IT8319760A1 - Apparecchio di controllo di alimentatore - Google Patents
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Description
DOCUMENTAZIONE
RILEGATA
D E S C R I Z I O N E
dell ' invenzione industriale dal titolo :
"APPARECCHIO DI CONTROLLO DI ALIMENTATORE"
RIASSUNTO
Viene descritto un apparecchio di controllo di alimentatore per sorvegliare la tensione regolata finemente in un alimentatore inseguitore a due stadi che viene azionato da un turbomotore a gas e che ha uno stadio regolato grossolanamente ed uno stadio regolato fin?mente. Viene generata una tensione di riferimento usando dell'energia presa dallo stadio regolato grossolanamente e la tensione di riferimento viene paragonata con una tensione derivata da un'uscita dello stadio regolato finemente. Se viene rivelata una differenza inaccettabile tra le tensioni paragonate, vengono attivati dei controlli che impediscono l'accelerazione del motore. L'apparecchio di controllo viene attivato solo dopo che il motore raggiunge una prescelta velocit? e viene impiegato?>un circuito di verifica.
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un sistema per controllare un segnale di tensione e, pi? particolarmente, un sistema che controlla un segnale di tensione prodotto da uno stadio regolato di un alimentatore inseguitore azionato da turbina a gas.
PREMESSE RELATIVE ALL'INVENZIONE
Un turbomotore a gas di solito richiede parecchi rivelatori e servomeccanismi per controllare il suo funzionamento. Il funzionamento corretto di questi rivelatori e servomeccanismi esige un alimentatore elettrico altamente stabile e preciso. Tipicamente, l'alimentatore utilizzato ? del tipo chiamato regolatore di tensione ad inseguimento. Il regolatore riceve l'energia elettrica da un generatore o alternatore (il termine generatore viene qui usato come comprendente entrambi) che viene azionato meccanicamente:dal medesimo motore. Tale regolatore fornisce normalmente due tensioni di polarit? opposta ed ampiezza uguale. Il regolatore viene designato come regolatore inseguitore perch? una delle sue tensioni ? costretta a seguire o inseguire il valore dell'altra; tuttavia, l'ultima tensione ? generalmente indipendente e non segue la prima. Tale regolatore frequentemente comprende due stadi, il primo dei quali riceve energia elettrica dal generatore e regola la tensione con un grado relativamente grossolano di precisione. Il secondo stadio riceve energia dal primo stadio e regola la tensione con un grado relativamente pi? fine di precisione. La tensione regolata finemente viene usata per alimentare i rivelatori ed i servomeccanismi del motore.
In generale, lo stadio,di tensione regolata finemente di tali alimentatori pu? fornire solo una limitata intensit? di corrente. Se questo stadio tentasse di fornire una corrente maggiore, come pu? tentare di fare quando capita un corto circuito in un rivelatore o in un servomeccanismo alimentati , la tensione regolata finemente fornita tender? a cadere di valore. Questa caduta di stabilit? di tensione dell'alimentatore inseguitore ha delle conseguenze gravi per i rivelatori ed i servomeccanismi. Per esempio, durante tale caduta di tensione, un rivelatore che misura la velocit? del motore pu? dare una lettura scorrettamente bassa. Un servomeccanismo di controllo di velocit? che si basa su questo rivelatore pu? tentare di accelerare il motore di conseguenza, con il risultato che pu? capitare una condizione di sovravelocit? del motore. Alternativamente, un servomeccanismo che controlla una suddivisione del flusso di aria pu? tentare di cambiare la suddivisione con il risultato che pu? capitare una condizione di sovratemperatura.
Un altro inconveniente pu? originare nella situazione in cui la medesima tensione regolata finemente viene usata per alimentare un sistema che controlla la medesima tensione. In tal caso, una caduta della tensione regolata pu? influire sul circuito del sistema di controllo in modo tale che la caduta ?, in effetti, autocancellante con il risultato che nessuna caduta viene rivelata dal circuito di controllo. Questo pu? capitare, per esempio, nel caso in cui il circuito di controllo genera una tensione di riferimento che dipende dalla tensione sorvegliata e quindi paragona le due tensioni per determinare se la tensione controllata sia corretta. Pu? capitare una situazione nella quale una caduta della tensione controllata produce una corrispondente caduta della tensione di riferimento in modo che non viene rivelato alcun cambiamento della differenza tra le due. In tal caso si originerebbe una caduta della tensione di alimentazione e persisterebbe non rivelata.
Un ulteriore inconveniente pu? capitare in circuiti di controllo di alimentatori di questo tipo durante il ciclo di avviamento del motore. Durante questo ciclo, il generatore che produce 1'elettricit?,.la quale aziona l'alimentatore, produce energia a tensione relativamente bassa. Perci?, la tensione di uscita fornita dall'alimentatore rimane relativamente bassa. Il circuito di controllo dell'alimentatore pu? leggere questa tensione bassa come indicazione di una condizione di pericolo quando, in effetti, proviene semplicemente dal funzionamento del motore in avviamento.
SCOPI DELL'INVENZIONE
Uno scopo della presente invenzione ? di realizzare un perfezionato circuito di controllo di alimentatori.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? di realizzare un perfezionato circuito di controllo di alimentatori che non dipenda per la sua energia dalla tensione dello stadio dell'alimentatore controllato.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? di realizzare un perfezionato circuito di controllo di alimentatore che riveli le variazioni di tensione dell'alimentatore e prenda un'azione correttiva nei confronti della sorgente di energia meccanica che aziona un generatore il quale a sua volta aziona l'alimentatore.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? di realizzare un perfezionato circuito di controllo di alimentatore che sia inattivo durante il modo di avviamento della sorgente di energia meccanica e diventa attivo quando la sorgente esce dal modo di avviamento.
DESCRIZIONE SOMMARIA DELL'INVENZIONE
Una forma della presente invenzione funziona assieme con un alimentatore a due stadi avente uno stadio regolato grossolanamente ed uno stadio regolato finemente. L'invenzione controlla o sorveglia la tensione fornita ad un terminale di uscita dello stadio regolato finemente, pur ricevendo la sua energia di funzionamento dallo stadio regolato grossolanamente. Il segnale di tensione di uscita viene paragonato con un segnale di tensione di riferimento e, se la differenza raggiunge un valore predeterminato, viene generato un segnale di guasto.
In una realizzazione preferita, l'alimentatore a due stadi riceve la sua energia da un generatore elettrico che viene azionato meccanicamente da un turbomotore a gas. Il segnale di guasto del circuito di controllo dell'alimentatore viene inviato ad un equipaggiamento di controllo di velocit? e questo equipaggiamento viene; perci? preparato a prendere dei provvedimenti per ridurre la velocit? del motore come, per esempio, interrompendo un rifornimento di combustibile.
La realizzazione preferita comprende inoltre un rivelatore che misura la velocit? di un componente rotante del motore e produce un segnale indicativo di quella velocit?. Il segnale viene inviato ad un circuito che disattiva il circuito di controllo quando la velocit? del motore ? al di sotto di un predeterminato limite o attiva il circuito di controllo quando la velocit? del motore sale al di sopra del limite. Questa azione disattiva il monitore durante il ciclo di avviamento del motore.
