SU1229419A1 - Термомеханический электропривод - Google Patents
Термомеханический электропривод Download PDFInfo
- Publication number
- SU1229419A1 SU1229419A1 SU843811789A SU3811789A SU1229419A1 SU 1229419 A1 SU1229419 A1 SU 1229419A1 SU 843811789 A SU843811789 A SU 843811789A SU 3811789 A SU3811789 A SU 3811789A SU 1229419 A1 SU1229419 A1 SU 1229419A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- trigger
- output
- control unit
- pulse
- Prior art date
Links
Landscapes
- Thermally Actuated Switches (AREA)
Description
О/
4: :0
Y
(Pm.f
2. Электропривод по п. 1, отличающийс тем, что блок управлени ключевым элементом содержит два формировател импульсов, J-K- триггер, последовательно соединенные первый элемент И, счетчик и депшфра- тор, а также генератор импульсов, второй и третий элементы И, элемент задержки, Т-триггер, формирователь синхроимпульсов, причем вход пуска блока управлени через один из форми рователей импульсов св зан с J-вхо- дом J-К-триггера, К-вход которого св зан с Т-входом Т-триггера, а также с выходами дешифратора и другого формировател импульсов, вход которого подключен к входу остановки блока управлени , выход J-К-триггера
Изобретение относитс к машиностроению , а именно к устройствам дл преобразовани тепловой энергии, получаемой при разогреве проводника электрическим током, в механическую энергию с про влением эффекта термо- меканической пам ти формы рабочего элемента, и,может быть использовано дл привода запорной трубопроводной арматуры, масл ных и воздушных электрических выключателей, разъединителей , а также других аппаратов, где имеютс жесткие ограничени по весу, габаритам и времени срабатывани , при наличии достаточно мощных источников питани .
Цель изобретени - повышение быстродействи , уменьшение габаритов и массы путем увеличени потребл емого тока при заданном напр жении источника питани без введени промежуточных трансформаторных источников питани .
На фиг. 1 изображена принщ1пиаль- на электрическа схема предлагаемого электропривода; на фиг. 2 - графи зависимости относительной деформации рабочего элемента от температуры при про влении эффекта термомеханической пам ти формы; на фиг, 3 - график зависимости напр жени и тока питани рабочего элемента, а также температуры последнего от времени; на
29419
подклкЛен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых св заны с выходами формировател синхроимпульсов и генератора импульсов соответственно, один из входов третьего элемента И подключен через элемент задержки к выходу генератора импульсов, синхровход которого св зан с выходом формировател синхроимпульсов, а другой вход третьего элемента И соединен с выходом Т-триггера, выходы второго и третьего элементов И соединены между собой и подключены к выходу блока управлени , синхровход формировател синхроимпульсов подключен к источнику питани - сети переменного тока .
фиг,. 4 - блок управлени ключевым элементом электропривода (логическа схема).
Термомеханический электропривод
содержит электроприводный рабочий
элемент 1, выполненный на основе материала с эффектом термомеханической пам ти формы, например из нитинола (сплав ТН-1) или алюминиевой бронзы
(сплав ), Рабочий элемент 1 подключен к источнику 2 питани (к электрической сети) через ключевой элемент 3 в виде полупроводниковых ключей. Дл управлени ключевым элементом 3 предлагаемый электропривод содержит также блок 4 управлени . Рабочий элемент 1 выполнен в виде последовательно механически соединенных между собой идентичных участков 5
или проволоки. Каждый из участков 5 электрически параллельно подключен к источнику 2 питани при noMoiujn соединительных проводов 6 и 7. Один конец рабочего элемента 1 механически св зан с неподвижной опорой 8, а другой конец - с звеном 9 нагрузки (таким звеном 9 может быть клапан, задвижка, контактна группа реле ц т „ д. ) .
Блок 4 управлени ключевым элементом 3 содержит два формировател 10 и 1 импульсов, J-К-триггер 12, последовательно соединенные первый эле
мент И 13, счетчик 14 и дешифратор 1 а также генератор 16 импульсов, второй 17 и третий 18 элементы И, элемент 19 задержки, Т-триггер 20 и формирователь 21 синхроимпульсов. Вход пуска блока 4 управлени через один из формирователей 10 синхроимпульсов св зан с J-входом J-К-триггера 12, К-вход которого св зан с Т-входом Т-триггера 20, а также с выходом дешифратора 15 и другого формировател 11 импульсов, вход которого подключен к входу остановки блока 4 управлени . Выход J-К-триггера 12 подключен к первым входам первого 13 и второго 17 элементов И, вторые входы которых св заны с выходами формц- ровател 21 синхроимпульсов и генератора 16 импульсов соответственно. Один из входов третьего элейента И 18 подключен через элемент 19 задержки к выходу генератора 16 импульсов, син хровход которого св зан с выходом формировател 21 синхроимпульсов, а другой вход третьего элемента И 18 соединен с выходом Т-триггера. Выходы второго 17 и третьего 18 элементов И соединены между собой и подклю- че.ны к выходу блока 4 управлени . Синхровход формирователей 21 синхроимпульсов подключен к источнику 2 питани - сети переменного уока.
