PL119752B1 - Tachometer driven with electric motor - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest obrotomierz stero¬ wany silnikiem elektrycznym, umozliwiajacy prze¬ niesienie ruchu obrotowego -z pierwszego walu na drugi za posrednictwem ukladu elektrycznego, i umozliwiajacy pomiar predkosci katowej.Znane obrotomierze wymienionego wyzej typu zawieraja pierwszy i drugi generator sygnalu elek¬ trycznego, które na swoich wyjsciach podaja im¬ pulsy o czestotliwosci proporcjonalnej do predkosci katowej pierwszego i drugiego walu. Ponadto za pomoca ukladu regulacyjnego takie generatory ste¬ ruja silnikiem elektrycznym pradu stalego, którego wal jest sprzezony obrotowo z drugim wyzej wy¬ mienionym walem.Zasada dzialania tych znanych urzadzen polega na dostarczaniu do silnika elektrycznego sygnalu proporcjonalnego do róznicy miedzy predkosciami katowymi tych dwóch walów, okreslonego przez odpowiednie generatory tak, zeby otrzymac pred¬ kosc drugiego walu równa predkosci pierwszego walu. Z drugim walem jest polaczony wskaznik i integrator, w celu odpowiedniego wskazywania predkosci katowej pierwszego walu i liczby obro¬ tów wykonywanych przez ten wal. Przez uzycie takich urzadzen w pojazdach, moze byc mierzona predkosc ruchu pojazdu i przebyta przez niego odleglosc.Dzieki takiemu rozwiazaniu znacznie zmniejsza *ie halas z tego powodu, ze nie jest potrzebny gietki walek do przeniesienia ruchu z pierwszego io walu na drugi. Ponadto poniewaz silnik elektrycz¬ ny pradu stalego ma wysoce stabilny moment obrotowy, drugi wal latwo jest obrócic bez powo¬ dowania niepozadanego jego pelzania.Jednakze te urzadzenia maja pewne niedogod¬ nosci, które sa zwlaszcza zwiazane z praktycznym wykonaniem opisanego rozwiazania. W szczegól¬ nosci uklad regulacji jest skomplikowany i wyste¬ puja w nim wady, z powodu których jest wyma¬ gana stala kontrola przez wykwalifikowany per¬ sonel. Ponadto rózne czesci skladowe takie jak sil¬ nik, drugi generator impulsów, wskaznik i inte¬ grator maja czesto bardzo duze wymiary i potrze¬ ba bardzo duzo miejsca na ich pomieszczenie.Celem wynalazku jest obrotomierz majacy wszy¬ stkie korzysci znanych obrotomierzy lecz pozba¬ wiony wyzej wymienionych niedogodnosci.Cel ten osiagnieto przez wykonanie obrotomie¬ rza do pomiaru predkosci katowej zawierajacego pierwszy i drugi generator impulsów skojarzony odpowiednio z pierwszym i drugim walem, stero¬ wany za pomoca ukladu regulacyjnego, napedzany silnikiem elektrycznym pradu stalego, którego wal jest obrotowo sprzezony z drugim walem, i wskaz¬ nik predkosci zawierajacy srodki czule na zmiane pola magnetycznego, który zgodnie z wynalazkiem polega na tym, ze drugi generator impulsów za¬ wiera magnetoelektryczny przetwornik, a staly magnes jest osadzony na drugim wale i jest sprze¬ zony z magnetoelektrycznym przetwornikiem lub 119 7523 ze srodkami wskaznika predkosci czulymi na zmia¬ ny pola magnetycznego.Przedmipt wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia czesc mechaniczna obrotomierza we¬ dlug wynalazku, w widoku perspektywicznym, fig. 2 — schemat elektronicznego obwodu sterujacego obrotomierzem wedlug wynalazku.Obrotomierz 1 (fig. 1) jest zaopatrzony w silnik elektryczny 2 zasilany korzystnie pradem stalym przewodami 3 i 4. Silnik 2 ma obrotowy wal 7, na którym jest umieszczony slimak 8 i magnes 9 zawierajacy iwa przeciwne bieguny.Wal 7 jest sprzezony z walem 12 integratora rol¬ kowego 13 za posrednictwem lacznika 14 zawiera¬ jacego waly 15 i 16 umieszczone wzgledem siebie pod katem prostym, z których kazdy zawiera od¬ powiednio. na przeciwnych koncach kola zebate 17 i 18 z zebami srubowymi i slimaki 19 i 20. Ruch jest przeniesiony z walu 7 na wal 12 za posredni¬ ctwem slimaka 8, kola 17 z zebami srubowymi i slimaka 19 walu 15, kola 18 z zebami srubowy¬ mi i slimaka 20 walu 16, i kola 23 z zebami srubo¬ wymi umieszczonego na wale 12 i zazebionego ze slimakiem 20.Zgodnie z wynalazkiem magnes 9 musi spelniac dwie odrebne funkcje.Pierwsza funkcja jest sterowanie ruchomym organem 25 sluzacym do wskazywania predkosci obrotowej walu 7. Ten organ 25 jest znanego typu i zawiera wal, 26 obracajacy sie wbrew dzialaniu sprezyny 27, i wskazówke 28 oraz tarcze 29 dola¬ czona do przeciwnego konca tego walu. Tarcza 29 jest zwrócona czolem do magnesu 9 i jest umiesz¬ czona tak, aby utworzyc pole pradów bladzacych, którymi sa prady wirowe, gdy magnes 9 jest obra¬ cany przez wal 7 silnika 2.Druga funkcja magnesu 9 jest sterowanie prze¬ twornikiem magnetoelektrycznym 32, którym w przedstawionym przykladzie jest kontaktron, stru¬ mieniem wytworzonym przez bieguny magnesu.Podczas jednego pelnego obrotu walu 7 styk elek¬ tryczny umieszczony w przetworniku 32 jest na przemian kolejno dwukrotnie zamykany i otwiera¬ ny.Generator impulsów 40 (fig. 2) ma jeden zacisk polaczony z ziemia i zawiera wyjscie, w którym impulsy maja czestotliwosc proporcjonalna do pred¬ kosci obrotowej