Сигнализатор загрузки двигателя

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля загрузки двигателей , преимуп ественно тракторных. Для этого в электрической схеме рассмотрен случай использования восьмиразрядного двоичного счетчнка, имеющего раздельные входы ирямого и обратного счета, напряжение уровня логической единзнш должно быть подано при прямом счете на вход обратного счета, а при обратном счете на вход прямого счета. В схеме предусмотрена индикация трех уровней занолнения счетного элемента, соответствующих нагрузке двигателя, оптимальной загрузке и перегрузке. Устройство содержит задатчик 2 опорного напряжения, сумматор 3, формирователь 4 импульсов и реверсивный счетный элемент 5, связанные между собой таким образом, что это позволяет повысить точность определения загрузки двигателя. 2 ил. сл о 05 00 00

СО103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) ф С 01 Е 23/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3785084/24-10 (22) 2о 08 84 (46) 07.03.86. Бюл. Р 9 (72) С.И.Горб (53) 531.787(088.8) (56) Лвторское свидетельство СССР

Р 934263, кл. G 01 1 23/22, 1982.

Лвторское свидетельство СССР

1006954,êë. С 01 1 23/08, 1983 ° (54) СИГНЛЛИЗЛТОР ЗАГРУЗКИ ДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля загрузки двигателей, преимущественно тракторных.

Для этого в электрической схеме рассмотрен случай использования восьми„„SU„„1216688 А разрядного двоичного счетчика, имеющего раздельные входы прямого и обратного счета, напряжение уровня логической единицы должно быть подано при прямом счете на вход обратного счета, а прн обратном счете — на вход прямого счета. В схеме предусмотрена индикация трех уровней заполнения счетного элемента, соответствуищих нагрузке двигателя, оптимальной загрузке и перегрузке. Устройство содержит задатчик 2 опорного напряжения, сумматор 3, формирователь 4 импульсов и реверснвный счетный элемент 5, связанные между собой таким образом, что это позволяет повысить точность определения загрузки двигателя. 2 ил..12166

Изобретение относится к измери-. тельной технике и может быть использовано для контроля загрузки двигателей, преимущественно тракторных.

Цель изобретения — повышение точности определения загрузки двигателя.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема устройства.

Б электрической схеме рассмотрен случай использования восьмиразрядного двоичного счетчика, имеющего разделительные входы прямого и обратного счета, отличающегося тем, что напряжение уровня логической единицы должно быть подано при прямом счете на вход обратного счета, а при обратном счете па вход прямого счета (интегральные микросхемы серий К155 и K555) . Б схеме предусмотрена индикация трех уровней заполнения счетного элемента, соответствующих недогрузке двигателя, оптнмальпой загрузке и перегрузке.

Устройство содержит электроконтактный датчик 1, задатчик 2 опорного напряжения, сумматор 3, формирователь 4 импульсов, реверсивный счетный элемент 5 и сигналпзирующий индикатор 6. Сумматор 3 реализован резисторами 7 и 8. Формирователь 4 импульсов образован цепочкой, включающей операционные усилители

9-11, резисторы 12-25, конденсаторы 26 и 27, диоды 28-32, стабигитроны ЗЗ-35. Счетный элемент 5 состоит из реверсивного счетчика 36, цепочки формирования сигналов уровня логической единицы нз логических элементах 37-41 (соответственно

НЕ, два И и два ИЛИ), резистора 42.

Сьпнализпрующий индикатор 6 содержит логические элементы 43-45 (соответственно ИЛИ-НЕ, И и ИЛИ-НЕ и три сигнальные лампы, па которые подаются сигналы "ен, "ни и U»>.

Электроконтактный датчик состоит из двух контактов, один из которых установлен па рейке топливных насосов, а другой — на ограничителе по" дачи, .причем один из контактов должен быть изолирован от корпуса. Бы" ходной сигнал электроконтактного датФ чика U должен иметь положитель!

О

88

2 ную полярность и по величине должен быть на уровне логической единицы.