териала рабочего элемента 1, % Дл про влени эффекта термомеханической пам ти формы рабочий элемент 1 предварительно нагревают дл перехода в высокотемпературную модификацию , в этом состо нии ему придают форму, при которой он имеет укороченную длину. Затем сплавохлаждаетс ниже критической температуры и переходит в другую - низкотемпературПредлагаемый привод с рабочим элементом 1 из материала с эффектом.
термомеханической пам ти формы рабо- 35 . модификацию. Это превращение натает следующим образом.поминает термоупругое мартенситное
превращение.
Если рабочий элемент из сплава в низкотемпературной модификации под- и 3, где использованы следующие обо- 40 пластической деформации рас Изменение параметров процесса при работе привода показано на фиг. 2
значени :
и - электрическое напр жение на
каждом участке 5 рабочего элемента 1;
i - сила тока в рабочем элементе 1 45
t - врем ;
наго врем первоначального нагрева рабочего элемента 1 до температуры А при включении привода;50 врем охлаждени рабочего элемента 1 до температуры Мц; момент первоначального включени напр жени на рабочем элементе 1 ; 55 момент отключени напр жени на рабочем элементе 1 после его нагрева до температуры
олп
1
t т жени (допускаема относительна деформаци Б до 6 - 8%) и потом нагреть его, перевод в высокотемпературную модификацию, то за счет обратного мартенситного превращени он принимает свою первоначальную укороченную форму, котора была ему задана при первой деформации в состо нии высокотемпературной модификации. Температуры А„ , А, М и Nf, нос т также название температур начала и конца обратного и пр мого мартенситных превращений .
Усилие, генерируемое материалом с эффектом термомеханической пам ти формы при обратном мартенситном превращении , может достигать величины
10
15
, 2о
в«л.сост
нач
25
0
врем нахождени рабочего элемента 1 во включенном состо нии после его охлаждени до температуры температура рабочего элемента 1;
начальна температура рабочего элемента 1;
темлература начала перехода материала рабочего элемента 1 в высокотемпературную модификацию;
Ау - температура окончани перехо- да материала рабочего элемента 1 в высокотемпературную модификацию;
Мц - температура начала перехода материала рабочего элемента 1 в низкотемпературную модификацию;
М - температура окончани перехода материала рабочего элемента 1 в низкотемпературную модификацию; - относительна деформаци материала рабочего элемента 1, %, Дл про влени эффекта термомеханической пам ти формы рабочий элемент 1 предварительно нагревают дл перехода в высокотемпературную модификацию , в этом состо нии ему придают форму, при которой он имеет укороченную длину. Затем сплавохлаждаетс ниже критической температуры и переходит в другую - низкотемператур5 . модификацию. Это превращение напоминает термоупругое мартенситное
т жени (допускаема относительна деформаци Б до 6 - 8%) и потом нагреть его, перевод в высокотемпературную модификацию, то за счет обратного мартенситного превращени он принимает свою первоначальную укороченную форму, котора была ему задана при первой деформации в состо нии высокотемпературной модификации. Температуры А„ , А, М и Nf, нос т также название температур начала и конца обратного и пр мого мартенситных превращений .
Усилие, генерируемое материалом с эффектом термомеханической пам ти формы при обратном мартенситном превращении , может достигать величины
512
до 60 кГ/мм. Поскольку деформаци такого материала может быть значительной (6-8%), значительной может быть и работа, выполн ема таким материалом .
