автореферат диссертации по , 05.00.00, диссертация на тему:Теория конструирования, расчет и экспериментальные исследования некоторых классов элементов и систем контроля и управления в промышленности

На правах рукописи

УДК 681.326 (088.8) 621.398 (088.8) 621.311.62

ЛОБУНЕЦ Олег Дементьевич

00461

ТЕОРИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ, РАСЧЕТ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕКОТОРЫХ КЛАССОВ ЭЛЕМЕНТОВ И СИСТЕМ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

со, со

Специальность 05.-25Г07-«— Исследования в области проектов и программ

Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант - член-иорреспондент РАЭН, доктор технических наук, профессор Шипнцын Виктор Васильевич

Екатеринбург 2 8 ОКТ 2010

004611556

Работа выполнена в Уральском государственном техническом университете-УПИ, Российском государственном профессионально-педагогическом университете, НП «Уральский межакадемический союз».

Официальные оппоненты: - действ, член АИН РФ им. А.М.Прохорова,

проф. докт, техн. наук Зобнин Борис Борисович»

- проф. докт, техн. наук Сидоров Олег Юрьевич,

- проф. докт. техн. наук Черных Илья Викторович

Защита состоится 5 ноября 2010 г. в 15-00 на заседании диссертационного совета Д 098.07 PCO ММС 096 по адресу. 620077, Екатеринбург, ул. Володарского, 4, НИИЦВЕШЕТ/УМС.

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в УМС. Диссертация в виде научного доклада разослана 5 октября 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного совета проф. канд. физ.-мат. наук

В.И.Рогович

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ АРМ — автоматизированное рабочее место; а. с. - авторское свидетельство; АЦП — аналого-цифровой преобразователь; АЭК — автомобильно-экскаваторный комплекс; БелАЗ—Белорусский автомобильный завод; ДП — диспетчерский пункт;

ЗИК—Машиностроительный завод имени М.И.Калинина;

ИГД—Институт горного дела;

ИВЭ — источники вторичного электропитания;

ИПЭ — источник первичного электропитания;

КП—контролируемый пункт;

КПА — контролируемый пункт автосамосвала;

КПЭ—контролируемый пункт экскаватора;

МАДИ—Московский автомобильно-дорожный институт;

МОС — многоабонентная одноканальная связь;

МЭИ(ТУ) — Московский энергетический институт (технический университет);

НТЦ—научно-технический центр;

ОЗУ — оперативное запоминающее устройство;

ППЗУ — перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство;

ПРК — пространственно разделенный канал;

РГППУ — Российский государственный профессионально-педагогический университет;

РТМК — радиотелеметрический канал; РЭА — радиоэлектронная аппаратура; СКП—система контроля параметров; СКУ — система контроля и управления; ТИ — телеизмерение; ТС — телесигнализация; ТУ—телеуправление;

УрГПУ — Уральский государственный педагогический университет;

УКУ — устройство контроля и управления;

ЧТУ—Чебоксарский государственный университет;

ЭМС — электромагнитная совместимость;

ЭТУ — электротехническое устройство;

ЭТФД—элегаротермофотодинамика;

ЮУрГУ — Южно-Уральский государственный университет.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Непрерывное совершенствование элементов и СКУ в направлении расширения функций, упрощения, снижения массы, габаритов и стоимости, повышения точности, надежности и ЭМС, а также использование их в условиях окружающей среды, отличающихся все большим разнообразием, требует приложения постоянных усилий для разработки новых классов таких элементов и систем, характеристики которых в достаточной мере соответствовали предъявляемым к новым устройствам требованиям.

В связи с неуклонным ростом энерговооруженности различных отраслей промышленности, транспорта, аграрного сектора экономики и быта, с одной стороны, и значительным развитием СКУ, с другой стороны, происходит повышение требований к устойчивости их работы и к их массогабаритным показателям, уменьшение которых позволяет значительно улучшить технические характеристики и размещать ЭТУ и РЭА в непосредственной близости друг от друга и от электроэнергетических установок.

Новые тенденции в экономике требуют создания конкурентоспособной продукции, реализуемой на внутреннем и внешнем рынках. Поэтому одним из важнейших направлений в разработке СКУ является значительное снижение их стоимости и увеличение КПД, что часто одновременно приводит к упрощению конструкций и повышению их надежности.

Проблема повышения ЭМС чрезвычайно широка и сложна. Она охватывает практически все виды ЭТУ, вычислительной техники , связи и т. д. заключается не только в создании помех СКУ, что само по себе является принципиальным, так как ограничивает порог чувствительности и точности входящих в них приборов, но и в уменьшении КПД, снижении надежности в работе, обусловленных ускоренным старением изоляции, пробоем изоляторов и т.д.

Данная работа состоит из ряда основных программ и проектов СКУ технологическим транспортом в промышленности, проектов СКП во взрывоопасной окружающей среде и средств МОС со случайным доступом абонентов, а также проектов базовых элементов ЭТУ и РЭА — ИВЭ и вносит свой вклад в решение важных научно-технических проблем, связанных с созданием новых классов элементов и СКУ, удовлетворяющих предъявляемым к ним требованиям.

Объекты исследования — СКУ технологическим транспортом в промышленности, СКП во взрывоопасной окружающей среде и технических средств в системах МОС со случайным доступом абонентов, а также ИВЭ.

Предмет исследования — развитие элементов и СКУ в промышленности.

Цели и задачи исследования

Глобальная цель — более совершенные СКУ в промышленности.

Локальная цель — более совершенные ИВЭ ЭТУ и РЭА.

Задачи:

- анализ СКУ технологическим транспортом в промышленности, СКП во взрывоопасной окружающей среде и средств МОС со случайным доступом абонентов, а также ИВЭ;

- разработка и исследование эффективных СКУ технологическим транспортом в промышленности;

- разработка и исследование СКП во взрывоопасной окружающей среде;

- разработка и исследование средств МОС со случайным доступом абонентов;

- классификация, разработка и исследование ИВЭ нового класса;

- оценка полученных результатов. Методы исследования

В данной работе использованы методы научного обобщения и анализа теоретических и технических данных, аналитический метод, метод расчетного анализа, методы математического и электронного моделирования, методы лабораторных и промышленных экспериментов и другие методы. Научная новизна:

- проведены исследования и разработано устройство определения веса грузов в кузове автосамосвалов;

- разработано и испытано устройство контроля полнотрузных рейсов автосамосвалов, выполненных в заданном направлении;

- разработано и испытано УКУ АЭК;

- разработана СКУ АЭК;

- разработано и испытано устройство ТУ-ТС-ТИ во взрывоопасной атмосфере;

- разработано и испытано устройство взрывобезопасного КП телемеханических систем;

- разработано и испытано устройство МОС со случайным доступом абонентов;

- разработана и использована теория нелинейных незамкнутых ЭТФД систем;

- разработаны и испытаны эффективные средства ограничения параметров переходных процессов ламп накаливания и методика расчета этих средств;

- объективно установлено, что для расширения функциональных возможностей, в том числе для получения высокоточной стабилизации и управления частотой и фазой выходных импульсов переменного тока ИВЭ, для обеспечения возможности их синхронизации при улучшенных характеристиках источников питания, для достижения широких диапазонов изменения частоты и амплитуды выходного напряжения однофазных и многофазных ИВЭ и для достижения простоты и минимальной стоимости, для получения высокого КПД, снижения

массогабаритных показателей и получения высокой ЭМС необходимо:

- при осуществлении связи между магнитным состоянием магнитопроводов трансформаторов магнитополупроводниковшс устройств и функционированием их стабилизирующих, синхронизирующих и управляющих элементов использовать переход соответствующих транзисторов в режим отсечки;

- ограничивать напряжение в цепях положительной обратной связи двухтактных на двух ключах и мостовых однофазных и многофазных магнитополупроводниковых преобразователей и детектировать состояние насыщения магнитопроводов их трансформаторов;

- компенсировать напряжение в цепях положительной обратной связи мостовых и полумостовых магнитополупроводниковых преобразователей напряжения;

- осуществлять прямое преобразование напряжения переменного тока питающей сети в переменное напряжение на выходе ИВЭ с использованием квазичастотного управления;

- направлять энергию упругого намагничивания магнитопроводов магнитополупроводниковых преобразователей в накопители с последующей передачей ее в цепи питания этих же преобразователей;

- ограничивать величину напряжения в цепях формирования сигналов положительной обратной связи полумостовых преобразователей постоянного напряжения.

Разработаны и исследованы схемы преобразователей напряжения, при осуществлении связи между магнитным состоянием магнитопроводов трансформаторов магнитополупроводниковых устройств и функционированием их стабилизирующих, синхронизирующих и управляющих элементов в которых, использован переход соответствующих транзисторов в режим отсечки, с широкими диапазонами изменения частоты и амплитуды выходного напряжения, однофазных и многофазных ИВЭ, обладающих простотой, высоким КПД, улучшенными массогабаритными показателями и высокой ЭМС и методики расчета этих преобразователей.

Получены математические и электронные модели преобразователей переменного напряжения на входе в переменное напряжение на выходе ИВЭ с использованием квазичастотного управления. Положения, выносимые на защиту:

а) разработки и исследования устройств:

1) взвешивания грузов в кузове автосамосвалов;

2) контроля полногрузкых рейсов автосамосвалов, сделанных в заданном направлении;

3) специализированного вычислительного УКУ АЭК;

4) СКУ АЭК;

5) устройства ТУ-ТС-ТИ во взрывоопасной атмосфере;

б) взрывобезопасного КП канала телемеханики повышенной информативности;

7) устройства МОС со случайным доступом абонентов;

б) разработка теории ЭТФД систем;

в) разработка более точных методик расчета трансформаторов статических преобразователей;

г) разработка и испытания эффективных средств ограничения параметров переходных процессов ламп накаливания;

д) разработка и исследование нового класса ИВЭ с расширенными функциональными возможностями, простых по конструкции и имеющих минимальную стоимость, высокий КПД, улучшенные массогабаритные показатели и повышенные ЭМС и надежность, имеющих следующие существенные отличия:

1) при осуществлении связи между магнитным состоянием магнито проводов трансформаторов магнитополупроводниковых устройств и функционированием их стабилизирующих, синхронизирующих и управляющих элементов использован переход силовых транзисторов в состояние отсечки;

2) применено ограничение напряжения в цепях положительной обратной связи двухтактных на двух ключах и мостовых однофазных и многофазных магнитополупроводниковых преобразователей и детектировать состояние насыщения их магнитопроводов;

3) компенсировано напряжение в цепях положительной обратной связи мостовых и полумостовых магнитополупроводниковых преобразователей напряжения;

4) осуществлено прямое преобразование напряжения переменного тока питающей сети в переменное напряжение на выходе ИВЭ с использованием квазичастотного управления;

5) реализовано направление энергии упругого намагничивания трансформаторов магнитополупроводниковых преобразователей в накопители с последующей передачей ее в цепи питания этих же преобразователей;

6) осуществлено ограничение величины напряжения в цепях формирования сигналов положительной обратной связи полумостовых преобразователей постоянного напряжения.

