SU809097A1 - Регул тор частоты - Google Patents

Description

(54) РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ

1

Изобретение относитс  к автоматике и может быть использовано в системах импульсного регулировани  частоты, в частности частоты вращени  газотурбинных двигателей.

Известен частотно-импульсный регул тор , содержащий цифровые блоки пам ти, в которые записываютс  данные о заданной и фактической скорости, выраженной в частотно-импульсной форме, в результате чего на выходе формируетс  разностный управл ющий сигнал дл  дискретного управлени  дроссельным клапаном 1.

Недостатком частотно-импульсного регул тора  вл етс  значительна  дискретность управлени  мен ющейс  частоты, снижающа  точность регулировани  расхода топлива .

Наиболее близким техническим рещением к предлагаемому  вл етс  фазоимпульсна  система стабилизации расхода жидкости, содержаща  частотно-импульсные датчик и задатчик расхода жидкости, фазовый компаратор , соединенный входами с датчиком и задатчиком частоты, и дозирующее устройство , соединенное с выходом компаратора 2.

Недостатком фазоимпульсной системы регулировани   вл етс  узкий диапазон фазового регулировани , в результате чего на его границах происходит скачкообразное изменение скважности щиротно-импульсного сигнала с понижением точности регулировани .

Цель изобретени  - повыщение точности и расщирение области применени  регул тора .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что

Claims (2)

