RU2535763C1 - Electric impulse de-icing device - Google Patents

Electric impulse de-icing device Download PDF

Info

Publication number
RU2535763C1
RU2535763C1 RU2013124523/11A RU2013124523A RU2535763C1 RU 2535763 C1 RU2535763 C1 RU 2535763C1 RU 2013124523/11 A RU2013124523/11 A RU 2013124523/11A RU 2013124523 A RU2013124523 A RU 2013124523A RU 2535763 C1 RU2535763 C1 RU 2535763C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
clock generator
pulse
icing
thyristors
output
Prior art date
Application number
RU2013124523/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013124523A (en
Inventor
Александр Михайлович Китаев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр"
Priority to RU2013124523/11A priority Critical patent/RU2535763C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2535763C1 publication Critical patent/RU2535763C1/en
Publication of RU2013124523A publication Critical patent/RU2013124523A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: electric impulse de-icing device is related to impulse devices and may be used for mechanic de-icing of metal coating of vehicles such as planes, helicopters, aerofoil boats and vessels. It comprises electromagnetic induction coils, a control pulse distributer and an ice detector. The electromagnetic induction coils are coupled through thyristors in parallel to a storage capacitor connected to a charger. The control pulse distributer comprises in-series clock generator, a pulse counter and a decoder. The clock generator is frequency controlled; it includes the master clock, a three-digit binary counter, a multiplexor, and three comparators. The decoder outputs are connected through pulse amplifiers to control electrodes of the thyristors. The ice detector output is coupled to the controlled input of the clock generator. The device ensures partial load modes of force impact during pulse treatment of the de-iced coating.
EFFECT: reducing probability of coatings damage, reducing consumed power of the device and increasing its service life.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к противообледенительным импульсным устройствам и может быть использовано для механического удаления льда с металлических обшивок транспортных средств, таких как самолеты, вертолеты, экранопланы и суда.The invention relates to anti-icing impulse devices and can be used for mechanical removal of ice from metal skins of vehicles, such as aircraft, helicopters, ekranoplanes and ships.

Известно противообледенительное устройство (Патент RU 2112708, МПК B64D 15/16, 10.06.1998), содержащее зарядный элемент, накопительный конденсатор, катушки, тиристоры, блок управления и формирователь импульсов напряжения.Known anti-icing device (Patent RU 2112708, IPC B64D 15/16, 06/10/1998) containing a charging element, a storage capacitor, coils, thyristors, a control unit and a voltage pulse shaper.

Недостаток устройства заключается в том, что независимо от степени обледенения обшивки устройство создает импульсы силового воздействия неизменной максимальной величины. При этом в обшивке возникает остаточная деформация, что, с одной стороны, приводит к ее повреждению, а с другой - к снижению эффективности противообледенительного устройства.The disadvantage of this device is that regardless of the degree of icing of the casing, the device creates impulses of power action of an unchanged maximum value. In this case, residual deformation occurs in the casing, which, on the one hand, leads to its damage, and on the other hand, to a decrease in the efficiency of the anti-icing device.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является электроимпульсное устройство для удаления льда с крыльев самолета (Патент US 5129598, МПК B64D 15/00, В64D 15/16, 14.07.1992), содержащее индукторы, расположенные внутри крыльев вблизи от металлической обшивки, зарядное устройство с накопительным конденсатором, к которому через тиристоры параллельно подключены индукторы, и блок распределения управляющих тиристорами импульсов.Closest to the proposed device is an electric pulse device for removing ice from the wings of an airplane (Patent US 5129598, IPC B64D 15/00, B64D 15/16, 07/14/1992), containing inductors located inside the wings near the metal skin, a battery charger with storage a capacitor, to which inductors are connected in parallel through the thyristors, and a distribution block of pulses controlling the thyristors.

Недостаток устройства также состоит в том, что амплитуда импульсов силового воздействия на обшивку крыльев не меняется в зависимости от степени их обледенения и во многих случаях является избыточной. Это приводит к повреждению обшивки, увеличению зазоров между индукторами и обшивкой и, как следствие, снижению эффективности устройства.The disadvantage of the device also lies in the fact that the amplitude of the pulses of force on the wing skin does not change depending on the degree of icing and in many cases is excessive. This leads to damage to the casing, an increase in the gaps between the inductors and the casing, and, as a result, a decrease in the efficiency of the device.