La realizzazione preferita comprende inoltre un circuito di verifica che consente ad un operatore di introdorre un segnale nel circuito di controllo che ha l'effetto di simulare una caduta di tensione nell'alimentatore regolato finemente in modo che il circuito di controllo emette un segnale di guasto indicante che la tensione dell'alimentatore ? caduta al di sotto di limiti accettabili.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La FIGURA 1 illustra una rappresentazione schematica di una forma della presente invenzione entro un equipaggiamento generatore di energia elettrica.
La FIGURA 2 illustra una rappresentazione schematica del blocco indicato come circuito di controllo di alimentatore mostrato in Figura 1.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE
Come indica schematicamente la Figura 1, un motore 5, che pu? essere un turbomotore a gas, fornisce dell'energia meccanica ad un albero 8 che ruota, come indicato dalla freccia 11. L'albero 8 trasmette l'energia meccanica ad un generatore 14 che fornisce energia elettrica ad un alimentatore 17 regolato grossolanamente mediante dei conduttori elettrici 18A e 18B. Delle frecce 20A e 20B indicano la direzione di passaggio dell'energia elettrica e delle frecce simili verranno usate altrove in Figura 1 per indicare la direzione generale del passaggio di energia e di segnali. L'alimentatore 17 regolato grossolanamente fornisce'dell'energia elettrica ai conduttori 22A e 22B a predeterminate tensioni ma entro certe tolleranze relativamente larghe. Per esempio, il conduttore 22A pu? fornire energia ad una tensione di 21 volt+ 1 volt. Similmente, la tensione sul conduttore B pu? essere fissata a - 21 volt 1 volt.
I conduttori 22A e 22B forniscono energia elettrica ad un alimentatore 23 regolato finemente che fornisce energia elettrica ai conduttori 24A e 24B a tensioni che sono limitate secondo tolleranze molto pi? fini. Per esempio il conduttore 24A pu? essere tenuto a 15 volt con una tolleranza di 0,025 volt, mentre ?1?conduttore 24B pu? essere tenuto a -15 volt e limitato alla medesima tolleranza. L'energia elettrica fornita ai conduttori 24A e 24B mediante l'alimentatore regolato finemente 23 viene usata per tali scopi come alimentare i rivelatori di prestazioni del motore ed i servomeccanismi di controllo del medesimo motore indicati generalmente dal blocco 28. Delle frecce, indicate generalmente con 30, disposte tra il rettangolo 28 ed il motore 5, indicano che dei segnali di informazioni e delle funzioni di controllo di servomeccanismi viaggiano in entrambe le direzioni tra il rettangolo 28 ed il motore 5.
Un conduttore 34 viene collegato ad un ?
-ingresso 34A del circuito di controllo di alimentatore della presente invenzione che viene indicato da un blocco 35. Un conduttore 37 viene collegato ad un altro ingresso V del circuito di controllo di alimentatore 35. Un conduttore 40 ? collegato tra un'uscita 40A del circuito di controllo di alimentatore 35 ed un ingresso di un equipaggiamento di controllo di velocit? di motore indicato dal blocco 42. L'equipaggiamento di controllo di velocit? 42 viene collegato al motore 5 mediante un percorso di segnali indicato con 44. Un segnale proveniente da un rivelatore 45 che rivela la velocit? di un componente, come un rotore di compressore (non mostrato) del motore 5, viaggia lungo il percorso indicato con 46 e viene inviato ad un ingresso 46A del circuito di controllo di alimentatore 35. Un conduttore 48, che viene interrotto da un interruttore 49, viene collegato tra un altro ingresso 48A del circuito di controllo di alimentatore 35 e terra.
Il funzionamento dell'apparato illustrato schematicamente in Figura 1 viene spiegato nel seguente modo. L'energia meccanica fornita dal motore 5 viene inviata al generatore 14 e qui convertita in energia elettrica. L'alimentatore grossolano 17 converte questa energia in una forma pi? controllata e regolata e la rende disponibile sui conduttori 22A e 22B. L'alimentatore 23 finemente regolato riceve questa energia, la controlla e la regola ulteriormente e la fornisce ai conduttori 24A e 24B in una forma pi? fortemente regolata in modo che la tensione alla quale viene fornita sui conduttori 24A e 24B ? soggetta ad una regolazione molto fine, come 15 volt 0,025 volt e -15 volt 0,025 volt rispetti vamente,?come affermato sopra. Il segnale di tensione finemente regolata fornito al conduttore 24B viene anche inviato al cifccuito di controllo di alimentatore 35 come segnale di tensione attraverso un conduttore 34. Il circuito di controllo di alimentatore 35 riceve l'energia di funzionamento proveniente dal conduttore 22A mediante un conduttore 37. Questa energia viene usata per alimentare il circuito di controllo 35 ed anche per generare un segnale di tensione di riferimento. La generazione del segnal? di tensione di riferimento viene trattata in maggior dettaglio qui sotto.
Generalmente nella presente invenzione questo segnale di tensione di riferimento viene .paragonato con il segnale finemente regolato presente sul conduttore 24B. Se il paragone indica che la tensione presente sul conduttore 24B supera dei limiti accettabili, viene prodotto un segnale di guasto su un conduttore 4? che prepara l'equipaggiamento 42 di controllo di velocit? del motore a prendere delle misure per impedire l'accelerazione del motore, come per esempio, riducendo o arrestando l'alimentazione di combustibile al motore.
Il segnale di velocit? di motore presente sul conduttore 46 attiva il circuito di controllo 35, in modo che durante lo stadio di avviamento del motore, il circuito di controllo di alimentatore-.35 viene escluso. Solo dopo che la velocit? del motore oltrepassa il ciclo di avviamento viene attivato il circuito di controllo di alimentatore 35. I dettagli di questa operazione vengono dati qui sotto. Il conduttore 48 ? interrotto da un interruttore 49 la cui chiusura consente ad un operatore di simulare un segnale indicante che la tensione sul conduttore 24B ? eccessivamente bassa, consentendo perci? di verificare la risposta del sistema.
L'alimentatore 23 regolato finemente, come affermato sopra, ? un alimentatore inseguitore. Questo significa che la tensione sul conduttore 24B segue o insegue in valore quella del conduttore 24A, ma rimane di segno opposto e, inoltre, che la tensione del conduttore 24A ? indipendente da quella del conduttore 24B. Per esempio, la tensione del conduttore 24A pu? cambiare da 15 a +12 volt. Il conduttore 24B segue con un cambiamento da -15 a -12 volt. Tuttavia,' un cambiamento di tensione del conduttore 24B, dovuta, per esempio, ad una corrente eccessiva fornita da quel conduttore, non influisce sulla tensione del conduttore 24A.?
Poich? un cambiamento della tensione del conduttore<' >24B ? sufficiente ad attivare l'emissione di un segnale di guasto nel modo sopra descritto, si pu? vedere che il circuito di controllo di alimentatore 35 pu? rivelare tre possibili disfunzioni nelle tensioni presenti sui conduttori 24A e 243. Uno, una disfunzione indicata da una caduta di tensione sul conduttore 24A pu? essere rivelata dall'associato cambiamento di tensione generata sul conduttore 24B dalla natura inseguitrice dell'alimentatore 23.regolato finemente. Per esempio, una caduta di tensione da 15 a 13 volt sul conduttore 24A viene accompagnata da un cambiamento di tensione da ?15 a ?13 volt sul conduttore 24B. Perci?, se il circuito di controllo di alimentatore viene regolato in modo che tale variazione di due volt provochi l'emissione di un segnale di guasto, una variazione da 15 a 13 volt sul conduttore 24A fornisce tale segnale di guasto. Due, una variazione di tensione sul conduttore 24B da, per esempio, -15 a -12 volt, che non ? accompagnata da una variazione di tensione sul conduttore 24A, viene rivelata dal circuito di controllo e viene fornito un segnale di guasto. Tre, un corto circuito tra i conduttori 24A e 24B, che avrebbe l'effetto di portarli ad una tensione identica, verrebbe similmente scoperto, eccetto che nel caso improbabile in cui questa tensione fosse inferiore alla tensione di comando (trattata pi? avanti) del circuito di controllo di alimentatore 35.