1. в регул тор введены блок коммутации, последовательно соединенные блок задержки и второй исполнительный элемент, а также первый и второй формирователи импульсов и первый и второй элементы И, первые входы которых подключены к входам соответствующих формирователей импульсов, вторые входы - к выходам соответствующих формирователей импульсов и к соответствующим входам фазового компаратора, а выходы - к соответствующим входам блока задержки и к первым входам блока коммутации , вторые входы которого соединены с выходами задатчика частоты, выход датчика частоты подключен к входу первого формировател  импульсов, а выход блока коммутации подключен к входу второго формировател  импульсов. Блок коммутации содержит третий и четвертый элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и первый триггер, входы которого соединены с выходом первого элемента ИЛИ, подключенного входами к первым входам блока коммутации, первые входы третьего и четвертого элементов И соединены с соответствующими выходами первого триггера, вторые входы - с вторыми входами блока коммутации, а выходы - с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу блока коммутации. Блок задержки содержит первый и второй элементы задержки, п тый и шестой элементы И и второй триггер, входы которого соединены с выходами первого и второго элементов задержки, а выходы - с первыми входами п того и шестого элементов И, второй вход п того элемента И подключен к входу первого элемента задерки и к соответствующему входу блока задержки, второй вход шестого элемента И подключен ко входу второго элемента задержки и к соответствующему входу блока задержки, причем первый вход шестого элемента И подключен к выходу блока задержки. На фиг. 1 представлена блок-схема регул тора частоты; на фиг. 2 - временные графики прохождени  сигналов регул тора. Регул тор частоты содержит датчик 1 частоты, задатчик 2 частоты (двухфазный генератор), элементы И 3 и 4, элементы ИЛИ 5 и 6 и триггер 7, составл ющие блок 8 коммутации фазы, фазовый компаратор 9 (триггер) формирователи 10 и 11 импульсов, элементы И 12 и 13, элементы 14 и 15 задержки , триггер 16 и элементы И 17 и 18, составл ющие блок 19 задержки и исполнительные элементы 20 и 21 дозирующего устройства. Регул тор работает следующим образом. Импульсы, сформированные датчиком 1 непосредственно и задатчиком 2 через один из открытых элементов 3 или 4 и элемент 5, поступают на входы формирователей 10 и 11 и первые входы элементов 12 и 13. Формирователи 10 и 11 по передним фронтам поступающих импулдзсов формируют короткие импульсы, Kotopbie затем поступают на входы фазового компаратора 9 и на вторые входы элементов 12 и 13. На выходе триггера 9 формируетс  ШИМ-сигнал с определенной скважностью , который управл ет дозирующим клапаном 20. Средний расход топлива через клапан 20 пропорционален скважности ШИМ-сигнала (фиг. 2, а). котора  в свою очередь пропорциональна рассогласованию фаз или интегралу рассогласовани  частот датчика 1 и задатчика 2. С приближением скважности ШИМ-сигнала к предельным значени м «О или «1 на выходах элементов 12 или 13 формируетс  импульс в момент первого совпадени  одного из импульсов формирователей 10 или 11 с импульсами датчика 1 или задатчика 2 частот. Сформированный импульс, несущий информацию о знаке изменени  скважности ШИМ-сигнала, синхронизирует два событи . Во-первых, импульс, поступа  на счетный вход триггера 7 через элемент 6 блока коммутации фазы, коммутирует фазу генератора задатчика 2 частоты на элементах 3 и 4. В результате на входах элементов 10 и 12 временное положение очередного импульса задатчика 2 частоты измен етс  на угол 5lt (фиг. 2, ), а скважность ШИМ-сигнала со значени , близкого к «О или «1, измен етс  до (У 1/2. Во-вторых импульс, поступа  на элементы 14 или 15, переключает триггер 16 и соответственно включает или выключает клапан 21. Включение или выключение клапана 21 происходит в зависимости от знака рассогласовани  частот и соответственно знака изменени  скважности ШИМ-сигнала на выходе триггера 9. Так в случае fjaft Ц (фиг. 2), отвечающем изменению скважности ШИМ-сигнала от значени  1 до 1/2, клапан 21, по производительности равный половине расхода клапана 20, включаетс , увеличива  таким образом расход топлива на величину, равную расходу при скважности Y 1/2 клапана 20. Таким образом, в результате совмещени  по времени двух событий - уменьще„и  скважности на клапане 20 до / 1/2 „ включени  клапана 21 суммарный расход топлива через дозирующее устройство не измен етс , а новый диапазон регулирова ни , выраженный, например в скважност х ЗГ сигнала, принимает новое значение. равное 1/2-1/2. По вление очередного импульса того же знака на выходе одного из элементов 12 или 13 измен ет диапазон регулировани  с подключением очередного блока задержки и клапана до значени  1-2. С по влением на выходе одного из элементов 12 или 13 импульса другого знака, соответствующего случаю fj fA, происходит обратный процесс поочередного отключени  блоков Задержки, начина  с первого блока, и соответствующих им клапанов, Таким образом, введение в регул тор вновь введенных элементов и соответствующего количества блоков задержки позвол ет повысить точность регулировани . Это стало возможным в результате устранени  скачкообразного изменени  расхода топлива при широтно-импульсном регулировании . Кроме того, повысить точность регулировани  позвол ет исключение регулировани  на предельных .значени х скважности ШИМ-сигнала. Одновременно с повыщением точности регулировани  расширилс  диапазон точного регулировани . Предлагаемый регул тор, характерный наличием режимов грубого дискретного регулировани  и точного широтно-импульсного , позвол ет применить дл  дискретного регулировани  клапаны с электромагнитной защёлкой с целью экономии мощности управлени , а в качестве привода дискретного дозирующего элемента-реверсивный шаговый двигатель, включенный вместо блока задержки. Формула изобретени  1. Регул тор частоты, содержащий датчик и задатчик частоты, фазовый компаратор, выход которого подключен к первому исполнительному элементу, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  области применени  регул тора, он содержит блок коммутации, последовательно соединенные блок задержки и второй исполнительный элемент, а также первый и второй формирователи импульсов и первый и второй элементы И, первые входы которых подключены к входам соответствующих формирователей импульсов, вторые входы - к выходам соответствующих формирователей импульсов и к соответствующим входам фазового компаратора, а выходы - к соответствующим входам блока задержки и к первым входам блока коммутации, вторые входы которого соединены с выходами задатчика частоты, выход датчика частоты подключен к входу первого формировател  импульсов, а выход блока коммутации подключен к входу второго формировател  импульсов. 2.Регул тор по п. 1, отличающийс  тем, что блок коммутации содержит третий и четвертый элементы И, первый и второй элементы ИЛИ и первый триггер, входы которого соединены с выходом первого элемента ИЛИ, подключенного входами к первым входам блока коммутации, первые входы третьего и четвертого элементов И соединены с соответствующими выходами первого триггера, вторые входы - с вторыми входами блока ко.ммутации, а выходы - с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу блока коммутации. 3.Регул тор по п. 1, отличающийс  тем, что блок задержки содержит первый и второй элементы задержки, п тый и шестой элементы И и второй триггер, входы которого соединены с выходами первого и второго элементов задержки, а выходы - с первыми входами п того и шестого элементов И, второй вход п того элемента И подключен к входу первого элемента задержки и к соответствующему входу блока задержки второй вход шестого элемента И подключен ко входу второго элемента задержки и к соответствующему входу блока задержки, причем первый вход шестого элемента И подключен к выходу блока задержки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии № 76-24675, кл. 54 (7) Н 13, опублик. 1971.
2. 2.Виднеев Ю. Д., Трахтенберг В. Д. Приборы и системы управлени , 1977, № 8, с. 41-42 (прототип).