Предлагаемое устройство позволяет менять амплитуду импульсов силового воздействия на очищаемую ото льда поверхность в зависимости от степени ее обледенения, обеспечивая щадящий режим работы.The proposed device allows you to change the amplitude of the pulses of force on the surface cleaned from ice, depending on the degree of icing, providing a sparing mode of operation.

На фиг.1 представлена функциональная схема электроимпульсного противообледенительного устройства, а на фиг.2 - временные диаграммы напряжения на накопительном конденсаторе - uс и импульсов разрядного тока - iразр в различных режимах работы устройства.Figure 1 presents a functional diagram of an electric pulse anti-icing device, and figure 2 is a timing diagram of the voltage across the storage capacitor - u s and discharge current pulses - i bit in various modes of operation of the device.

Устройство содержит укрепленные вблизи металлической обшивки 1 электромагнитные индукторы 2, подключенные через тиристоры 3 параллельно накопительному конденсатору 4, соединенному с зарядным устройством 5, и распределитель управляющих импульсов, включающий в себя последовательно соединенные тактовый генератор 6, счетчик 7 импульсов и дешифратор 8. Выходы дешифратора 8 через импульсные усилители 9 подключены к управляющим электродам тиристоров 3. Устройство снабжено датчиком 10 обледенения очищаемой поверхности 1, а тактовый генератор 6 выполнен управляемым по частоте, причем выход датчика 10 подключен к управляющему входу 11 генератора 6.The device comprises electromagnetic inductors 2 mounted near metal sheathing 1, connected through thyristors 3 in parallel with a storage capacitor 4 connected to a charging device 5, and a control pulse distributor including a clock generator 6 connected in series, a pulse counter 7, and a decoder 8. The outputs of the decoder 8 through pulse amplifiers 9 are connected to the control electrodes of the thyristors 3. The device is equipped with a sensor 10 icing of the cleaned surface 1, and the clock generator 6 olnen controlled frequency, wherein the output of the sensor 10 is connected to the control input of oscillator 11 June.

Генератор 6 содержит задающий генератор 12, соединенный с входом трехразрядного двоичного счетчика 13, выходы которого подключены к информационным входам мультиплексора 14, с выходом которого связан выход 15 генератора 6, и три компаратора 16, 17, 18. Общий вход компараторов 16, 17, 18 соединен с входом 11 генератора 6, а выходы - с адресными входами мультиплексора 14. Неиспользуемые информационные входы мультиплексора 14 подключены к земле (на фиг.1 не показаны).The generator 6 contains a master generator 12 connected to the input of a three-digit binary counter 13, the outputs of which are connected to the information inputs of the multiplexer 14, the output of which is connected to the output 15 of the generator 6, and three comparators 16, 17, 18. The common input of the comparators 16, 17, 18 connected to the input 11 of the generator 6, and the outputs to the address inputs of the multiplexer 14. The unused information inputs of the multiplexer 14 are connected to ground (not shown in figure 1).

Электроимпульсное противообледенительное устройство работает следующим образом.Electro-pulse anti-icing device operates as follows.

