Устройство для защиты электродинамического вибростенда с блоком задания требуемого характера вибрации и усилителем мощности от перегрузок по току в цепи подвижной катушки

 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в мапшностроении при проведении виброиспытаний . Цель изобретения - повышение динамической надежности путем уменьшения выброса тока в низкочастотном диапазоне входного сигнала и увеличения скорости спада тока в высокочастотном диапазоне входного сигнала. Включение второго ключевого элемента 10 и корректирующего фильтра 11, которые образуют корректирующую обратную связь между входом сумматора 2 и выходом датчика 8 тока, позволяет обеспечить ускорение .процесса спада тока в области высоких частот входного сигнала и снижение фазового отставания в области низких частот входного сигнала. 6 ил. S (Л со со ( to 4 гч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 02 H 3/08, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1169073 (21) 3855142/24-07, 3900130/24 — 07 (22) 14.02.85 (46) 23 ° 09.87. Бюл. Ф 35 (72) Ю.И.Беглов, А.Н.Гвоздев, Н.Е.Золотухин, А.А.Кощеев и B.À.×åãëàêîB (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1169073, кл. Н 02 Н 3/08, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО ВИБРОСТЕНДА С БЛОКОМ

ЗАДАНИЯ ТРЕБУЕМОГО ХАРАКТЕРА ВИБРА—

ЦИИ И УСИЛИТЕЛЕМ МОЩНОСТИ ОТ ПЕРЕГРУ"

ЗОК ПО ТОКУ В ЦЕПИ ПОДВИЖНОЙ КАТУШКИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может найти применение

„„SU„„1339724 А 2 в мапжностроении при проведении виброиспытаний. Цель изобретения — повышение динамической надежности путем уменьшения выброса тока в низкочастотном диапазоне входного сигнала и увеличения скорости спада тока в высокочастотном диапазоне входного сигнала. Включение второго ключевого элемента 10 и корректирующего фильтра 11, которые образуют корректирующую обратную связь между входом сумматора 2 и выходом датчика 8 тока, позволяет обеспечить ускорение .процесса спада тока в области высоких частот входного сигнала и снижение фазового отставания в области низких частот входного сигнала. 6 ил.

1 13

Изобретение относится к области защиты электродинамичегких вибростендов и может найти применение в различных отраслях машиностроения при исследовании вибрационной прочности.

По основному авт,св. У 1169073 известно устройство для защиты электродинамического вибростенда с блоком задания требуемого характера виб.рации и усилителем мощности от перегрузок по току в цепи подвижной катушки.

Целью изобретения является повышение динамической надежности устройства путем уменьшения выброса тока в низкочастотном диапазоне входного сигнала и увеличения скорости спада тока в высокочастотном диапазоне входного сигнала.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 графики изменения входного напряжения и рабочего тока; на фиг.3 пример выполнения второго ключевого элемента и корректирующего фильтра; на фиг.4 — логарифмические амплитудные и фазные частотные характеристики корректирующего блока; на фиг.5 и 6— кривые тока подвижной катушки.

Устройство для защиты вибростенда содержит блок 1 задания вибрации, соединенный с сумматором 2„ усилитель 3 мощности соединен с электродинамическим вибростендом 4 с испытуемым объектом. Вспомогательный усилитель — инвертор 5 соединен с первым ключевым элементом 6, пороговым элементом 7 и датчиком 8 тока.

Источник 9 силового питания питает усилитель 3 мощности. Второй ключевой элемент 10 и корректирующий фильтр 11 включены последовательно между сумматором 2 и датчиком 8 тока, Устройство работает следующим образом.

На первый вход сумматора 2 поступает сигнал с блока 1 задания вибрации, а на второй вход — выходной сигнал первого ключевого элемента 6, коммутирующего сигнал с блока 1 задания, поступающий через вспомогатель ный усилитель — инвертор 5 на вход ключевого элемента 6. Выход сумматора 2 соединен с входом усилителя 3 мощности. Выход усилителя 3 мощности, питающегося от источника 9 силового питания, подключен к входным клеммам электродинамического вибростенда 4 с

39724

Т1 Ут2.>

35 ао

50 включенным в цепь подвижной катушки датчиком 8 тока. Сигнал датчика 8 тока подается на вход порогового элемента 7 и на вход корректирующего фильтра 11. Выход последнего через второй ключевой элемент 10 присоединен к третьему сумматору 2. Выход порогового элемента 7 подключен к управляющим входам ключевых элементов

6 и 10. При достижении заданного порога срабатывания порогового элемента 7 включаются ключевые элементы 6 и 10, Через включенный ключевой элемент 6 на второй вход сумматора 2 поступает инвертированное и усиленное во вспомогательном усилителе инверторе 5 напряжение, сформированное блоком 1 задания, при этом фаза входного напряжения усилителя 3 мощности меняет знак и выходной ток усилителя 3 мощности ограничивается, через включенный ключевой элемент 10 подается на третий вход сумматора 2 сигнал корректирующей обратной связи, определяемой типом корректирующего фильтра 11.