Дл обеспечени заданного времени срабатывани предлагаемого привода нагрев его рабочего элемента 1 осуществл ют импульсом тока, после чего рабочий элемент 1 отключают от сети во избежание его перегорани , В заданный момент времени блок 4 управлени ключевым элементом вырабатываеи сигнал на включение ключевого элемента 3 (фиг, 1) и в течение времени Тнагр. J необходимого лш нагрева материала рабочего элемента 1 до температуры At, по рабочему элементу 1 протекает кратковременный импульс тока (фиг, 3),
В нагретом состо нии про вл етс эффект термомеханической пам ти рабо чего элемента 1, в результате чего он укорачиваетс , привод в движение звено 9 нагрузки. Если после этого просто отключить рабочий элемент 1 от электрической цепи, то он охладитс , потер ет свои свойства и не сможет удерживать приводимое звено 9 нагрузки в требуемом положении. По- этому материал рабочего элемента 1 удерживают в нагретом состо нии, но уже не до температуры А к (фиг. 2)5 а только до температуры М,ц, При этом материал рабочего элемента 1 все еще находитс в высокотемпературной модификации . Это обеспечиваетс за счет того, что рабочий элемент 1 периодически подключают к источнику 2 питани , и напр жение на рабочий элемент подают в виде импульсов, сформированных из напр жени источника 2 питани , За счет воздействи более низкой температуры окружающей среды tia температура материала рабочего элемента 1 снижаетс от величины А|(.доМ Действующее значение тока протекающего по материалу рабочего элемента 1, обеспечивает стабильное поддержание этой температуры. I
Блок 4 управлени ключевым элементом 3 работает следующим образом.
При подаче питани на блок 4 управлени содержимое всех триггеров 12 и 20 обнул етс , и на их выходах поддерживаетс Лог. О, Предположим, что поступает сигнал на вход пуска формировател 10 импульсов. Теперь на
,
ю |5 2Q
75 JQ 0
5
5
196
J-входе J-К-триггера 12 имеютс Лог, О и Лог, Г , следовательно он переходит в противоположное состо ние , и на его выходе по вл етс лог, 1, котора поступает на вход второго элемента И 17, На последний одновременно поступают импульсы, син- хро1-тизированные с сетевым напр жением от генератора импульсов 16, Ключевой элемент 3 (фиг. 1) срабатывает, и по рабочему элементу 1 протекает импульс тока. Ключевой элемент 3 (фиг, 1) находитс в полностью включенном состо нии до тех пор, пока на выходе Л-К--триггера 12 находитс Лог,1,
Указанна Лог, 1 также поступает на один из входов первого элемента И 135 на другой вход которого поступают импульсы, синхронизированные с напр51жением с выхода формировател 21 синхроимпульсов. Дешифратор 15, спуст заданное в счетчике 14 врем , вырабатывает Лог, 1, идущую на |С-вход J-К-триггера 12 и Т-вход Т-триггера 20. Поскольку на J-входе триггера 12 сигнал от формировател 10 импульсов уже закончилс , триггер 12 переходит в противоположное состо ние, на выходе его по вл етс Лог. О, и сигналы управлени полупроводниковыми ключами ключевого элемента 3 от генератора 16 41мпуль - сов через элемент И 17 уже не поступают ,
Однако импульсы от генератора 16 (фиг. 4) поступают через элемент 19 задеркЕси на первый вход третьего элемента И J8, на втором входе которого находитс Лог, 1, поступивша с Т-триггера 20, Теперь ключевой элемент 3 (фиг. 1) подключает оабочий элемент 1 к источнику 2 питани - питающей сети - периодически (фиг.З) .
При необходимости отключени привода подаетс сигнал остановки на соответствуюш 1й вход формировател 11 импульсов, С выхода последнего сигнал кратковременно поступает на J-K- триггер 12 и Т-триггер 20. Поскольку на триггер 12 сигнал поступает на К-вход, то состо ние триггера 12 не изменитс и на выходе его попреж- нему будет Лог, О, При поступелении сигнала на Т-вход триггера 20 (фиг,4) состо ние его изменитс на противоположное , на выходе его будет Лог,О
7 12294198
и сигналы управлени поступать на подан до по влени сигнала на выхо- ключевой элемент 3 перестанут. Если да дешифратора 15, то привод будет же сигнал на отключение привода будет просто отключен.
е,%
ЛгА Л чf°C
Фиг 2
в:с
(№
V К .: N
Of/.
ТрТ
Лг/. сост
Л AI
t,
Составитель Л.Тугарев Редактор И.Дербак Техред Г.Гербер Корректор М.Максимишинец
,„:- и--. --- ------ --- ----------------и-----
Заказ 2АЗЗ/32 Тираж 447 , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,
t,
Claims (2)
1. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, содержащий электропроводный рабочий элемент, выполненный на основе материала с эффектом термомеханической памяти формы, подключенный к источнику питания через ключевой элемент, и блок управления последним, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, уменьшения габаритов и массы путем увеличения потребляемого тока при· заданном напряжении источника питания без введения промежуточных трансформаторных источников питания, рабочий элемент выполнен в виде последовательно механически соединенных между собой идентичных участков стержня или проволоки, каждый из которых электрически параллельно подключей к источнику питания.