Una descrizione pi? dettagliata del circuito di controllo di alimentatore 35 di Figura 1 viene data in Figura 2. La tensione da?sorvegliare ? quella presente sul terminale 34A che corrisponde al conduttore 34 di Figura 1. Un resistere 60 viene collegato tra il conduttore 34 ed un nodo 63. Il nodo 63 viene collegato ad un terminale dell?interruttore 49 mediante un resistore 65. L'altro terminale dell'interruttore 49 viene collegato a terra. Il nodo 63 viene anche collegato all'ingresso invertente 70A di un comparatore 70 mediante un resistore 72. L'ingresso non invertente 70B del comparatore 70 viene collegato ad una tensione di riferimento, come a terra. Un condensatore 73 viene collegato tra i due ingressi 70A e 70B del comparatore 70. L'ingresso invertente 70A del comparatore 70 viene anche collegato ad un nodo 74 mediante un resistore 75. Il nodo 74 viene collegato a terra mediante un dispositivo a giunzione p-n come un diodo Zener.76 ed anche ad una tensione regolata grossolanamente, indicata con-V . La tensione V regolata grossolanamente corrisponde a quella prec c
sente sul conduttore 22A di Figura 1 e viene inviata ad un nodo 74 attraverso un resistore 77. Il nodo 74 ? ulteriormente collegato ad un ingresso di alimentazione 78 del comparatore 70. Il nodo 74 ? anche collegato al collettore di un transistore NPN 79 mediante un resistore 81. L'emettitore del transistore 79 ? collegato a terra e la base di questo transistore viene collegata ad un conduttore 46A. Il conduttore 46A corrisponde al percorso di segnale 46 di Figura 1 e viene collegato alla base del transistore 79 attraverso un resistore 83. Il collettore del transistore 79 viene collegato alla base di un transistore 85, il cui emettitore viene collegato a terra attraverso un resistore 87. Il collettore del transistore 85 viene collegato ad un ingresso di consenso 89 del comparatore 70.
L'uscita 70D del comparatore 70 viene collegata ad un conduttore 92 che viene collegato ad una sorgente positiva di energia di 5 volt, per esempio 5 volt, attraverso un resistere 94 ed anche ad un terminale 40A corrispondente al conduttore 40 di Figura 1. Questo terminale viene ulteriormente collegato ad un equipaggiamento di controllo di velocit? di motore 42 (non mostrato in Figura 2) indicato schematicamente in Figura 1.
Il funzionamento del circuito sopra descritto viene spiegato nel seguente modo. La tensione fornita al terminale V obbliga una corrente a scorrere attrac
verso il resistore 77, attraverso il diodo Zener 76 e verso terra. Come si sa bene, un diodo Zener fornisce una funzione limitatrice di tensione, in modo che quando la corrente aumenta attraverso il diodo Zener da zero ad un certo valore, aumenta similmente la caduta di tensione ai capi del diodo Zener. Tuttavia, una volta che la caduta di tensione raggiunge un certo valore determinato dalle caratteristiche del diodo Zener, non seguiranno ulteriori aumenti di tensione Zener,inonostante ulteriori aumenti di corrente. Perci?, se una corrente sufficientemente grande viene obbligata a scorrere attraverso il diodo Zener 76, la tensione sul nodo 74 viene limitata ad un certo valore di t?tto e non diventa maggiore. Perci?, viene stabilito sul nodo 74 un predeterminato primo riferimento di tensione.
Tra il nodo 74 ed il conduttore presentante la tensione che deve essere sorvegliata, cio? il terminale 34A, sono collegati i resistori 60, 72 e 75. Questi res?stori funzionano come una rete dividitrice di tensione. La conoscenza dei loro valori, del valore della tensione sul nodo 74 e del valore della tensione da sorvegliare, cio? quella sul terminale 34A, consente che venga calcolato il segnale di tensione di ingresso applicato al terminale invertente del comparatore 70. In una realizzazione preferita, la tensione applicata a questo ingresso invertente rimane leggermente al di sotto del potenziale di terra quando la tensione del terminale controllato 34A ? corretta. Un secondo segnale di riferimento di tensione, come una tensione di terra, viene applicato all'ingresso non invertente del comparatore 70.
Si supponga che l'interruttore 49 rimanga aperto ed il transistore 85 non sia collegato al comparatore 70. In questo caso, il comparatore 70 funziona paragonando le tensioni presenti sui suoi due ingressi 70A e 70B. Se la tensione sull'ingresso invertente 70A ? inferiore a quella applicata all'ingresso non invertente 70B, la tensione all'uscita del comparatore sar? ?no in termini logici binari, per esempio a 5 volt.
Qualora la tensione sull'ingresso invertente 70A scorresse leggermente in direzione positiva, come per esempio, a causa di uno scorrimento positivo della tensione sul terminale 34A, allora nel momento in cui la tensione sull'ingresso invertente 70A attraversa lo zero, cio? appena oltrepassa la tensione di terra andando in senso positivo, il.comparatore'70 viene azionato. Compare un segnale di guasto sul nodo di uscita del comparatore 70 in quanto il comparatore 70 porta la sua tensione di uscita ad uno stato di "zero" in termini logici binari, per esempio a zero volt. Perci?, viene rivelata una deviazione della tensione rivelata presente sul conduttore 34 e viene generate un segnale di guasto nella forma di un salto di tensione sul conduttore 92. Questo segnale di guasto viene utilizzato come segnale di controllo di velocit? di motore in un modo da descrivere pi? avanti.
Un condensatore 73 funziona filtrando via i transitori di tensione provenienti da sorgenti^come gli inevitabili disturbi elettrici presenti nell'ambiente. Questa funzione viene eseguita per il fatto che il condensatore 73 richiede un tempo finito per caricarsi o scaricarsi, cio? un tempo finito per cambiare la sua tensione. Se la durata del transitorio ? inferiore a questo tempo finito, il transitorio scompare prima che la tensione ai capi del condensatore 73 (che ? la medesima della tensione ai capi dei terminali di ingresso del comparatore) possa cambiare apprezzabilmente. Perci?, il comparatore 70 rimane relativamente non influenzato dai transitori.
Il grado di sensibilit? del comparatore 70 a variazioni della tensione controllata sul conduttore 34A viene determinato parzialmente dalla tensione presente sul nodo 95 che, a sua volta, viene determinato dalla combinazione delle seguenti grandezze: la tensione sul conduttore 34A, i valori dei tre resistor! 60, 72 e 75 e la tensione sul terminale V . Pi? la tensione del nodo 95 viene c
stabilita vicina a quella del nodo 96 mediante il controllo di questi cinque parametri, minore ? la variazione di tensione del nodo 95 necessaria per azionare il comparatore 70 e pi? sensibile rimane il sistema a piccole variazioni di tensione sul terminale 34A. Inversamente, pi? viene regolato negativamente il nodo 95 rispetto al nodo 96, meno sensibile rimane il sistema.