Сигнал задатчика опорного напряжения U д должен иметь отрицательную полярность и по абсолютной величине должен быть меньше Uä. Сумматор с целью упрощения должен, содержить одинаковые резисторы 7 и 8. По той же причине в формирователе импуль" сов следует использовать одинаковые резисторы 14 и 15, диоды 28-31, стабилитроны 33 и 34. Логические элементы сигналиэирующего индикатора 43 и 44 подключены к выходам счетчика Я„ — 08 в зависимости от требований по распределению общего количества состояний счетчика на сигнализируемые режимы зarрузки двигателя. Число неиспользуемых выходов младших разрядов счетчика определяет количество состояний счетчика, вьделенных на режим недогрузки двигателя. Режиму недогрузки двигателя соответствует четыре (2, где показатель степени равен числу неис — . пользованных выходов) состояния счет.ика (фиг.2), Число выходов младших р."зрядов счетчика, к которым не подключен элемент 44, определяет количество состояний счетчика, вьделениых на режим перегрузки двигателя. Режиму перегрузки (фиг.2) дви гателя соответствует 32 состояния

5 (2, где показатель степени равен числу младших разрядов, к которым не подключен элемент 44). Соответственно режиму оптимальной загрузки соответству|от оставшиеся 220 состояний счетчика. В частном случае элементы 43 и 44 могут быть представлены совокупностями элементов с меньшим числом входов °

Усилитель 9 имеет коэффициент усиления

R

К

) где Е12 и R — сопротивления резисторов 12 и 7. Его выходной сигнал изменяется с запаздыванием, характерным апериодическому звену. Это запаздывание обеспечивается конденсатором 26. Постоянная времени усилителя тз = к„с 6, где С о — емкость конденсатора 26.

121б688!

t5

25

35

45

55

На усилителе 10 собран двухпороговый компаратор, напряжение питания которого Uä . Верхний порог срабатывания компаратора

Ri3 — -- U и 1 n °

Коэффициент усиления Kg должен быть достаточным для того, чтобы при разомкнутом электроконтактном датчике выходной сигнал усилителя 9 достигал величины Ui!. Разность напряжений верхнего и нижнего порогов срабатывания компаратора определяется зависимостью

R +R>q R i +R п

U -U.=U (— — — -) (- —.-"- — — — )

R1,4 „R 1Ь 11 где U>5 — напряжение стабилитронов

33 и 34;

Е,, Rqq — сопротивления резисторов

R„,è R«соответственно 3, 14, 17 и 19;

R« — сопротивление потенциометра 18.

Стабилизаторы 33 и 34 служат для ограничения выходного напряжения компаратора. Один из них ограничивает положительный потенциал, а другой — отрицательный. Резистор 19 предотвращает возможность подачи

"нулевого" потенциала на вход усилителя 10 при регулировке потенциометра 18, Потенциометром 18 регулируется величина диапазона между порогами срабатывания компаратора.

Усилитель 11 усиливает напряжение 0зз с коэффициентом усиления где R zz и R o сопротивления резисторов 22 и 20.

Выходное напряжение усилителя 11

U<> имеет полярность, противоположную знаку алгебраической суммы напряжений Up, и Up», так как усилители инвертируют сигналы. Коэффициент усиления К., должен быть достаточным, чтобы выходное напряжение усилителя 11, умноженное на отноше- ние сопротивлений резисторов 7 н 23, превьппало по абсолютной величине алгебраическую сумму напряжений Бд и Up„ npn замкнутом электроконтактном датчике. Превышение рекомендуется в 1,5-2,0 раза. Резистор 23 пнедпредназначен для алгебрапческого сум- мирования напряжений Пд и U с вы- ходным сигналом усилителя 1.

Резисторы 2! и 24 служат для уменьшения влияния нходных токов на работу усилителей 9 и 11. Их сопротивления приблизительно равны сопротивлениям параллельных соединений соответственно резисторов 7, !2 и 20, 22.

Элементы 27, 35, 32 и 25 представляют собой дифференцирующую цепочку, которая формирует единичньп сигнал при нарастании положительного сигнала и уменьшешш отрицательного.

Стабилитрон 35 ограничивает величину выходного сигнала. Резистор 25 устанавливает нулевой потенциал после прекращения изменения сигнала на входе дифференцирующей цепочки.

Диод 32 обеспечивает получение положительных пмпульсон на выходе цепоч" ки.

Резистор 42 служит для установки нулевого потенциала при размыкании электроконтактного датчика.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании электроконтактного датчика алгебраическая сумма потенциалов Up, » Up» »a выходе сумматора станови-.ся больше нуля. Усилитель 9 усиливает этот сигнал с запаздыванием до верхнего порога срабатывания компаратора. Срабатывает компаратор, и его выходное напряжение достигает потенциала U . Усилитель i! Усиливает это напряжение до нел> чи»ы, которая компенсируетс сигнал суммы напряжений Up, и Uon.