С образованием льда на металлической обшивке 1 оператор включает противообледенительное устройство. При этом зарядное устройство 5 начинает заряжать конденсатор 4, а на выходе датчика 10 появляется напряжение, величина которого пропорциональна толщине льда. Одновременно с этим начинает работать генератор 12, запускающий счетчик 13, на первом (верхнем) выходе которого частота импульсов будет в два раза выше, чем на втором (среднем), и в четыре раза выше, чем на третьем (нижнем) выходе. При малой толщине льда напряжение, поступающее от датчика 10 на вход 11 генератора 6, мало и в нем из трех компараторов 16, 17, 18 срабатывает только компаратор 16. В результате на выходах компараторов 16, 17, 18 образуется кодовая комбинация 100, переводящая мультиплексор 14 в состояние, при котором на его выход проходят импульсы, поступающие на его вход «01» с первого выхода счетчика 13, то есть импульсы с наибольшей частотой. Период следования импульсов выбран равным четверти времени полного заряда конденсатора 4 (3T/4=0,75Т). Под действием этих импульсов заполняется счетчик 7, управляющий дешифратором 8, который поочередно с указанной частотой открывает тиристоры 3, разряжающие конденсатор 4 на индукторы 2, удаляющие с обшивки 1 лед. В этом режиме конденсатор 4 успевает зарядиться до величины, составляющей примерно половину от максимального значения напряжения конденсатора при неограниченном времени его заряда. Амплитуда импульса тока разряда также равна половине от максимальной амплитуды. Таким образом, обработка обшивки при малой толщине льда осуществляется маломощными импульсами силового воздействия, но при высокой частоте их следования. Соответствующие этому случаю диаграммы приведены на фиг.2в).With the formation of ice on the metal casing 1, the operator includes an anti-icing device. In this case, the charger 5 starts charging the capacitor 4, and a voltage appears at the output of the sensor 10, the magnitude of which is proportional to the thickness of the ice. At the same time, a generator 12 starts operating, starting the counter 13, at the first (upper) output of which the pulse frequency will be two times higher than at the second (average), and four times higher than at the third (lower) output. With a small thickness of ice, the voltage supplied from the sensor 10 to the input 11 of the generator 6 is small and only the comparator 16 is triggered from the three comparators 16, 17, 18. As a result, a code combination 100 is generated at the outputs of the comparators 16, 17, 18, which translates the multiplexer 14 to a state in which pulses arriving at its output pass to its input “01” from the first output of counter 13, that is, pulses with the highest frequency. The pulse repetition period is chosen equal to a quarter of the time of the full charge of the capacitor 4 (3T / 4 = 0.75T). Under the influence of these pulses, the counter 7 is controlled, which controls the decoder 8, which, at a specified frequency, opens the thyristors 3, discharging the capacitor 4 to the inductors 2, removing ice from the casing 1. In this mode, the capacitor 4 manages to charge up to a value of approximately half the maximum value of the voltage of the capacitor with unlimited time of its charge. The amplitude of the discharge current pulse is also equal to half of the maximum amplitude. Thus, the treatment of the casing with a small thickness of ice is carried out by low-power pulses of force, but at a high repetition rate. The diagrams corresponding to this case are shown in FIG. 2c).

При увеличении толщины льда на обшивке 1 увеличивается выходное напряжение датчика 10. В дополнение к компаратору 16 срабатывает компаратор 17 и к адресным входам мультиплексора 14 прикладывается кодовая комбинация 110, переводящая мультиплексор 14 в состояние, при котором на его выход проходят импульсы, поступающие на его вход «03» со второго выхода счетчика 13. В этом случае период следования импульсов будет равен половине времени полного заряда конденсатора 4 (3Т/2=1,5Т). За это время конденсатор 4 будет успевать заряжаться до величины примерно равной 77% от возможного максимального значения. Амплитуда импульса разрядного тока также составит эту величину от максимально возможной. В результате обработка обшивки будет осуществляться более мощными импульсами силового воздействия, но с частотой в два раза ниже предыдущего случая. На фиг.2б) приведены соответствующие диаграммы.With an increase in the thickness of ice on the casing 1, the output voltage of the sensor 10 increases. In addition to the comparator 16, the comparator 17 is activated and a code combination 110 is applied to the address inputs of the multiplexer 14, which transfers the multiplexer 14 to a state in which pulses transmitted to its input pass to its output "03" from the second output of the counter 13. In this case, the pulse repetition period will be equal to half the time of the full charge of the capacitor 4 (3T / 2 = 1.5T). During this time, the capacitor 4 will have time to charge up to a value approximately equal to 77% of the possible maximum value. The amplitude of the discharge current pulse will also be this value from the maximum possible. As a result, the processing of the skin will be carried out by more powerful pulses of force, but with a frequency two times lower than the previous case. On figb) shows the corresponding diagrams.

