SU1005259A1

SU1005259A1 - Device for stabilizing frequency of ac generator driven by internal combustion engine

Info

Publication number: SU1005259A1
Application number: SU792849559A
Authority: SU
Inventors: Владимир Борисович Имерели; Виктор Тимофеевич Молотов; Владимир Павлович Степаненко; Яков Ильич Марчевский
Original assignee: Предприятие П/Я В-2085; Киевский Автомобильно-Дорожный Институт Им.60-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date: 1979-12-07
Filing date: 1979-12-07
Publication date: 1983-03-15

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к системам автоматической стабилизации частоты генератора переменного тока с приводом от двигател внутреннего сгорани The invention relates to electrical engineering, namely to systems for automatic stabilization of the frequency of an alternator with the drive from an internal combustion engine.

Известно устройство стабилизации частоты генератора переменного тока, состо щее из частотоизмерительной схекы, блока рассогласовани , усилителей мощности и исполнительного электромагнитного регул тора. Это устройство осуществл ет стабилизацию частоты генератора переменного тока при помэщи магнитюлх усилителей , управл емых сигналами рассогласовани , вырабатываем:О 4И балансным частотным даюкриминатором. Выход магнитных усилителей соединен с электромагнитным регул тором,упргшл ющим карбюратором двигател внутреннего сгорани , причем вал двигател соединен с валом ротора генератора переменного тока- Х.A device for stabilizing the frequency of an alternating current generator is known, which consists of a frequency-measuring circuit, an error block, power amplifiers, and an executive electromagnetic controller. This device performs the stabilization of the frequency of the alternator with the help of magnetically amplifiers controlled by the error signals, we produce: О 4А with a balanced frequency detector. The output of the magnetic amplifiers is connected to an electromagnetic regulator, which carburetor controls the internal combustion engine, and the engine shaft is connected to the rotor shaft of the alternator — X.

Недостатками этого устройства вл ютс сложность устройства, использование в нем сложных и дорохдасто -, щих магнитных усилителей,большое потребление электроэнергии управл ющие. ми элементсшм, большгш величина эо ,ны нечувствительности устройства iThe disadvantages of this device are the complexity of the device, the use of complex and expensive magnetic amplifiers, the large power consumption of the controllers. mi elementsshm, most of the magnitude of the EO, our insensitivity device i

также большое врем установлени стабильного режима системы после воз-т действи на нее кратковременных воз- . мущений.also a long time to establish a stable mode of the system after it has been affected by short-term impacts. mucheniy.

Известно также устройство дл стабилизации частоты генератора переменного тока с приводом от двигател внутреннего сгорани , содержащее частоточувствитель .ный эл1емент, фаэочув10 ствительный усилитель, импульсные выходные устройства и исполнительный электродвигатель 2}.It is also known a device for stabilizing the frequency of an alternator with a drive from an internal combustion engine, comprising a frequency sensitive sensor, a phage sensor, pulse output devices, and an electric motor 2}.

Однако в этом устройстве чувствительный элемент выполнен в виде мос15 та с резонансным контуром в одном ; плече. Недостатком такой схема вл етс то, что на выход моста приходит сигнал помехи, обусловленный высшими гармоническими.составл ющими входного However, in this device, the sensitive element is designed as a motor with a resonant circuit in one; shoulder. The disadvantage of such a circuit is that the signal of the interfering signal due to higher harmonic components of the input signal arrives at the bridge output.

20 напр жени . Это приводит к снижению точности регулировани частоты.20 voltages This leads to a decrease in frequency control accuracy.

