě, že otáčky měřené hřídele nepřekročily předem zvolenou hodnotu.

Na výstupu 17 blokovacího čítače 16 je v tom okamžiku logická proveň 1 a výkonový člen 22 je rozepnut. V případě, že otáčky měřené hřídele překročí předem zvolenou hodnotu, objeví se na jeho nastavovacím vstupu 14 logická úroveň 1, blokovací čítač 16 počítá i tak dlouho, až pomocí impulsů z druhého tvarovače £ dosáhne stavu 0, tzn. stavu, kdy na jeho výstupu 17 se objeví logická úroveň 0, která sepne výkonový člen 22 a zároveň pomocí hradlovacího členu 21 zamezí příchod impulsů na jeho počítací vstup 15,, čímž je počítací cyklus ukončen, z toho stavu je možno filtrační obvod vyvést pouze snížením otáček měřené hřídele, kdy se na výstupu 13 časového komparátoru otáček 7, objeví logická úroveň 0 a blokovací čítač je opět trvale nastavován a výkonový člen rozepnut. Filtrační obvod tak zvyšuje odolnost zapojení proti náhodným poruchám, které trvají kratší dobu než je doba daná počtem period otáček měřené hřídele v případě, že je možné prodloužit dobu reakce celého zapojení.

Otáčky měřené hřídele jsou prostřednictvím zubového kola snímány čidlem otáček 1., pracujícím na principu vířivých proudů. Výstupní impulsy čidla otáček 2 jsou tvarovány tvarovačem 2_ a přiváděny na vstup děliče kmitočtu 2/ jehož dělicí poměr je roven počtu zubů zubového kola. Na vstup druhého tvarovače impulsů £ tak přichází periodický signál, jehož perioda je rovna době, za kterou měřená hřídel vykoná jednu otáčku. Tato doba je nezávislá na přesnosti výroby zubového kola. Na výstupu druhého tvarovače impulsů £ se objevují v logické úrovni 1 krátké impulsy s dobou trvání zanedbatelnou vůči periodě otáčení měřené hřídele.

Zařízení dle vynálezu se využije především pro měření otáček parních spalovacích turbin a kompresorů.

Claims (1)

1. Zařízení pro komparaci otáček sestávající z čidla otáček zapojeného přes první tvarovač impulsů dělič kmitočtu za druhý tvarovač a z refeřenčního zdroje kmitočtu zapojeného na počítací vstup přednastavitelného zpětného čítače vyznačené tím, že druhý tvarovač (4) je svým výstupem zapojen současně na počítací vstup (5) časového komparátoru (7) otáček, , na nastavovací vstup (10) předvolitelného zpětného čítače (11) a na první vstup (19) hradlovacího členu (21), přičemž výstup (12) přednastavitelného zpětného čítače (11) je zapojen na nastavovací vstup (6) časového komparátoru otáček (7), přitom výstup (13) časového komparátoru (7) otáček je zapojen na nastavovací vstup (14) blokovacího čítače (16), na jehož počítací vstup (15) je zapojen výstup (20) hradlovacího členu (21), zároveň jsou na výstup (17) blokovacího čítače (16) paralelně zapojený výkonový člen (22) a druhý vstup (18) hradlovacího členu (21).