При дальнейшем увеличении толщины льда в дополнение к компараторам 16, 17 срабатывает компаратор 18, к адресным входам мультиплексора 14 прикладывается комбинация 111 и на его выход проходят импульсы с третьего выхода счетчика 13. Период их следования равен времени полного заряда конденсатора 4 (3Т). За это время конденсатор 4 будет заряжаться до своего максимального значения, а при его разряде сформируется импульс тока с максимальной амплитудой. При этом обшивка будет подвергаться воздействию наиболее мощных импульсов силы, но частота их следования будет минимальна. Временные диаграммы для этого режима показаны на фиг.2а).With a further increase in the ice thickness, in addition to the comparators 16, 17, the comparator 18 is activated, a combination of 111 is applied to the address inputs of the multiplexer 14 and pulses from the third output of the counter 13 pass to its output. Their repetition period is equal to the time of the full charge of the capacitor 4 (3T). During this time, the capacitor 4 will be charged to its maximum value, and when it is discharged, a current pulse with a maximum amplitude will be formed. In this case, the casing will be exposed to the most powerful force pulses, but their repetition rate will be minimal. Timing diagrams for this mode are shown in figa).

Генератор 6 может быть также выполнен с помощью широко распространенных преобразователей напряжения в частоту, однако, в данном случае они обладают некоторой избыточностью, усложняющей их применение.The generator 6 can also be performed using widespread voltage to frequency converters, however, in this case they have some redundancy, complicating their use.

Для получения других соотношений между периодами следования тактовых импульсов и величинами импульсов силовых воздействий в различных режимах работы устройства могут быть применены более сложные схемы счетчика 13 и мультиплексора 14.To obtain other ratios between the periods of repetition of clock pulses and the magnitude of the pulses of power actions in various modes of operation of the device can be applied to more complex circuits of the counter 13 and the multiplexer 14.

При отсутствии датчика 10 режим работы устройства можно задавать и с помощью дополнительно введенного переключателя, подающего на адресные входы мультиплексора 14 соответствующие кодовые комбинации.In the absence of the sensor 10, the operation mode of the device can also be set using an additionally entered switch that feeds the corresponding code combinations to the address inputs of the multiplexer 14.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает щадящие режимы обработки импульсами силового воздействия очищаемой ото льда обшивки. Режим работы устройства определяется степенью обледенения объекта. В результате снижается вероятность повреждения обшивки, повышается эффективность действия противообледенительного устройства, увеличивается срок его службы и уменьшается потребляемая мощность.Thus, the proposed device provides gentle modes of processing by pulses of the force impact of the skin being cleaned from ice. The operation mode of the device is determined by the degree of icing of the object. As a result, the likelihood of damage to the casing is reduced, the efficiency of the anti-icing device is increased, its service life is increased and the power consumption is reduced.

Claims (2)

1. Электроимпульсное противообледенительное устройство, содержащее укрепленные вблизи металлической обшивки электромагнитные индукторы, подключенные через тиристоры параллельно накопительному конденсатору, соединенному с зарядным устройством, и распределитель управляющих импульсов, включающий в себя последовательно соединенные тактовый генератор, счетчик импульсов и дешифратор, выходы которого через импульсные усилители подключены к управляющим электродам тиристоров, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком обледенения очищаемой поверхности, а тактовый генератор выполнен управляемым по частоте, причем выход датчика обледенения подключен к управляющему входу тактового генератора.1. Electropulse de-icing device containing electromagnetic inductors mounted near metal sheathing, connected through thyristors in parallel to a storage capacitor connected to a charging device, and a control pulse distributor including a clock generator, a pulse counter and a decoder connected in series, the outputs of which are connected via pulse amplifiers to the control electrodes of the thyristors, characterized in that it is equipped with a sensor for icing cleaning surface, and the clock generator is made controlled by frequency, and the output of the icing sensor is connected to the control input of the clock generator. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что управляемый по частоте тактовый генератор содержит задающий генератор, соединенный с входом трехразрядного двоичного счетчика, выходы которого подключены к информационным входам мультиплексора, с выходом которого связан выход тактового генератора, и три компаратора, общий вход которых соединен с управляющим входом тактового генератора, а выходы - с адресными входами мультиплексора. 2. The device according to claim 1, characterized in that the frequency-controlled clock generator includes a master oscillator connected to the input of a three-digit binary counter, the outputs of which are connected to the information inputs of the multiplexer, the output of which is connected to the output of the clock generator, and three comparators, a common input which is connected to the control input of the clock generator, and the outputs are with the address inputs of the multiplexer.
RU2013124523/11A 2013-05-28 2013-05-28 Electric impulse de-icing device RU2535763C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013124523/11A RU2535763C1 (en) 2013-05-28 2013-05-28 Electric impulse de-icing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013124523/11A RU2535763C1 (en) 2013-05-28 2013-05-28 Electric impulse de-icing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2535763C1 true RU2535763C1 (en) 2014-12-20
RU2013124523A RU2013124523A (en) 2014-12-20