walu (nie pokazany), przy czym to wyjscie jest polaczone przez uniwibrator 41 z wejsciem 42 logicznego elementu 43 korzystnie utworzonego przez multiwibrator bistabilny.Wyjscie elementu logicznego 43, w którym znaj¬ duje sie sygnal wstrtosci logicznej „1" po kazdej chwili, w której sygnal jest otrzymany na wejsciu 42, jest polaczony przez wzmacniacz 45 z pierw¬ szym zaciskiem zasilajacym silnika 2, którego dru¬ gi zacisk jest polaczony z ziemia. Wzmacniacz 45 zawiera obwód tlumiony przez srodki, których stopniowe sygnaly logiczne istniejace na wejsciu sa przetwarzane na sygnaly wyjsciowe, które zwiekszaja sie stopniowo zabezpieczajac przed gwaltownymi zmianami pradu dostarczanego do silnika 2. .Za pomoca magnesu 9 (fig. 1) silnik steruje wy- 9 752 4 lacznikiem elektrycznym 47, którego pierwszy za^ cisk jest polaczony z ziemia, a drugi zacisk jest polaczony przez obwód monostabilny 48 z drugim wejsciem 49 elementu logicznego 43. Sygnal istnie- 8 jacy na tym wejsciu daje ponownie wartosc lo¬ giczna „0"„ na wyjsciu elementu logicznego 43 wówczas, gdy ten ostatni ma wartosc logiczna „1".Dzialanie obrotomierza wedlug wynalazku jest nastepujace. Zaklada sie najpierw ze wal, którego predkosc katowa ma byc mierzona, znajduje sie w spoczynku, a wtedy generator impulsów 40 nie emituje zadnego sygnalu na jego wyjsciu. W wy¬ niku, wyjscie elementu logicznego 43 ma wartosc logiczna „0" a w wyniku silnik 2 nie jest zasila- ny i pozostaje w spoczynku, oraz podobnie inte¬ grator 13 i wskazówka 28 organu ruchomego 25 sa równiez nieruchome.Gdy wal skojarzony z generatorem impulsów 40 zaczyna obracac sie, na wyjsciu generatora powstanie ciag impulsów majacych czestotliwosc proporcjonalna do predkosci katowej obracajacego sie walu. Te impulsy doprowadzane przez uniwi¬ brator 41 do wejscia 42 elementu logicznego 43, daja na wyjsciu tego elementu logicznego wartosc 26 logiczna „1", a to powoduje, ze silnik 2 jest zasi¬ lany przez wzmacniacz 45. Wal 7 silnika zaczyna obracac sie i powoduje, ze wylacznik 47 skoja¬ rzony z magnetoelektrycznym przetwornikiem 32 jest zamykany za posrednictwem jednego z biegu- nów magnesu 9.Ze wzgledu na konstrukcje magnesu 9, wylacz¬ nik 47 zamyka sie po kazdym obrocie walu 7 o kat 180°, a przy kazdym jego zamknieciu wejscie uni- wibratora 48 jest krótko zwarte z ziemia. Wyjscie 55 tego ostatniego doprowadza impuls do wejscia 49 elementu logicznego 43, który daje ponownie na wyjsciu wartosc logiczna „0" i przez to przerywa zasilanie silnika 2. Ten silnik wykonuje zawsze niewielki obrót spowodowany jego bezwladnoscia 40 przed zatrzymaniem.Jednakze poniewaz wal skojarzony z generato¬ rem impulsów 40, obraca sie, nowy impuls prawie natychmiast zasila wejscie 42 elementu logicznego 43 przez uniwibrator 41 a przez to, ze wyjscie 45 elementu logicznego 43 wraca do wartosci logicz¬ nej „1", silnik elektryczny 2 jest znowu zasilany • i cykl podobny do cyklu powyzej opisanego powta¬ rza sie.W szczególnosci podczas trwania cyklu, miedzy 50 dwoma kolejnymi uruchomieniami silnika 2, sto¬ sunek istnienia zasilania do braku zasilania silnika jest znacznie wiekszy niz ten stosunek, który byl¬ by wówczas, gdy impulsy doprowadzane do wejscia 42 elementu logicznego 43 mialyby czestotliwosc. 55 wieksza niz czestotliwosc doprowadzana do wejscia 49 elementu logicznego 43.W tych warunkach silnik 2 zwieksza swoja pred¬ kosc obrotowa az do osiagniecia stanu równowagi, w którym zasilanie pradem sluzy jedynie do po- 60 konania tarcia powstajacego w wyniku obrotu wa- / lu silnika, a jego wal 7 obraca sie z ta sama pred¬ koscia co wal skojarzony z generatorem impulsów 40.W wyniku tego calkowita liczba obrotów i pred- * kosc katowa kontrolowanego walu sa wskazywane 119 752 odpowiednio przez integrator 13 napedzany przez wal 7 za posrednictwem lacznika 14, i przez wska¬ zówke 28 ruchomego elementu 25, który jest uru¬ chamiany przez zmiany pola magnetycznego indu¬ kowane przez magnes 9 w tarczy 29.Jesli ta ostatnia predkosc zmienia sie w stosun¬ ku do jej wielkosci nominalnej, prowadzi to do zmiany stosunku istnienia zasilania do braku za¬ silania silnika 2, a w wyniku do zmiany predkosci obrotqwej silnika 2 do nowej zadanej wartosci.Podczas tych zmian predkosci i podczas urucho¬ mienia silnika 2, prad zasilajacy jest doprowadza¬ ny do tego ostatniego stopniowo w wyniku dziala¬ nia elementu logicznego umieszczonego we wzmac¬ niaczu 45, w celu zabezpieczenia silnika przed naglymi i niepozadanymi zmianami w zasilaniu.Po zbadaniu zalet niniejszego wynalazku wynika, ze postawione cele zostaly osiagnietei Latwosc wykorzystania stalego magnesu 7 do wskazywania predkosci katowej za pomoca rucho¬ mego elementu 25, i do wytwarzania sygnalu ste¬ rujacego silnikiem 2 za posrednictwem mechanicz¬ no-elektrycznego przetwornika 32, umozliwia utwo-v rzenie z róznych skladników bardzo zwartego ze¬ spolu obrotomierza 1 zmniejszajac jego -gabaryty do minimum.Jednakze