układ automatycznej indykacji momentu poprzedzającego zjawisko

POLSKA
RZECZPOSPOLITA
OPIS PATENTOWY 128 711
LUDOWA
Patent dodatkowy
do patentu
Zgłoszono:
80 02 19
/p.222099/
Int Cl
Pierwszeństwo:
URZĄD
PATENTOWY
PRL
Zgłoszenie ogłoszono:
G01R 19/175
F02P 5/08
81 08 21
Opis patentowy opublikowano: 1985 06 28
Twórcy -wynalazku: Edmund Porządków ski, Grzegorz Witold Kowalski
Uprawniony z patentu: Politechnika Warszawska, Warszawa /Polska/
UKŁAD AUTOMATYCZNEJ INDYKACJI MOMENTU POPRZEDZAJĄCEGO ZJAWISKO OKRESOWE
Przedmiotem wynalazku jest
układ automatycznej indykacji momentu poprzedzającego
zjawisko okresowe o czas zależny od częstotliwości, przy czym zjawisko okresowe takie
jak obrót, ruch posuwisto-zwrotny, przebieg elektryczny ma charakter umożliwiający
przetworzenie pewnego zakresu fazy zjawiska na zależne od niej napięcie, a indykowany
moment zawiera się -w tym zakresie i jest określony przez zmianę napięcia na wyjściu
układu, którą wykorzystuje się do sterowania innymi układami elektronicznymi lub me¬
chanizmami wykonawczymi*
Układ znajduje zastosowanie w regulacji kąta wyprzedzenia zapłonu w
silnikach
z zapłonem iskrowym, w regulacji kąta wyprzedzenia wtrysku w silnikach 3 zapłonem
iskrowym i w silnikach z zapłonem samoczynnym, w układach pomiarowych wartości chwi¬
lowej wielkości fizycznej np* napięcie, prąd o zmiennej częstotliwości x momencie
poprzedzającym o zadany kąt lub czas łatwą do wykrycia zmianę w przebiegu np*
osią¬
gnięcie -wartości zero.
Znany układ analogowy zbudowany jest z przetwornika fazy zjawiska okresowego na
napięcie, którego "wyjście dołączone jest do jednego z wejść komparatora i do prze¬
twornika częstotliwości na napięcie stałe* Wyjście tego przetwornika poi-ączone jest
z wejściem układu kształtującego charakterystykę, takiego jak czwornik o zadanej
transmitancji napięoiowej, o wyjściu dołączonym do drugiego wejścia komparatora*
W układzie po przetworzeniu fazy zjawiska okresowego na napięcie porównuje się to
napięcie z napięciem stałym zależnym od częstotliwości* W rozwiązaniu ty» istnieją
znaczne trudności w realizacji technicznej przetwornika częstotliwość - sapiecie
i czwórnika o zadanej transmitancji napięciowej* Przetwornik częstotliwość - napięcie
w najprostszej postaci składa.się z układu formowania impulsów o wymaganej dużej
stabilności ozasu trwania 1 amplitudy oraz filtru dolno przepust owego. FiXtz* ten
2
128 711
wprowadza znaczną, bezwładność układu przy zmianach częstotliwości* Natomiast czwornik
o zaUanej transmitancji napięciowej dla zapewnienia pożądanych parametrów wymaga kło¬
potliwej do realizacji stabilizacji termicznej*
Istota wynalazku polega na tym, że w układzie, w którym do jednego z wejść kompa¬
ratora dołączone jest wyjście przetwornika fazy zjawiska okresowego na napięcie, do
drugiego wejścia komparatora dołączony jest kondensator, który ma * w swoim obwodzie
ładowania i rozładowania zespół rezystorów* Rezystory dołąozone są do tego obwodu
za pomocą kluczy sterowanych z co najmniej jednego przerzutnika, korzystnie mono-
stabilnego, którego wejście wyzwalające połączone jest z wyjściem komparatora sta¬
nowiącym wyjście układu* Liczba kluczy i przerzutników zależna jest od doboru sta¬
łych czasu ładowania i rozładowania kondensatora oraz
od czasu włączenia kluczy*
Rozwiązanie według wynalazku charakteryzuje się prostą konstrukcją.a więc i du¬
żą niezawodnością przy jednoczesnej minimalnej inercji indykacji momentu poprzedza¬
jącego zjawisko okresowe* Ponadto układ zapewnia prawidłowe działanie dla często tliwości od 0,01 Hz do około 10 kHz*
Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na