Это, в свою очередь, принодит к уменьшению напряжения на выходе усилителя 9 до нижнего порога срабатыва« ния компаратора. Выходное .напряжение компаратора становится равным нулю и соответственно уменьшае ся до нуля ньсходной сигнал усилителя 11. Это вызывает повторное увеличение напря>кения »а выходе усилителя 9. Возникают импульсы, длительность которых складывается нз времени нарастания напряжения на выходе усилителя 9 от нижнего порога срабатывания компара. сора к верхнему и времени уменьшения напряжения до нижнего порога срабатывания компаратора. Считая закон изменения напрккения апериодическим, можно записать зависимость для

12i6688 длительности одного импупьрасчета са

Если заполнение счетчика составляет менее двух разрядов, то на вы" ходах (— С в сигналы равны нулю, Выходной сигнал элемента 44 тоже равен нулю, а выходной сигнал эле" мента 43 — единице. 11а первую сиг" е иальиую лампу поступает сигнал

1 где R — сопротивление резистора 23. 10

Потенциометром 18 регулируется," длительность импульсов и тем с 1мым

1 изменяется быстродействие устройства. Чем выше устанавливается быстродействие устройства, тем меньшим оказывается стабильность показаний сигнализирующего индикатора на неустаповпвшихся режимах работы двигателя.

Гак как импульсы на выходе компаратора являются положительными, их нарастание вызывает единичные сигналы на выходе дифференцирующей цепочки. Piàïðíæåíèå Up также находится иа уровне логической единицы. В этом случае элементы 38 и 40 пропускают импульсы на вход прямого счета счетчика "+1", а на вход обратного счета "-1" подается сигнал уровня логической единицы. Этот сигнал формируется элементом 41.

При замыкании электроконтвктного датчик- импульсы формируются аналогичным образом. Однако на выходе компаратора импульсы становятся от- 35 рицательными. Поэтому на выходе диф" ференцирующей цепочки возникают единичные сигналы при уменьшении выходных сигналов компаратора. Это означает, что, как при замкнутом, так и 40 при разомкнутом электроконтактном датчике формируются импульсы, которые могут разливаться только частотой следования. В это же время напряжение U< находится на уровне логи- 45 ческого нуля. Поэтому элементы 39 и 41 пропускают импульсы на вход обратного счета, а на вход прямого счета элементом 40 подается сигнал уровня логической единицы. 50 о недогрузке двигателя. Если заполняются шестой, седьмой и восьмой разряды (при этом возможно и да. ьиейшее заполнение счетчика путем заполнения первого-пятого разрядов), йа выходе элемента 44 возникает единичный сигнал и на третью сигнальную лампу поступает сигнал о перегрузке двигателя. Сигнал об оптимальной загрузке поступает на вторую сигнальную лампу, когда сигналы на выходе элементов 43 и 44 равны нулю, т.е. когда заполнен хотя, бы один из третьего восьмого разрядов и в то же время не заполнены одновременно шестой-восьмой разряды.

В связи с тем, что оптимальная загрузка двигателя возникает при кратковременных выходах рейки топливных насосов на ограничитель, т.е. когда время замкнутого состояния электроконтактного датчика меньше времени разомкнутого состояния, устройство должно иметь большую скорость заполнения счетчика, чем опорожнения. Поэтому опорное напряжение задатчика 2 должно быть по абсолютной величине меньше половины выходного сигнала электроконтактно-, го датчика 1. Чем меньше устанавливается опорное напряжение, тем более кратковременные выходы рейки топливных насосов на ограничитель будут вызывать включение сигнальных ламп оптимальной загрузки и перегрузки двигателя.

Формула и з о б р е т е н и я

Сигнализатор загрузки двигателя, содержащий электроконтактный датчик конечного положения рейки топливного насоса, соединенный через электронную измерительную схему с индикатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения загрузки, в него введены задатчик опорного напряжения, сумматор, формирователь импульсов и реверсивный счетчик, при этом выход электроконтактного датчика соединен с первым входом сумматора, с вторым вхогом которого соединен выход задатчика опорного напряжения, а выход сумматора подключен к входу формирователя импульсов, соединенно1216688

Редактор Т.Кугрышева Техред С,Мигунова

Корректор В. Бутяга

Заказ 996/53 Тираж 778

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óêãîðîä, ул.Проектная, 4 го выходом со счетным входом реверсивного счетчика, управляющий вход реверса которого соединен с первым входом сумматора, при этом выход реверсивного счетчика подключен к индикатору.