Un conduttore 46A porta un segnale indicante la velocit? del motore, come affermato sopra. Quando la velocit? del motore supera un certo val?re,<1 >indicando che il motore ha superato il suo stadio di avviamento, un segnale presente sul conduttore 46A ed indicato come "segnale di velocit?" diventa uno in termini logici binari. Questo ha 1'effetto di aumentare la corrente passante attraverso il transistore 79, abbassando perci? la tensione tra il suo collettore e terra, abbassando quindi la tensione applicata alla base del transistore 85,ed interdicendo quindi il medesimo transistore 85. Questa azione ha l'effetto di consentire l'aumento della tensione di collettore del transistore 85. Questo attiva l'ingresso di consenso 89 del comparatore 70 ed attiva il comparatore 70. Perci?, quando la velocit? del motore ? troppo bassa, il comparatore 70 viene escluso e quando la velocit? del motore oltrepassa lo stadio di avviamento, il comparatore 70 viene attivato.
Quando l'interruttore 49 viene chiuso, il nodo 63 viene collegato a terra attraverso il resistore 65. Poich? una rete resistiva dividitrice viene perci? stabilita tra il conduttore 34A, terra ed il nodo 74, comprendente i resistori 60, 65, 72 e 75, la tensione del nodo 63 sale se ? stato scelto un valore opportuno per questi resistori. Se la salita ? sufficiente, la tensione del nodo 95 supera quella del nodo 96, il comparatore 70 viene attivato ed un segnale di guasto compare sul nodo 92. Perci?, l'interruttore 49 consente ad un operatore di verificare il funzionamentp del circuito.di controllo della tensione di alimentazione azionando manualmente il medesimo comparatore 70. <*>
Il segnale di guasto presente sul nodo 92 viene inviato all'equipaggiamento 42 di controllo di velocit? di motore di Figura 1. Questo equipaggiamento 42 reagisce al segnale di guasto regolando i controlli del motore in modo da impedire l'accelerazione del medesimo motore. Un esempio di tale regolazione ? la riduzione o arresto del combustibile fornito al motore. Questo agisce riducendo la velocit? del motore e perci? impedendo a cambiamenti di tensione fornita dall'alimentatore regolato finemente di indurre indirettamente un'accelerazione nella velocit? del motore.
Perci?, ? stato descritto un circuito di controllo di alimentat?re che controlla un segnale di tensione fornito da uno stadio regolato finemente di .un alimentatore. Il circuito di controllo riceve la sua energia da una sorgente
Claims (11)
1. Sistema per rivelare variazioni di un segnale di tensione regolato in modo relativamente fine che viene generato da un alimentatore regolato in modo relativamente fine, il quale viene azionato da un alimentatore regolato in modo relativamente grossolano, dove detto sistema comprende:
(a) mezzi per generare un primo segnale di riferimento di tensione;
(b) mezzi per generare un segnale di ingresso che dipende dal primo segnale di riferimento di tensione e dal segnale di tensione regolato finemente;
(c) mezzi di paragone per paragonare il segnale di ingresso con un secondo segnale di riferimento e per generare un segnale di uscita quando la differenza tra il segnale di ingresso ed il secondo segnale di riferimento raggiunge un predeterminato valore.
2. In un alimentatore ad inseguimento impiegato per essere azionato da un turbomotore a gas ed avente uno stadio di alimentazione regolato grossolanamente che aziona uno stadio di alimentazione regolato finemente, un sistema per controllare un equipaggiamento regolatore di velocit? di detto motore compren?
dente :
(a) mezzi per generare un segnale di riferimento;
(b) mezzi di paragone per paragonare detto segnale di riferimento con un
segnale di uscita di detto alimentatore regolato finemente e per gene?
rare un segnale di guasto a seguito del fatto che la differenza tra
di essi raggiunge un predeterminato valore;
(c) mezzi per inviare detto segnale di guasto a detto equipaggiamento rego?
latore di velocit?.
3. Sistema secondo rivendicazioni 1 o 2, comprendente inoltre mezzi per
attivare detti mezzi di paragone solo quando la velocit? di detto motore supera
un predeterminato valore.?
4. Sistema secondo rivendicazioni 1 o 2, nel quale i mezzi per generare
la prima tensione di riferimento comprendono un dispositivo a giunzione p-n.
5. Sistema secondo rivendicazione 4, nel quale detto dispositivo a giunzio?
ne p-n comprende un diodo Zener.
6. Sistema secondo rivendicazione 1, comprendente inoltre dei mezzi di fil-\
tro collegati ai mezzi di paragone per filtrare o eliminare i segnali transito?
ri provenienti da detto segnale, di ingresso.
7. Sistema secondo rivendicazione 6, nel quale detti mezzi di filtro com?
prendono un condensatore collegato tra i terminali di ingresso di detti'mezzi
di paragone.
8. Sistema secondo rivendicazioni 1 o 2, che comprende inoltre mezzi per
fornire sostanzialmente tutta l'energia richiesta da detto sistema prendendola
da detto stadio alimentatore regolato grossolanamente.
9. Sistema secondo rivendicazioni 1 o 2, comprendente inoltre dei mezzi di verifica capaci di azionare a scelta detti mezzi di paragone.
10. In un alimentatore elettrico ad inseguimento azionato da un turbomotore a gas ed avente uno stadio di alimentazione regolato grossolanamente azionante uno stadio di alimentazione regolato finemente, un sistema per controllare un equipaggiamento regolatore di velocit? di detto motore comprendente :
(a) mezzi rivelatori per generare un segnale di velocit? indicante la velocit? di un componente di detto motore;
(b) mezzi per generare un primo segnale di tensione di riferimento;
(c) mezzi per combinare un segnale di uscita di detto alimentatore regolato finemente con detto primo segnale di tensione di riferimento producendo perci? un segnale di ingresso;
(d) mezzi di paragone capaci di produrre un segnale di guasto quando la differenza tra detto segnale di ingresso ed un secondo predeterminato segnale di tensione di riferimento raggiunge una predeterminata soglia; (e) mezzi per inviare detto segnale di guasto a detto equipaggiamento regolatore di velocit? per preparare detto equipaggiamento ad impedire una sovravelocit? del motore;
(f) mezzi per attivare detti mezzi di paragone solo quando detto segnale di velocit? indica che detta velocit? di componente di motore ? superiore ad un predeterminato valore;
(g) mezzi di verifica per azionare a scelta detti mezzi di paragone producendo detto segnale di guasto.
11. Metodo per proteggere contro variazioni di tensione di un alimentatore ad inseguimento avente uno stadio regolato grossolanamente ed uno stadio regolato finemente ed azionato da un turbomotore a gas, comprendente le fasi di:
(a) utilizzare l'energia estratta dallo stadio regolato grossolanamente per stabilire un primo segnale di tensione di riferimento e per alimentare un comparatore;
(b) escludere ed. includere il comparatore quando la velocit? del motore cade rispettivamente sotto e sopra un predeterminato limite;
(c) paragonare un segnale di tensione derivato dal primo segnale di tensione di riferimento con un secondo segnale di tensione di riferimento e generare un segnale di guasto se la differenza tra i due supera un predeterminato valore;
(d) modificare un parametro di prestazione del motore in dipendenza del segnale di guasto .