е) математические и электронные модели преобразователей постоянного напряжения с устройствами защиты транзисторов от перенапряжений и переменного напряжения на входе в переменное напряжение на выходе ИВЭ с использованием квазичастотного управления.

Практическая значимость

Результаты исследований использованы в учебном процессе в УГТУ-УПИ и РГППУ при изучении студентами курсов «Теоретические основы электротехники», «Теория автоматического управления», «Основы электротехники и электроники», «Промышленная электроника», «Электрические аппараты и средства автоматизации» и в научной работе

студентов,

Создано автоматизированное рабочее место конструктора средств силовой электроники.

Даны практические рекомендации для проектирования и расчета ИВЭ на примере преобразователя постоянного напряжения величиной 24 В переменное напряжение величиной 220 В с номинальной мощностью 0,15 кВА.

Результаты диссертационной работы использованы в разработках ЗИК, НПО автоматики, НТЦ «КамАЗ» и внедрены на предприятиях металлургии и промышленности строительных материалов.

По материалам диссертационной работы написаны две монографии объемом 10,4 и 13,2 уч. изд. листа в 1994 и 1996 годах соответственно.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались в 1988 — 2009-х годах на научно-технических региональных, российских, всесоюзных и международных конференциях, заседаниях кафедр и советов в УГТУ-УПИ, ИГД, МАДИ, МЭИ(ТУ), РГППУ, УрГПУ, ЧТУ, ЮУрГУ, и на технических советах промышленных предприятий.

Результаты исследований проверены практическими расчетами и испытаниями разработанных технических средств.

Публикации

Содержание диссертации опубликовано в 57 печатных работах, в том числе в двух монографиях, 21 научной статье, в более, чем 20 авторских свидетельствах и патентах. Кроме того, опубликовано свыше 14 тезисов докладов, выпущен ряд учебных пособий по преподаваемым дисциплинам.

Личный вклад автора

Автору принадлежит постановка и разработка вопросов стратегии, тактики и техники настоящего исследования. В частности, проанализированы тенденции развития названных выше элементов, устройств, и СКУ, СКП и средств связи в МОС со случайным доступом абонентов, а также ИВЭ, выявлены направления исследований в области проектов и программ, выявлены новые подходы и знания в области совершенствуемых элементов и систем, инициированы, организованы и проведены НИОКР по выявленным проблемам, в процессе выполнения которых осуществлялось как научное руководство, так и непосредственное участие в постановке задач, высказывании гипотез, проведении экспериментов, разработке технических средств, проведении экспериментов, получении, анализе, оформлении и апробации результатов изысканий.

Структура диссертационного исследования, приведенная на рис.1, включает 3 программы и 12 проектов, а также ряд подпроекгов.

Программа! Разработка и исследование технических средств СКУ технологическим транспортом

Проект 1.1 Разработка и исследование устройства определения веса груза в кузове автосамосвала Проект 1.2 Разработка и испытания устройства контроля полногрузных рейсов автосамосвалов в заданном направлении Проект 1.3 Разработка и испытания УКУ АЭК Проект 1.1 Разработка СКУ АЭК

Программа 2 Разработка в исследование СКП во взрывоопасной окружающей среде и технических средств МОС со случайным доступом абонентов

Проект 2.1 Разработка и испытания устройства ТУ-ТС-ТИ во взрывоопасной атмосфере Проект 2.2 Разработка и испытания устройства взрывобезопасного КП телемеханических систем Проект 2.3 Разработка и исследование устройства связи в МОС со случайным доступом абонентов

Программа 3 Разработка и исследование ИВЭ ЭТУ в РЭА

ПроектЗЛ Разработка основ проектирования и расчета ИВЭ Проект 3.2 Разработка преобразователей для питания ламп накаливания

Проект 3.3 Разработка преобразователей постоянного напряжения Проект 3.4 Разработка преобразователей с высокой ЭМС Проект 3.5 Расчет и испытания ИВЭ

Рис. 1. Структура диссертационного исследования

ПРОГРАММА 1. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЯ УСТРОЙСТВ И СКУ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ТРАНСПОРТОМ

Проект 1.1. Разработка и исследования устройства определения веса грузов в кузове автосамосвалов

Автомобильный транспорт в настоящее время является одним из основных видов транспорта на предприятиях цветной и черной металлургии и, особенно, на предприятиях, добывающих сырье для производства строительных материалов. При перевозках возникает необходимость измерять вес грузов, как с целью нормирования загрузки автомобилей, так и с другими целями контроля и управления. Рядом исследователей установлено, что каждый процент погрешности автомобильных весов при транспортировании сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ресурсов обычно дает такой же процент неправильного расходования материалов и потерь. Это обстоятельство, с учетом больших объемов транспортных работ; производимых в стране, дает возможность предварительно оценить потери при отсутствии достаточно точных автомобильных весов в сотни и более миллионов рублей, даже не учитывая при этом при наличии таких весов включать автосамосвалы в системы контроля и управления, обеспечивающее еще большее снижение потерь.

В широко используемых в отечественной промышленности автомобилях БеяАЗ-540 и БеяАЗ-548 и в раде других кузов опирается на раму, подрессоренную с помощью системы гидропневмоподвески. При этом взвешивание груза автосамосвала может быть осуществлено путем суммирования разностей сигналов, возникающих от давления в цилиндрах гидропневмоподвески загруженного н разгруженного автомобиля, и не вызывает особых трудностей. Однако применение способа взвешивания, предлагаемого заводом-производителем этих большегрузных автосамосвалов, сходного с описанным выше, характеризуется сравнительно малым относительным весом самого груза, так как, кроме груза, значительную часть подрессоренной массы составляет рама, двигатель и другое оборудование автомобиля.

В данном проекте разработано устройство взвешивания грузов в кузове автосамосвала, в котором точность измерения повышена путем увеличения относительного веса груза при взвешивании. Данное устройство совершенствует взвешивающее устройство, конструкция которого описана в [41]. Это устройство содержит датчик давления в системе гидроподьема кузова автосамосвала, присоединенный к микроконтроллеру. Величина груза при этом определяется по максимальному значению давления, создаваемого в цилиндрах гидроподъемника в момент отрыва кузова от рамы автомобиля. Недостатком этого устройства является низкая точность взвешивания грузов, зависящая от величины смещения центра тяжести кузова при изменении формы груза в кузове и объемного веса 1руза. Среднеквадратическое отклонение при взвешивании груза с помощью подобного устройства, как показано рядом

авторов, составляет 6,83%.

Для увеличения точности измерения в устройство введены, /ополнительно , датчики давления в задних цилиндрах пневмогидроподвески, кпорые также присоединены к мшфоконтроллеру. Установка датчиков только в задних цилиндрах пневмогидроподвески позволяет проводить только грубые изм»рения. Совместное же применение для измерения датчиков в системе гидредодъема и в задних цилиндрах пневмогидроподвески позволяет при сравнительно небольшом числе датчиков, что само по себе уже снижает погрешность взвешивания, дополнительно повысить точность устройства взвешившия за счет устранения влияния смещения центра тяжести груза, а также за счет увеличения относительного веса груза, так как вес подрессоренной части автомобиля, например, в 27 тонных автосамосвалах составляет около 14 тонн. Увеличение относительного веса груза еще в большей мере является нецелесообразным, т. к. вес подрессоренных задней подвеской частей автомобиля определяется в основном весом кузова.

С целью определения возможности использования для измерения совместно сигналов датчиков давления в системе гидропневмопсщвески и гидроподьема без специальных средств осреднения и фильтрации сигналов во времени и получения данных для расчета схемы весов, сняты осциллограммы процессов изменения давления в системе гидроподьема кузова. Фрагменты этих осциллограмм приведены на рис.2, из которого можно сделать вывод об отсутствии колебаний кузова в течение времени от включения системы гидроподьема до сваливания из кузова первой пачки груза. Из этого же рисунка можно определить максимальный интервал времени между двумя опросами датчиков контроллером при заданной допустимой погрешности измерения. Ошибки измерения веса груза в кузове при использовании датчиков давления в системе гидроподьема и в системе пневмогидроподвески исследованы достаточно подробно. Однако интерес представляет определение влияние на точность измерения изменения центра тяжести груза в кузове. Для определения этого влияния рассмотрена расчетная схема, эквивалентная силовой схеме автомобиля БелАЗ (рис.3), составленная без учета собственного веса частей автомобиля. Из этой схемы можно получить:

IМА = Рв * I-* Ь-Кс * X * Ь = 0;

I Мв = - Ра * Ь + 11с * (1 - = 0;

О0 = РА + Рв, где во - вес груза в кузове;

Ра» Рв - силы, действующие в передней и задней подвески, соответственно; Не, И0 - силы, действующие в системе гидроподъема и в точках шарнирного крепления к раме, соответственно; Ь,Х - конструктивные параметры автомобиля.

Решая совместно полученные уравнения, имеем: бо= Рв + Кс * (1 -

Рис. 2. Фрагменты осциллограмм процессов изменения давления в системе гидроподъема кузова аргосамосвала БелАЗ-540

Рис. 3. Расчетная схема, эквивалентная силовой схеме автомобиля БелАЗ

Рис. 4. Схема устройства определения веса грузов в кузове

Из полученного уравнения видно, что складывая сигналы в системах гидроподъема и пяевмогидроподвески теоретически можно устранить влияние смещения центра тяжести груза на точность взвешивания.

Предлагаемое устройство состоит из датчика давления в системе гадроподьема 1 (рис.4), последовательно соединенных датчиков давления в системе пяевмогидроподвески 2,3 и микроконтроллера 4. Микроконтроллер содержит коммутатор входных аналоговых сигналов 5, АЦП 6, индикатор 7, блок, осуществляющий функции программатора, вычислительного устройства, запоминающего устройства (ОЗУ и ППЗУ) 8, контроллер внешних объектов 9 и таймер 10.

При включении питания микроконтроллер автоматически устанавливается в исходное состояние , устанавливается нулевой адрес на шинах Адр.1, Адр.2, из ППЗУ в служебную и оперативную память переписывается код ввода информации, требуемые константы и программа обработки данных. Далее устройство работает по алгоритму, блок-схема которого изображена на рис.5. Функции, выполняемые в отдельных блоках алгоритма, перечислены ниже:

1 — ожидание сигнала «Пуск» и индикация результата вычисления в блоке 6;

2 — выдача кода адреса 1-го датчика и команды «Пуск АЦП»;

3 — ввод информации в соответствующий регистр памяти;

4 — определение количества опрошенных датчиков;

5 — проверка условия превышения заданным уровнем сигнала датчика в системе гидроподъема действительного значения этого сигнала 1^0 > Х7|;

6 — вычисление приближенного значения веса груза в кузове О = Ци * к);

7 — определение максимального значения давления в системе гидроподъема;

8 — вычисление уточненного значения веса груза во = (1^ + и^) * к и индикация результата вычисления.

