Устройство для контроля времени срабатывания электроклапана

 

Сущность изобретения: касается измерений и доводки топливорегулирующей аппаратуры , узлов и агрегатов газотурбинного двигателя. Сущность изобретения: устройство содержит 1 входную шину (1). 1 обмотку (2) электроклапана, 1 датчик (3) тока, 1 общую шину (4), 1 дифференцирующую цепь (5), 2 компаратора (6,7), 2 шины первого (8) и второго (9) установочных напряжений, 1 счетный триггер (14), 1 Н-триггер(11). 1-2-3- 4, 2-5-6-11-12, 5-7-14-11-12. 1 ил.

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s G 05 В 23/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Хвых.сред = К Хвx =

Тср Тасс вых.макс. (21) 4844278/24 (22) 07.06.90 (46) 15.02.93, Бюл. М 6 (75) В.И. Турченков (56) Авторское свидетельство СССР

К. 1137445, кл. G 05 В 23/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 1336210, кл. 6 05 В 23/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРЕМ Е Н И СРАБАТЫВАНИЯ ЭЛ Е КТРО КЛАПАНА

Изобретение относится к автоматическому регулированию, а именно к элементам систем автоматического регулирования, и может быть использовано для дистанционного определения времени включенного состояния электроклапана, не имеющего собственных контактных групп и входящих в агрегаты топливорегулирующей аппаратуры ГТД.

Характеристика электромагнитного клапана представляет собой линейную зависимость среднего (за период Т изменения линеаризирующих колебаний) значения регулируемой величины — Хввгх.сред (например, расход) от входного управляющего сигнала

2 Хвх, подаваемого на вход ШИМ, т.е. Хвых.сред = К Хвх где К коэффициент передачи (преобразования).

Для улучшения динамических характеристик САР частоту линеаризирующих колебаний стремятся установить максимальной, верхнее значение которой определяют быстродействие и стабильная работа электромагнитного клапана. Однако при увеличении частоты линеаризующих колебаний пренебрежение инерционностью якоря электромагнитного клапана снижает точность выполнения указанной зависимо. Ы „, 1795421 А1 (57) Сущность изобретения: касается измерений и доводки топливорегулирующей аппаратуры, узлов и агрегатов газотурбинного двигателя. Сущность изобретения: устройство содержит 1 входную шину (1), 1 обмотку (2) электроклапана, 1 датчик (3) тока, 1 общую шину (4), ) дифференцирующую цепь (5), 2 компаратора (6,7), 2 шины первого (8) и второго (9) установочных напряжений, 1 счетный триггер (14), 1 R-триггер (11), 1 — 2 — 3—

4, 2 — 5 — 6-11-12, 5 — 7 — 14 — 11-12. 1 ил. сти вследствие разности времени срабатывания (Tcp) и времени отпускания (Tarn.) электромагнитного клапана, так как TQ7g. обычно меньше Тср, В этом случае в укаэанном выражении необходимо учитывать дополнительную составляющую, т,е.;

ГДЕ Хвых.макс МаКСИМаЛЬНОЕ ЗнаЧЕНИЕ Pery лируемой величины.

С целью устранения разности между . входным и выходным параметром электроклапана (при сохранении минимального времени срабатывания) используют цепь разряда, включенную параллельно обмотке электромагнитного клапана, которая позволяет замедлить снижения тока в обмотке, а следовательно, увеличить Тетя ) за счет действия тока разряда, возникающего вследствие наведения в обмотке ЭДС самоиндукции в момент отключения обмотки клапана от источника питания. Однако влияния на Tñðà6. величины источника питания, 1795421

35

50 сопротивления линии связи "устройство— обмотка электромагнитного клапана", разброс значения индуктивностей и сопротивлений обмоток электромагнитных клапанов и других факторов, требует конкретного подбора Rpaps., что является недостатком указанных устройств, в которых применен этот способ.

Существенным недостатком подобных устройств является также то, что в процессе работы не контролируются и не устраняются влияния внешних факторов (температура рабочей жидкости или газа, перепад давления), противоположно изменяющих Т рв и

Тотп., что приводит к снижению точности воспроизведения укаэанного выше выражения.

Известно устройство, которое устраняет рассмотренные недостатки, содержащее последовательно включенные входную шину, обмотку управления электроклапана, датчик тока и общую шину, параллельно датчику тока включена дифференцирующая цепь, выход которой соединен с инвертирующим входом первого компаратора.

Недостатком известного технического решения является его малая точность.

Целью изобретения является увеличение точности контроля времени не закрытого состояния электроклапана.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля времени срабатывания электроклапана, содержащее последовательно включенные входную шину, обмотку управления электроклапана, датчик тока и общую шину, параллельно датчику тока включена дифференцирующая цепь, выход которой соединен с инвертирующим входом первого компаратора, в него введен второй компаратор, шины первого и второго установочных напряжений, счетный триггер и RC-триггер, выход которого соединен с выходной шиной, R-вход — с выходом счетного триггера, а S-вход соединен с выходом первогo компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с шиной первого установочного напряжения, инвертирующий вход с инвертирующим входом второго компаратара, неинвертирующий вход которого соединен с шиной второго установочного напряжения, а выход — с выходом счетного триггера.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показана входная шина 1, последовательно соединенная с обмоткой 2 электроклапана и датчиком тока 3, соединенного с общей шиной 4, дифференцирующая цепь

5, выход которой соединен с инвертирующими входами компараторов 6 и 7, на неинвертирующие входы которых подаются установочные шины 8 и 9, выход компаратора 6 через дифференцирующую цепь 10 соединен с S-входом триггера 11, выход которого соединен с выходной шиной 12, à его

R-вход через дифференцирующую цепь 13 и пересчетный триггер 14 соединен с выходом компаратора 7. На чертеже также показан шток 17 и средство 15 установки триггеров

11 и 14 в исходное состояние.