Наиболее близким tio технической сущности к изобретению вл етс устройство дл стабилизации частоты ге25 нератора переменного тока, содвржгицвв частоточувствительный элемент с четырехплечим мостом, дифференцирующей цепочкой и мультивибратором, причем в одну диагональ моста включен дрос30 :ель, а в другую через диоды - входы. усилителей, выполн ющих и функции блоков рассогласовани , и выходы мультивибратора, вход которого чере дифференцирующую цепочку и диод под ключен к плечу моста, образов аи резистором. Устройство также содержит исполнительный элемент регул то ра подачи топлива 3. Однако это устройство достаточно сложно и имеет болытюе врем переход ных процессов после воздействи крат ковременных возмущений. Целью изобретени вл етс упрощение устройства, а также уменьшение времени переходных процессов при кратковременных возмущени х. . Указанна цель достигаетс тем, что в устройству, содержащем частотоизмерительную схему, выход которой св зан с входом блока рассогласовани , и усилители мощности, входы которых подключены к выходу блока рассогласовани , а выходы - к исполнительным элементам подачи топлива, частотоизмерительна схема состоит из .ключевого транзисторного фазового детектора и фазовращател , причем коллектор транзистора ключевого фазо вого детектора подключен к зажиму дл подключени на напр жение генератора , база этого транзистора соеди нена с выходом фазовращател , вход которого подключен к зажиму дл подключени на напр жение генератора а блок рассогласовани выполнен в ви де управл емого мультивибратора с переменной скважностью выходных импульсов . Кроме того, с целью устранени автоколебаний устройство снабжено па раллельной RС-цепью, включенной между выходом частотоизмерительной схег/и и входом блока рассогласовани . I На фиг.1 изображена функциональна схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - временные диаграммы, по-. сн ющие его работу. Устройство состоит из фазовращате л 1, соединённого со входом ключево 1ГО фазового детектора 2, причем выхо генератора переменного тока через со гласующий резистор соединен с коллек TopcjM транзистора ключевого фазового детектора 2. Выход генератора соединен также с входом фазовращател 1. Выход ключевого фазового детектора 2 соединен е входом усилител посто нного тока 3, выход которого соединен через параллельную RC-цепь 4 со входом блока . рассогласовани 5. Выход блока рассогласовани 5 соединен со входом усилител тока управлени 6, выход которого соединен со входом ключевого усилител мощности 7. Выход ключе вого усилител мощности 7 соединен с электромагнитным исполнительным элементом управлени 8 подачи топлива . Выход ключевого усилител мощности 7 дополнительно соединен со входом ключевого усилител мощности 9, выход которого соединен с электромагнитным исполнительным элементом управлени 10 подачи топлива. Работа-устройства. На вход фазовращател 1 (точка А) поступает синусоидальный сигнал с выхода генератора переменного тока. В фазовращателе 1 этот сигнал разворачиваетс по фазе на 90(в отставание ) и поступает на базу транзистора ключевого фазового детектора 2 точка Б). Питание коллекторной цепи ключевого фазового детектора 2 осуществл етс также сигналом генератора, но с фазой О . При этом на выходе ключевого фазового детектора 2 (точки В и Г) вырабатываетс посто нное напр жение , пол рность и амплитуда которого .завис т от величины отклонени частоты генератора от номинальной, на которую настроен фазовращатель 1. Посто нное напр жение с выхода ключеврго фазового детектора 2 через усилитель посто нного тока 3 и пара/лельную RC-цепь 4 поступает на вход блока рассогласовани 5 (точка Д), Если частота генератора равна номинальной , то блок рассогласовани , работающий в этом случае в режиме симметричного мультивибратора, вырабатывает дваразнопол рных сигнала одинаковой длительности. Эти сигналы, поступают через усилитель тока управлени б (точка Е) на вход ключевого усилител мощности 7 (точка Ж). Электромагнитный исполнительный элемент управлени 8 (точка И) срабатывает только при подаче на вход усилител мощн.ости 7 сигнала одной пол рности, выработанного блоком рассогласовани 5. Когда же блок рассогласовани вырабатывает сигнал другой пол рности, то срабатывает электромагнитный исполнительный элемент управлени 10, получа ток от ключевогр усилител мощности 9 .(точка К). Так как двигатель внутреннего сгорани обладает б ольщой инерционностью при изменении количества оборотов в минуту по сравнению с частотой еледовани сигналов управлени от устройства стабилизации частоты генерат.ора пере-; менногхэ тОка,то непрерывно чередующиес сигналы управлени на повышение и понижение оборотов двигател внутреннего сгорани поддерживают эти обороты в заданных пределах. При отклонении оборотов двигател от номинальных также изменитс и частота генератора переменного Тока. Блок рассогласовани 5 в этом случае ачинает работать в режиме несимметичного мультивибратора с пропорциональным изменением скважности выходных сигналов. Это в свою .очередь, вызывает преобладающую отработку одного из электромагнитных элементов управлени и, следовательно, изменение оборотов двигател внутреннего сгорани в нужном направлении.The closest tio technical entity to the invention is a device for stabilizing the frequency of an alternating current generator, comprising a frequency sensitive element with a four-arm bridge, a differentiating chain and a multivibrator, the drog30: spruce being connected to one diagonal of the bridge, and the inputs through the other through diodes. amplifiers that perform both the function of the mismatch units and the outputs of the multivibrator, whose input is through a differentiating chain and a diode connected to the bridge arm, is formed by a resistor. The device also contains an actuating element for the fuel supply control regulator 3. However, this device is quite complex and has a large transient time after exposure to short-term perturbations. The aim of the invention is to simplify the device, as well as to reduce the time of transients for short-term disturbances. . This goal is achieved by the fact that in a device containing a frequency-measuring circuit, the output of which is connected to the input of the error block, and power amplifiers, the inputs of which are connected to the output of the error block, and the outputs are connected to the executive elements of the fuel supply, the frequency-measuring circuit consists of a switching transistor phase detector and phase shifter, and the collector of the transistor key phase detector is connected to the terminal for connecting to the generator voltage, the base of this transistor is connected to the output A phase shifter, the input of which is connected to a terminal for connecting a generator to a voltage, and the error block is made in the form of a controlled multivibrator with a variable duty cycle of the output pulses. In addition, in order to eliminate self-oscillations, the device is equipped with a parallel RC circuit connected between the output of the frequency-measuring circuit / and and the input of the error unit. I Figure 1 shows the functional diagram of the device, figure 2 - timing diagrams, p. removing his work. The device consists of a phase converter l 1 connected to the input of the key 1GO phase detector 2, and the output of the alternator through a matching resistor is connected to the TopcjM collection of the transistor 2 of the key phase detector 2. The output of the key phase detector 2 is connected It is an input to a DC amplifier 3, the output of which is connected via a parallel RC circuit 4 to the input of the unit. the error 5. The output of the error block 5 is connected to the input of the control current amplifier 6, the output of which is connected to the input of the key power amplifier 7. The output of the key power amplifier 7 is connected to the electromagnetic actuating element 8 of the fuel supply control. The output of the key power amplifier 7 is additionally connected to the input of the key power amplifier 9, the output of which is connected to the electromagnetic actuating element 10 of the fuel supply control. Work-device. The input phase shifter 1 (point A) receives a sinusoidal signal from the output of the alternator. In the phase shifter 1, this signal is turned out in phase by 90 (out of time) and arrives at the base of the transistor of the key phase detector 2 (point B). The power of the collector circuit of the key phase detector 2 is also provided by a generator signal, but with a phase O. In this case, a constant voltage is generated at the output of the key phase detector 2 (points C and D), the polarity and amplitude of which depends on the magnitude of the generator frequency deviation from the nominal value for which the phase shifter 1 is set. detector 2 through the DC amplifier 3 and the pair / room RC circuit 4 is fed to the input of the error block 5 (point D). If the generator frequency is equal to the nominal frequency, then the error block operating in this case in the symmetric multivibrator mode It generates signal dvaraznopol molecular weight of equal duration. These signals are fed through the control current amplifier b (point E) to the input of the key power amplifier 7 (point G). Electromagnetic actuator control 8 (point I) is triggered only when a power signal 7 of one polarity generated by the error block 5 is applied to the input of the amplifier. When the error block generates a signal of the other polarity, the electromagnetic actuating element 10 is activated, receiving a current from key power amplifier 9. (point K). Since the internal combustion engine has greater inertia when changing the number of revolutions per minute as compared with the frequency of control signals from the generator of the frequency of the generator. mennoghe, the continuously alternating control signals for increasing and decreasing the revolutions of the internal combustion engine maintain these revolutions within the prescribed limits. If the engine speed deviates from the nominal, the frequency of the alternator also changes. The error block 5 in this case starts operating in an asymmetrical multivibrator mode with a proportional change in the duty cycle of the output signals. This, in turn, causes the predominant testing of one of the electromagnetic control elements and, consequently, the change in revolutions of the internal combustion engine in the right direction.

