никают механические колебани с частотой, равной частоте следовани импульсов. Посто нное напр жение образуетс на выходе трехфазного тиристорного выпр мител , одновременно тиристоры вл ютс прерыиател ми этого напр жени . Частота прерыва.ни определ етс настройкой задающего генератора , а первый генератор пилообразного напр жени и первый пороговый блок позвол ют измен ть длительность импульсов напр жени за счет сдвига их переднего фронта. Формирователь управл ющих импульсов согласовывает выход первого порогового блока со входом тиристорного выпр мител . Недостатком известных устройств вл етс ограниченность диапазона регулировани частоты. Недостаток обусловлен неполной управл емостью тиристоров, поскольку тиристор закрываетс лищь при уменьщении протекающего через него тока практически до нулевого значени . Следовательно, импульсы , образуемые на выходе трехфазного выпр мител и поступающие на вибровозбудитель , будут шире импульсов, вырабатываемых задающим генератором. Это приводит к уменьщению промежутка времени, отВОДИМОГО дл обратного хода вибровозбудител , т. е. возникает необходимость ограниTtinfT Т а г / оиггл1 о лт r. : ulX чени верхнего значени частоты. При этом уменьщение длительности импульсов за счет посто нного сдвига их переднего фронта, осуществл емого первым генератором пилообразного напр жени и первым пороговым блоком, не обеспечивает значительного смещени частоты вверх, так как увеличение длительности импульсов напр жени за счет неполной управл ембсти тиристоров вл етс переменным и зависит от временного сдвига между моментом последней коммутации тиристоров выпр мител в импульсе напр жени и моментом, соответствующим по влению заднего фронта в .импульсе, вырабатываемом задающим генератором. Целью изобретени вл етс увеличение диапазона регулировани . Эта цель достигаетс тем, что устройство содержит последовательно соединенные второй пороговый блок, подключенный к задающему генератору, первый дифференциатор и второй генератор пилообразного напр жени , а также последовательно соединенные третий пороговый блок, подключенный к выходу трехфазного тиристорного выпр мител , второй дифференциатор и третий генератор пилообразного напр жени , а также согласующий блок, выход которого подключен к дополнительному входу первого порогового блока, а вход согласующего блока подключен к первым выходам второго и третьего генераторов пилообразного напр жени , вторые выходы которых соединены между собой. Функционально-элементна схема устройства приведена на фиг. 1, а эпюры (осциллограммы ) напр жении и токов на элементах схемы - на фиг. 2. Устройство (фиг. 1) дл регулировани частоты колебаний электромагнитного вибровозбудител 1 содержит задающий генератор 2 с трансформаторным выходом; первый генератор пилообразного напр жени 3 на транзисторе 4, резисторах 5, 6, конденсаторе 7, диоде 8; первый пороговый блок 9,имеющий дополнительный вход 10-И дл изменени порога срабатывани , выполненный на транзисторах 12, 13, 14, резисторах 15, 16, 17, 18, 19, 20; формирователь уп- равл ющих импульсов 21; трехфазный тиристорный выпр митель 22; второй пороговый блок 23; третий пороговый блок 24; первый дифференциатор 25; второй дифференциатор 26; второй генератор пилообразного напр жени 27 на транзисторе 28, резисторе 29 и конденсаторе 30; третий генератор пилообразного напр жени 31 на транзисторе 32, резисторе 33 и конденсаторе 34; согласующий блок 35. На фиг. 1 показано также напр жение Up,, поступающее на вход генератора 3. На фиг. 2 обозначено: U г - напр жение на выходе задающего генератора 2; Ui - напр жение на конденсаторе 7, ограничен . ное сверху линией, соответствующей порогу срабатывани Ucuj первого порогового блока 9 (в предположении, что компенсаци неполной управл емости тиристоров отсутствует ); UK ,- напр жение на выходе выпр мител 22 (в предположении, что тиристоры выпр мител посто нно закрыты); Uj. и ..- напр жение и ток (показан пунктиром ) электромагнитного вибровозбудител 1 (при периодическом открывании тиристоров выпр мител и отсутствии компенсации неполной управл емости тиристоров); Ue - напр жение на конденсаторе 7, ограниченное сверху линией, соответствующей порогу срабатывани Ucjo.a. первого порогового блока 9 (в предположении, что осуществл етс компенсаци неполной управл емости тиристоров); UX«,.H isi,. напр жение и ток (показан пунктиром) электромагнитного вибровозбудител 1 (при периодическом открывании тиристоров выпр мител и осуществлении компенсации неполной управл емости тиристоров); Шу., ., ...- напр жени на выходе второго порогового блока 23, первого дифференциатора 25 и второго генератора пилообразного напр жени 27; Uny, и,,пн.., напр жени на выходе третьего порогового блока 24, второго дифференциатора 26 и третьего генератора пилообразного напр жени 31; Д разность напр жений на выходах второго и третьего генераторов пилообразного напр жени 27 и 31; UK .