Вычисление приближенного (с погрешностью до 5%) значения веса груза в кузове позволяет использовать устройство для измерения веса при загрузке автомобиля, где не требуется высокая точность вследствие применяемой технологии погрузки.

Техническая характеристика устройства

1. Д иапазон изменения груза в кузове, кг

2. Основная относительная погрешность, %

3. Напряжение питания, В

4. Потребляемая мощность, Вт

5. Габаритные размеры, мм

6. Масса, кг (без датчиков и термостата)

15000-33000;

2,5; 24; 40;

350x350x140 б

CilTKäJI

"Л^'ОК"

5

^ Конец

Рис. 5. Блок-схема алгоритма работы устройства взвешивания грузов в ;ове автосамосвалов

Автомобильные весы, реализующие приведенные выше функции, демонстрировались на ВДНХ СССР в 1983 и 1985 годах, где отмечены бронзовой и серебряной медалями, а также на Ярмарке идей-1991 Международной ассоциации Интеллектуальная инициатива (Ш место).

Проект 1.2. Разработка и испытания устройства контроля полногрузных рейсов автосамосвалов в заданном направлении

Устройство может быть использовано и для определения суммарного, например, за смену веса перевезенного автосамосвалом груза, так как при увеличении числа рейсов до десятков среднее значение перевезенного за рейс груза стремится к некоторому постоянному значению, умножив которое на число рейсов возможно получить часто с приемлемой точностью итоговое значение веса хруза.

Схема устройства контроля полногрузных рейсов автосамосвалов приведена на рис.6.

Устройство состоит из приемника 1 КП автосамосвала, фильтра 2, дискриминатора амплитуды 3, четырех RS-триггеров 4-7, логических схем 5И-НЕ 8 и 2И-НЕ 9, из четырех светодиодов 10-13, счетчика 14, из резисторов 15,16, конденсатора 17, резистора 18, из шеста диодов 19-24, реле давления 25 в системе гидроподъема кузова, датчиков верхнего 26 и нижнего 27 положения кузова, из выключателя 28 и ограничительных резисторов 29-32.

При включении питания RS-триггеры 4-7 устанавливаются в нулевое положение под действием нулевого напряжения на конденсаторе 17, имеющегося в момент включения. При кратковременном замыкании выключателя 28 RS-триггер 7 устанавливается в единичное положение, а светодаод 13 начинает светиться. После этого крышка корпуса устройства контроля закрывается, а прибор пломбируется. После загрузки и транспортировки груза в заданный район прибор попадает в поле передатчика пространственно разделенного канала связи. Сигнал передатчика, установленного в заданном районе, принимается приемником, фильтруется фильтром 2 и формируется дискриминатором амплитуды 3. При этом на пятом (нижнем на рис.6) входе схемы 5И-НЕ 8 появляется единичный потенциал, а на втором входе 2И-НЕ 9 — нулевой. При разгрузке в зоне действия сигнала передатчика замыкается контакт 25 реле давления в системе гидроподъема кузова, если загрузка автосамосвала не менее заданной (задание осуществляется выбором величины давления, при которой это реле срабатывает), а при подъеме кузова автосамосвала размыкается контакт 27 датчика нижнего его положения. При этом RS-триггер 4 устанавливается в единичное положение, а водитель получает сигнал о полногрузности рейса, так как светодаод 10 при замыкании контакта реле давления 25 светится. После подъема кузова в верхнее положение замыкается контакт датчика 26 верхнего положения кузова, о чем водитель также получает сигнал, так как светодаод 11 при этом светится, а RS-триггер 5 устанавливается в единичное положение.

Рис. 6. Схема устройства контроля полногрузных рейсов автосамосвалов в заданном направлении

Вследствие наличия единичных сигналов на всех входах схемы 5И-НЕ 8 на ее выходе появляется нулевой сигнал и счетчик 14 срабатывает. При возврате кузова в нижнее положение замыкается контакт датчика 27 нижнего положения кузова и КБ-триггеры 4 и 5 возвращаются в нулевое состояние.

При разгрузке автосамосвала вне зоны приема сигнала передатчика на входах схемы 2И-НЕ 9 появляются единичные сигналы с прямого выхода Ш>-трнггера 4 и с инверсного выхода дискриминатора амплитуды 3. При этом нулевой сигнал с выхода схемы 2И-НЕ 9 устанавливает ^-триггер б в единичное состояние и устройство блокируется при помощи нулевого сигнала с инверсного выхода КВ-триггера 6. Разблокировать устройство возможно только при выключении питания, в результате чего оно вновь блокируется, но уже при помощи нулевого сигнала, поступающего с прямого выхода ЛБ-тргатера 7. Установить устройство в рабочее состояние возможно при кратковременном замыкании выключателя 28, но для этого необходимо снять пломбу.

Опытная партия описанных устройств была изготовлена и успешно испытана на предприятии Ревдинский дробильно-сортировочный комбинат в апреле 1992 года.

На данное устройство получен патент РФ 2100843 [54]. Это устройство демонстрировалось на ряде выставок, в том числе на Международной выставке «УРАЛЭКОЛОГИЯ ТЕХНОГЕН — 2002».

Проект Разработка и испытания УКУ АЭК

Разработка устройства проведена с учетом необходимости расширения его функциональных возможностей путем введения функции контроля работоспособности пунктов погрузки (экскаваторов) и осуществления управления транспортными средствами добывающего комплекса. Разработанное устройство позволяет контролировать изменение времени уставок автосамосвалов в автомобильно-экскаваторных комплексах и использовать эту возможность контроля для достижения максимальной производительности комплекса и оптимальных значений других функций качества комплекса.

Функциональная схема устройства приведена на рис.7. УКУ АЭК содержит первый, второй и третий блоки регистров 1,2 и 3, таймер 4, первый мультиплексор 5, блок 6 индикации и регистрации, вторые мультиплексоры — 7„, первые вычислительные блоки 81 — 8„ и дешифраторы^ — 9„ по числу пунктов погрузки добывающего комплекса, а также третий мультиплексор 10, формирователь 11 импульсов, блок 12 управления, блок 13 ввода информации и второй вычислительный блок 14.

Каждый вычислительный блок 81 — 8П и 14 состоит из преобразователя 15 кодов, регистра 16 и арифметико-логического блока 17. Блок 12 управления содержит формирователь 18 импульсов, первый и второй элементы И 19 и 20,первый и второй элементы ИЛИ-НЕ 21 и 22.

Рис.7. Функциональная схема УКУАЭК

19

Преобразователь кодов 15 в данной версии устройства реализован (рис.8) на первом счетчике 23, первых инверторах 24, первых элементах И 25, первых, втором и третьем формирователях импульсов 26,27 и 2$, втором инверторе 29, первом элементе ИЛИ 30, втором элементе И-НЕ 31, третьем инверторе 32, втором счетчике 33» третьем элементе И-НЕ 34, втором элементе ИЛИ-НЕ 35» триггере 36 и генераторе 37 импульсов.

Устройство работает следующим образом. Блок 13 ввода информации обеспечивает запись в блоки регистров 1,2 и 3 информации о номере экскаватора и о количестве перевезенного груза (или кода-идентификатора факта запроса адреса погрузки). После окончания этой записи с первого управляющего выхода блока 13 на вход таймера 4 подается сигнал, который блокирует изменение выходного кода таймера, фиксируя текущее время. Этот же сигнал, проходя формирователь 18 блока управления 12, устанавливает в исходное состояние преобразователи кодов 15 вычислительных блоков 8> - 8„ и 14, а также запускает блок индикации и регистрации 6. При этом блок 6 подает на адресные входы мультиплексора 5 коды, соответствующие адресам блоков регистров 1,2 и 3 и выходных сигналов таймера 4, записывает эту информацию в свои внутренние регистры, индицирует и регистрирует ее, осуществляя цифропечать. Если в блок регистров 3 записан код-идентификатор факта запроса адреса погрузки, то есть на выходе элементов ИЛИ-НЕ 21 имеется сигнал логической 1, то сигнал с формирователя импульсов 18, через элемент И 19, запускает арифметико-логические блоки 17 вычислительных блоков 81 -8„, которые производят через мультиплексоры 1\ — 7„ опрос блока регистров 1 и таймера 4. Арифметико-логические блоки 17 по заранее занесенной в них программе вычисляют функции качества, например, времени ожидания очереди иа погрузку для каждого из пунктов погрузки при каждом запросе, поступившем с борга транспортного средства. После окончания вычисления арифметико-логические блоки 17 формируют на своих выходах информационные и управляющие сигналы, которые поступают в преобразователь кодов 15 и регистр 16. Преобразователь кодов 15 преобразует поступающие на его входы коды в кодовые и импульсные сигналы, которые управляют приемом информации в регистр 16 из арифметико-логического блока 17 в формат, необходимый для дальнейшей обработки.

Дешифраторы 91 — 9„ предназначены для выделения кода, соответствующего неработоспособности пункта погрузки.

После окончания записи значений функций качества в регистры 16 всех вычислительных блоков 8, на выходах преобразователей кодов 15 формируются сигналы готовности, которые поступают на входы элемента И 20 блока управления. Если нет запрещающего сигнала, с выхода элемента ИЛИ-НЕ 22 формируется сигнал управления запуском ариметию-логического блока 17 вычислительного блока 14. При этом блок 14 аналогично блокам 8 с мультиплексора 10 получает исходную информацию, производит

числительные операции, определяя оптимальную функцию качества, и выдает

я

а о

мнт

Р1-Щ

1

г

4

ь

22

я

И

гч

Ч'

7*

I I

ч.

16

Г

Л е

X

л

ЧЕг

15

Ь 27

я

и4

30

Пуск

£

В! 1

1)2 г

ГШ

28 С 33 8

Я

*1

■1

еР

_ I гот

г1г-*

Рис. 8. Схема преобразователя кодов

результирующую информацию и управляющий сигнал окончания вычислений и преобразований. Управляющий сигнал с выхода блока 14 поступает в блок ввода информации 13, сигнализируя об окончании цикла работы устройства, и через формирователь импульсов 11 производит запись результата вычислений блока 14 в блок регистров 2. Блоки регистров 1,2 и 3 также подают сигналы в блок ввода информации об окончании процесса записи в него. Оператор, управляющий работой устройства, или аппаратура телемеханики передают управляющие команды адресов погрузки транспортным средствам добывающего комплекса.

