PL56988B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 20.111.1969 56988 KI. 42 d, 3/01 MKP UKD GOld Wt Twórca wynalazku: mgr inz. Jerzy Grzejszczak Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Rejestrator kierunku i predkosci wiatru Przedmiotem zgloszenia jest rejestrator kierunku i predkosci wiatru.Istnieje bardzo duzo rozwiazan przyrzadów tego przeznaczenia. Jedne z nich stosunkowo proste daja pomiary orientacyjne np. azymut jest podawany jako jeden z osmiu mozliwych wskazan (dokladnosc wskazan kierunku z samej konstrukcji nie moze byc wieksza niz + 22,5°) inne, dokladne sa oparte na wysokiej technice wykonawstwa i specjalnych rozwiazaniach konstrukcyjnych czujników i reje¬ stratorów, a nawet tasmy do rejestacji.Wiekszosc tych przyrzadów wykorzystuje spec¬ jalne- uklady przelaczajace (kolektorowe) i poten¬ cjometryczne wybierajace azymut z zalozona do¬ kladnoscia. Pomiar predkosci wiatru jest zwykle realizowany pradniczka tachometryczna pradu sta¬ lego (komutatorem) badz indukcyjna z magnesem trwalym.Zarówno jedno jak i drugie rozwiazanie wymaga dosc silnej turbinki obracajacej, aby przy zalozo¬ nej czulosci, która jest najmniejsza rejestrowana predkosc wiatru pokonac opory tarcia szczotek lub momentu magnetycznego spowodowanego obraca¬ niem magnesu trwalego miedzy jawnymi biegunami statora. Prócz tego wszystkie uklady stykowe i po- tencjometryczne stosunkowo szybko zuzywaja sie, Wymagaja czestej konserwacji, badz dla pewniejsze¬ go dzialania wysokiej jakosci materialów i wyko¬ nawstwa. 10 15 25 30 2 W wypadku zastosowania pradniczki pradu sta¬ lego i ukladów potencjometrycznych dla zachowa¬ nia dokladnosci pomiaru konieczna jest stabiliza¬ cja napiecia zasilania oraz dobieranie opornosci linii przesylowej miedzy czujnikiem i rejestrato¬ rem.Wynalazek stawia sobie za cel stworzenie reje¬ stratora kierunku i predkosci wiatru nie posiada¬ jacego wad znanych rejestratorów, który przy sto¬ sunkowo malo precyzyjnej technice wykonania poz¬ wala osiagnac duze dokladnosci pomiaru i duza pewnosc dzialania, niezaleznosc wyniku pomiaru od dlugosci linii przesylowej oraz wahan napiecia za¬ silajacego.Cel ten osiagnieto przez zastosowanie w torze azymutu jako czujnika kierunku wiatru selsyna obracanego sterem, polaczonego w ukladzie trans¬ formatorowym z selsynem odbiorczym, którego wyj¬ scie steruje sygnalem bledu silnik asynchroniczny, wykonawczy napedzajacy poprzez przekladnie me¬ chaniczne os selsyna odbiorczego zgodnie ze zmia¬ nami polozenia czujnika kierunku wiatru, przy czym krzywka zamocowana na osi selsyna odbior¬ czego obracajac sie uruchamia uklad dzwigni, który zmienia kat jej obrotu na przesuw liniowy pisaka, a w torze predkosci chwilowej, dwufazowego tacho- generatora ze zwartym wirnikiem, napedzanego tur¬ binka, polaczonego w ukladzie róznicowym z trans¬ formatorem obrotowym generujacym napiecie od¬ niesienia. 56988I .... 