pod wzgledem mechanicznym, obroto¬ mierz wedlug wynalazku rózni sie od obrotomie¬ rza sterowanego gietkim walkiem, jedynie przez dodanie silnika 2 oraz gniazda dla pomieszczenia przetwornika 32.Mozliwe jest wykorzystanie calej górnej czesci zawierajacej integrator 13, lacznik 14, ruchomy element 25 i slimak 8 z magnesem 9 do zbudowa¬ nia zarówno tradycyjnego obrotomierza sterowa¬ nego gietkim walkiem, jak równiez obrotomierza sterowanego elektrycznie, przy czym do tego ostat¬ niego nalezy tylko dodac silnik elektryczny i ma- gnetoelektryczny przetwornik znanego typu, w celu spelnienia warunków mechanicznych.Chociaz obrotomierz wedlug wynalazku zostal opisany szczególowo do zastosowania w pojezdzie, moZ£ byc on korzystnie zastosowany do okreslania kazdej predkosci obrotowej i do zliczania calko¬ witej liczby obrotów dowolnego walu. Ponadto, poniewaz polaczenie kontrolowanego walu i obro¬ tomierza jest dokonane jedynie za pomoca, prze¬ wodów elektrycznych, obrotomierz 1 moze byc umieszczony w dowolnej odleglosci od walu, któ¬ rego predkosc katowa jest mierzona.Wówczas, gdy ta korzystna cecha, która jest powszechnie znana w stosowanych urzadzeniach, jest skojarzona z prosta i zwarta konstrukcja obro-" tomierza 1, umozliwia to otrzymanie zespolu na¬ dajacego sie do stosowania korzystnie tam, gdzie jest konieczna kontrola predkosci obrotowych kil¬ ku walów z jednego centralnego miejsca, w któ¬ rym moze byc umieszczona tablica rozdzielcza o bardzo malych wymiarach.Ponadto mozna wprowadzic rózne ulepszenia do niniejszego wynalazku, które nie wychodza poza jego zakres.Na przyklad liczba biegunów magnesu 9 nie jest ograniczona, a w szczególnosci magnes moze miec cztery bieguny, które zmniejszalyby drgania wska¬ zówki 28 przy niewielkiej predkosci obrotowej walu 7 odpowiadajacej malej predkosci uzytecznej po¬ jazdu.Ponadto magnetoelektryczny przetwornik 32 mo- ze byc utworzony przez magneto-rezystor, cewke, przelacznik zblizeniowy, próbnik czuly na efekt Halla, lub inne urzadzenie czule na obecnosc pola magnetycznego, na przyklad obwód drgajacy, w którym obecnosc lub nieobecnosc drgan zalezy od io wstepnie okseslonej wielkosci pola magnetycznego.Zastrzezenia patentowe 1. Obrotomierz do mierzenia predkosci katowej walu, zawierajacy pierwszy i drugi generator im¬ pulsów skojarzony odpowiednio z pierwszym i dru¬ gim walem, sterowany za pomoca ukladu regula¬ cyjnego, napedzany elektrycznym silnikiem pradu stalego, którego wal jest sprzezony z drugim wa- lem, oraz wskaznik predkosci zawierajacy srodki czule na zmiany pola magnetycznego, znamienny tym, ze drugi generator impulsów (48) zawiera magnetoelektryczny przetwornik (32), a staly ma¬ gnes (9) jest osadzony na drugim wale (7), i jest sprzezony z magnetoelektrycznym przetwornikiem (32) lub ze srodkami wskaznika predkosci czulymi na zmiany pola magnetycznego. 2. Obrotomierz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze magnetoelektryczny przetwornik (32) jest utwo- rzony przez sterowany magnetycznie elektryczny styk, lub element czuly na efekt Halla, lub magne- to-rezystor, lub przelacznik zblizeniowy, lub uklad drgajacy, w którym obecnosc lub nieobecnosc drgan zalezy od wstepnie okreslonej wielkosci pola ma- gnetycznego. 3. Obrotomierz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, •ze uklad regulacji zawiera element logiczny (43) majacy wejscia (42 i 49) polaczone odpowiednio z wyjsciami pierwszego (41) i drugiego (48) gene- 40 ,xatorar impulsów, przy czym na wyjsciu elementu logicznego (43) znajduje sie ciagly sygnal elektry¬ czny do zasilania silnika (2) wówczas, gdy otrzy¬ muje on impuls na pierwszym wejsciu (42), nato¬ miast na jego wyjsciu sygnal jest anulowany wów- 45 czas, gdy impuls otrzymuje on na drugim wejsciu (49). 4. Obrotomierz wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze element logiczny (43) zawiera bistabilny prze- rzutnik. 50 5. Obrotomierz wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze pierwszy generator impulsów utworzony przez uniwibrator (41) jest umieszczony miedzy wyjsciem generatora impulsów (40) i wejsciem (42) elementu logicznego (43). 55 6. Obrotomierz wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze wyjscie elementu logicznego (43) jest polaczone z silnikiem elektrycznym (2) za posrednictwem wzmacniacza (45). 7. Obrotomierz wedlug zastrz. 6, znamienny tym, 60 ze wzmacniacz (45) zawiera elektryczny obwód tlumiacy, w celu zabezpieczania przed nagla zmia¬ na wielkosci pradu dostarczanego do silnika elek¬ trycznego (2). 8. Obrotomierz' wedlug zastrz. 1, znamienny tym, 65 ze wal (7) silnika (2), jest sprzezony obrotowo za119 752 7 8 posrednictwem lacznika (14) zawierajacego co naj- mietujacym liczbe obrotów wykonanych przez wal mniej jedna przekladnie slimak-kolo zebate sru- (7) silnika (2). bowe, z integratorem (13) wskazujacym i zapa- Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 106/83 Cena 100 zl PL PL PL