- напр жение компенсации на выходе согласующего блока 35, поступающее на дополнительный вход 10-11 первого порогового блока 9; г - промежуток времени, на который увеличиваетс продолжительность импульсов напр жени , подводимых к вибровозбудителю 1, за счет пеполной управл емости тиристоров; t - врем . Работа устройства осуществл етс следующим образом. а) Режим без компенсации неполной управл емости тиристоров. Напр жение U.r, вырабатываемое задающим генератором 2 (например, измен ющеес по гармоническому закону), поступает на первый вход первого генератора пилообразного напр жени 3. Частота напр ени Uj.r определ етс настройкой задающего генератора 2 и регулируетс . На второй вход первого генератора пилообразного напр жени 3 подаетс регулируемое напр жение Up,, численное значение которого устанавливаетс равным напр жению срабатывани Uep.i .первого порогового блока 9. В положительный полупериод напр жени UJP транзистор 4 закрыт. При этом конденсатор 7 практически мгновенно зар жаетс до нацр жени Up по цепи конденсатор 7 - диод 8, что обусловлено малой посто нной времени этой цепи. Дальнейший зар д конденсатора 7 происходит практически линейно по цепи резистор 5 - конденсатор 7 с больщой посто нной времени (на графике Uc характер этого зар да не показан). Поскольку напр жение U выбрано равным .Ucp.i.,. напр жение , практически мгновенно достига значени Ujpи .вызывает опрокидывание первого порогового блока 9, на выходе которого по вл етс сигнал, поступающ й на вход формировател управл ющих импульсов 21. Длительность этого сигнала равна длительности полупериода задающего напр жени , так как в отрицательный полупериод транзистор 4 открываетс и через него разр жаетс конденсатор 7. Импульсы на выходе формировател управл ющих импульсов 21, также имеющие длительность, равную полупериоду напр жени U3.T-, синхронно и синфазно открывают тиристоры выпр мител 22. К вибровозбудителю 1 начинают поступать импульсы напр жени UjV, .по амплитуде равного напр жению выпр мител Ug при открытых тиристорах . Длительность же импульсов напр жени Uais. будет больще длительности полупериода . U5.r на величину г. определ емую временем спадани тока через тиристор прак тически до нул (неполна управл емость тиристоров), и величину времени, определ емую индуктивностью вибровозбудител 1 (на графике UV.e это врем равно длительности отрицательного всплеска напр жени ) Импульсы напр жени UaV вызывают протекание через вибровозбудитель импу„тьсов тока ij(}. что приводит к возникновению импульсов т гового усили . Возникают колебани вибровозбудител 1 с частотой, равной частоте задающего генератора 2. При изменении последней измен етс соответственно и частота колебании зле.ч. 1Н).1агнитного вибровозбудител 1. При повыщении частоты задающего генератора 2, уменьшаетс длительность полупериода колебаний, котора оказываетс соизмери .мой с промежутком времени г, т.е. существенно у.меньщаетс врем , в течение которого ток через вибровозбудитель 1 отсутствует и в течение ко1;орого осуществл етс его движение в противоположную сторону . Это приводит к резкому уменьшению амплитуды колебаний вибровозбудител 1. Таким образо.м, из-за неполной управл емости тиристоров возникает необходимость в ограничении верхней частоты колебаний. Дл увеличени диапазона регулировани частоты необходимо компенсировать неполную управл емость тиристоров, т. е. необходи .мо увеличивать врем , отводимое дл движени вибровозбудител в противоположную сторону на величину г, причем компенсаци должна осуществл тьс автоматически , так как промежуток времени г вл етс переменным и зависит от того, в какие моменты времени напр жение U про.ходит через нулевые значени . б) Режи.м с компенсацией неполной управл емости тиристоров. Дл осуществлени компенсации формируют два встречно включенных пилообразных напр жени , сдвинутых во времени на величину г. Одно пилообразное напр жение форми- руетс путем преобразовани напр жени , поступающего с задающего генератора 2, в последовательность пр моугольных импульсов Urjy на выходе второго порогового блока 23, дифференцировани указанных импульсов с образованием на выходе первого дифференциатора 25 последовательности коротких импульсов U}/ с чередующейс пол рностью и периодического открывани отрицательными импульсами последовательности транзистора 28, шунтирующего конденсатор 30. Зар д последнего по цепи резистор 29 - кон.денсатор 30 при шунтировании прекрац:,аетс . Посто нна времени зар дной цепи выбираетс такой, чтобы на всем диапазоне частот обеспечивалс практически линейный характер возрастани напр жени U-,,H на интервале времени, когда транзистор 28 закрыт. Другое пилообразное напр жение Up. формируетс аналогично, причем на вход третьего порогового блока 24 поступает напр жение с выхода тиристорного выпр мител 22, а посто 1та времени цепи резистор 33 - конденсатор 34 и напр жение питани третьего генератора пилообразного напр жени 31 выбраны равными соответствующим посто нной времени и напр жению питани во втором генераторе пилообразного напр жени 27. Следовательно , скорость изменени напр жени Urn«paBHa скорости изменени напр жени Urnn..no mechanical vibrations with a frequency equal to the pulse