SE431915B - Grensverdesignaleringsanordning for vexelsignaler och anvendning derav - Google Patents

Description

_ i fsamasrv-v riktade spänningen består av oglättade enkelpulser och att med komparatorns utgång ett första vippsteg är förbundet, som vid växling från den första till den andra potentialen omedelbart övergår från ett första till ett andra vipptillstånd och vid växling från den andra till den första potentialen återgår till det första tillståndet efter en första fördröjningstid, som åt- minstone i huvudsak är lika med tidsavståndet mellan efter varand- ra följande enkelpulser.

Om amplituden hos den första enkelpulsen vid denna anord- ning överstiger referensspänningen, reagerar ej enbart kompara- torn utan även det första vippsteget. Om enkelpulsens amplitud omedelbart därefter åter underskrider referensspänningen, kvar- står emellertid vippsteget i sitt andra vipptillstånd intill slu- tet av den första fördröjningstiden. Om återkommande pulser med alltför stor amplitud uppträder, återkommer fördröjningstiden ständigt, vilket innebär, att det andra vipptillstândet bibehålles, tills fenkelpulsernas amplitud åter avtagit. Härigenom uppnås ej enbart omedelbar reaktion utan även stabil drift. Det är därför tillräckligt, om den första fördröjningstiden vid envägslikrikt- ning i huvudsak är lika med varaktigheten av en period. Härigenom sker även återställningen med mindre fördröjning. En ännu korta- re fördröjningstid av ca en halv period är tillräcklig vid två- vägslikriktning, som under alla förhållanden kräver något mera komplicerad koppling. i För bildande av den första fördröjningstiden är det ända- målsenligt att mellan komparatorn och vippsteget inkoppla en RC-krets, vars motstånd är shuntat av en diod. När kondensator- strömmen flyter genom motståndet, erhålles önskad fördröjnings- p tid. I den motsatta riktningen är motståndet kortslutet av dio- den, så att kondensatorn praktiskt taget omedelbart antar spän- ningen vid komparatorns utgång.

Det är visserligen av intresse, att signaleringsanord- ningen reagerar omedelbart, men ofta är det önskvärt att säker- ställa, att en meddelandesignal ej avges redan vid uppträdande av en enstaka störpuls. Detta uppnås därigenom, att efter det första vippsteget ett andra vippsteg är inkopplat, som följer det första stegets övergång från det första till det andra till- ståndet efter en andra fördröjningstid, som är längre än den första fördröjningstiden. På detta sätt kan störsignaler, vilkas 7 868647- 7 \N varaktighet är mindre än skillnaden mellan de båda fördröj- ningstiderna, ej åstadkomma utlösning av meddelandesignalen.

Ej heller den andra fördröjningstiden bör vara alltför lång utan högst vara lika med i huvudsak varaktigheten av två perioder.

På detta sätt kan uppnås, att hänsyn till störpulser med längden en period med säkerhet ej tages. Eftersom störpulser emellertid i regel har avsevärt kortare längd, är det i praktiken tillräck- ligt att välja den andra fördröjningstiden endast något längre än varaktigheten av en period. För bildande av den andra för- dröjningstiden kan en RC-krets vara inkopplad mellan det första och det andra vippsteget. Denna krets aktrar i det ena vipptill- ståndet den andra fördröjningstiden och i det andra vipptillstån- det en tredje fördröjningstid, som förhindrar alltför tidigt av- brott av meddelandesignalen till följd av en störpuls.

Referensingången är med fördel via ett första delnings- motstånd förbunden med en inställbar spänning och via ett andras delningsmotstånd och en medelst vipptillståndet hos ett tredje vippsteg styrd elektronisk strömställare med nollpotential. Det- ta leder till hysteresformig ändring av gränsvärdet. så att fort- löpande omställning undgås, när växelsignalens amplitud sänger något omkring gränsvärdet.

Vid en särskilt lämplig utföringsform avger komparatorn i det första vipptillståndet en l-signal, och i det andra vipp- tillståndet en O-signal, varvid det första vippsteget är en NAND- -grind, vars ena ingång är direkt förbunden med komparatorutgången och vars andra ingång via en parallellkoppling av ett motstånd och en diod är förbunden med samma utgång och via en kondensator med nollpotential, och det andra vippsteget är en NAND-grind, vars ena ingång är förbunden med ettpotential och vars andra in- gång via ett motstånd är förbunden med det första vippstegets ut- gång och via en kondensator med nollpotential, medan det tredje vippsteget är en NÅND-grind, vars båda ingångar är förbundna med utgången på det andra vippsteget och den elektroniska strömställa- ren är en transistor, vars bas via ett motstånd är förbunden med utgången på det tredje vippsteget, och meddelandesignalen är ut- tagbar från utgången på det andra och/eller det tredje vippsteget.