RIASSUNTO DELLA DESCRIZIONE
Viene descritto un apparecchio d? controllo di alimentatore per sorvegliare la tensione regolata finemente in un alimentatore inseguitore a due stadi che viene azionato da un turbomotore a gas e che ha uno stadio regolato grossolanamente ed uno stadio regolato finemente. Viene generata una tensione di riferimento usando dell'energia presa dallo stadio regolato grossolanamente e la tensione di riferimento viene paragonata con una tensione derivata da un'uscita dello stadio regolato finemente. Se viene rivelata una differenza inaccettabile tra le tensioni paragonate, vengono attivati dei controlli che impediscono l'accelerazione del motore. L'apparecchio di controllo viene attivato solo dopo che il motore raggiunge una prescelta velocit? e viene impiegato-un circuito di ver?fica.
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un sistema per controllare un segnale di tensione e, pi? particolarmente, un sistema che controlla un segnale di tensione prodotto da uno stadio regolato di un alimentatore inseguitore azionato da turbina a gas.
PREMESSE RELATIVE ALL?INVENZIONE
Un turbomotore a gas di solito richiede parecchi rivelatori e servomeccanismi per controllare il suo funzionamento. Il funzionamento corretto di questi rivelatori e servomeccanismi esige un alimentatore elettrico altamente stabile e preciso. Tipicamente, l'alimentatore utilizzato ? del tipo chiamato regolatore di tensione ad inseguimento. Il regolatore riceve l'energia elettrica da un generatore o alternatore (il termine generatore viene qui usato come comprendente entrambi) che viene azionato meccanicamenteJdal medesimo motore. Tale regolatore r
fornisce normalmente due tensioni di polarit? opposta ed ampiezza uguale. Il regolatore viene designato come regolatore inseguitore perch? una delle sue tensioni ? costretta a seguire o inseguire il valore dell'altra; tuttavia, l?ultima tensione ? generalmente indipendente e non segue la prima. Tale regolatore frequentemente comprende due stadi, il primo dei quali riceve energia elettrica dal generatore e regola la tensione con un grado relativamente grossolano di precisione. Il secondo stadio riceve energia dal primo stadio e regola la tensione con un grado relativamente pi? fine di precisione. La tensione regolata finemente viene usata per alimentare i rivelatori ed i servomeccanismi del motore.
In generale, lo stadio di tensione regolata finemente di tali alimentatori pu? fornire solo una limitata intensit? di corrente. Se questo stadio tentasse di fornire una corrente maggiore, come pu? tentare di fare quando capita un corto circuito in un rivelatore o in un servomeccanismo alimentati , la tensione regolata finemente fornita tender? a cadere di valore. Questa caduta di stabilit? di tensione dell'alimentatore inseguitore ha delle conseguenze gravi per i rivelatori ed i servomeccanismi. Per esempio, durante tale caduta di tensione, un rivelatore che misura la velocit? del motore pu? dare una lettura scorrettamente bassa. Un servomeccanismo di controllo di velocit? che si basa su questo rivelatore pu? tentare di accelerare il motore di conseguenza, con il risultato che pu? capitare una condizione di sovravelocit? del motore. Alternativamente, un servomeccanismo che controlla una suddivisione del flusso di aria pu? tentare di cambiare la suddivisione con il risultato che pu? capitare una condizione di sovratemperatura.
Un altro inconveniente pu? originare nella situazione in cui la medesima tensione regolata finemente viene usata per alimentare un sistema che controlla la medesima tensione. In tal caso, una caduta della tensione regolata pu? influire sul circuito del sistema di controllo in modo tale che la caduta ?, in effetti, autocancellante con il risultato che nessuna caduta viene rivelata dal circuito di controllo. Questo pu? capitare, per esempio, nel caso in cui il circuito di controllo genera una tensione di riferimento che dipende dalla tensione sorvegliata e quindi paragona le due tensioni per determinare se la tensione controllata sia corretta. Pu? capitare una situazione nella quale una caduta della tensione controllata produce una corrispondente caduta della tensione di riferimento in modo che non viene rivelato alcun cambiamento della differenza tra le due. In tal caso si originerebbe una caduta della tensione di alimentazione e persisterebbe non rivelata.
Un ulteriore inconveniente pu? capitare in circuiti di controllo di alimentatori di questo tipo durante il ciclo di avviamento del motore. Durante questo ciclo, il generatore che produce l'elettricit?, la quale aziona l'alimentatore, produce energia a tensione relativamente bassa. Perci?, la tensione di uscita fornita dall'alimentatore rimane relativamente bassa. Il circuito di controllo dell'alimentatore pu? leggere questa tensione bassa come indicazione di una condizione di pericolo quando, in effetti, proviene semplicemente dal funzionamento del motore in avviamento.
SCOPI DELL?INVENZIONE
Uno scopo della presente invenzione ? di realizzare un perfezionato circuito di controllo di alimentatori.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? di realizzare un perfezionato circuito di controllo di alimentatori che non dipenda per la sua energia dalla tensione dello stadio dell'alimentatore controllato.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? di realizzare un perfezionato circuito di controllo di alimentatore che riveli le variazioni di tensione dell'alimentatore e prenda un'azione correttiva nei confronti della sorgente di energia meccanica che aziona un generatore il quale a sua volta aziona l'alimentatore.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? di realizzare un perfezionato circuito di controllo di alimentatore che sia inattivo durante il modo di avviamento della sorgente di energia meccanica e diventa attivo quando la sorgente esce dal modo di avviamento.
DESCRIZIONE SOMMARIA DELL'INVENZIONE
Una forma della presente invenzione funziona assieme con un alimentatore a due stadi avente uno stadio regolato grossolanamente ed uno stadio regolato finemente. L'invenzione controlla o sorveglia la tensione fornita ad un terminale di uscita dello stadio regolato finemente, pur ricevendo la sua energia di funzionamento dallo stadio regolato grossolanamente. Il segnale di tensione di uscita viene paragonato con un segnale di tensione di riferimento e, se la differenza raggiunge un valore predeterminato, viene generato un segnale di guasto.
In una realizzazione preferita, l'alimentatore a due stadi riceve la sua energia da un generatore elettrico che viene azionato meccanicamente da un turbomotore a gas. Il segnale di guasto del circuito di controllo dell'alimentatore viene inviato ad un equipaggiamento di controllo di velocit? e questo equipaggiamento viene',perci? preparato a prendere dei provvedimenti per ridurre la velocit? del motore come, per esempio, interrompendo un rifornimento di combustibile .
La realizzazione preferita comprende inoltre un rivelatore che misura la velocit? di un componente rotante del motore e produce un segnale indicativo di quella velocit?. Il segnale viene inviato ad un circuito che disattiva il circuito di controllo quando la velocit? del motore ? al di sotto di un predeterminato limite o attiva il circuito di controllo quando la velocit? del motore sale al di sopra del limite. Questa azione disattiva il monitore durante il ciclo di avviamento del motore.
La realizzazione preferita comprende inoltre un circuito di verifica che consente ad un operatore di introdorre un segnale nel circuito di controllo che ha l'effetto di simulare una caduta di tensione nell'alimentatore regolato finemente in modo che il circuito di controllo emette un segnale di guasto indicante che la tensione dell'alimentatore ? caduta al di sotto di limiti accettabili.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La FIGURA 1 illustra una rappresentazione schematica di una forma della presente invenzione entro un equipaggiamento generatore di energia elettrica.