frequency. A constant voltage is formed at the output of a three-phase thyristor rectifier, at the same time the thyristors are interrupters of this voltage. The frequency of the interrupt is determined by the setting of the master oscillator, and the first sawtooth voltage generator and the first threshold unit allow the voltage pulse duration to be varied due to a shift in their leading edge. The control pulse driver coordinates the output of the first threshold unit with the input of the thyristor rectifier. A disadvantage of the known devices is the limited frequency control range. The disadvantage is due to the incomplete controllability of the thyristors, since the thyristor is closed only when the current flowing through it is reduced to almost zero. Consequently, the pulses formed at the output of the three-phase rectifier and arriving at the vibration exciter will be wider than the pulses produced by the master oscillator. This leads to a decrease in the period of time reckless for the reverser of the vibration exciter, i.e. there is a need to limit the rate of T a g / oggl1 o lt r. : ulX is the upper frequency value. At the same time, the decrease in the pulse duration due to the constant shift of their leading edge, carried out by the first sawtooth generator and the first threshold unit, does not provide a significant upward frequency shift, since the increase in the voltage pulse duration due to the incomplete control of the thyristors is variable and depends on the time shift between the time of the last switching of the thyristors of the rectifier in the voltage pulse and the moment corresponding to the appearance of the back front in the impulse produced by driven by master oscillator. The aim of the invention is to increase the control range. This goal is achieved in that the device comprises a second threshold unit connected in series to a master oscillator, a first differentiator and a second sawtooth generator, and a third threshold block connected in series to a three-phase thyristor rectifier output, a second differentiator and a third sawtooth generator voltage, as well as a matching unit, the output of which is connected to the auxiliary input of the first threshold unit, and the input of the matching unit is connected to n which are interconnected rvym outputs of the second and third sawtooth generator, the second outputs. The functional element diagram of the device is shown in FIG. 1, and the diagrams (oscillograms) of the voltage and currents on the circuit elements are shown in FIG. 2. The device (Fig. 1) for controlling the oscillation frequency of the electromagnetic vibration exciter 1 comprises a master oscillator 2 with a transformer output; a first sawtooth generator 3 at a transistor 4, resistors 5, 6, a capacitor 7, a diode 8; the first threshold unit 9, having an additional input 10-I for changing the operation threshold, performed on transistors 12, 13, 14, resistors 15, 16, 17, 18, 19, 20; control pulse former 21; three-phase thyristor rectifier 22; the second threshold unit 23; the third threshold unit 24; first differentiator 25; the second differentiator 26; a second sawtooth generator 27 at a transistor 28, a resistor 29, and a capacitor 30; a third sawtooth generator 31 at a transistor 32, a resistor 33, and a capacitor 34; matching unit 35. In FIG. Figure 1 also shows the voltage Up, supplied to the input of the generator 3. In FIG. 2 is denoted by: U g is the voltage at the output of the master oscillator 2; Ui is the voltage across the capacitor 7, is limited. above the line corresponding to the threshold Ucuj of the first threshold block 9 (assuming that there is no compensation for the incomplete control of the thyristors); UK, - output voltage of rectifier 22 (assuming that rectifier thyristors are permanently closed); Uj. and ..- voltage and current (shown by a dotted line) of electromagnetic vibration exciter 1 (with periodic opening of the rectifier thyristors and lack of compensation for the incomplete control of the thyristors); Ue is the voltage across the capacitor 7, bounded above by the line corresponding to the trigger threshold Ucjo.a. the first threshold unit 9 (assuming that the thyristors are not fully controllable); UX ",. H isi ,. voltage and current (shown by the dotted line) of the electromagnetic vibration exciter 1 (with periodic opening of the thyristors of the rectifier and compensation for the incomplete control of the thyristors); Shu.,., ...- voltage at the output of the second threshold unit 23, the first differentiator 25 and the second sawtooth voltage generator 27; Uny, and, mon .., the voltage at the output of the third threshold unit 24, the second differentiator 26 and the third sawtooth voltage generator 31; D is the voltage difference at the outputs of the second and third sawtooth voltage generators 27 and 31; UK .