Пересчетный триггер 14 использован управляемый по перепаду напряжения на

его входе с низкого на высокое, например, выполненный на базе 0-триггера. В случае использования других типов триггеров 14 на

его входе включается дополнительная дифференцирующая цепь, не показанная на чертеже.

При отсутствии напряжения на шине 1 триггер 11 установлен всостояние,,при котором на его выходе-шине 12 напряжение отсутствует.

Триггер 14установлен в состояние, при котором на его выходе высокий положительный потенциал, шток 17 находится в состоянии, при котором магистраль перекрыта, не показана на чертеже.

В момент времени т1 на шину 1 пришел передний фронт вход входного импульса и, начиная с этого момента, в обмотке 2 происходит плавное нарастание тока, а с выхода дифференцирующей цепи 5 формируется положительное напряжение, величина которого пропорциональна скорости нарастания тока через датчик тока 3. Величина напряжения с выхода дифференцирующей цепи 5 более величины напряжения уставки

U> на шинах 9 и 8, поэтому на выходе компаратора 6 напряжение отсутствует, напряжение отсутствует и на выходе компаратора

7, так как на его неинвертирующем входе установочное напряжение на шине 9 отрицательноее, В момент времени t2 величина тока через обмотку 2 электроклапана достигла такой величины, при которой началось движение штока 17, вследствие чего крутизна нарастания тока через обмотку 2 уменьшилась и уменьшилось напряжение с выхода дифференцирующей цепи 5, которое стало по своей величине менее напряжения на шине 8 и поэтому на выходе компаратора

6 сформировался перепад напряжения с низкого на высокий, по которому сработает триггер 11 и на его выходе и выходной шине

12 сформировался передний фронт выходного импульса. В момент времени тз движение штока 17 прекратилось, т.к. он достиг упора и скорость нарастания тока через обмотку 2 стала прежней, напряжение на выходе компаратора 6 стало равным нулю.

1795421

10

В момент времени t4 ток через обмотку

2 достиг своего максимального размера и в дальнейшем нарастание тока стало равным нулю и стало равным нулю и выходное напряжение с выхода дифференцирующей цепи 5 и на выходе компаратора 6 сформировалось высокое напряжение, которое подтвердило состояние триггера 11, при котором íà его выходе высокое напряжение.

В момент времени t5 напряжения И„ стало равным нулю и ток через обмотку 2 стал плавно уменьшаться — диод 10. общая шина 4, датчик тока 3. С выхода дифференцирующей цепи 5 сформировано постоянное напряжение отрицательной полярности с величиной, пропорциональной скорости уменьшения тока через обмотку 2, Величина напряжения с дифференцирующей цепи 5 более напряжения уставки, поданого на шину 9 и поэтому на выходе компэратора 7 сформировалось положительное напряжения, от которого сработал счетный триггер 14 и на его выходе напряжение стало равным нулю.

В момент времени t6, величина тока через обмотку 2 уменьшилась настолько. что шток 17 начал свое движение на возврат в исходное состояние, в связи с этим крутизна уменьшения тока через обмотку 2 уменьшилась, напряжение с выхода диффеФормула изобретения

Устройство для контроля времени срабатывания электроклапана, содержащее последовательно включенные входную шину, обмотку управления электроклапана, датчик тока и общую шину, параллельно датчику тока включена дифференцирующая цепь, выход которой соединен с инвертирующим входом первого компаратора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности контроля времени незакрытого состояния электроклапана, в него введен вто15

30 ренцирующей цепи 5 стало менее,напряжения уставки на шине 9 и поэтому на выходе компараторэ 7 сформировался фронт напряжения с низкого на высокий, по которому на выходе триггера 14 сформировался фронт напряжения с низкого на высокий, по которому триггер 11 вернулся в исходное положение и на выходной шине 12 сформировался задний фронт выходного импульса

Unlax.

Далее работа аналогична рэссмотренн.ой.

Таким образом, при подаче на предложенное техническое решение электрический прямоугольной импульс на шину 1 на

его выходе формируется импульс напряжения, длительность которого строго равна времени открытого состояния электроклапана и она полностью отражает влияние внешних факторов — температура рабочей жидкости — газа, перепад давления. величины источника питания, разброс значения индуктивностей и т.д, на время открытого состояния данного контролируемого электроклапана, в не зависимости от его типа и конструкции, что и увеличивает точность контроля времени открытого состояния электроклапана и расширяет его область использования, т.к. не требуется подрегулирование. рой компаратор, шины первого и второго установочных напряжений, счетный триггер и RS-триггер, выход которого соединен с выходной шиной, R-вход — с выходом счетного триггера, а $-вход соединен с выходом первого компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с шиной первого установочного напряжения, инвертирующий вход соединен с инвертирующим входом второго ком паратора. неинвертирующий вход которого соединен с шиной второго установочного напряжения, а выход — с входом счетного триггера.

1795421

Юых.

Составитель В.Турченков

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М.Петрова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 429 Тираж,Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5