La FIGURA 2 illustra una rappresentazione schematica del blocco indicato come circuito di controllo di alimentatore mostrato in Figura 1.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE
Come indica schematicamente la Figura 1, un motore 5, che pu? essere un turbomotore a gas, fornisce dell?energia meccanica ad un albero 8 che ruota, come indicato dalla freccia 11. L'albero 8 trasmette l'energia meccanica ad un generatore 14 che fornisce energia elettrica ad un alimentatore 17 regolato grossolanamente mediante dei conduttori elettrici 18A e 18B. Delle frecce 20A e 20B indicano la direzione di passaggio dell?energia elettrica e delle frecce simili verranno usate altrove in Figura 1 per indicare la direzione generale del passaggio di energia e di segnali. L'alimentatore 17 regolato grossolanamente fornisce-dell'energia elettrica ai conduttori 22A e 22B a predeterminate tensioni ma entro certe tolleranze relativamente larghe. Per esempio, il conduttore 22A pu? fornire energia ad una tensione di 21 volt+ 1 volt. Similmente, la tensione sul conduttore B pu? essere fissata a - 21 volt 1 volt.
I conduttori 22A e 22B forniscono energia elettrica ad un alimentatore 23 regolato finemente che fornisce energia elettrica ai conduttori 24A e 24B a tensioni che sono limitate secondo tolleranze molto pi? fini. Per esempio,?il conduttore 24A pu? essere tenuto a 15 volt con una tolleranza di 0,025 volt, mentre il'conduttore 24B pu? essere tenuto a -15 volt e limitato alla medesima tolleranza. L'energia elettrica fornita ai conduttori 24A e 24B mediante l'alimentatore regolato finemente 23 viene usata per tali scopi come alimentare i rivelatori di prestazioni del motore ed i servomeccanismi di controllo del medesimo motore indicati generalmente dal blocco 28. Delle frecce, indicate generalmente con 30, disposte tra il rettangolo 28 ed il motore 5, indicano che dei segnali di informazioni e delle funzioni di controllo di servomeccanismi viaggiano in entrambe le direzioni tra il rettangolo 28 ed il motore 5.
<?>ingresso 34A del circuito di controllo di alimentatore della presente invenzione che viene indicato da un blocco 35. Un conduttore 37 viene collegato ad un altro ingresso V del circuito di controllo di alimentatore 35. Un conduttore c
40 ? collegato tra un'uscita 40A del circuito di controllo di alimentatore 35 ed un ingresso di un equipaggiamento di controllo di velocit? di motore indicato dal blocco 42. L'equipaggiamento di controllo di velocit? 42 viene collegato al motore 5 mediante un percorso di segnali indicato con 44. Un segnale proveniente da un rivelatore 45 che rivela la velocit? di un componente, come un rotore di compressore (non mostrato) del motore 5, viaggia lungo il percorso indicato con 46 e viene inviato ad un ingresso 46A del circuito di controllo di alimentatore 35. Un conduttore 48, che viene interrotto da un interruttore 49, viene collegato tra un altro ingresso 48A del circuito di controllo di alimentatore 35 e terra.
Il funzionamento dell'apparato illustrato schematicamente in Figura 1 viene spiegato nel seguente modo. L'energia meccanica fornita dal motore 5 viene inviata al generatore 14 e qui convertita in energia elettrica. L'alimentatore grossolano 17 converte questa energia in una forma pi? controllata e regolata e la rende disponibile sui conduttori 22A e 22B. L'alimentatore 23 finemente regolato riceve questa energia, la controlla e la regola ulteriormente e la fornisce ai conduttori 24A e 24B in una forma pi? fortemente regolata in modo che la tensione alla quale viene fornita sui conduttori 24A e 24B ? soggetta ad una regolazione molto fine, come 15 volt 0,025 volt e -15 volt +0,025 volt rispettivamente, come affermato sopra. Il segnale di tensione finemente regolata fornito al conduttore 24B viene anche inviato al cifccuito di controllo di alimentacontrollo di alimentatore 35 riceve l'energia di funzionamento proveniente dal conduttore 22A mediante un conduttore 37. Questa energia viene usata per alimentare il circuito di controllo 35 ed anche per generare un segnale di tensione di riferimento. La generazione del segnale di tensione di riferimento viene trattata in maggior dettaglio qui sotto.
Generalmente nella presente invenzione questo segnale di tensione di riferimento viene .paragonato con il segnale finemente regolato presente sul conduttore 24B. Se il paragone indica che la tensione presente sul conduttore 24B supera dei limiti accettabili, viene prodotto un segnale di guasto su un conduttore 40 che prepara l'equipaggiamento 42 di controllo di velocit? del motore a prendere delle misure per impedire l?accelerazione del motore, come per esempio, riducendo o arrestando l'alimentazione di combustibile al motore.
Il segnale di velocit? di motore presente sul conduttore 46 attiva il circuito di controllo 35, in modo che durante lo stadio di avviamento del motore, il circuito di controllo di alimentatore<~>35 viene escluso. Solo dopo che la velocit? del motore oltrepassa il ciclo di avviamento viene attivato il circuito di controllo di alimentatore 35. I dettagli di questa operazione vengono dati qui sotto. Il conduttore 48 ? interrotto da un interruttore 49 la cui chiusura consente ad un operatore di simulare un segnale indicante che la tensione sul conduttore 24B ? eccessivamente bassa, consentendo perci? di verificare la risposta del sistema.
L'alimentatore 23 regolato finemente, come affermato sopra, ? un alimentatore inseguitore. Questo significa che la tensione sul conduttore 24B segue o insegue in valore quella del conduttore 24A, ma rimane di segno opposto e, inoltre, che la tensione del conduttore 24A ? indipendente da quella del conduttore 24B. Per esempio, la tensione del conduttore 24A pu? cambiare da 15 a 12 volt. Il conduttore 24B segue con un cambiamento da -15 a -12 volt. Tuttavia, un cambiamento di tensione del conduttore 24B, dovuta, per esempio, ad una corrente eccessiva fornita da quel conduttore, non influisce sulla tensione del conduttore 24A;
Poich? un cambiamento della tensione del conduttore 24B ? sufficiente ad attivare l'emissione di un segnale di guasto nel modo sopra descritto, si pu? vedere che il circuito di controllo di alimentatore 35 pu? rivelare tre possibili disfunzioni nelle tensioni presenti sui conduttori 24A e 243 . Uno, una disfunzione indicata da una caduta di tensione sul conduttore 24A pu? essere rivelata dall'associato cambiamento di tensione generata sul conduttore 24B dalla natura inseguitrice dell'alimentatore 23 regolato finemente. Per esempio, una caduta di tensione da 15 a 13 volt sul conduttore 24A viene accompagnata da un cambiamento di tensione da ?15 a -13 volt sul conduttore 24B. Perci?, se il circuito di controllo di alimentatore viene regolato in modo che tale variazione di due volt provochi l'emissione di un segnale di guasto, una variazione da 15 a 13 volt sul conduttore 24A fornisce tale segnale di guasto. Due, una variazione di tensione sul conduttore 24B da, per esempio, -15 a -12 volt, che non ? accompagnata da una variazione di tensione sul conduttore 24A, viene rivelata dal circuito di controllo e viene fornito un segnale di guasto. Tre, un corto circuito tra i conduttori 24A e 24B, che avrebbe l'effetto di portarli ad una tensione identica, verrebbe similmente scoperto, eccetto che nel caso improbabile in cui questa tensione fosse inferiore alla tensione di comando (trattata pi? avanti) del circuito di controllo di alimentatore 35.