Преобразователь 15 кодов действует таким образом. Счетный вход счетчика 23 образует вход «Пуск» преобразователя 15 кодов, а его вход Л, вход К триггера 36 и вход Я счетчика 33 — установочный вход преобразователя 15. Выходы счетчика 23 соединены со входами инверторов 24 и со входами элементов И 25 так, чтобы на выходах элементов И 25 появлялись единичные сигналы при появлении на входе «Пуск» 2, 5, б и 7 импульсов. Прямой и инверсный сигналы первого разряда счетчика 23 проходят через формирователи 27 и 28, элемент ИЛИ 30 и формируют управляющий выходной сигнал преобразователя 15 кодов. Выходные сигналы элементов И 25 через формирователи 26 и инвертор 29 поступают на входы синхронизации регистра 16 и счетчика 33 и вход Б ЯБ-трштера 36. Сигнал готовности преобразователя 15 кодов формируется счетчиком 33, элементами И-НЕ 31 и 34, инвертором 32, триггером 36, генератором 37 и элементом ИЛИ-НЕ 35.

В примере конкретной реализации устройства рассмотрена задача получения максимальной производительности добывающего комплекса. При этом вычисление функций качества производится по формулам

4<ИС)= ^ч -1 ~ 8]/У — ^ге^ »

1о)д — Бд/У + Хяогр I (ПК) ^гех ;

и > о, « ^; ^ < о, ^=о,

где ^ - время ожидания самосвалом очереди на погрузку для данного экскаватора;

- время окончания погрузки экскаватором предыдущего самосвала; ^ - текущее время связи с абонентом;

—длина плеча откатки; V—средняя скорость автосамосвала.

После вычисления функции качества арифметико-логические блоки 17 по программе выходят в режим цифропечати (вывода информации). При появлении сигнала на счетном входе счетчика 23 на его первом выходе происходит изменение состояния, что вызывает появление на выходе формирователей импульсов 27 и 28 по срезу входных сигналов выходных импульсов, которые проходя элемент ИЛИ 30, формируют выходной управляющий сигнал. Этот сигнал, поступая в блок 17, вызывает появление очередного выходного управляющего сигнала «Пуск». При появлении на входе счетчика 23 2, 5, 6 и 7 импульсов на выходе элемента И 25 возникают

единичные сигналы, по фронту которых формирователи 26 формируют импульсы длительностью 2 мс. Возникновение этих импульсов совпадает по времени с появлением на информационных выходах блока 17 (ИНФ Р1 — Р4) информации о разряде числа, хранящихся во внутренних регистрах аккумулятора блока 17 и о величине трех старших разрядов мантиссы хранящегося числа. При этом значение разряда числа фиксируется в счетчике 33, причем младший разряд этого числа записывается в четвертый разряд счетчика 33 в момент появления импульсов на входе «Пуск», а следующий за младшим разряд кода разряда числа—в третий разряд счетчика 33.

Значения трех разрядов мантиссы числа записываются в регистр 16 во время появления 5,6 и 7 импульсов. Если разряд переписываемого в регистр 16 числа равен трем, то на обоих входах элемента И-НЕ 34 появляются единичные сигналы, приводящие совместно с нулевым сигналом на инверсном выходе триггера 36, возникающего при появлении единичного импульса на его Б-входе, к появлению на выходе элемента ИЛИ-НЕ 35 сигнала готовности. Если разряд числа меньше трех, то на выходе элемента И-НЕ 34 появляется единичный сигнал, который при возникновении единичного сигнала и на прямом выходе триггера 36 , запускающем генератор 37, разрешает прохождение сигналов этого генератора через элемент И-НЕ 31 на счетный вход счетчика 33. При этом счетчик заполняется импульсами, число которых кратно четырем, до тех пор, пота на обоих входах элемента И-НЕ 34 не появятся единичные сигналы. При этом под влиянием импульсов с выхода инвертора 32 числа в регистре 16 сдвигаются так, что их позиции соответствуют разрядам записанных чисел.

Таким образом преобразователь кодов 15 формирует в регистре 16 двенадцатиразрядное двоичное или трехразрядное двоично-десятичное число из четырехразрядного двоичного выходного кода блока 17.

Устройство настроено таким образом, что при отсутствии информации о пункте погрузки в течение, например, 15 минут вычислительные блоки 8 формируют выходной код 998, то есть максимальное четное трехразрядное двоично-десятичное число, которое вызывает на выходе дешифраторов 9 появление сигнала неработоспособности пункта погрузки.

Разработанное устройство защищено авторским свидетельством СССР №807321 [49].

Проект 1.4. Разработка СКУ АЭК

Разработанная система отличается сравнительной простотой и позволят повысить производительность АЭК.

На рис.9 представлена функциональная схема системы. Она содержит ПУ 1, ЭВМ 2. устройство 3 индикации и регистрации, РТМК 4, КПА 5) — 5К (к — число автосамосвалов), датчики давления 61 — 6К в системах гидроподъема кузовов автосамосвалов, ПРК 7 и КПЭ 81 — 8Р (Р — число экскаваторов).

СКУ АЭК по закрытому циклу работает следующим образом. Водителю в начале смены диспетчер выдает фиксированный адрес погрузки и разгрузки. Во

Рис. 9. Функциональная схема СКУ АЭК

время погрузки при открывании машинистом днища ковша по ПРК на КПА передается информация о номере погрузившего автосамосвал экскаватора. Загрузившийся автосамосвал направляется к месту разгрузки и разгружается. При этом информация о весе перевезенного груза записывается в память КПА. Далее при свободном РТМК по нему на ПУ передается информация о номере разгрузившегося автосамосвала, о величине перевезенного им груза и о номере погрузившего автосамосвал экскаватора. При этом на ПУ также фиксируется время сеанса данной связи.

По открытому циклу система работает следующим образом. Водитель выехавшего на смену автосамосвала нажатием кнопки КПА передает по РТМК на ПУ код-идентификатор запроса адреса погрузки и также по РТМК получает его. Далее система работает также, как по закрытому циклу.

Сигналы исправности (неисправности) передаются с КТО на ПУ по РТМК каждые 15 минут. Полученная на ПУ информация может служить исходным материалом для ведения учета работы автомобильно-экскаваторного комплекса.

На данное техническое решение получено авторское свидетельство СССР №734725 [41].

ПРОГРАММА 2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЯ СКП ВО ВЗРЫВООПАСНОЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ МОС СО СЛУЧАЙНЫМ ДОСТУПОМ АБОНЕНТОВ

Проект 2.1. Разработка и испытания устройства ТУ-ТС-ТИ во взрывоопасной атмосфере

Проблема контроля параметров во взрывоопасной окружающей среде не только остается актуальной до настоящего времени, но и обостряется. Причинами сложившейся ситуации являются повышение производительности ряда соответствующих предприятий, расширение применения технологий, реализуемых во взрывоопасной среде, использование в производстве новых веществ и т.д. Одним из перспективных технических решений, позволяющих повысить безопасность работ, проводимых во взрывоопасной атмосфере, является представленное в данном проекте.

Устройство (рис.10) содержит широтно-импульсный модулятор 1, состоящий из генератора импульсов стабильной частоты 2, пересчетной схемы 3, дешифраторов 4 и 5, блоха управления дешифраторами 6, генератор питающего прямоугольного напряжения 7, к цепям управления которого подключен широто-импульсный модулятор, балластный резистор 8, приемное реле 9 и блок телеизмерений 10, входящие в ДП, совмещенный канал питания переменным током и КП.

К обмотке линейного трансформатора 11 каждого КП подключена цепочка из последовательно соединенных стабилитронов 12 и 13. Входы шунтирующего их ключа 14 соединены с выходами время-импульсных дискриминаторов 15 и 16, стрйбирующие входы которых соединены с выходами

Рис. 10. Устройство ТУ-ТС-ТИ

время-импульсного преобразователя 17. При телеизмерении преобразователь 17 соединяют входом 18 с выходной цепью первичного преобразователя контролируемого параметра, а при телеуправлении - входом 19 с формирователем стробирующего сигнала.

Устройство работает следующим образом. Генератор питающего прямоугольного напряжения 7, представляющий собой магнитотранзисторный генератор, управляемый синхроимпульсами, формируемыми дешифратором 5 по одному из фронтов выдаваемых генератором импульсов, формирует по другому из фронтов импульсы при воздействии сигналов положительной его обрагаой связи, возникающей при насыщении магнитопровода трансформатора. Эта импульсы служат, в том числе, для осуществления режима ТИ. При реализации режима ТУ используются синхроимпульсы обоих дешифраторов 4 и 5.

Для образования посылок ТИ пересчетная схема 3, на которую постоянно поступают сигналы с выхода генератора импульсов стабильной частоты 2, сбрасывается при появлении заднего фронта питающего переменного тока и запускается при окончании данного псшупериода, а при образовании посылок ТУ сигнал сброса на схему 3 не подается. Выходы дешифраторов 4 и 5 переключаются на вход генератора с помощью блока б управления дешифраторами, на вход которого поступают команды от приемного реле 9 при ТИ и от программного устройства, управляющего циклом работы устройства (вход А). На КП время-импульсный дискриминатор 15 служит для ТИ, время импульсный дискриминатор 16 — для ТУ (для приема посылок ТИ и опросных посылок), для чего в дискриминаторе 15 ширина импульсов питающего переменного тока, снимаемых с линейного трансформатора 11, сравнивается с шириной выходного импульса ТИ время-импульсного преобразователя 17, а в дискриминаторе 16—с шириной стробирующего ТУ импульса.

При циклическом опросе КП на вход А блока управления дешифраторами б поступают импульсы, задающие последовательность работы схемы, причем импульсы ТУ формируются генератором 7 в отрицательные полупериоды питающего напряжения и на каждый последующий КП поступает более короткий импульс, а телеизмерение выполняется последовательностью убывающих по ширине положительных импульсов. При отсутствии на входе А управляющего сигнала ширина импульсов питающего переменного напряжения в линии максимальна и всегда превышает ширину выходных импульсов время-импульсного преобразователя 17. При появлении опросной посылки на входе 19 время-импульсного преобразователя 17 на выходе время-импульсного дискриминатора 16 соответствующего КП появляется отрицательный импульс (сигнал ТУ), который замыкает ключ 14. Ключ 14 замыкает стабилитрон 12 и повышает мощность, потребляемую КП. При этом с ростом падения напряжения на балластном резисторе 8 снижается напряжение в линии связи.

