Устройство для контроля скоростиизменения частоты

 

ОП ИСА НИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (alll56

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.03.79 (21) 2742892/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М.К .

G 01R 23/00

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.317.7 (088.8) по делам изобретений и открытий

А. М. Мурашко, А. С. Карегин и А., Захароз- -:, Г (72) Авторы изобретения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ

ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к импульсной технике, в частности, к системам автоматического контроля и управления, в которых информация о контролируемом параметре представлена в частотной форме. 5

Известно устройство для контроля скорости изменения частоты, основанное на измерении и контроле разности двух интервалов времени, каждый из которых состоит из одного или нескольких периодов следо- 10 вания входных сигналов (1), содержащее формирователь входных импульсов, блок управления, состоящий из блока переключений, триггера, распределителя импульсов, шести элементов И и ИЛИ, источник эта- 15 лонной частоты, счетчик, блок разности периодов, состоящий из блока элементов И и счетчика, элемент И и формирователь команды контроля.

Существенные недостатки этого устрой- 20 ства — значительная погрешность контроля скорости изменения частоты при работе его в широком диапазоне частоты входных сигналов, и относительно низкое быстродействие, так как результат контроля фор- 25 мируется один раз за два периода входного сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство (2), содержащее блок разности 30 периодов, представляющий собой реверсивный счетчик, дешифратор, блоки отключения и начальной установки, формирователь входных импульсов с фильтром низких частот, генератор эталонной частоты, блоки выходных реле и индикации, два блока управления, блоки подготовки повторного запуска, знака скорости и запрета, два элемента И и три элемента ИЛИ.

Существенные недостатки этого устройства — низкая точность контроля скорости изменения частоты при работе устройства в широком диапазоне входных сигналов и низкое быстродействие, что обусловлено большим циклом контроля скорости изменения частоты.

Целью данного изобретения является повышение быстродействия и точности контроля скорости изменения частоты при работе устройства в широком диапазоне частот входных сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее формирователь входных сигналов, выход которого соединен со входом блока управления, блок разности периодов, блок знака скорости, элемент И и источник эталонной частоты, введены счетчик импульсов, блок умножения, блок сравнения и шифратор, причем первый выход блока управления соединен с

811 первыми входами счетчика импульсов и блока разности периодов, второй выход блока управления соединен с первым входом элемента И, третий выход подключен к первому входу блока умножения и вто- 5 рому входу блока разности периодов, а четвертый выход подключен ко второму входу счетчика импульсов и через блок знака скорости — ко второму входу элемента И, третий вход блока разности периодов соединен 10 с выходом счетчика импульсов и вторым входом блока умножения, четвертый вход блока разности периодов подключен к третьим входам счетчика импульсов и блока умножения и выходу источника эталон- 15 ной частоты, первый выход блока разности периодов соединен со вторым входом блока знака скорости, второй выход соединен через блок сравнения с третьим входом элемента И, а выход шифратора подключен к четвертому входу блока умножения, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения.

На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля скорости измене- 25 ния частоты.

Устройство содержит формирователь 1 входных сигналов, блок 2 управления, счетчик 3 импульсов, блок 4 умножения, блок

5 разности периодов, блок б знака скоро- 60 стп, блок 7 сравнения, элемент И 8, источник 9 эталонной частоты и шифратор 10.

В данном устройстве контроль скорости изменения частоты осуществляется посредством контроля изменения длительности каждого периода следования входных сигналов. При этом устройство вырабатывает сигнал, если выполняется условие:

Т вЂ” Т

Тп

I где Т, и T2 — длительность соответственно первого и второго из двух со- 45 седних периодов;

6„— параметр, характеризующий скорость изменения частоты и определяющий порог срабатывания устройства. 50

При этом в зависимости от значения и параметр о может иметь различный физический смысл.

В данном устройстве счетчик 3 предка- 55 значен для формирования числа Фь пропорционального длительности первого из двух соседних периодов, т, е, У,=Ть

В блоке 4 умножения формируется число

ЛМ», соответствующее максимально допу- 60 стимому изменению периода Л T»n—

= 6n

При этом реализуются операции умножения по одному из известных алгоритмов умножения чисел. 65

156

В блоке 5 разности периодов формируется разность чисел иМпульсов эталонной частоты, заполняющих два соседних периода

Т,и Т2.

ЬЖ = N, — N, == Т, — Т,.

Кроме того, при N (Ь (T, = T ) на первом выходе блока 5 разности периодов вырабатывается сигнал, свидетельствующий о понижении частоты.

Блок 7 предназначен для сравнения числа Л У с числом AN»> и выдачи открывающего сигнала на вход элемента И 8 при условии ЛN ) ЛN»,.

Устройство работает следующим образом.

В течение периода Т1 в счетчик 3 и блок

5 поступают сигналы источника 9. К окончанию периода Т, в счетчике 3 формируется число N = Т .