Det extra tredje vippsteget säkerställer, att strömställaren slu- ter och bryter på rätt sätt och att den binära meddelandesignalen valfritt även kan uttagas i inverterad form. ' 4 I ifdfiâšiïß? 4, rst är särskilt ändamålsenligt, när meaaeisnassignsisn vid användning av en växelströmsmatad kompressor överstyr dess regleringssígnal. Växelströmmen kan eventuellt efter transforma- ring omedelbart efter likriktningen i form av enkelpulser till- föras sígnalingången på komparatorn. Om överström uppträder, bil- das omedelbart eller senast efter helt få. perioder en meddelande- signal, som styr kompressorns kapacitetsregulator in i området för lägre kapacitet. Härigenom avlastas kompressorn och motor- strömmen avtar. Så snart över-strömmen eliminerats på detta sätt, bortfaller meddelandesignalen och kapacitetsregulatorn fortsät- ter att arbeta normalt. På ingångssidan kan sekundärlindningen på en strömtransformator pâ. ena sidan vara förbunden med noll- potential och på den andra sidan via ett längsmotstånd med kom- paratorns signalingång, varvid ett tvämotstånd är inkopplat före längsmotståndet och en tvärdiod efter detsamma. Hotstånden be- gränsar de uppträdande strömmar-na och dioden tjänar till likrikt- ning. Enligt en särskilt lämplig utföringsform omfattarikapaci- tetsregulatorn ett ställelement, som i beroende av reglerings- avvikelser ärinställbart medelst ett uppåt-omkopplingssteg och ett nedåt-omkopplingssteg, varvid meddelandesignalen oberoende av regleringsavvikelserna aktiverar nedât-omkopplingssteget och avaktiverar uppât-omkopplingssteget. Även om meddelandesignalen endast föreligger i binär form, kan överströmmen på detta sätt med önskad säkerhet snabbt reduceras.

Uppfinningen beskrivas närmare nedan i exempelform med ledning* av åtfljande ritning där fig. l visar kopplingsschemat för signaleringsanordningen enligt uppfinningen, fig. 2 i form av ett diagram den hysteresartade ändringen av gränsvärdet, fig. 5 :förloppet för spänningar på olika ställen i kopplingen och fis; 4 en kompressor för en kylanläggning med kapacitetsregula- tor, som kan påverkas av anordningen enligt uppfinningen. i Vid den i fig. l visade gränsvärdesignaleringsanordningen övervakas en motorström IM, som flyter genom primärlindningen på en transformator Tr, genom vars sekundärlindning sekundärströmmen IS flyter. Sekundärlindningen är i sin ena ände förbunden med en ledning 10 med nollpotential och i sin andra ände via ett längs- motstånd Bl med den inverterande ingången eller signalingången på en komparator ICl. Före längsmotståndet befinner sig ett tvär- motstånd H2 med jämförelsevis lågt motstândsvärde, t.ex. 5 ohmJ 7aos647- 7 och efter detsamma en tvärdiod Dl. Sekundärströmmen IS alstrar över tvärmotståndet R2 en växelspänning VM, vars negativa del bringas till overksamhet medelst dioden Dl och motståndet Bl.

Härvid är motståndet Rl valt på sådant sätt, att inströmmen under den negativa halvvågen fortfarande befinner sig inom det säkra området. Till följd härav uppträder i huvudsak enbart de positiva halvvågorna såsom enkelpulser Vè vid signalingången på komparatorn IGl. Den icke-inverterande ingången eller referens- ingången på komparatorn ICl är å ena sidan via ett motstånd RB förbunden med uttaget på en potentiometer P, medelst vilken en gränsvärdespänning VG är inställbar, och å andra sidan via ett motstånd R4 och kollektor-emitter-sträckan i en transistor S med nollpotentialen på ledningen 10. Till följd härav uppkommer i beroende av transistorns S omknpplingstillstànd två inspänningar VE, nämligen VEI = VG och v=mv EâkšïïåïïG Utspänningen VC från komparatorn ICl har i det första vipp- tillståndet, då nämligen toppvärdet av spänningen VM är mindre än inspänningen VE, ettpotential och nollpotential i det andra vipp- tillståndet, när toppvärdet överskrider inspänningen VE.