После опросной паузы на входе 18 время-импульсного преобразователя 17 появляется последовательность телеизмерительных посылок убывающей

длительности. Если телеизмерительная посылка, поступающая по цепи питания переменного тока, короче выходного сигнала время-импульсного преобразователя, длительность которого пропорциональна величине контролируемого параметра, на выходе время-импульсного дискриминатора 15 появляется сигнал, который закрывает ключ 14. Стабилитрон 12 вновь включается в цепь и снижается мощность, потребляемая данным КП, повышается напряжение в линии связи, срабатывает приемное реле 9 и блок телеизмерения 10 выдает значение контролируемого параметра в цифровой форме при воздействии выходного сигнала блока б.

На данное техническое решение выдано авторское свидетельство СССР №1839426. Аналогичное описанному устройство успешно прошло опытно-промышленные испытания на шахте имени Горбачева Карагандинского угольного бассейна.

Проект 2,2. Разработка и испытания устройства взрывобезопасного КП телемеханических систем

Применение известных средств контроля параметров во взрывоопасной атмосфере часто не обеспечивает необходимую при таких измерениях скорость передачи информации вследствие сравнительно большой мощности., потребляемой одним КП, которая практически достигает максимально допустимой при условии сохранения устройствами свойства взрывобезопасности. При этом становится необходимым включать КП для измерения поочередно, затрачивая значительное время на разогрев датчиков перед проведением измерения. Поэтому актуальным для повышения информативности таких устройств является снижение потребляемой КП мощности для обеспечения одновременного включения минимально необходимого числа КП в линию.

Названному свойству в известной степени удовлетворяет предлагаемое устройство, схема включения которого в телеизмерительную систему приведена на рис. 11.

Телеизмерительная система состоит из ПУ 1, включающего генератор 2 прямоугольного напряжения, балластный резистор 3, приемное реле 4 и выходное устройство 5, а также из линии б связи, распределительного устройства 7 и КП 8 (рис.12), который содержит линейный трансформатор 9, блок 10 питания, датчик 11 измеряемого параметра, время-импульсный преобразователь 12, имеющий интегратор 13 с блоком 14 синхронизации и дискриминатор 15 амплитуды, и, кроме того, содержит формирователь 16 импульсов, диоды 17 —19 и переключатель 20 на первом и втором транзисторе и резисторе 21.

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на зажимы КП 8 переменного напряжения прямоугольной формы импульсы тока, протекая через резистор 21 по первичной обмотке линейного трансформатора 9, вызывают перемапшчивание его магнитопровода и

Рис. 11. Схема включения КП в телеизмерительную систему

появление напряжения на обмотке блока 10 питания. При этом напряжение с нижнего вывода этой обмотки прикладывается попеременно,то к входу первого транзистора (прямой проводимости) переключателя 20, то к входу его второго транзистора (обратной проводимости). В результате действия положительной обратной связи КП включается в линию связи б.

При включенном КП на вторичной обмотке линейного трансформатора 9 датчик 11 содержания метана разогревается до рабочей температуры, ело выходной сигнал подается на интегратор 13, который в начале каждого периода обнуляется блоком 14 синхронизации и начинает интегрировать выходной сигнал датчика И. При достижении выходным напряжением интегратора порога срабатывания дискриминатора 15 амплитуды он срабатывает и открывает транзистор формирователя 16, который закрывает второй транзистор переключателя 20. В результате КП выключается и напряжение в линии связи возрастает, что фиксирует приемное реле 4 ПУ. По истечении задержки времени формирователя 16 КП вновь включается и процесс повторяется.

Чем больше напряжение на выходе датчика, тем ближе к началу полупериода сдвигается импульс посылки телеизмерения. Импульсы телеизмерения одной пары КП появляются в положительном полупериоде питающего линию напряжения, а другой пары — в отрицательном, что обеспечивается соответствующей фазировкой КП при монтаже системы.

На данное техническое решение получено авторское свидетельство СССР №1471208 [44]. Это устройство демонстрировалось на Ярмарке идей-1991 Международной ассоциации Интеллектуальная инициатива (III место).

Проект 23. Разработка и испытания устройства связи в МОС со случайным доступом абонентов

Разработанное устройство обеспечивает возможность регулирования сигналов приоритета сообщений абонентов в процессе подготовки их к передаче и в процессе передачи этих сообщений.

Устройство МОС состоит (рис.13) из приемопередающей схемы 1, включающей модулятор 2, приемопередатчик 3, фильтр 4, амплитудный дискриминатор 5, и устройство коммутации 6, а также из второго элемента ИЛИ 7, формирователя 8, элемента задержки 9, КЯ-триггера 10, счетчика И, дешифратора 12, формирователя 13 импульсов приоритета и блока 14 управлением приемом и воспроизведением, состоящего из группы элементов й-НЕ 15-17, воспроизведения информации, первого и второю элементов И-НЕ 18, 19, регистра 20, имеющего вход управления 21, из третьего элемента ИЛИ 22, группы элементов И-НЕ 23—26 приема информации, первого элемента ИЛИ 27, элемента И 28 и распределителя 29.

При появлении сигнала на входе приемопередатчика 3 он усиливает его и подает на фильтр 4. После фильтрации форма сигнала восстанавливается амплитудным дискриминатором 5. Единичный сигнал на входе элемента задержки 9 вызывает появление сигнала нулевого уровня на его выходе и на вторых входах группы элементов И-НЕ 15 —17 воспроизведения информации,

ш

г£г

-ча-

10

п

3

- # Л л

d=L.y

m

á

M

ш

frsr

13

j i

rr—+

±

I

Mir

L

jJ

If

I)

Рис. 13. Устройство MOC

на первом входе второго элемента И-НЕ 19 и на инверсном входе третьего элемента ИЛИ 22. При этом запрещается срабатывание группы элементов И-НЕ 15 — 17 воспроизведения информации и второго элемента И-НЕ 19 и появляется сигнал на выходе третьего элемента ИЛИ 22, запускающий распределитель 29. Элемент задержки 9 дает на выходе нулевой сигнал, если на его входе всегда имеется единичный сигнал, и выключается при исчезновении с его входа единичного сигнала через интервал времени несколько больший, чем наибольший возможный интервал нулевого сигнала в любом сообщении, передаваемом в системе связи. Далее поступающие с выхода амплитудного дискриминатора 5 импульсы через первый элемент ИЛИ 27 подаются на первые входы группы элементов И-НЕ 23 — 26 приема информации и записываются в регистр 20 по мере поступления импульсов с выхода части группы элементов И-НЕ 25, 26 приема информации либо всей группы элементов И-НЕ 22 — 26 приема информации, которые возникают одновременно с появлением на выходах распределителя 29 тактовых импульсов. Для обеспечения адекватной записи информации в соответствующие триггеры регистра 20 они устанавливаются в исходное состояние выходным сигналом элемента И-НЕ 26. Последовательность записываемых сигналов начинается с флага, представляющего шесть единиц между двумя нулями. Далее следует, например, адрес получателя, адрес отправителя н собственно сообщение или его фрагмент; если сообщение имеет большую длину. Сообщение заканчивается юонцевиком и вторым флагом. Если принятый адрес получателя совпадает с адресом данного абонента, то он с выхода регистра 20 вызывает появление единичного сигнала на выходе элемента И 28, что разрешает дальнейшую запись сообщения в регистр 20 данного абонента. В противном случае эта запись прекращается. После сеанса связи единичный сигнал на выходе элемента задержки 9 по окончании его выдержки времени восстанавливается и система связи становится подготовленной к последующим сеансам.

Если канал связи свободен и время выдержки элемента задержки 9 истекло, то при появлении на выходе инициализации передачи сообщений регистра 20 единичного сигнала он подается на второй вход элемента И-НЕ 19 и через формирователь 8 — на вход записи счетчика И. При этом информация о начальном приоритете сообщения переписывается из регистра 20 в счетчик 11. Вместе с этим сигнал с выхода второго элемента И-НЕ 19 включает дешифратор 12 и нулевой сигнал с одного из его выходов, поступая на соответствующий вход формирователя 13 импульсов приоритета, вызывает появление на его выходе импульса приоритета с длительностью, пропорциональной фиксированному значению начального кода приоритета данного сообщения. Этот импульс, складываясь с единичными сигнала™ флага, увеличивает длительность совместно образованной непрерывной последовательности сигнала, причем длительность импульсов приоритета может быть кратной или составлять часть от длительности импульсов устройства МОС, что зависит от

условий проведения связи. Импульс приоритета, поступая на вход третьего элемента ИЛИ 22, запускает распределитель 29, а поступая на вход второго элемента ИЛИ 7, инициирует передачу единичного сигнала в канал связи. Непосредственно после переднего фронта импульса приоритета следуют шесть единиц сигнала флага. Переданная таким образом последовательность принимается всеми устройствами для МОС данного канала согаасно уже описанному случаю передачи сообщения, приоритет которого был равен нулю, а канал связи был свободен.

Если формирователи импульсов приоритета двух или нескольких абонентов выдали свои сигналы одновременно, то абоненты, имеющие меньшие длительности импульсов приоритета, перейдут под воздействием сигнала абонента, имеющего большую длительность импульсов приоритета, из режима передачи в режим приема. Если же длительность обоих импульсов приоритета, сложенных с импульсами флага совпадает, то эти абоненты продолжают работать в режиме передачи до тех пор, пока в передаваемой последовательности импульсов адреса получателя не окажется нуль у одного из абонентов и единица — у другого. При этом выключится абонент передавший нулевой сигнал, но у него при выключении переключится в нулевое состояние ¡¿З-триггер 10, который ранее под воздействием импульсов с выхода первого элемента И-НЕ 18 был установлен в единичное состояние. При этом в счетчик 11 импульсов запишется дополнительно к начальному коду приоритета единица и приоритет сообщения этого абонента возрастет. Если данный абонент окажется вновь выключенным, то приоритет его сообщения вновь возрастет и будет возрастать до тех пор, пока сообщение не будет передано. Для повышения достоверности передачи адреса получателя его передают дважды, а с помощью концевика организуют контроль достоверности передачи сообщения.

Устройство для МОС может обеспечить коэффициент использования канала связи, близкий к единице.

На данное техническое решение получен патент РФ №2028733 [53]. Испытания устройства показали его работоспособность.

ПРОГРАММА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЯ ИВЭ ЭТУ И

РЭА

Проект 3.1. Разработка основ проектирования и расчета ИВЭ

В данном проекте разработана методика проектирования ИВЭ на основе предложенной классификации ИВЭ по функциональным признакам, по электрическим параметрам, по качественным характеристикам выходных параметров и по общим техническим характеристикам и на основе классификации магнитополупроводниковых преобразователей по функциональным и по конструктивным признакам [2].

Для описания процессов в нелинейных незамкнутых ЭТФД системах, к которым относятся и лампы накаливания, получены нелинейные

дифференциальные уравнения Лобунца. Эти уравнения в первой и второй формах записи имеют вид [17]:

(ёШ)*(К1 *Т + К2) + КЗ*Т5 + К4*Т4 = и2; 1Л*(<ШЛ)/(ЬЗ + Ь4*Т) + + Ь4*Т) = I2,

Где Т—температура нити накала; К1 — К4, Ь1 - 1А — постоянные коэффициенты; и, 1 - входные функции.