В момент окончания периода Т> и начала периода Т2 формирователь 1 вырабатывает сигнал, который запускает блок 2 управления. При этом на первом выходе блока 2 появляется запрещающий импульс, который блокирует поступление сигналов источника

9 в счетчик 3 и блок 5. Одновременно с этим появляется импульс управления на втором выходе блока 2. После окончания импульса на втором выходе появляется импульс управления на третьем выходе блока 2 и т. д.

Длительность импульсов управления и интервал времени между ними определяются временем переключения функциональных элементов схемы предлагаемого устройства.

Импульс управления с третьего выхода блока 2 разрешает прием числа N< из счетчика 3 и числа б из шифратора 10 в блок 4 и числа N< из счетчика 3 в блок 5. При этом в блоке 4 начинается процесс умножения числа б íà N, далее полученный результат (о N>) умножается на N< и т. д. до получения результата AN„o>. — — б Т;.

Импульс управления с четвертого выхода блока 2 устанавливает счетчик 3 в исходное состояние, а блок 5 — во включенное состояние, при котором с его выхода на второй вход элемента И 8 подается открывающий сигнал.

Одновременно с окончанием импульса управления на четвертом выходе блока 2 пропадает закрывающий импульс на его первом выходе и начинается новое заполнение счетчика 3 и блока 5 сигналами источника 9.

К окончанию периода Т2 в счетчике 3 будет сформировано число Л4 = T2, в блоке

5 — число Л М = N — Л4 — = Т1 — Т, в блоке 4 закончится вычисление числа Naos.i и, если ЛЖ, ) ЛУ» ь с выхода блока 7 на третий вход элемента И 8 будет подан открывающий сигнал.

811156

При Т ) Ть что соответствует понижению частоты, блок 5 выработает сигнал, который поступит на второй вход блока 6 и переведет его в выключенное состояние.

При этом с выхода блока 6 на второй вход б элемента И 8 будет подан закрывающий сигнал.

Если же Т (Т, что соответствует повышению частоты, на первом выходе блока 5 сигнал не появится, и блок 6 останется lo во включенном состоянии. В момент окончания периода Тх и начала периода Тз произойдет очередной запуск блока 2. При этом импульс с первого выхода блока 2 запретит подачу сигналов источника 9 в счет- 15 чик 3 и блок 5. Импульс управления со второго выхода блока 2 поступит на первый вход элемента И 8 и, если при этом на второй и третий входы элемента И 8 будут поданы также открывающие сигналы, на вы- 20 ходе элемента И 8 появится сигнал, который будет свидетельствовать о достижении скоростью повышения частоты предельно допустимого значения б.

С окончанием импульсов управления блока 2 начнется новый цикл контроля скорости изменения частоты.

Данное устройство может быть использовано и для контроля скорости пониже- 3О ния частоты. Для этого второй вход элемента И 8 должен быть соединен с инверсным выходом блока 6 знака скорости. При необходимости контроля скорости изменения частоты по модулю (одновременный контроль скорости повышения и понижения частоты) второй вход элемента И 8 должен быть подключен к логической «1».

Таким образом, в данном устройстве реализуется быстродействующий и точный 4О контроль скорости изменения частоты. Оно может найти широкое применение в системах контроля и аварийной защиты турбореактивных двигателей, паровых турбин, мощных генераторов и гидротурбин.

Формула изобретения

Устройство для контроля скорости изменения частоты, содержащее формирователь входных сигналов, выход которого соединен со входом блока управления, блок разности периодов, блок знака скорости, элемент И и источник эталонной частоты, о тл и ч а ющееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности работы устройства, в него введены счетчик импульсов, блок умножения, блок сравнения и шифратор, причем первый выход блока управления соединен с первыми входами счетчика импульсов и блока разности периодов, второй выход блока управления соединен с первым входом элемента И, третий выход блока управления подключен к первому входу блока умножения и второму входу блока разности периодов, а четвертый выход подключен ко второму входу счетчика импульсов и через блок знака скорости— ко второму входу элемента И, третий вход блока разности периодов соединен с выходом счетчика импульсов и вторым входом блока умножения, четвертый вход блока разности периодов подключен к третьему входу счетчика импульсов, третьему входу блока умножения и выходу источника эталонной частоты, первый выход блока разности периодов соединен со вторым входом блока знака скорости, второй выход блока разности периодов соединен через блок сравнения с третьим входом элемента И, а выход шифратора подключен к четвертому входу блока умножения, выход которого соединен со вторым входом блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 591769, кл. G 01R 3/46, 12.04.76.

2. Авторское свидетельство СССР № 565258, кл. G 01R 23/00, 04.06.76 (прототип).

Редактор Б. Федотов

Составитель О. Ханциян

Техред Л. Куклина

Корректоры; А, Галахова и О. Гусева

Заказ 222/3 Изд. М 172 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2