S_U „.,1229419
2. Электропривод по π. 1, отличающийся тем, что блок управления ключевым элементом содержит два формирователя импульсов, J-Kтриггер, последовательно соединенные первый элемент И, счетчик и дешифратор, а также генератор импульсов, второй и третий элементы И, элемент задержки, Т-триггер, формирователь синхроимпульсов, причем вход пуска блока управления через один из формирователей импульсов связан с J-входом J-K-триггера, К-вход которого связан с Т-входом Т-триггера, а также с выходами дешифратора и другого формирователя импульсов, вход которого подключен к входу остановки блока управления, выход J-K-триггера подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых связаны с выходами формирователя синхроимпульсов и генератора импульсов соответственно, один из входов третьего элемента И подключен через элемент задержки к выходу генератора импульсов, синхровход которого связан с выходом формирователя синхроимпульсов, а другой вход третьего элемента И соединен с выходом Т-триггера, выходы второго и третьего элементов И соединены между собой и подключены к выходу блока управления, синхровход формирователя синхроимпульсов подключен к источнику питания - сети переменного тока .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843811789A SU1229419A1 (ru) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | Термомеханический электропривод |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843811789A SU1229419A1 (ru) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | Термомеханический электропривод |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1229419A1 true SU1229419A1 (ru) | 1986-05-07 |
Family
ID=21146505
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843811789A SU1229419A1 (ru) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | Термомеханический электропривод |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1229419A1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2661803C2 (ru) * | 2013-10-03 | 2018-07-19 | Зе Боинг Компани | Интеллектуальный токоприемник для системы индукционного нагрева исполнительного устройства из сплава с памятью формы |
RU2704930C2 (ru) * | 2014-09-15 | 2019-10-31 | Конинклейке Филипс Н.В. | Термочувствительное исполнительное устройство |
-
1984
- 1984-11-02 SU SU843811789A patent/SU1229419A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент US № 3634863, кл. 336-206, опублик. 1971. Авторское свидетельство СССР № 356416. кл. F 03 G 6/06, 1972. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2661803C2 (ru) * | 2013-10-03 | 2018-07-19 | Зе Боинг Компани | Интеллектуальный токоприемник для системы индукционного нагрева исполнительного устройства из сплава с памятью формы |
RU2704930C2 (ru) * | 2014-09-15 | 2019-10-31 | Конинклейке Филипс Н.В. | Термочувствительное исполнительное устройство |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102396128B (zh) | 用于将光伏器件连接到交流电网的方法和设备 | |
SU1229419A1 (ru) | Термомеханический электропривод | |
US4451775A (en) | Motor/generator starting circuit | |
US1272444A (en) | System for the transmission and distribution of electrical energy. | |
US4747887A (en) | Method and device for actuating shape memory alloy member | |
CN103122835B (zh) | 温差引擎 | |
CN100409133C (zh) | 一种渗碳电炉加热控制方法 | |
US20190319518A1 (en) | Generator with built-in voltage controller | |
JP3240385B2 (ja) | エネルギー変換装置 | |
CN103311427A (zh) | 热电转换模块及热电转换装置 | |
RU2000654C1 (ru) | Автономна электроэнергетическа установка с синхронными машинами | |
US1858082A (en) | Time delay device | |
CN219997509U (zh) | 加热器控制装置 | |
CN106222389B (zh) | 一种用于加热的夹持工装及固溶热处理装置 | |
CN214151474U (zh) | 采用周波过零技术的电加热器控制系统 | |
CN2274327Y (zh) | 振动式干燥机温控系统 | |
CN220362133U (zh) | 一种激光切割机发电装置 | |
SU1125718A1 (ru) | Инвертор | |
CN212752237U (zh) | 一种单相、三相设备的开关控制器 | |
SU731588A1 (ru) | Быстродействующее коммутационное устройство | |
CN213086228U (zh) | 一种节能型喷气织机电控箱 | |
CN213879672U (zh) | 三相电机启动电路、装置及三相压缩机 | |
CN210035435U (zh) | 一种用于提升机组顶峰能力的熔盐蓄热系统 | |
US1693325A (en) | Selective-circuit-controlling system | |
CN117559852A (zh) | 一种自由活塞斯特林发电机并网启停控制方法 |