Получены решения начальной задачи Коши для основного уравнения ЭТФД при постоянном и синусоидальном напряжении питания. Найдены зависимости производной температуры нити нахала лампы от фазы включения синусоидального напряжения питания.

Найденные решения основного уравнения ЭТФД позволили найти семейства зависимостей мгновенных значений тока и мощности лампы от времени и фазы включения синусоидального напряжения питания, которые необходимы для проведения расчетов средств ограничения параметров переходных процессов при включении ламп накаливания.

В этом же проекте предложена более точная методика определения действующих значений тока первичных обмоток статических преобразователей. Расчет трансформаторов статических преобразователей часто осуществляют, определяя величину их опытного напряжения короткого замыкания. Однако в связи с тем, что известные методики расчета действующих значений тока первичных обмоток трансформаторов не обеспечивают достаточной точности, предложен метод, заключающийся в определении действующих значений нагрузочной его составляющей

1ы = [(1'в)2 + 1"г„ас*а'Н + Ьн^/ЗУ'/Кь где 1„ — приведенный номинальный ток нагрузки; Г, вас — ток ключей преобразователя, превышающий 1И; К| = 1 при отсутствии вывода от средней точки обмотки; К] =2 при наличии вывода от средней точки обмотки, и коммутационной составляющей

I)* = Ов-Лгь—1««)*2*ъ*0К„ где ню — базовый ток транзистора, определяемый с учетом коэффициента насыщения;

Ъцз — коэффициент передачи тока транзистора в схеме с общим эмиттером; тт — постоянная времени транзистора; f - частота выходных сигналов преобразователя.

Выражение для нагрузочной составляющей действующего значения тока найдено ори аппроксимации кривой первичного тока линейным биномом.

При наличии в конструкции преобразователя напряжения схемы защиты транзисторов сгг перенапряжений составляющая тока первичной обмотки, вызываемая схемой защиты, определяется из выражения

где С — емкость конденсатора схемы защиты;

- задаваемое при расчете допустимое максимальное напряжение на конденсаторах схемы защиты.

Уточненное действующее значение тока первичной обмотки находят в виде суммы

II= 1)н + II*+

Полученные в данном проекте результаты использованы для проектирования и расчета ИВЭ, разработанных в ниже изложенных проектах данной программы.

Проект 3.2. Разработка преобразователей для питания ламп накаливания

В результате выполнения названного проекта получены схемы тиристориых и транзисторных преобразователей для ограничения параметров переходных процессов ламп накаливания и даны методики их расчета.

Ряд подобных устройств находится в эксплуатации в промышленных и жилых помещениях.

На одно из разработанных устройств получен патент РФ №2080715. Это устройство демонстрировалось на 3-й областной специализированной выставке «Город. Ресурсы. Энергетика — XXI век.

Проект 33. Разработка преобразователей постоянного напряжения

В данном проекте получена теория конструирования преобразователей постоянного напряжения, имеющих расширенные функциональные возможности, синхронизируемых, стабильной и управляемой частоты выходного напряжения с широким диапазоном ее изменения без регулирования и с регулированием величины напряжения питания, с возможностью изменения фазы выходного напряжения, с широким диапазоном изменения частоты выходного напряжения при изменении напряжения питания, построенных по мостовым схемам и многофазных.

Для организации возможности получения новых и расширения уже выполняемых функций преобразователей напряжения при высоких ЭМС и КПД предложено развить теорию конструирования в направлении обеспечения связи функционирования стабилизирующих и управляющих элементов с магнитным состоянием магнитопровода трансформатора преобразователя путем подачи соответствующих сигналов на силовой транзистор, находящийся в состоянии насыщения, а также применения схем ограничения и компенсации напряжения в цепях положительной обратной связи преобразователей напряжения.

Процесс перемагничивания магнитопровода автогенератора [46], поясняющий принцип его работы, и его схема приведены на рис.14 а и б соответственно.

Данный автогенератор, как и его аналог [37], вполне удовлетворительно компенсирует влияние на стабильность частоты его выходных сигналов основных возмущающих воздействий: достаточно медленных изменений напряжения питания, изменений температуры окружающей среды, радиоактивных излучений, части механических воздействий на магнитопровод, времени. Однако разработанное в данном проекте устройство при всем этом

а ! /•

Ад

¿гЛ (с

1 ^

//

Вт

А ■

-м

Рис. 14а. Процесс персмагничивания магнитопровода автогенератора

Рис. 146. Схема автогенератора

имеет повышенные КПД и ЭМС.

Для расширения диапазона изменения частоты выходного напряжения автогенераторов при изменении напряжения питания теория их конструирования дополнена положением об использовании активных диодных ограничителей напряжения и схем компенсации напряжения в цепях положительной обратной связи. При изменении напряжения питания приведенного выше автогенератора в диапазоне 1:10 мощность, рассеиваемая резистором К.1, будет изменяться практически в диапазоне 1:100, так эта мощность пропорциональна квадрату тока в цепи обратной связи. Поэтому реализовать автогенератор, работающий даже в таком сравнительно узком диапазоне частот; уже представляется трудной задачей из-за недопустимого снижения КПД. В результате использования изложенного выше положения теории конструирования схемы генераторов при незначительном усложнении могут иметь диапазон частот выходного напряжения 1:50 и выше 12].

В качестве примера на рис.15 приведена схема мостового преобразователя, который содержит активные диодные ограничители напряжения, выполненные на резисторах Ш, Л2, на диодах \тЬз, У04 и дополнительном источнике тока ид и обмотки I и П компенсации напряжения в цепи положительной обратной связи. В результате величина тока в этой цепи при равенстве чисел витков первичной и компенсационной обмоток определяется из выражения:

1ос = (ид—Дид—Щь—ДЦзУОи + М + М1), где Дид - падение напряжения на диоде в открытом состоянии; Ди&, - падение напряжения на база-эмитгерной цепи транзистора УТ1; Дию - падение напряжения на коллекгорно-эмиттерной цепи транзистора УТ4; Ш — активное сопротивление первичной обмотки трансформатора; Ш1 — активное сопротивление компенсационной обмотки трансформатора, и практически не будет зависеть от величины напряжения питания.

Результаты данной части теории конструирования распространены и на преобразователи с выводом от средней точки обмотки трансформатора, на трехфазные преобразователи [51] и М-фазные автогенераторы [43]. Проект 3.4. Разработка преобразователей с высокой ЭМС

В данном проекте программы разработана теория конструирования преобразователей с высокой ЭМС и, одновременно, с высокими КПД и надежностью.

Для достижения требуемых технических характеристик преобразователей предложено осуществлять прямое преобразование напряжения переменного тока питающей сети в переменное напряжение на выходе ЙВЭ с использованием квазичастотного управления, направлять упругую энергию магнитопроводов трансформаторов магнитополупроводниковых

преобразователей в конденсаторные накопители с последующим ее возвратом в цепи питания этих преобразователей и ограничивать величину напряжения

Рис. 15. Схема мостового преобразователя

в цепях формирования сигналов положительной обратной связи полумостовых преобразователей постоянного напряжения. Перечисленные положения предложенной теории конструирования реализованы в преобразователе синхронного с изменением напряжения питающей сети действия, в преобразователе синхронного действия с обратной связью по току нагрузки, в преобразователе синхронного действия с уменьшенной пульсацией выходного напряжения, в магнитотранзисторных автогенераторах с устройствами подавления электромагнитных помех и в полумостовых автогенераторах прямого преобразования, в том числе с пониженным напряжением в цепях формирования сигналов обратной связи.

Схема преобразователя синхронного с изменением напряжения питающей сети действия [45] приведена на рис.16. Он содержит тиристорные коммутаторы VS1 - VS6, блоки синхронизации Zl - Z3, распределители импульсов AZI - AZ3 и трехфазный генератор управляемой частоты UZ. Каждая из фаз тиристорного коммутатора включена в разрыв соответствующей фазы цепи питания нагрузки. Нейтральные точки питающей сети и нагрузки соединены между собой.

При подаче на вход генератора управляемой частоты сигнала на его прямых и инверсных выходах появляются импульсы напряжения, имеющие частоту от нуля до частоты питающей сети. На выходе блоков синхронизации формируются короткие положительные импульсы, которые появляются во время перехода через нуль напряжения в фазах питающей сети. При этом распределители импульсов вырабатывают сигналы, управляющие тиристорным коммутатором так, что на фазах нагрузки преобразователя появляется напряжение, временные диаграммы для фазы а которого выражены следующими зависимостями.

Для расчета и исследования устройств, питаемых от описанного преобразователя, изменение напряжения на выходе его фазы описано с помощью конструктивной реализации полнополупериодной синусоидальной и нулевой функции [2]:

f Ura*sm ©i*t при j *ТУ2 < 0" + l)*Ti/2 или j = 0;

т-J

О при j»T,/2>t>(j + l)*Tt/2,

где Um - амплитуда напряжения питающей сети; coi — круговая частота тока питающей сети; Ti = 2*я/е>1; i = i «0,1,2,...; Т2 - период генератора управляемой частоты; j'=j + a;

j = i*T/T,,j = 0,1,2,...; а = О, если Щ - Т1/Т2, i = 1,3, = 1,3,...

или i/j = Т,/Т2, i = 2,4,..., j = 2,4,...; а = 1, если Щ > Т1Л2, i -1,3,..., j = 2,4,...

Рис. 16. Схема преобразователя синхронного с изменением напряжения питающей сети действия

41

или i>g >Т|/Т2, i = 2,4.....j = 1,3,...;

a=2, еслиъЗ^Т/ЪЛ'М.З, ...,j = l,3,... или i/j > Ti/T2, i - 2,4,.... j - 2,4,...

Составлена программа вычисления этой функции на ЭВМ [28]. Для снижения вероятности появления на нагрузке напряжения постоянного тока, возникающего при обрыве цепи управления какого-либо тиристора или параллельной цепи питания нагрузки, предложен преобразователь синхронного действия с обратной связью по току нагрузки [47], который целесообразно применять в качестве ИГО мощных ЭТУ.

Схема преобразователя синхронного действия с уменьшенной пульсацией выходного напряжения [48] изображена на рис.17. Он состоит из генератора управляемой частоты UZ1, блока синхронизации Z, блоков AZI - AZ3 трехканального распределителя импульсов, инверторов UM1 - UM3 и блоков UZ2 - UZ4 двухполупериодных выпрямителей.