Передаточная функция корректирующего фильтра 11 выбирается из следующих условий: необходимо, чтобы при срабатывании устройства корректирующая обратная связь, состоящая из корректирующего фильтра 11 и ключевого элемента 10, вносила в области низких частот фазовое отставание в преобразование входного напряжения Б в ток катушки I.

В области средних частот корректирующий фильтр не должен вносить фазовых изменений в преобразование Б „ в

В области высоких частот передаточная функция корректирующего фильтра 11 должна быть такой, чтобы вносилось фазовое опережение в преобразование U» â I, для обеспечивания увеличения скорости спада тока в этом частотном диапазоне. Учитывая эти требования, передаточную функцию корректирующего фильтра 11 целесообразно выбрать следующим образом:

KP ф (1+Т P) (1+Т,Р) где W«(P) — передаточная функция корректирующего фильтра;

К вЂ” коэффициент передачи, безразмерная величина; — постоянные времени, с. з 1339

Постоянные времени Т,, Т2 выбираются из следующих условий:

1 1

Т = -=--; Т (2)

2rrг.6 5 где f нижнее, f — верхнее значения частоты, Гц, полосы пропускания усилителя мощности (паспортные данные 10 усилителя).

Коэффициент передачи К выбирается из условия согласования допустимого входного напряжения Urrîï сумматора 2 и максимального выходного напряжения Б„ „ датчика 8 тока.

724 тока в катушке, поэтому увеличивается частота и уменьшается амплитуда пульсаций в режиме ограничения. На фиг.б показаны кривые тока подвижной катушки при работе системы ограничения при достаточно большой частоте входного сигнала.

Предлагаемое устройство не влияет на процесс виброиспытания в нормальном режиме, когда ток подвижной катушки вибростенда меньше допустимого значения.

Формула изобретения

U aorr мак

40

КР (1+Т, P) (1+Т Р) 45

Конкретные значения этих напряжений определяются типом операционных усилителей. Например, в опытном образце U>« = 15 В, U„,с к = 1 В.

Пример выполнения принципиальной схемы введенных в устройство блоков 10 и 11 совместно с сумматором 2. приведен на фиг.3. На фиг.4 приведены логарифмические амплитудные и фазовые частотные характеристики корректирующего фильтра, соответствующие передаточной функции (1) .

Корректирующая обратная связь, состоящая из блоков 10 и 11, оказывает свое воздействие только в моменты превышения током заданного значения I,. При этом изменение частотных свойств цепи от выхода блока задания U „ до тока I подвижной катушки при срабатывании устройства в низкочастотной области сигнала приводит к замедлению спада тока в цепи подвижной катушки и уменьшению величины выбросов тока.

На фиг,5 показаны кривые тока подвижной катушки при работе в режиме ограничения при низкой частоте входного сигнала Б „, близкой к f

За счет деформации частотной характерйстики цепи от выхода блока 1 задания до тока I в ее высокочастотной части сигнал на входе усилителя мощности форсировано изменяется, что приводит к увеличению скорости спада

Устройство для защиты электродинамического вибростенда с блоком задания требуемого характера вибрации и усилителем мОщности от перегрузок по току в цепи подвижной катушки по авт.св. й=- 1169073, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения динамической надежности путем уменьшения выброса тока в низкочастотном диапазоне входного сигнала и увеличения скорости спада тока в высокочастотном диапазоне входного сигнала, в него введены второй ключевой элемент и корректирующий фильтр, вход которого подключен к выходу датчика тока, выход корректирующего фильтра подключен через второй ключевой элемент к третьему входу сумматора, управляющий вход второго ключевого элемента подключен к выходу порогового элемента, а передаточная функция корректирующего фильтра Мнф (Р) представляет собой следующее отношение: где К вЂ” коэффициент передачи корректирующего фильтра,безразмерная величина;

Т,,T2 — постоянные времени корректирующего фильтра; — .нижнее и f — верхнее значен в ния частоты, Гц, полосы пропускания усилителя мощности.

1339724

С1 005

fJlOEQ g

1339724

Составитель Л. Корнеева

Редактор И. Николайчук Техред М. Ходанич

Корректор В. Гирняк

Заказ 4235/47 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, ая 4