Устройство значительно првьшает точность стабилизации частоты генератора переменного тока, устран ет возможность по влеви автоколебаний в системе управлени ,, позвол ет уменьшить величину зоны нечувстви тельности системы управлени . Устройство по предлагаемой схеме значительно проще в конструктивном исполнении ..The device significantly improves the accuracy of the frequency stabilization of the alternator, eliminates the possibility of a self-oscillation in the control system, by reducing the value of the dead band of the control system. The device according to the proposed scheme is much simpler in design ..

Claims

1. An apparatus for stabilizing an alternator-frequency driven by an internal combustion engine, comprising a frequency-measuring circuit, the output of which is connected to the input of the error block, and a power amplifier, whose inputs are connected to the output of the error block, and the outputs to the executive elements of the fuel supply, about tl and ch yu e e so that, with the purpose

simplifying the device li reducing the transient time for short-term disturbances, the frequency-measuring circuit consists of a key transistor phase detector and a phase shifter, and the collector of the transistor of the key phase detector is connected to a clamp for connecting to the generator voltage, the base of this transistor is connected to the output of the phase shifter connected to the terminal for connecting the generator to the voltage, and the error block is designed as a controlled multivibrator with a variable sk Azhinov vyhodshah pulses.

2, The device according to claim 1, that is, so that, in order to eliminate self-oscillations, it is equipped with a parallel KS circuit connected between the output of the frequency-measuring pxei and the input of the error block

Sources of information taken into account in the examination

1. Author's certificate of the USSR 262229, cl. H 02 R 7/34, 1967.

2. Authors certificate of USSR 9 237232, cl. H 02 R 9/04, 1966.

,

3. USSR author's certificate 525218, cl. H 02 R 9/04, 1974.

4J

f