Efter komparatorn ICl är ett första vippsteg IC2 i form av en NAND-grind inkopplat, vars första ingång är direkt förbun» den med komparatorns utgång, medan dess andra ingång via en parallellkoppling av ett motstånd R5 och en diod D2 är förbunden med komparatorns utgång och via en kondensatorn Cl med ledningen 10. Så länge VG = l, är kondensatorn Cl uppladdad till ettpoten- tial, så att båda ingångarna på vippsteget IC2 har hög potential och utspänningen Vol = 0. Om VC = O, urladdas kondensatorn Cl praktiskt taget omedelbart via dioden D2, så att V61 = l. Om spän- ningen Vc stiger till 1, måste kondensatorn Gl så småningom upp- laddas via motståndet R5, tills NÅND-grindens positiva tröskel- spänning överskrides. Detta leder till en första fördröjningstid tl. Först då återgår Vbl till O.

Efter det första vippsteget följer ett andra vippsteg IC5 åter i form av en NAND-grind, vars ena ingång är förbunden med .I 'i fafiesiv--v 6 ledningen ll för l-potential och vars andra ingång via ett mot- stånd 116 är förbunden med utgången på vippsteget IC2 och via en kondensator G2 med ledningen 10 för nollpotential. När därför Vol =p O, uppträder vid utgången spänningen V02 = l. Om nu Vol ökar till le, uppladdas kondensatorn G2 så småningom via motstån- det H6; Efter en förutbestämd andra fördröjnzingstid t2 överskri- des vippstegets ICB positiva tröskelvärde ooh övergår först då V02 till O. Om nu V61 återgår till O, -urladdas kondensatorn G2 via motståndet H6. Efter en förutbestämd fördröjningstid 1:5 un- derskrides det negativa tröskelvärdet och först då blir utsigna- len V02 = l. i i s i Efter det andra vippsteget följer ett tredje vippsteg 104 í-form av en HAND-grind, som uteslutande tjänstgör såsom inver- terare. Dess utsignal V05 är därmed en i förhållande till sig- nalen V02 inverterad signal. Vid signalen V02 tjänstgör O-sig- ' nalen och vid signalen V05 l-signalen såsom meddelandesignal för överström. j Basen i transistorn S är via ett basmotstånd R? förbunden med utgången på vippsteget 104. När över-ström blivit fastställd, är transistorn S ständigt ledande och reduceras därmed inspän- ningen VE till komparatorn. Detta framgår av fig. 2, där toppvär- det av mätspänningen VM visas som funktion av utspänningen V05 från vippsteget 104. Komparatorn reagerar, när mätspänningen VM överskrider ingångsvärdet VEl. Omêdelbart därefter blir V05 = l och blir transistorn S ledande. Detta leder till reducering av inspänningen till VEZ, vilket innebär, att mätspänningens VM amplitud måste underskrida detta reducerade värde, innan V05 åter kan bli lika med O.

Kopplingens verlmingssätt framgår av fig. 5. På rad l 'visas mätspänningen VM och enkelpulserna VS som funktion av tiden t. Vid tidpunkten a överskrider spänningen den såsom re- ferensspänning tjänstgörande inspänningen VEl. Vid denna tid- punkt övergår utspänningen VG från komparatorn från l till O.

Samtidigt övergår utspänningen V01 från det första vippsteget IC2 till l. Vid tidpunkten b underskrider VM värdet VEl och blir VG åter lika med l. Vippsteget IC2 kan emellertid till följd av RC-kretsen RS, Gl ej omedelbart återställas utan först efter en fördröjningstid tl, såvida VG så länge kvarstått i l-tillstândet. Så emellertid ej fallet, eftersom värdet VEL 7 72113647- 7 ånyo överskrides vid tidpunkten c, så att VC = O. Kondensatorn Cl urladdas därför åter omedelbart och fördröjningstiden tl påbörjas på nytt vid tidpunkten d. Spänningen Vbl återgår till O, först sedan den verksamma inspänningen sista gånger under- skridits, i detta fall inspänningen VE2, dvs. vid tidpunkten e och fördröjt med fördröjningstiden tl, dvs. vid tidpunkten f.