Claims (8)

1.Zastrzezenia patentowe 1. Obrotomierz do mierzenia predkosci katowej 15 walu, zawierajacy pierwszy i drugi generator im¬ pulsów skojarzony odpowiednio z pierwszym i dru¬ gim walem, sterowany za pomoca ukladu regula¬ cyjnego, napedzany elektrycznym silnikiem pradu stalego, którego wal jest sprzezony z drugim wa- 20 lem, oraz wskaznik predkosci zawierajacy srodki czule na zmiany pola magnetycznego, znamienny tym, ze drugi generator impulsów (48) zawiera magnetoelektryczny przetwornik (32), a staly ma¬ gnes (9) jest osadzony na drugim wale (7), i jest 25 sprzezony z magnetoelektrycznym przetwornikiem (32) lub ze srodkami wskaznika predkosci czulymi na zmiany pola magnetycznego.

2. Obrotomierz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze magnetoelektryczny przetwornik (32) jest utwo- 30 rzony przez sterowany magnetycznie elektryczny styk, lub element czuly na efekt Halla, lub magne- to-rezystor, lub przelacznik zblizeniowy, lub uklad drgajacy, w którym obecnosc lub nieobecnosc drgan zalezy od wstepnie okreslonej wielkosci pola ma- 35 gnetycznego.