3 Róznica napiec w postaci sygnalu bledu jest po wzmocnieniu podawana na silnik wykonawczy, któ¬ ry napedza poprzez przekladnie [mechaniczna os transformatora obrotowego, ustawiajac transforma¬ tor obrotowy proporcjonalnie do predkosci obroto¬ wej turbinki. Krzywka zamocowana na osi trans¬ formatora obrotowego uruchamia uklad dzwigni z pisakiem wychylajacym sie od polozenia zerowego proporcjonalnie do predkosci wiatru.W torze predkosci sredniej impulsy wytwarzane vj&-silniku sa sumowane w ukladzie elektromecha¬ nicznym sterowanym w czasie przez uklad zegaro¬ wy napedu tasmy rejestratora.Rejestrator kierunku i predkosci wiatru uwidocz¬ niony w przykladzie wykonania na fig. 1 przedsta¬ wiajacej schemat blokowy urzadzenia i fig. 2 przed¬ stawiajacej uklad mechanizmu pisaka, sklada sie z transformatorowego selsyna azymutu 1, tachogene¬ ratora 2, ukladu impulsowego 3, steru 4, turbinki 5, czasosteru 6, transformatorowego selsyna odbiorcze¬ go 7, przekladni 8, silnika asynchronicznego 9, sel¬ syna trasformatorowego 10, przekladni 11, silnika asynchronicznego 12, wzmacniacza 13, zebatki 14, elektromagnesów 15, 16. Uklad czujników zamoco¬ wany na wiezy meteorologicznej jest polaczony ka¬ blem wielozylowym z rejestratorem umieszczonym w pomieszczeniu zamknietym.Transformatorowy selsyn azymutu 1 zorientowa¬ ny w terenie obracany sterem 4 przekazuje dane katowe do transformatorowego selsyna odbiorczego 7, który wytwarzajac sygnal bledu proporcjonalny do kata rozsynchronizowania osi selsynów (czuj¬ nika i odbiorczego) podaje go na uzwojenie steru¬ jace silnika wykonawczego 9. Zastosowanie silnika wykonawczego o duzym zapasie mocy pozwala na uzycie pisaków z wkladem dlugopisowym o duzych oporach tarcia o tasme. Silnik wykonawczy 9 po¬ przez przekladnie 8 obraca os selsyna odbiorczego 7 az do sprowadzenia sygnalu bletju do zera.Przekladnia/dzwigni 8 zapewnia calkowanie oscy¬ lacji steru 4!przy porywach wiatru. Na osi selsyna 7 zamocowana jest krzywka uruchamiajaca uklad dzwigni pisaka, przy czym ramiona dzwigni sa tak dobrane, ze obrotowy ruch selsyna 1 zostaje zamie¬ niony na liniowe wskazanie i zapis kierunku na tasmie w ten sposób, ze azymut od zera do 18j^ przesuwa pisak od lewego kranca tasmy do pra¬ wego. Przy wzroscie azymutu od 180° do 360° pi¬ sak wraca na lewa strone, przy czym specjalny znacznik z boku tasmy oznacza, ze jest to druga polowa obrotu. W ten sposób uzyskuje sie jednoznacznosc zapisu i rozciagniecie skali azymutu.Pomiar predkosci chwilowej wedlug wynalazku jest realizowany nastepujaco. Turbinka lopatkowa uruchamiana wiatrem obraca wirnik tachogenera- tora 2. Jedno uzwojenie jego stojana jest zasilane napieciem zmiennym '50 Hz. Podczas obrotu krótko- zwartego wirnika w uzwojeniu generujacym indu- , kuje sie napiecie proporcjonalne do predkosci ob¬ rotowej, lecz takze o czestotliwosci 50 Hz. Napiecie to jest przekazywane kablem do ukladu autokom- pensatora, gdzie jest porównywane z napieciem od¬ niesienia generowanym przez selsyn transformato¬ rowy 10 spelniajacy role transformatora obroto¬ wego. 56988 4 4 Napiecie to jest proporcjonalne do sinusa kata odchylenia osi transformatora obrotowego od polo¬ zenia; zerowego. Róznica napiec jako sygnal bledu stenie wzmacniacz 13 i jest po wzmocnieniu poda- 5 wana na uzwojenie sterujace silnika wykonawcze¬ go 12, który poprzez przekladnie 11 napedza os transformatora obrotowego 10 oraz przez krzywke i uklad dzwigni pisak predkosci chwilowej. Krzyw¬ ka i uklad dzwigni umozliwia liniowy zapis pred- 10 kosci, nawet w przypadku gdy charakterystyka na¬ piecia wyjsciowego tachogeneratora 2 w funkcji predkosci wiatru i charakterystyka napiecia wyjs¬ ciowego selsyna 10 w funkcji kata odchylenia sa nieliniowe w calym zakresie pomiarowym. 