Man inser utan vidare, att detta arrangemang fungerar, när för- dröjningstiden tl åtminstone i huvudsak är lika med varaktigheten av perioden T. Även om l-signalen i utspänningen Vól redan kan användas såsom meddelandesignal för överström, är vippsteget IC5 samord- nat med RC-kretsen R6, G2 för att eliminera störpulser, så att spänningens V62 övergång från l till O först sker med fördröj- ningstiden tg senare än tidpunkten a, dvs. vid tidpunkten g. Om man förutsätter, att komparatorns reaktion mellan tidpunkterna a och b ej sker till följd av någon överström utan till följd av en enskild störpuls, skulle spänningen Vol redan vid tidpunk- ten h, dvs. med tiden tl senare än b, återgå till O. Eftersom kondensatorn G2 ej uppladdas ytterligare, kan ej heller vipp- steget IC5 reagera, så att dess utspänning V62 behåller sitt 1- -värde. Någon meddelandesignal angående överström avges ej. Man finner, att samtliga enskilda störpulser undertryckes på detta sätt, vilkas varaktighet är mindre än tg - tl.

Om emellertid återkommande enkelpulser uppträder, bibe- håller spänningen V61 även l-värde och övergår efter fördröj- ningstiden ta spänningen Vba till O och spänningen V65 till 1.

Detta senare medför, att referensinspänningen VEI reduceras till VÉ2. Detta tillstånd kvarstår, tills utspänningen V61 från vippsteget IC2 vid tidpunkten f återgår till O. Efter fördröj- ningstiden tå, dvs. vid tidpunkten i, antar även spänningen V02 åter l-värdet och spänningen VÖ5 O-värdet. Härigenom bringas även åter den ursprungliga referensspänningen VEl till verksam- het.

Eftersom störpulser överlagras på mätspänningen VM, kan ej enbart de positiva störpulserna simulera ett överskridande av gränsvärdet utan även negativa störpulser ett underskridande av gränsvärdet. Dessa negativa störpulser bringas på liknande sätt overksamhet genom fördröjningstiderna tl och tå, på samma sätt som beskrivits med hänsyn till de positiva störpulserna L 7f8ï~=E¥f8=647 ~ 7 s samband med fördröjningstiden ta. Denna undertryclming av stör- pulser är särskilt viktig, när mätspänningens amplitud befinner sig inom området mellan YEE och VEl, eftersom överlagringen av tämligen små störpulser skulle vara tillräcklig för att överskri- da nämnda värden nedåt eller uppåt.

' Pig. 4 åskådliggör särskilt lämplig användning av signale- rlngsanordningen. En motor 12, som strömmatas via en huvudström- ställare 15 och ledningar 14, driver en skruvkompressor 15, som suger kylmedium från en förångare 16 och transporterar detta via en tryckledning 17 till en kondensor, från vilken kylmediet ef- ter dess övergång till vätskeform åter kan ledas till förångaren via ett strypställe. Längs skruven 18 i kompressorn 5 är en slid 19 rörlig, som vid förskjutning åt höger förkortar kompressorns 15 verksamma längd och därmed reducerar transporteffekten. Sli- den 19 förskjutes medelst en servomotor 20, som är manövrerbar genom öppning av en ventil 21 åt höger (kapacitet nedåt) och ge- nom öppning av en ventil 22 (kapacitet uppåt). Båda ventilerna bringas att öppna medelst ett nedåt-omkopplingselement 25 och ett uppåt-omkopplingselement 24, som styres från en signalgivare 25.

En motförångaren 16 anliggande temperaturgivare 26 ger tempera- turens ärvärde och en inställningsanordning 2? det önskade bör- värdet för temperaturen. Båda värdena jämföras i en blandare 28, så att regleringsavvikelsen tillföres signalgivaren 25 via sig- nalledningen 29. Såsom anges schematiskt vid signalgivaren, akti- veras, när regleringsavvikelsen överstiger ett förutbestämt po- sitivt värde, det ena omkopplingselementet och det andra omkopp- lingselementet, när regleringsavvikelsen underskrider ett förut- bestämt negativt värde. Kompressorns 15 kapacitet inställes där- för på sådant sätt, att förångaren 16 uppnår önskad temperatur.

Av signaleringsanordningen är transfomatorn Tr, poten- tiometern P, komparatorn ICl och de i ett block 50 kombinerade övriga kopplingsbeståndsdelarna enbart schematiskt visade. Ut- spänningen V05, som omedelbart efter överströmmens uppträdande antar hög potential, tillföras nedåt-omkopplingselementet 25, som aktiveras oberoende av signalgivaren 25 och bringar ventilen 21 att öppna. Samtidigt tillföras uppàt-omkopplingselementet 24 O-signalen i utspänningen V02 för att under alla förhållanden avaktivera detta element. Till följd härav förskjutes sliden 19 åt höger och reduceras kompressorns 15 transporteffekt. Härigenom 9 7sase47-7 sjunker även belastningen på. motorn 12 och därmed motorströmmen IM. Så snart överströmmen är eliminerad på detta sätt, arbetar kapacitetsregulatorn åter i beroende av signalgivaren 25.