3. Obrotomierz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, •ze uklad regulacji zawiera element logiczny (43) majacy wejscia (42 i 49) polaczone odpowiednio z wyjsciami pierwszego (41) i drugiego (48) gene- 40 ,xatorar impulsów, przy czym na wyjsciu elementu logicznego (43) znajduje sie ciagly sygnal elektry¬ czny do zasilania silnika (2) wówczas, gdy otrzy¬ muje on impuls na pierwszym wejsciu (42), nato¬ miast na jego wyjsciu sygnal jest anulowany wów- 45 czas, gdy impuls otrzymuje on na drugim wejsciu (49).

4. Obrotomierz wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze element logiczny (43) zawiera bistabilny prze- rzutnik. 505.

5.Obrotomierz wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze pierwszy generator impulsów utworzony przez uniwibrator (41) jest umieszczony miedzy wyjsciem generatora impulsów (40) i wejsciem (42) elementu logicznego (43). 556.

6.Obrotomierz wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze wyjscie elementu logicznego (43) jest polaczone z silnikiem elektrycznym (2) za posrednictwem wzmacniacza (45).

7. Obrotomierz wedlug zastrz. 6, znamienny tym, 60 ze wzmacniacz (45) zawiera elektryczny obwód tlumiacy, w celu zabezpieczania przed nagla zmia¬ na wielkosci pradu dostarczanego do silnika elek¬ trycznego (2).

8. Obrotomierz' wedlug zastrz. 1, znamienny tym, 65 ze wal (7) silnika (2), jest sprzezony obrotowo za119 752 7 8 posrednictwem lacznika (14) zawierajacego co naj- mietujacym liczbe obrotów wykonanych przez wal mniej jedna przekladnie slimak-kolo zebate sru- (7) silnika (2). bowe, z integratorem (13) wskazujacym i zapa- Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 106/83 Cena 100 zl PL PL PL