Способ автоподстройки частоты источника питания резонансного электромеханического преобразователя

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано для питания магнитострикционных преобразователей. Целью является повьшение точности автоподстройки источника питания к механическому резонансу электромеханического преобразователя . Устр-во содержит задающий генератор 1, соединенный с логическими элементами (ЛЭ) 2И 2 и 3. Счетчик импульсов 4 соединен с делителем частоты 5 и триггером 6, выходом соединенным с управляющим электродом тиристора 7 и через ЛЭ 2И 2 - с усилителем мощности 8 и счетчиком импульсов 9. Усилитель 8 соединен с реактивным элементом 11 и электромеханическим преобразователем 12, а через ограничитель 13 к ЛЭ 2И 10 - с входом делителя частоты 5. Во избежание скачка напряжения на индуктивности контура отключение элемента 1 1 производится в момент первого перехода тока контура через ноль. 3 ил. § (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) 01) ш 4 Н 02 М 7 515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 3621058/24-07 (22) 14.07.83 (46) 23.01.89. Бюл. У 3 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Г.Ф. Белоусов, В.Г. Казанцев, В.В. Карташев и В.Г. Михеев (53) 621.314.572(088.8) (56) Акодис И.И. и др. Автоподстройка частоты тиристорного инвертора при работе с магнитострикционным преобразователем. — Электроника, 1972, М 1, с. 8.

Авторское свидетельство СССР

Р 817931, кл. H 02 М 7/515, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Р 970606, кл. Н 02 М 7/515, 1979. (54) СПОСОБ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ

ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ РЕЗОНАНСНОГО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано для питания магнитострикционных преобразователей. Целью является повышение точности автоподстройки источника питания к механическому резонансу электромеханического преобразователя. Устр-во содержит зада А генератор 1, соединенный с логическими элементами (ЛЭ) 2И 2 и 3 °

Счетчик импульсов 4 соединен с делителем частоты 5 и триггером 6, выходом соединенным с управляющим электродом тиристора 7 и через ЛЭ 2И 2— с усилителем мощности 8 и счетчиком импульсов 9. Усилитель 8 соединен с реактивным элементом 11 и электромеханическим преобразователем 12, а через ограничитель 13 и ЛЭ 2И 10— с входом делителя частоты 5. Во избежание скачка напря:кения на индуктивности контура отключение элемента 11 производится в момент первого перехода тока контура через ноль.

3 ил.

1453557

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение, например, для питания магнитострикционных преобразователей.

1 ель изобретения — повыпение точности автоподстройки источника питания к механическому резонансу электромеханического преобразователя и повышение КПД.

На фиг. 1 показаны временные диаграммы, поясняющие принцип работы (а - сигнал управления источника питания; б - напряжение ЭДС магнитострикции по известному способу; в— напряжение ЭДС магнитострикции по предлагаемому способу); на фиг..2— структурная электрическая схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг. 2) реализации предлагаемого способа содержит задающий генератор 1, подключенный к первым входам двух двухвходовых логичес- 25 ких элементов 2И 2 и 3. Выход логического элемента 3 через счетчик 4 импульсов соединен с входом установ; ки в "0" делителя 5 частоты и с пря) мым входом триггера 6, выход кото, рого соединен с управляющим электродом тиристора,7, через второй вход логического элемента 2И 2 - c управляющим входом усилителя 8 мощности и через счетчик 9 импульсов — с инверсным входом триггера 6. Выход последнего соединен с вторыми входа-

: ми логических элементов 2И 3 и 10.

Первый выход усилителя 8 мощности подключен к компенсирующему реактивному элементу 11, к электромеханнческому преобразователю 12 и к входу ограничителя 13, второй выход усилителя 8 мощности подключен к компенсирующему реактивному элементу 11 и через тиристор 7 — к электромеханическому преобразователю 12, а также через ограничитель 13 и вход логического элемента 2И 10 — с входом делителя 5 частоты, выход которого через интегратор 14 и устройство 15 сравнения подключен к регулирующему входу задающего генератора 1.

Способ осуществляется следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает управляющие импульсы, которые подаются на логические элементы 2И 2 и 3.

Режим работы устройства определяется состоянием триггера 6. Допустим, в начальньй момейт времени состояние триггера 6 такое же, как на фиг. 1.

Логическая "1" триггера 6 поступает на вход логического элемента 2И 2 и тиристора 7, а логический "0"на входы логических элементов 2И 3 и 10. Логический элемент 2И 2 пропускает импульсы управления на тиристорный инвертор и счетчик 9 импульсов. Устройство работает в режиме генерирования, длительность генераторного режима определяется коэффициентом пересчета счетчика 9 импульсов. После того, как счетчик

9 импульсов отсчитает определенное количество импульсов, с генератора 1 частоты, на его выходе появляется импульс, который перебрасывает триг" гер 6 в другое состояние. Вследствие этого переброса логический элемент

2И 2 и тиристор 7 закрываются, а логические элементы 2И 3 и 10 открываются. Устройство переходит в режим паузы (фнг. 2а), при котором на зажимах электромеханического преобразователя 12 действует ЭДС.