Såsom framgår av hänvísningsbeteclmingarna för kompara- torn och de tre vippstegen, kan dessa delar utföras såsom inte- grerade kretsar.

Claims (2)

1. 7808647-7 10 Patentkrav '1. Gränsvärdesignaleringsanordning för växelsignaler med en komparator, vars signalingång är tillförbar en växelsignal såsom likriktad spänning och vars referensingång är tillförbar en gränsvärdebestämmande referenslikspänning och vars utgång vid överskridande av gränsvärdet för bildande av en meddelandesignal övergår från en första till en andra potential och återgår vid underskridande av gränsvärdet, k ä n n e t e c k n a d av att den likriktade spänningen (VS) består av oglättade enkelpulser och att med komparatorns (IC1) utgång ett första vippsteg (IC2) är förbundet,smn\dd växlhrïfrån den första till den andra potentia- len omedelbart övergår från ett första till ett andra vipptill- stånd och vid växling från den andra till den första potentialen återgår till det första tillståndet efter en första fördröjnings- tid (t1), som åtminstone i huvudsak år lika med tidsavståndet (T) mellan efter varandra följande enkelpulser (VS).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att fördröjningstiden (t1) vid envägslikriktning i huvudsak är lika med varaktigheten av en period (T). '3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att för bildande av fördröjningstiden (t1) mellan kom- paratorn (IC1) och vippsteget (IC2) en RC-krets (R5, C1) är in- kopplad, vars motstånd (R5) år shnmat av en diod (D2). 4. Anordning enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k - n a d av att efter det första vippsteget (IC2) ett andra vipp- steg (IC3) är inkopplat, som följer det första stegets övergång från det första till det andra tillståndet efter en andra för- dröjningstid (t2), som är längre än den första fördröjningstiden (e). n 5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att den andra fördröjningstíden (t2) högst i huvudsak är lika med varaktigheten av två perioder. 6. Anordning enligt krav 4 eller 5, k ä n n-e t e c k - n a d av att för bildande av den andra fördröjningstiden (tz) en RC-krets (R6, C2) är inkopplad mellan det första (IC2) och det andra vippsteget (IC3). 780864-7-'7 11 77 Anordning enligt något av krav 1 - 6, k ä n n e t e c k - n a d av att referensingângen via ett första delningsmotstånd (R3) är förbunden med en inställbar spänning (VG) och via ett andra delningsmotstånd (R4) och en i beroende av vipptillståndet hos ett tredje vippsteg (IC4) styrd elektronisk strömställare (S) med nollpotential. 8. Anordning enligt krav 7, k ä n n e_t e c k n a d av att komparatorn (IC1) i det första vipptillstândet avger en 1- -signal och i det andra vipptillståndet en O-signal, att det första vippsteget är en NAND-grind (IC2), vars ena ingång är direkt förbunden med komparatorutgången och vars andra ingång via en parallellkoppling av ett motstånd (R5) och en diod (D2) är förbunden med samma utgång och via en kondensator (C1) med nollpotential, att det andra vippsteget är en NAND-grind (IC3), vars ena ingång är förbunden med ettpotential och vars andra in- gång via ett motstånd (R6) är förbunden med det första vippste- gets utgång och via en kondensator (C2) med nollpotential, att det tredje vippsteget är en NAND-grind (IC4), vars båda ingångar är förbundna med utgången på det andra vippsteget, att den elektro- niska strömställaren (S) är en transistor, vars bas via ett mot- stånd (R7) är förbunden med utgången på det tredje vippsteget, och att meddelandesignalen är uttagbar från utgången på det andra och/eller det tredje vippsteget. 9. Användning av en anordning enligt något av krav 1 - 8 vid en växelströmmatad kompressor (15) för en kylanläggning med kapacitetsregnlator, k ä n n e t e c k n a d av att meddelande- signalen överstyr kompressorns regleringssignal, att en ström- transformators- (Tr) sekundärlindning på ena sidan är förbunden med nollpotential och på andra sidan via ett längsmotstând (R1) med komparatorns (IC1) signalingång och att ett tvärmotstånd (R2) är inkopplat före längsmotstândet och en tvärdiod (D1) efter det- samma och att kapacitetsregulatorn omfattar ett ställelement (19), som i beroende av regleringsavvikelser är inställbart medelst ett uppåt-omkopplingssteg (24) och ett nedåt-omkopplingssteg (23), och att meddelandesignalen oberoende av regleringsavvikelserna akti- verar nedåt-omkopplingssteget och avaktiverar uppåt-omkopplings- steget.