С выхода блока синхронизации на входы блоков распределителя импульсов при переходе напряжения сети через нуль поступают короткие импульсы, частота которых, например, при частоте питающей сети 50 Гц равна 100 Гц. С выхода генератора управляемой частоты на входы блоков трехканального распределителя импульсов подаются сигналы, частота которых в случае трехфазного преобразователя при частоте тока питающей сети 50 Гц изменяется от 0 до 200 Гц. В результате на нагрузке появляется напряжение с уменьшенной пульсацией. Закон изменения этого напряжения описан с помощью конструктивной реализации знакопеременной полнополупериодной синусоидальной и нулевой функции, которая при совпадении начала первых полупериодов напряжений питающей сети и сигнала на выходе генератора управляемой частоты представлена в виде следующей зависимости № ,

1 Urn'sln (o,*t | при j *Т,/2 < t < (j + 1)*Т,/2, i = 2,4,... или j = 0 f(t) H-1 TVsin<B,*t| приj'*T,/2<t<G' + l)*T¡/2, ¡=1,3,...;

I 0 при j'*T)/2 > t > (j' + l)*Ti/2,

где í = t/(2*T2); i — 0,1,2, J=j + b;

j = 4*i*T2/T,;j = 0,l,2,...; b = 0, если i/j-T,/(4*T2); b=l, если i/j >T1/(4*Tj).

Составлена программа для вычисления этой функции на ЭВМ [28]. Схема магнитотранзисториого автогенератора с устройством подавления помех [46] , в котором реализован принцип направления упругой энергии намагничивания магнитопровода в конденсаторные накопители с последующей передачей ее в цепи питания автогенератора, изображена на рис. 18а.

С учетом количества высвобождающейся при переключении транзисторов генератора упругой энергии намагничивания магнитопровода трансформатора получена формула для определения емкости конденсаторов накопителя

Рис. 17. Схема преобразователя синхронного действия с уменьшенной пульсацией выходного напряжения

УП

-С

т

т

2 402

ъ.

т

О

II №

т

т

37

т

Рис. 18а Схема магнитотранзисторного автогенератора с устройством подавления помех ^

Яп Я /-*-V П Ял

У Г Ц УМ

УЛ УТ

Рис. 186. Схема замещения магнитотранзисторного автогенератора с устройством подавления помех

С = [(Н„, + цт - Вг)*У]/(ига - 2*и„)\ Ф, оде Нщ - максимальное значение напряженности магнитного поля магнитопровода трансформатора, А/м;

и«, - допускаемое при расчете максимальное значение напряжения на конденсаторах, В;

V - величина объема магнитопровода трансформатора.

Установление объективной причины появления импульсов перенапряжения на коллекторах транзисторов автогенераторов позволило отказаться от ошибочно применяемых в технике ранее на протяжении многих десятков лет для уменьшения амплитуды этих импульсов бифилярных обмоток трансформаторов, роль которых сводится к роли распределенной по обмотке емкости и, поэтому, не может служить удовлетворительным средством решения задачи повышения ЭМС, КПД и надежности, с одной стороны, и вызывает заметное усложнение технологии изготовления автогенераторов, с другой стороны.

Значительное увеличение КПД, ЭМС и упрощение конструкции может быть достигнуто при использовании еще одного принципа предложенной теории конструирования — ограничения напряжения в цепях формирования сигналов положительной обратной связи полумостовых преобразователей постоянного напряжения. Схема автогенератора, построенного с применением данного принципа приведена на рис. 19. Использование названного принципа позволило формирования сигналов положительной обратной связи получить мощные низкочастотные магнитотранзисторные автогенераторы, с КПД до 0,98, с высокой надежностью и улучшенной ЭМС, просто устроенные и имеющие малую массу и габариты.

Проект 3.5. Расчет и испытания ИВЭ

В данном проекте на конкретных примерах применены усовершенствованные и вновь предложенные методики проектирования и расчета ИВЭ, характеристики которого определены требованиями и параметрами наиболее массовой категории наземных мобильных объектов в промышленности и климатическими условиями средней полосы России, а также техническими характеристиками возимых УКУ и ЭТУ и современным уровнем развития теории конструирования ИВЭ [2].

Технические характеристики проектируемого ИВЭ

Постоянное напряжение ИПЭ, и8, В 24 (+25, - 10%).

Переменное выходное напряжение и„ом» В 220(+5, -10%).

Номинальный ток нагрузки, 1Вом> А 0,7.

Частота импульсов выходного напряжения £ Гц 50.

КПД при номинальной нагрузке а, не менее 0,8.2

Удельная мощность Рдо Вт/м3, не менее 60.

Диапазон рабочих температур, °С, -15...+ 40.

1

©

83

УТГ

гп

у У01 у ш

+ 6 о +

ш

-о о -

-о

У/7/ №

* о

- ,, г

Вшад

Я2\

Рис.19. Схема автогенератора с ограничением напряжения в цепях формирования положительной обратной связи

В результате проектирования получена схема ИВЭ, состоящая из предварительного каскада, включающего схему защиты транзисторов от перенапряжений, и полумостовую схему с ограничением напряжения в цепи формирования сигналов положительной обратной связи.

Расчет электрических параметров дал значение КПД предварительного каскада Пар ~ 0>85 и КПД полумостовой схемы и«; = 0,98. Расчетный общий КПД П. - гц*Ппс = 0,85*0,98 = 0,83.

Расчетная амплитуда импульсов перенапряжения на коллекторах транзисторов предварительного каскада составила 9,6 В. Расчетное точное действующее значение тока первичной обмотки трансформатора предварительного каскада равно 6,3 А.

Для улучшения качества разработки ИВЭ и сокращения сроков ее проведения создано АРМ разработчика средств силовой электроники, включающее базу данных магнитных и проводниковых материалов, применяющихся при изготовлении ИВЭ, полупроводниковых приборов, резисторов, конденсаторов и т.д. и программы расчета магнитополупроводниковых преобразователей напряжения и других узлов ИВЭ №

Для подтверждения полученных теоретических результатов выполненной работы проведены испытания разработанного ИВЭ. В результате испытаний получены рабочие и выходная характеристики ИВЭ, изображенные на рис.20. Уровень помех по напряжению на коллекторах транзисторов предварительного каскада составил 115 В при отключенной схеме защиты, а при включенной схеме защиты — 4 В. Измеренное действующее значение тока первичной обмотки трансформатора статического преобразователя предварительного каскада составило 6,ЗА, то есть совпало с точным расчетным значением.

Положение теории конструирования о причине возникновения импульсов перенапряжения на ключах магнитополупроводниковых автогенераторов вследствие его важности для дальнейшего развития технических средств радиоэлектроники доказано не только с помощью сравнения вычислений последней зависимости с экспериментальными данными, но и с помощью метода динамического моделирования. Для этого обсуждаемый генератор представлен в виде схемы замещения, изображенной на рис.186.

В результате для описания процесса нарастания тока в силовой цепи получена следующая конструктивная реализация, состоящая из нелинейного дифференциального уравнения и алгебраического выражения:

(L + M)*i iic + (R + Rno — 2*Rno*t/T)*i,k = Un — AU*» 0 < t < Т/2 - тт;

ilk = кдаЛ* нас- Т/2 - тт < t < Т/2.

Процесс спада тока в силовой цепи описан с помощью следующего неоднородного уравнения второго порядка:

(L + M)*i 2 + (R+Rno)*i 2 + УС2=2*Ц,*е^Ли*С2, где тс — постоянная времени спада тока выключающегося транзистора.

Процессы, происходящие в цепях защиты транзисторов автогенератора от

щ

2W. 200. /60я /ВО. S0. 40.

о "3J a* as о,8

Рис. 20. Рабочие и выходная характеристики ИВЭ

as

iû УпА

перенапряжений описаны с помощью следующей системы однородных дифференциальных уравнений:

R+Rno + Rb)*(i'i3 +1») + (Ьэ + ¡2эУС1э = 0;

(L+М)*(Г1Э — i») + (R + Rno + Ro)*G ю — i») + (b — ¡2эУС1э = 0.

Сравнение полученных экспериментально аналогичных зависимостей с результатами решения динамической модели в среде Maple позволило сделать заключение о правильности изложенного понимания физических процессов, происходящих в реальных автогенераторах [19].

Разработанные и исследованные ИВЭ применены для питания устройств, описанных в изложенных выше проектах программ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ существующего оснащения производственных процессов транспортирования, контроля параметров во взрывоопасной атмосфере, а также ряда конструкций ИВЭ показал, что они обладают существенными недостатками в отношении их функциональных возможностей, КПД, ЭМС, простоты устройства, массогабаритных показателей, стоимостных показателей, сложности технологии изготовления и пр.

Реализованные в программах, изложенных в данном исследовании, технические средства контроля и управления технологическими процессами и устройства их питания обладают существенными преимуществами перед известными решениями, что обусловило их использование в производственных условиях.

Теоретические положения, на основе которых реализованы технические средства проектов данного исследования, подтверждены с помощью испытаний разработанных устройств, математического и электронного моделирования, физических экспериментов и т.д.

Практически все технические решения, приведенные в настоящем исследовании, отличаются существенной новизной и защищены авторскими свидетельствами или патентами.

Полученные результаты опубликованы в монографиях, в ведущих периодических изданиях, доложены на конференциях различных уровней, демонстрировались на международных, республиканских и областных выставках.

Общие выводы: поставленная цель — разработать и исследовать устройства и СКУ технологическими процессами транспортирования, контроля параметров взрывоопасной атмосферы и средств МОС, а также ИВЭ с заданными характеристиками достигнута, предложенные технические средства автоматизации названного ряда производственных процессов обладают набором полезных свойств, позволяющим рекомендовать их для широкого использования в промышленности.

Основные публикации по теме диссертационного исследования

Монографии

1. Лобунец О.Д. Источники вторичного питания электротехнических устройств и радиоэлектронной аппаратуры. - Екатеринбург: Прогон, 1994.230 е.: ил.

2. Лобунец О.Д. Источники вторичного питания электротехнических устройств и радиоэлектронной аппаратуры. -2-е изд., перераб. и доп. -Екатеринбург: Уральский ун-т, 1996.293 е.: ил.

Статьи в научных журналах и сборниках научных трудов

3. Совмещение каналов питания и телемеханики в шахтных телемеханических устройствах / А.Е.Троп, А.А.Каралюс., О.Д.Лобунец, Э.Д.Токпанов // Известия вузов. Горный журнал. 1973. № 3. С 147—152.

4. Лобунец О.Д. Теория полупроводниковых преобразователей напряжения, база данных, алгоритмы и программы вычислений для их проектирования и расчета в обучении. // Российская конференция по инновациям в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании: Тез. докл. - Екатеринбург: УГППУ, 1997. С. 30—31.

5. Лобунец О.Д. Устройства силовой электроники в учебных исследованиях. // Российская конференция по инновациям в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании: Тез. докл. - Екатеринбург: УГППУ, 1997. С. 31—32.