15 Poniewaz obciazenie tachogeneratora jest wyso- koomowe ojedynym momentem hamujacym sa opory tarcia lozysk wirnika. Te nieznaczne opory sa do¬ datkowo kompensowane momentem obrotowym wy¬ tworzonym w tachogeneratorze przez podanie na 20 uzwojenie generujace, malego pradu przesunietego w fazie o 90° w stosunku do pradu wzbudzenia.Dzieki temu czulosc statyczna pomiaru predkosci wiatru jest bardzo duza.Predkosc srednia jest mierzona w cyklu jedno¬ godzinnym za ostatnie dziesiec minut. Uklad czaso¬ steru 6 co godzina wlacza zasilanie na uklad im¬ pulsowy 3, który wytwarza impulsy o czestotliwo¬ sci proporcjonalnej do predkosci obrotowej turbin¬ ki 5, Impulsy te podawane na elektromagnes 16 sa sumowane na zebatce 14, która przesuwa dzwignie pisaka. Po dziesieciu minutach impulsy sa wylaczo¬ ne, a wskazanie predkosci sredniej wiatru utrzy¬ muje sie do chwili zadzialania elektromagnesu ka¬ sujacego 15. Tasma rejestratora przesuwana jest na walku 18 napedzanym silnikiem synchronicznym 17, który jednoczesnie napedza uklad czasosteru 6.W rejestratorce kierunku i predkosci wiatru we¬ dlug wynalazku tor azymutu i predkosci chwilowej pracuja w ukladach autokompensacyjnych, co za¬ pewnia duza dokladnosc pomiaru, niezaleznosc od 40 wahan napiecia zasilajacego. Uzycie asynchronicz¬ nych silników wykonawczych pozwala na zastoso¬ wanie pisaków i mechanizmów napedzajacych o du¬ zych stratach mocy, co eliminuje wykonawstwo specjalnych Wysokosprawnych ukladów piszacych. 45 Zastosowanie tachogeneratora z podmagnesowaniem pozwolilo uzyskac bardzo duza czulosc pomiarowa predkosci chwilowej. 50 PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe

1. Rejestrator kierunku i predkosci wiatru wypo¬ sazony w ster, turbinke, uklady przekladni, sil¬ niki wykonawcze, transformator obrotowy, 55 wzmacniacz znamienny tym, ze tor azymutu jest wyposazony w selsyn azymutu (1) polaczo¬ ny w ukladzie transformatorowym z selsynem odbiorczym (7), którego uzwojenie wyjsciowe jest polaczone z uzwojeniem sterujacym silnika asyn- 60 chronicznego wykonawczego (9), przy czym «s silnika (9) jest sprzezona mechnicznie przeklad¬ nia (8) z osia selsyna odbiorczego (7) wyposazo¬ na w krzywke z ukladem dzwigni zakonczonym pisakiem wycechowanym liniowo w wartosciach 65 kata azymutu.56988 Rejestrator kierunku i predkosci wiatru wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze tor predkosci chwilo¬ wej jest wyposazony w tachogenerator (2), które¬ go uzwojenie generujace jest polaczone antyfa- zowo z dodatkowym zródlem pradowym oraz jest polaczone z wyjsciem transformatora obrotowe¬ go (10) w ukladzie róznicowym, którego wyjscie jest polaczone przez wzmacniacz (13) z uzwóje- 6 niem sterujacym silnika asynchronicznego wy¬ konawczego (12) przy czym os silnika (12) jest sprzezona mechanicznie przekladnia (11) z osia transformatora obrotowego (10) wyposazona w krzywke z ukladem dzwigni zakonczonym pisa¬ kiem wycechowanym w wartosciach predkosci wiatru. r I Predkócó Predkoió srednio chuikwa Azymut llllilinililll Q©p Uklad czujników I IL fiejasfrs/tor Fig.tKI. 42 d, 3/01 56988 MKP G 01 d #9.2 ZG „Ruch" w-wa, zam. 1842-68 nakl. 220 egz. PL