Una descrizione pi? dettagliata del circuito di controllo di alimentatore 35 di Figura 1 viene data in Figura 2. La tensione da sorvegliare ? quella presente sul terminale 34A che corrisponde al conduttore 34 di Figura 1. Un resistore 60 viene collegato tra il conduttore 34 ed un nodo 63. Il nodo 63 viene collegato ad un terminale dell'interruttore 49 mediante un resistore 65. L'altro terminale dell'interruttore 49 viene collegato a terra. Il nodo 63 viene anche collegato all'ingresso invertente 70A di un comparatore 70 mediante un resistore 72. L'ingresso non invertente 70B del comparatore 70 viene collegato ad una tensione di riferimento, come a terra. Un condensatore 73 viene collegato tra i due ingressi 70A e 70B del comparatore 70. L'ingresso invertente 70A del comparatore 70 viene anche collegato ad un nodo 74 mediante un resistore 75. Il nodo 74 viene collegato a terra mediante un dispositivo a giunzione p-n come un diodo Zener.76 ed anche ad una tensione regolata grossolanamente, indicata con-V^. La tensione V regolata grossolanamente corrisponde a quella presente sul conduttore 22A di Figura 1 e viene inviata ad un nodo 74 attraverso un resistore 77. Il nodo 74 ? ulteriormente collegato ad un ingresso di alimenta?
/
zione 78 del comparatore 70. Il nodo 74 ? anche collegato al collettore di un transistore NPN 79 mediante un resistore 81. L'emettitore del transistore 79 ? collegato a terra e la base di questo transistore viene collegata ad un conduttore 46A. Il conduttore 46A corrisponde al percorso di segnale 46 di Figura 1 e viene collegato alla base del transistore 79 attraverso un resistore 83. Il collettore del transistore 79 viene collegato alla base di un transistore 85, il cui emettitore viene collegato a terra attraverso un resistore 87. Il collettore del transistore 85 viene collegato ad un ingresso di consenso 89 del comparatore 70.
L'uscita 70D del comparatore 70 viene collegata ad un conduttore 92 che viene collegato ad una sorgente positiva di energia di 5 volt, per esempio 5 volt, attraverso un resistore 94 ed anche ad un terminale 40A corrispondente al conduttore 40 di Figura 1. Questo terminale viene ulteriormente collegato
%
ad un equipaggiamento di controllo di velocit? di motore 42 (non mostrato in Figura 2) indicato schematicamente in Figura 1.
Il funzionamento del circuito sopra descritto viene spiegato nel seguente modo. La tensione fornita al terminale V obbliga una corrente a scorrere attrac
verso il resistore 77, attraverso il diodo Zener 76 e verso terra. Come si sa bene, un diodo-Zener fornisce una funzione limitatrice di tensione, in modo che quando la corrente aumenta attraverso il diodo Zener da zero ad un certo valore, aumenta similmente la caduta di tensione ai capi del diodo Zener. Tuttavia, una volta che la caduta di tensione raggiunge un certo valore determinato dalle caratteristiche del diodo Zener, non seguiranno ulteriori aumenti di tensione Zener,1nonostante ulteriori aumenti di corrente. Perci?, se una corrente sufficientemente grande viene obbligata a scorrere attraverso il diodo Zener 76, la tensione sul nodo 74 viene limitata ad un certo valore di t?tto e non diventa maggiore. Perci?, viene stabilito sul nodo 74 un predeterminato primo riferimento di tensione.
Tra il nodo 74 ed il conduttore presentante la tensione che deve essere sorvegliata, cio? il terminale 34A, sono collegati i resistori 60, 72 e 75. Questi resistori funzionano come una rete dividitrice di tensione. La conoscenza dei loro valori, del valore della tensione sul nodo 74 e del valore della tensio-^ ne da sorvegliare, cio? quella sul terminale 34A, consente che venga calcolato il segnale di tensione di ingresso applicato al terminale invertente del comparatore 70. In una realizzazione preferita, la tensione applicata a questo ingresso invertente rimane leggermente al di sotto del potenziale di terra quando la tensione del terminale controllato 34A ? corretta. Un secondo segnale di riferimento di tensione, come una tensione di terra, viene applicato all'ingresso non invertente del comparatore 70.
Si supponga che l'interruttore 49 rimanga aperto ed il transistore 85 non sia collegato al comparatore 70. In questo caso, il comparatore 70 funziona paragonando le tensioni presenti sui suoi due ingressi 70A e 70B. Se la tensione sull'ingresso invertente 70A ? inferiore a quella applicata all'ingresso non invertente 70B, la tensione all'uscita del comparatore sar? uno in termini logici binari, per esempio a +5 volt.
Qualora la tensione sull'ingresso invertente 70A scorresse leggermente in direzione positiva, come per esempio, a causa di uno scorrimento positivo della tensione sul terminale 34A, allora nel momento in cui la tensione sull'ingresso invertente 70A attraversa lo zero, cio? appena oltrepassa la tensione di terra andando in senso positivo, il.comparatore?70 viene azionato. Compare un segnale di guasto sul nodo di uscita del comparatore 70 in quanto il comparatore 70 porta la sua tensione di uscita ad uno stato di "zero" in termini logici binari, per esempio a zero volt. Perci?, viene rivelata una deviazione della tensione rivelata presente sul conduttore 34 e viene generato un segnale di guasto nella forma di un salto di tensione sul conduttore 92. Questo segnale di guasto viene utilizzato come segnale di controllo di velocit? di motore in un modo da descrivere pi? avanti.
Un condensatore 73 funziona filtrando via i transitori di tensione provenienti da sorgenti^come gli inevitabili disturbi elettrici presenti nell'ambiente. Questa funzione viene eseguita per il fatto che il condensatore 73 richiede un tempo finito per caricarsi o scaricarsi, cio? un tempo finito per cambiare la sua tensione. Se la durata del transitorio ? inferiore a questo tempo finito, il transitorio scompare prima che la tensione ai capi del condensatore 73 (che ? la medesima della tensione ai capi dei terminali di ingresso del comparatore) possa cambiare apprezzabilmente. Perci?, il comparatore 70 rimane relativamente non influenzato dai transitori.
Il grado di sensibilit? del comparatore 70 a variazioni della tensione controllata sul conduttore 34A?viene determinato parzialmente dalla tensione presente sul nodo 95 che, a sua volta, viene determinato dalla combinazione delle seguenti grandezze: la tensione sul conduttore 34A, i valori dei tre resistor! ?60, 72 e 75 e la tensione sul terminale V . Pi? la tensione del nodo 95 viene c
stabilita vicina a quella del nodo 96 mediante il controllo di questi cinque parametri, minore ? la variazione di tensione del nodo 95 necessaria per azionare il comparatore 70 e pi? sensibile rimane il sistema a piccole variazioni di tensione sul terminale 34A. Inversamente, pi? viene regolato negativamente il nodo 95 rispetto al nodo 96, meno sensibile rimane il sistema.