- compensation voltage at the output of matching unit 35, fed to the auxiliary input 10-11 of the first threshold unit 9; g is the time interval by which the duration of the voltage pulses applied to the vibration exciter 1 is increased, due to the peregular control of the thyristors; t - time The operation of the device is as follows. a) Mode without compensation of incomplete control of thyristors. The voltage U.r produced by master oscillator 2 (e.g., harmonically varying) is fed to the first input of the first sawtooth generator 3. The voltage frequency Uj.r is determined by tuning the master oscillator 2 and is adjusted. To the second input of the first sawtooth voltage generator 3, an adjustable voltage Up is supplied, the numerical value of which is set equal to the operation voltage Uep.i of the first threshold unit 9. In the positive half-period of the voltage UJP, the transistor 4 is closed. In this case, the capacitor 7 is almost instantly charged to the national circuit Up through the capacitor 7 – diode 8 circuit, which is due to the small time constant of this circuit. A further charge of the capacitor 7 occurs almost linearly along the resistor 5 – capacitor 7 circuit with a large time constant (the character of this charge is not shown on the Uc graph). Since the voltage U is chosen to be .Ucp.i.,. voltage almost instantly reaches the value Ujp and causes the first threshold block 9 to overturn, at the output of which a signal appears, which is fed to the input of the control driver mains 21. The duration of this signal is equal to the half-period of the driving voltage, because in the negative half-period the transistor 4 opens and capacitor 7 is discharged through it. The pulses at the output of the driver of the control pulses 21, also having a duration equal to the half-period of the voltage U3.T-, simultaneously and synchronously open T thyristors of rectifier 22. Voltage exciters UjV begin to arrive at vibration exciter 1, at an amplitude equal to the voltage of rectifier Ug when the thyristors are open. The duration of the voltage pulses is Uais. will be longer than the half period. U5.r by the value of r determined by the time of current dropping through the thyristor almost to zero (the thyristors are not fully controlled), and the time determined by the inductance of the vibration exciter 1 (on the UV.e graph, this time is equal to the duration of the negative voltage surge) Pulses the voltages UaV cause the impulse ij (}. to flow through the exciter; this leads to the generation of pulses of the pulling force. Oscillator 1 oscillates at a frequency equal to the frequency of the master oscillator 2. When the latter change are respectively and the frequency of oscillation zle.ch. 1H) .1agnitnogo 1. exciters on elevated frequency oscillator 2 decreases the half-period duration of the oscillation which .moy It appears commensurable with the gap g time, i.e. the time during which the current through the exciter 1 is absent and during which period it moves in the opposite direction is significantly reduced. This leads to a sharp decrease in the vibration amplitude of the vibration exciter 1. Thus, due to the incomplete control of the thyristors, it becomes necessary to limit the upper frequency of the oscillations. To increase the frequency control range, it is necessary to compensate for the incomplete controllability of the thyristors, i.e., it is necessary to increase the time allowed for the vibration exciter to move in the opposite direction by the value of r, and the compensation should be performed automatically, since the time interval r is variable and depends at which points in time the voltage U passes through zero values. b) Reg. m with compensation of incomplete control of thyristors. To compensate, two opposite sawtooth voltages are formed, shifted in time by the value of one. One sawtooth voltage is formed by converting the voltage coming from master oscillator 2 into a sequence of square pulses Urjy at the output of the second threshold unit 23, differentiating these pulses with the formation at the output of the first differentiator 25 of a sequence of short pulses U} / with alternating polarity and periodic opening of negative pulses lsami sequence transistor 28 shunting the capacitor 30. The charge of the last resistor in the chain 29 - 30, with a bypass kon.densator prekrats:, aets. The constant time of the charging circuit is chosen such that over the entire frequency range the almost linear increase in voltage U - ,, H is ensured over the time interval when transistor 28 is closed. Another sawtooth voltage is Up. is formed similarly, and the input of the third threshold unit 24 receives the voltage from the output of the thyristor rectifier 22, and the constant time of the circuit resistor 33 is the capacitor 34 and the supply voltage of the third sawtooth generator 31 is equal to the corresponding constant time and power supply in the second generator, sawtooth voltage 27. Consequently, the rate of change of voltage Urn "paBHa the rate of change of voltage Urnn ..