6. Лобунец О.Д. Аналитическое определение собственной дифференциальной индуктивности нелинейной катушки. // Международный форум по проблемам науки, техники и образования. - М.: Академия наук о Земле, 2002. С. 142 —143.

7. Лобунец О.Д. Аналитическое определение дифференциальных параметров нелинейных элементов. // Международный форум по проблемам науки, техники и образования. - М.: Академия наук о Земле, 2003. С. 30 — 31.

8. Лобунец О.Д. Методика формирования понятия нелинейных дифференциальных уравнений. // Всероссийская научно-практическая конференция: Тез. докл. Т. 2,- Челябинск: ЧПГУ, 1998. С. 9 —10.

9. О природе импульсов перенапряжения в магиитополупроводниковых устройствах / О. Д. Лобунец // Электротехника. 2003. № 10. С. 52 — 54.

10. Лобунец О.Д. О подтверждении гипотезы, объясняющей принцип действия устройств в курсе силовой электроники. // Всероссийская научно-техническая конференция: Тез. докл. - Екатеринбург: РГППУ, 2002. С. 65 — 66.

И. Лобунец О.Д. Лабораторный стенд для исследования нелинейных незамкнутых электротермофотодинамических систем П Российская конференция по инновациям в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании: Тез. докл. - Екатеринбург: РГППУ, 1998. С. 41—42.

12. Лобунец О. Д. Исследование основных уравнений элекгротермофотодинамики // Российская конференция по инновациям в профессиональном и профессионально-педагогическом образовании; Тез.докл. - Екатеринбург: РГППУ, 1998. С. 42 — 43.

13. Лобунец О.Д. О совершенствовании программы подготовки кадров в области силовой электроники. // Международная конференция Урало-фламандское сотрудничество в сфере повышения академического уровня вузов: Тез. докл. - Екатеринбург: УТОПУ, 1999. С. 47 — 49.

14. Лобунец О.Д. О повышении точности расчета трансформаторов статических преобразователей в курсе силовой электроники. // Международная конференция Урало-фламандское сотрудничество в сфере повышения академического уровня вузов: Тез. докл. - Екатеринбург: УГППУ, 1999. С. 46 — 47.

15. Лобунец О.Д. Динамические анализ и синтез элементов и узлов ЭТУ и РЭА. И Российская научно-практическая конференция: Тез. докл. -Екатеринбург: УЛИТУ, 1999. С. 53 —55.

16. Лобунец О.Д. Об основах проектирования источников вторичного питания ЭТУ и РЭА. II Российская научно-практическая конференция: Тез. докл. -Екатеринбург: УГППУ, 1999. С. 55 — 56.

17. Уравнения электротермофотодинамики и их исследования / О.ДЛобунец // Электротехника. 2000. № 5. С. 46 — 48.

18. Расчет действующих значений токов первичных обмоток трансформаторов статических преобразователей / О.Д.Лобунец // Электротехника. 2001. № 3. С. 40—41.

19 Динамическая модель простого магнитотранзисторного автогенератора с повышенными надежностью, КПД и электромагнитной совместимостью / О.Д.Лобунец // Электротехника. 2001. №12. С. 40 — 42.

20. Лобунец О.Д. О развитии теории конструирования магнитотранзисторных устройств. // Международный форум по проблемам науки, техники и образования. - М.: Академия наук о Земле, 2001. С. 115 —117.

Статьи, опубликованные Центром научно-технической информации

21. Лобунец О.Д. Устройство контроля полногрузных рейсов автосамосвалов в заданном направлении. // Информ. листок № 17-93. - Екатеринбург: ЦНТИ, 1993,-2 с.

22. Лобунец О.Д. Переносной газоанализатор. // Информ. листок № 298-93. -Екатеринбург: ЦНТИ, 1993, - 2 с.

23. Лобунец О.Д. Магнитотранзисторный генератор с высокими надежностью, КПД и электромагнитной совместимостью. // Информ. листок № 1065-96. -Екатеринбург: ЦНТИ, 1996, - 3 с.

24. Лобунец О.Д. Простой магнитотранзисторный генератор с высокими надежностью, КПД и электромагнитной совместимостью. // Информ. листок № 16-97. - Екатеринбург: ЦНГИ, 1997, - 3 с.

25. Лобунец О.Д. Синхронизируемый магнитотранзисторный автогенератор стабильной и управляемой частоты. Н Информ. листок

№ 86-97. - Екатеринбург: ЦНТИ, 1997,-4 с.

26. Лобунец О.Д. Широкодиапазонный мостовой генератор управляемой при изменении напряжения частоты. // Информ. листок № 89-97. - Екатеринбург: ЦНТИ, 1997,-3 с.

27. Лобунец О.Д. Электронные патроны. И Информ. листок № 253-97. -Екатеринбург: ЦНТИ, 1997, - 3 с.

28 Лобунец О.Д. Конструктивные реализации полнополупериодных синусоидальных и нулевых функций. // Информ. листок № 451-97. -Екатеринбург: ЦНТИ, 1997, - 3 с.

29. Лобунец О.Д. Трехфазный преобразователь переменного напряжения в переменное. // Информ. листок № 581-97. - Екатеринбург: ЦНТИ, 1997, - 3 с.

30. Лобунец О.Д. Трехфазный преобразователь переменного напряжения в переменное с повышенной надежностью. // Информ. листок № 675-97. -Екатеринбург: ЦНТИ, 1997, - 3 с.

31. Лобунец О.Д. Теория полупроводниковых преобразователей напряжения, база данных, алгоритмы и программы для их проектирования и расчета. // Информ. листок № 731-97, - Екатеринбург: ЦНТИ, 1997, - 3 с.

32. Лобунец О.Д. Магнитогранзисторный генератор. // Информ. листок № 75097. - Екатеринбург: ЦНТИ, 1997, - 3 с.

33. Лобунец О.Д. Трехфазный преобразователь переменного напряжения в переменное с уменьшенной пульсацией выходного напряжения. // Информ. листок № 97. - Екатеринбург: ЦНТИ, 1997, - 3 с.

34. Лобунец О.Д. Методика расчета действующих значений токов первичных обмоток трансформаторов статических преобразователей. // Информ. листок № 1060-96. - Екатеринбург: ЦНТИ, 1996, - 2 с.

35. Лобунец О.Д. Устройство для ограничения тока включения ЭТУ и РЭА. // Информ. листок № 568-98. - Екатеринбург: ЦНТИ, 1998, - 2 с.

36. Лобунец О.Д. Устройство для включения ламп накаливания. И Информ. листок № 575-98. - Екатеринбург: ЦНТИ, 1998, - 3 с.

Изобретения

37. А. с. 463225 СССР, МКИ Н 03 К 3/16. Магнитогранзисторный генератор. / 0-Д.Лобунец (СССР), - 3 е.: ил.

38. А. с. 473309 СССР, МКИ Н 04 В 3/00. Устройство телеуправления, телесигнализации и телеизмерения для рассредоточенных объектов, / А.А.Каралюс, О.Д.Лобунец, П.И.Иванов (СССР). - 3 е.: ил.

39. А. с. 584428 СССР, МКИ2 Н 03 К 3/16. Усилитель импульсных сигналов. / О.Д.Лобунец, А.Е.Троп (СССР). - 2 е.: ил.

40. А. с. 551049 СССР, МКИ2 В 02 С 25/00. Устройство для контроля разгрузочных щелей конусных дробилок./ О.Д.Лобунец (СССР). - 4 е.: ил.

41. Система для контроля и управления автомобильно-экскаваторными комплексами./ О.Д.Лобунец (СССР). - 9 е.: ил.

42. А. с. 1403306 СССР, МКИ4 Н 02 М 7/5387. Преобразователь постоянного напряжения. / О.Д.Лобунец (СССР). - 2 е.: ил.

43. А. с. 1420645 СССР, МКИ4 Н 03 К 3/16. Генератор т-фазного тока. / О.ДЛобунец (СССР). - 3 е.: ил.

44. А. с. 1471208 СССР, МКИ4 С 08 С 19/16. Устройство контролируемого пункта телеизмерительной системы. / О.Д.Лобунец (СССР). - 4 е.: ил.

45. А. с. 1522372 СССР, МКИ4 Н 02 Р 7/42. Электропривод переменного тока. / О.Д.Лобунец (СССР). - 4 е.: ил.

46. А. с. 1589385 СССР, МКИ5 Н 03 К 3/16. Генератор импульсов. / О.Д.Лобунец (СССР).-4 е.: ил.

47. А. с. 1610590 СССР, МКИ5 Н 02 Р 7/42. Электропривод переменного тока.. / О.Д.Лобунец (СССР). - 4 е.: ил.

48. А. с. 1636962 СССР, МКИ5 Н 02 М 5/22. М-фазный преобразователь переменного напряжения в переменное. / О.Д.Лобунец (СССР). - 4 е.: ил.

49. А. с. 1712951 СССР, МКИ5 С 07 С 5/10. Устройство для учета производительности транспортных средств добывающего комплекса. / О.Д.Лобунец (СССР). - 6 е.: ил.

50. Патент 2110141 РФ, МКИ6 Н 03 К 3/16. Магнитотранзисторный генератор. / О.ДЛобунец (РФ). - 3 е.: ил.

51. А. с. 1823114 СССР, МКИ5 Н 02 М 7/5383. Трехфазный самовозбуждающийся инвертор. / О.ДЛобунец (СССР). - 4 е.: ил.

52. А. с. 1832362 СССР, МКИ5 Н 03 К 3/16. Магнитотранзисторный генератор. / О.ДЛобунец (СССР). - 3 е.: ил.

53. Патент 2028733 РФ, МКИ6 Н 04 В 7/24. Устройство для многоабонентной одноканальной связи. / О.ДЛобунец (РФ). - 6 е.: ил.

54. Патент 2100843 РФ, МКИ6 О 06 Р 17/06. Устройство для контроля полногрузных рейсов автосамосвалов в заданном направлении. / О.ДЛобунец (РФ). - 4 е.: ил.

55. Патент 2080715 РФ, МКИ Н 01 Р 33/22. Патрон. / О.ДЛобунец (РФ). -.3 е.: ил.

56. Патент 2176851 РФ, МКИ7 Н 03 К 3/16, Магнитотранзисторный генератор / О.Д.Лобунец (РФ). - 3 е.: ил.

Диссертация

57. Лобунец О.Д. Исследования и разработка технических средств контроля и стабилизации процесса дробления: Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. Свердловск, 1975.157 е.: ил.

Подписано в печать Офсетная печать Формат 60x84 1/16

3C.09.I0

Бумага типографская Тираж 100 экз. Заказ 39 Усл. пи. л 3,3

Рюографи* НИЧ ГОУ ВПО УрФУ. Адрес: 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19.