Un conduttore 46A porta un segnale indicante la velocit? del motore, come affermato sopra. Quando la velocit? del motore supera un certo val?re,<3>, indicando che il motore ha superato il suo stadio di avviamento, un segnale presente sul conduttore 46A ed indicato come "segnale di velocit?" diventa uno in termini logici binari. Questo ha l'effetto di aumentare la corrente passante attraverso il transistore 79, abbassando perci? la tensione tra il suo collettore e terra, abbassando quindi la tensione applicata alla base del transistore 85,ed interdicendo quindi il medesimo transistore 85. Questa azione ha l'effetto di consentire l'aumento della tensione di collettore del transistore 85. Questo attiva l'ingresso di consenso 89 del comparatore 70 ed attiva il comparatore 70. Perci?, quando la velocit? del motore ? troppo bassa, il comparatore 70 viene escluso e quando la velocit? del motore oltrepassa lo stadio di avviamento, il comparatore 70 viene attivato.
Quando l?interruttore 49 viene chiuso, il nodo 63 viene collegato a terra attraverso il resistore 65. Poich? una rete resistiva dividitrice viene perci? stabilita tra il conduttore 34A, terra ed il nodo 74, comprendente i resistori 60, 65, 72 e 75, la tensione del nodo 63 sale se ? stato scelto un valore opporturo per questi resistori. Se la salita ? sufficiente, la tensione del nodo 95 supera quella del nodo 96, il comparatore 70 viene attivato ed un segnale di guasto compare sul nodo 92. Perci?, l'interruttore 49 consente ad un operatore di verificare il funzionamentp del circuito di controllo della tensione di alimentazione azionando manualmente il medesimo comparatore 70.
Il segnale di guasto presente sul nodo 92 viene inviato all'equipaggiamento 42 di controllo di velocit? di motore di Figura 1. Questo equipaggiamento 42 reagisce al segnale di guasto regolando i controlli del motore in modo da impedire l'accelerazione del medesimo motore. Un esempio di tale regolazione ? la riduzione o arresto del combustibile fornito al motore. Questo agisce riducendo la velocit? del motore e perci? impedendo a cambiamenti di tensione fornita dall'alimentatore regolato finemente di indurre indirettamente un'accelerazione nella velocit? del motore.
Perci?, ? stato descritto un circuito di controllo di alimentatore che controlla un segnale di tensione fornito da uno stadio regolato finemente di -un alimentatore. Il circuito di controllo riceve la sua energia da una sorgente
R I V E N D I C A Z I O N I
1. Sistema per rivelare variazioni di un segnale di tensione regolato in modo relativamente fine che viene generato da un alimentatore regolato in modo relativamente fine, il quale viene azionato da un alimentatore regolato in modo relativamente grossolano, dove detto sistema comprende:
(a) mezzi per generare un primo segnale di riferimento di tensione;
(b) mezzi per generare un segnale di ingresso che dipende dal primo segnale di riferimento di tensione e dal segnale di tensione regolato finemente;
(c) mezzi di paragone per paragonare il segnale di ingresso con un secondo segnale di riferimento e per generare un segnale di uscita quando la differenza tra il segnale di ingresso ed il secondo segnale di riferimento raggiunge un predeterminato valore.
2. In un alimentatore ad inseguimento impiegato per essere azionato da un turbomotore a gas ed avente uno stadio di alimentazione regolato grossolanamente che aziona uno stadio di alimentazione regolato finemente, un sistema per controllare un equipaggiamento regolatore di velocit? di detto motore comprendente :
(a) mezzi per generare un segnale di riferimento;
(b) mezzi di paragone per paragonare detto segnale di riferimento con un segnale di uscita di detto alimentatore regolato finemente e per generare un segnale di guasto a seguito del fatto che la differenza tra di essi raggiunge un predeterminato valore;
(c) mezzi per inviare detto segnale di guasto a detto equipaggiamento regolatore di velocit?.
3. Sistema secondo rivendicazioni 1 o 2, comprendente inoltre mezzi per attivare detti mezzi di paragone solo quando la velocit? di detto motore supera un predeterminato valore.
4. Sistema secondo rivendicazioni 1 o 2, nel quale i mezzi per generare la prima tensione di riferimento comprendono un dispositivo a giunzione,p-n.
5. Sistema secondo rivendicazione 4, nel quale detto dispositivo a giunzione p-n comprende un diodo Zener.
6. Sistema secondo rivendicazione 1, comprendente inoltre dei mezzi di filtro collegati ai mezzi di paragone per filtrare o eliminare i segnali transitori provenienti da detto segnale di ingresso.
7. Sistema secondo rivendicazione 6, nel quale detti mezzi di filtro comprendono un condensatore collegato tra i terminali di ingresso di detti mezzi $ di paragone.
8. Sistema secondo rivendicazioni 1 o 2, che comprende inoltre mezzi per fornire sostanzialmente tutta l'energia richiesta da detto sistema prendendola da detto stadio alimentatore regolato grossolanamente.
9. Sistema secondo rivendicazioni 1 o 2, comprendente inoltre dei mezzi di verifica capaci di azionare a scelta detti mezzi di paragone.
10. In un alimentatore elettrico ad inseguimento azionato da un turbomotore a gas ed avente uno stadio di alimentazione regolato grossolanamente azionante uno stadio di .alimentazione regolato finemente, un sistema per controllare un equipaggiamento regolatore di velocit? di detto motore comprendente :
(a) mezzi rivelatori per generare un segnale di velocit? indicante la velocit? di un componente di detto motore;
(b) mezzi per generare un primo segnale di tensione di riferimento;
(c) mezzi per combinare un segnale di uscita di detto alimentatore regolato finemente con detto primo segnale di tensione di riferimento producendo perci? un segnale di ingresso;
(d) mezzi di paragone capaci di produrre un segnale di guasto quando la differenza tra detto segnale di ingresso ed un secondo predeterminato segnale di tensione di riferimento raggiunge una predeterminata soglia; (e) mezzi per inviare detto segnale di guasto a detto equipaggiamento regolatore di velocit? per preparare detto equipaggiamento ad impedire una sovravelocit? del motore;
(f) mezzi per attivare detti mezzi di paragone solo quando detto segnale di velocit? indica che detta velocit? di componente di motore ? superiore ad un predeterminato valore;
(g) mezzi di verifica per azionare a scelta detti mezzi di paragone producendo detto segnale di guasto.
11. Metodo per proteggere contro variazioni di tensione di un alimentatore ad inseguimento avente uno stadio regolato grossolanamente ed uno stadio regolato finemente ed azionato da un turbomotore a gas, comprendente le fasi di:
(a) utilizzar?e l'energia estratta dallo stadio regolato grossolanamente per stabilire un primo segnale di tensione di riferimento e per alimen-<' >tare un comparatore;
(b) escludere ed includere il comparatore quando la velocit? del motore cade rispettivamente sotto e sopra un predeterminato limite;
(c) paragonare un segnale di tensione derivato dal primo segnale di tensione di riferimento con un secondo segnale di tensione di riferimento e generare un segnale di guasto se la differenza tra i due supera un predeterminato valore;
(d) modificare un parametro di prestazione del motore in dipendenza del segnale di guasto.
? A inserire: L'inv?nzione qui descritta venne fatta nel caso di, o setto un contratto od un sottocontratto collegato (o concesso) con il Dipartimento della Marina Militare.
?, B inserire; Perci? si intende che la presente invenzione sia limitata solo dallo spirito e dal campo delle seguenti rivendicazioni.
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