Поскольку транзисторы 28 и 32 открываютс отрицательными импульсами последовательностей Uy и и/ напр жение Unm начинает возрастать через врем т после начала возрастани напр жени Шпи, т. е. разность напр жений А Up. - U/na на конденсаторах 30 и 34 будет линейно зависеть от временного интервала г.Since transistors 28 and 32 are opened by the negative pulses of the sequences Uy and and /, the voltage Unm begins to increase in time t after the beginning of the increase in the voltage Shpi, i.e. the difference of the voltage A Up. - U / na on capacitors 30 and 34 will linearly depend on the time interval r.
Напр жение А Ут поступает на вход согласующего блока 35 с высоким входным и низким выходным сопротивлением. На выходе согласующего блока 35 образуетс напр жение одного знака UK, поступающее на дополнительный вход 10-11 первого порогового блока 9. Характерной особенностью последнего вл етс возможность изменени порога срабатывани при изменении напр жени на входе 10-11, в частности, при возрастании этого напр жени напр жение срабатывани первого порогового блока 9 возрастает. Так как t всегда больще нул , напр жение срабатывани порогового блока Uc;..a будет всегда больше напр жени срабатывани Utpi (график дл UcHa фиг. 2) Следовательно, напр жение UJ на конденсаторе 7 достигнет напр жени срабатывани Uc/.iHe в .начале полупериода напр жени UST, а через некоторое врем , которое соответствующим выбором режимов устанавливаетс равным времени г. Таким образом , увеличиваетс врем , отводимое дл обратного хода вибровозбудител и представл етс возможным расширить диапазон регулировани частоты. При работе компенсирующей цепи к вибровозбудителю 1 поступают импульсы напр жени U/e, вызывающие протекание тока igs- Под действием последнего возникают импульсы т гового усили , привод щие к колебани м вибровозбудител 1.The voltage And U is fed to the input of the matching unit 35 with high input and low output impedance. At the output of matching unit 35, a voltage of one character UK is generated, which is fed to the auxiliary input 10-11 of the first threshold unit 9. A characteristic feature of the latter is the possibility of changing the response threshold when the voltage changes at input 10-11, in particular, as the voltage rises voltage, the response of the first threshold unit 9 increases. Since t is always greater than zero, the trigger voltage of the threshold block Uc; .. a will always be greater than the trigger voltage Utpi (graph for UcHa Fig. 2) Therefore, the voltage UJ on the capacitor 7 will reach the trigger voltage Uc / .iHe. the beginning of the half-period of the voltage UST, and after some time, which is determined by the appropriate choice of modes equal to time r. Thus, the time allowed for the return stroke of the exciter increases and it is possible to extend the frequency control range. During the operation of the compensating circuit, voltage pulses U / e are received to the exciter 1, causing current to flow igs- Under the action of the latter, pulses of pulling force arise, leading to oscillations of the exciter 1.
Компенсаци неполной управл емости тиристоров в предлагаемом устройстве, как это следует из выщеизложенного, осуществл етс через половину периода напр жени Ujp, т. е. устройство обладает высоким быстродействием.The compensation of the incomplete controllability of the thyristors in the proposed device, as follows from the foregoing, is carried out through a half period of the voltage Ujp, i.e., the device has a high speed.
Расширение диапазона регулировани частоты в 1,5-2 раза, которое достигаетс благодар дополнительным эле.ментам, расщир ет технологические возможности объектов , использующих электромагнитные вибровозбудители , позвол ет стабилизировать резонансные режимы и т. д.Expanding the frequency control range by a factor of 1.5-2, which is achieved through additional ele ments, enhances the technological capabilities of objects using electromagnetic vibration exciters, stabilizes resonant modes, and so on.