Согласно известному способу в начальный момент паузы (фиг. 1б) период ЭДС равен Т из-за наличия переходного процесса, вызванного доработкой энергии в электрическом контуре, а в конце паузы (при условии окончания переходного процесса) период равен Т или величине ЭДС, вызванной обратным эффектом магнитострикции.

Следовательно, период генерации Т тиристорного инвертора несколько отличается от периода Т . По предлагаемому способу (фиг. 1в) после выключения тиристора 7 период Т, равен Т из-.за отсутствия переходного процесса и, следовательно, период генерации Тэ тиристорного инвертора равен периоду Т ЭДС магнитострикции. Эта

ЭДС после формирования ограничителем

13 через логический элемент 2И 10 поступает на делитель 5 частоты, который формирует прямоугольный импульс.

Длительность этого импульса равна длительности определенного количества периодов затухающих колебаний, которые определяются коэффициентом деления частоты.

После того, как счетчик 4 импульсов отсчитывает определенное количест-во импульсов, на его выходе появляется импульс, который перебрасывает

3 145355!

Способ автоподстройки частоты источника питания резонансного электромеханического преобразователя компенсированного реактивным элементом, заключающийся в измерении во время периодически создаваемых при работе источника питания пауз сигнала обрат-. ной связи, сравнении его с заданным и воздействии сигналом рассогласования на задающий. генератор источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности автоподстройки источника питания к механическому резонансу электромеханического преобразователя и повьппения КПД, на время пауз перед замером сигнала обратной связи при первом переходе тока в электромеханическом преобразователе через ноль отключают компенсирующий реактивный элемент., триггер 6, и устройство снова переходит в режим генерирования. Кроме того, выходной импульс счетчика 4 импульсов производит установку в исходное состояние делителя 5 частоты.

° 5

С помощью интегратора 14 из выходного налряжения делителя 5 .частоты выделяется среднее значение. Напряжение с выхода интегратора 14 подается на один иs входов устройства 15 сравне« ния, на другой вход которого подается напряжение уставки. Напряжение рассогласования с выхода устройства

15 сравнения подается на вход задающе-45 го генератора 1.

Подстройка системы происходит во время паузы. Выходная частоты источника питания подстраивается непосредственно к частоте собственных колеба-. о ний электромеханического преобразователя.

Известно, что для получения максимальной амплитуды механических коле45аний резонансного электромеханичес- р5 кого преобразователя требуются однополярные импульсы тока синусоидальной формы. При компенсации электроиеханического преобразователя образуется электрический колебательный

-контур, в котором контурный ток

I превышает входной ток контура (фиг. За), и для компенсации отрицательной амплитуды переменного тока требуется дополнительный источник 35 постоянного тока.

В устройстве, реализующем способ, это решается за счет затягивания тока (фиг. Зб) через тиристор, замыкающий индуктивную цепь колебатель- 4о ного электрического контура и источника питания ° Время проводимости тиристора относительно периода частоты колебаний входного тока Т зависит от соотношения величин актив- 45 ного и индуктивного сопротивлений цепи. Время открытого состояния тиристора равно Т,, а в случае отсут" ствия активных потерь равно периоду выходной частоты источника питания. БО

Это позволяет без дополнительного источника питания постоянного тока получать однополярный синусоидальный ток через электромеханический пре- образователь при минимальном весе 55 и габаритах источника питания с точ7

4 ной автоподстройкой к частоте механического резонанса.

В отличие от известных предлагаемый способ позволяет с начала бестоковой паузы источника питания в течение первого периода напряжения

ЭДС магнитострикции закончить переходный процесс, который обусловлен перераспределением накопленной электрической энергии в контуре, образованном электромеханическим преобразователем и компенсирующим реактивньич элементом, а также несовпадением фаз между ЭДС магнитострикции и вынужпающими колебаниями электрического контура путем отключения компенсирующего реактивного элемента.

Во избежание скачка напряжения на индуктивности контура отключение реактивного элемента производится в момент первого перехода тока контура через ноль. Следовательно, второй период ЭДС при выключенном источнике питания равен периоду собственной частоты механического резонанса электромеханического преобразователя, так как зависит только от свойств механического резонатора, что позволяет осуществить автоподстройку частоты источника питания с высокой точностью при минимальной бестоковой паузе.

Формула изобретения

1453557

Составитель Г. Мыць|к

Редактор Н. Яцола Техред М.Ходанич Корректор С. Шекмар

Заказ 7298/53 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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