którym fig*
1 przedstawia schemat blokowy układu, fig* 2-przebiegi czasowe napięcia
w wyszczególnionych punktach układu a fig* 3 - przebieg zależności kąta wyprzedzenia
oC w funkcji prędkości obrotowej n w układzie do regulowania kąta wyprzedzenia zapło¬
nu w silnikach niskoprężnych*
W układzie wyjście przetwornika fazy P zjawiska okresowego na napięcie, to jest
przetwornika kąta obrotu wałka aparatu zapłonowego na napięcie jest połączone z jed¬
nym wejściem 1 komparatora K. Do drugiego wejścia 2 komparatora K dołączony jest
kondensator C* Wyjście 3 komparatora K jest wyjściem układu i jest ono jednocześnie
dołączone do wejścia wyzwalającego k przerzutnika
przerzutnika monostabilnego PM1
steruje kluczem K1
monostabilnego PM1• "wyjście 5
tak,
że w
stanie stabilnym
jest
on rozwarty, a w stanie quasistabilnym zwarty*
Jednocześnie wyjście 5 połączone jest z wejściem 6 drugiego przerzutnika monostabilnego PM2 z podtrzymaniem* Wyjście 7 tego przerzutnika steruje kluczem K2
tak, że w stanie stabilnym jest on rozwarty, a w stanie quasistabilnym zwarty. Za po¬
mocą kluczy K1, K2 włączane są do obwodu ładowania kondensatora C rezystory R1 i R2,
a do obwodu rozładowania rezystor R3« Ładowanie kondensatora C ze źródła Z odbywa się
przez rezystor R2, a przy zwartym kluczu K1 również przez rezystor R1* Rozładowanie
odbywa się przy zwartym kluczu K2 poprzez rezystor R3«
Przebieg czasowy napięcia na wejściu 1 komparatora K przedstawia krzywa a, a na
wejściu 2 krzywa b* Tf momencie t.. indykacji, to jest zrównania się napięć na wejś¬
ciach 1, 2 komparatora K zmienia się stan na jego wyjściu,co powoduje zmianę stanu
przerzutnika PM1, a zatem zwarcie klucza KI, Kondensator C ładuje się poprzez rezys¬
tory R1, R2* W momencie tg gdy kończy się stan quasistabllny przerzutnika PM1f
wyzwalany jest przerzutnik PM2 i klucz K2 zostaje zwarty* Kondensator C rozładowuje
się przez rezystor R3«
Gdy aktualny przebieg wejściowy ma okres mniejszy od sumy czasów trwania stanów
auasistabilnych przerzutników PM1 1 PM2? to następuje zrównanie napięć na wejściu
112 komparatora K i oykl pracy powtarza się. Natomiast gdy okres przebiegu wej¬
ściowego jest dłuższy od sumy czasów trwania stanów quasistabilnych przerzutników
PM1 i PM2*to kończy się proces ładowania kondensatora C - moment t- - i następuje
jego ponowne ładowanie przez rezystor R2 aż do zrównania napięć na wejściach 112
komparatora K - moment tj, - i cykl pracy powtarza się*
128 711
3
Pożądane uzależnienie czasu pomiędzy momentem indykacji a wystąpieniem zjawiska
okresowego uzyskuje się przez dobór stałych czasu ładowania i rozładowania oraz dobór
czasów zwarcia kluczy, co -warunkuje ustalenie liczby kluozy i przerzutników, a także
przez dobór charakteru zmian napięcia na wyjściu przetwornika fazy zjawiska okresowe¬
go na napięcie oraz stosunku amplitudy tego napięcia do napięcia źródła Z.
Zastrzeżenie
patentowe
Układ automatycznej indykacji momentu poprzedzającego zjawisko okresowe wyposa¬
żony w przetwornik fazy zjawiska okresowego na napięcie, którego wyjście połączone
jest z Jednym z wejść komparatoraf znamienny
tym,
że do drugiego wejścia
komparatora /K/ dołączony jest kondensator /C/f który ma w swoim obwodzie ładowania
i rozładowania zespół rezystorów /R1f R2, R3/ dołączanych do tego obwodu za pomocą
kluczy /K1, K2/ sterowanych z co najmniej jednego przerzutnika, korzystnie monosta-
bilnego /PM1, PM2/, którego wejście wyzwalające połączone jest z wyjściem komparato¬
ra /K/ stanowiącym wyjście układu*
Fial
128 711
n
Fig.3
Pracowni* Poligraficzna UP PRL. Nakład 100egz.
Cena 100 zł