Family

ID=53278046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013124523/11A RU2535763C1 (en) 2013-05-28 2013-05-28 Electric impulse de-icing device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2535763C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2671069C1 (en) * 2017-12-18 2018-10-29 Публичное акционерное общество (ПАО) "Туполев" Method for preventing acing of aircraft wings with the use of laser anti-icing system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5129598A (en) * 1989-12-22 1992-07-14 B. F. Goodrich Co. Attachable electro-impulse de-icer
RU2112708C1 (en) * 1997-07-14 1998-06-10 Йелстаун Корпорейшн Н.В. Anti-icing device
RU2126763C1 (en) * 1995-03-17 1999-02-27 Попов Владимир Александрович Gear for deformation of structure and medium that surrounds it
RU2329182C1 (en) * 2006-10-05 2008-07-20 Открытое акционерное общество "Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина" System of protection of object surface from ice formation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5129598A (en) * 1989-12-22 1992-07-14 B. F. Goodrich Co. Attachable electro-impulse de-icer
RU2126763C1 (en) * 1995-03-17 1999-02-27 Попов Владимир Александрович Gear for deformation of structure and medium that surrounds it
RU2112708C1 (en) * 1997-07-14 1998-06-10 Йелстаун Корпорейшн Н.В. Anti-icing device
RU2329182C1 (en) * 2006-10-05 2008-07-20 Открытое акционерное общество "Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина" System of protection of object surface from ice formation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2671069C1 (en) * 2017-12-18 2018-10-29 Публичное акционерное общество (ПАО) "Туполев" Method for preventing acing of aircraft wings with the use of laser anti-icing system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013124523A (en) 2014-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3672610A (en) Electric system of a device for deicing the surface of thin-walled structures
RU2525056C2 (en) Method and device to control electric system for supply of capacity/electric current into sockets for aircraft passengers
EP2740191B1 (en) Device for supplying an aircraft on the ground with electricity
RU2535763C1 (en) Electric impulse de-icing device
CN105119476A (en) X capacitor discharge control circuit used in switching power supply
US20200109926A1 (en) Methods and Apparatus for a Conducted Electrical Weapon with Power Saving Responsive to Inactivity
US20150246403A1 (en) Power supply device for wire electric discharge machining
US20180171874A1 (en) Turbine engine rapid reactivation method and system
WO2008096284B1 (en) A method for processing data pertaining to an activity of partial electrical discharges
TW200610446A (en) Flashlamp drive circuit
WO2015008039A1 (en) Electrical conversion
CN110720166A (en) Conversion to battery charge by multi-level voltage
EP3543143B1 (en) Emergency power system with energy storage device
CN110979706A (en) Dual-voltage helicopter power supply system
RU2558408C2 (en) Electric impulse de-icing device
KR102251779B1 (en) Ess linked power supply control system for ship
RU2534102C1 (en) Electric impulse de-icing device
Balathandayuthapani et al. Study on converter topologies for capacitive pulse forming network and energy storage units in electric ship
CN111049229A (en) Electronic equipment, charging control method and device and power management chip
CN103973091A (en) Circuit device with frequency converter soft start circuit and energy consumption brake circuit
CN104925261A (en) Unmanned aerial vehicle engine with power generation function
CN106505698B (en) Power supply method and power supply device
RU2561166C2 (en) Electric impulse de-icing device
CN204103608U (en) A kind of capacitor fast charging circuit
CN106364345B (en) The harmless fast charge method of electric powered motor battery