Устройство управления электромагнитом постоянного тока Советский патент 1986 года по МПК H01F7/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть иснользовано для унравле- ния индуктивными нагрузками - электромагнитными клапанами, электродвигателями постоянного тока, различными электромагнитными механизмами постоянного тока.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

На фиг. 1 представлена электрическая схема нредлагаемого устройства управления электромагнитом; на фиг. 2 - энюры сигналов.

Предлагаемое устройство содержит силовые транзисторы 1 и 2, включенные вместе с силовыми диодами 3 и 4 в однофазную мостовую схему, электромагнит 5, узел 6 согласования, состоящий из транзисторов 7 и 8, диодов 9 и 10, резисторов 11-18, и конденсатора 9. Выводы электромагнита 5 через дополнительные транзисторы 20 и 21, резисторы 22 и 23, стабилитроны 24 и 25 соединены с тиной.

Стабилитроны 24 и 25 запп нтированы со- ответственно резисторами 26 и 27. Переходы база-эмиттер транзисторов 20 и 21 зан1унтированы соответственно резисторами 28 и 29, база каждого из догголнитель- ных транзисторов соответственно через резисторы 30 и 31 и диоды 32 и 33 соединена с эмиттером другого дополнительного транзистора.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии до нодачи сигнала управления ) все транзисторы устройства закрыты: транзистор 7 напряжением на диоде 10 от источника запирания {У.л, а транзисторы 8, 1, 2, 20, 21, у которых переход эмиттер - база за1нунтировап соответственно резисторами 13, 16, 17, 28, 29 - пулевым потенциалом на базе. При этом выходные Uг и 7т на стабилитронах 25 и 24 равны нулю.

При подаче сигнала управления (v y:ip {эпюра 1) на вход угла согласования 6 открываются до насыщения транзисторы 7, 8, 1 и 2. Транзисторы 7 и 8 необходимы для усиления сигнала t/ynp и согласования высокоомного выхода источника управления L/yiip с низкоомным входным сопротивлением силовых транзисторов 1 и 2. При этом от источника питания р через насыщенные силовые транзисторы 1 и 2 и электромагнит 5 течет ток и электромагнит 5 включается. На нем имеется напряжение L/эм положительной полярпости (эгнора 2). Одновременно от Ей течет ток через открыв- щиеся транзисторы 2 и i, резисторы 29 и 31 и диод 33. Падение напряжения на резисторе 29 открывает транзистор 21 и тогда через транзисторы 2 и 21, резисторы 23 и 27 и стабилитрон 25 также течет ток от источника питания Еп.

На стабалитроне 25 появляется сигнал U (эпюра 3). Этот сигнал показывает.

что на электромагнит подано напряжение (эпюра 2). Длительность выходного сигнала (Ут (а также (7эм) равна длительности входного сигнала управления . При снятии сигнала управления (Уупр транзисторы 7, 8, 1, 2 и 21 закрываются и сигнал U становится равны.м нулю. Одновременно на обмотке электромагнита 5 возникнет противо-ЭДС (U-iM отрицательной полярности, эпюра 2). Под действием этой нротиво-ЭДС течет ток через резисторы 28 и 30, диод 32. Падение напряжения на резисторе 28 открывает транзистор 20. Тогда под действием противо-ЭДС f/sM течет ток через от- крывщийся транзистор 20, резисторы 22 и 26, стабилитрон 24 и диод 4. При этом на стабилитроне 24 появляется сигнал 7т (эпюра 4). Длительность сигнала 7т опреде- ;|яется постоянной вр(;мени разряда индуктивности электромагнита 5. Этот разряд в основном происходит через диоды 3 и 4 и

внутреннее сопротивле-ше источника питания п. При этом передается энергия от электромагнита 5 в источник питания п.

Наличие сигнала 7т показывает, что нагрузка имеет именно индуктивный характер (иначе бы не возникла противо-ЭДС на

нагрузке и не было бы сигнала 7т, а также, что обмотка электромагнита 5 запасла энергию, т. е. перед этим электромагнит 5 был включен. После окончания разряда электромагнита 5 си|-нал Зг становится равным

зависимости от наличия и длительности сигналов U-.- и 7т происходит подача или снятие сигнала угфавления (7упр.

Элементы схемы 10 и 19 служат для повып1ения ее помехоустойчивости. Резисторы 11, 12, 14, 15, 18,22, 30, 31 служат для ограничения тока через нолунроводники в своих цепях, а резисторы 2(3 и 27 - для уменьшения выходного сопротивления но цепям 7т и О т. Дио,ч 9 служит для развязки источников t/yiip и С/зам. Диоды 32

и 33 служат для заплиты базовых переходов транзисторов 20 i 21 от обратного напряжения.

Эффект нредлагаемого технического ре- П1ения заключается в повыщении надежности устройства за счет использования полученной информации (L/T и 7т) о характере нагрузки, моментах и длительностях включения и выключения э.чектромагнита для исключения несвоевремещ-гай подачи L ynp и исключепия подачи IJ-ynp на неисправный

электромагнит.

Формула изобретения

Устройство управления электромагнитом постоянного тока, содержащее блок согласования, два силовых транзистора разного типа проводимости, два силовых диода, выводы для подключения обмотки электромагнита.

выводы для подключения источника постоянного тока и выводы для подключения источника управляющего сигнала, причем силовые транзисторы и диоды соединены между собой по схеме однофазного моста, входы которого соединены с выводами для подключения источника постоянного тока, а выходы - с выводами для подключения обмотки электромагнита, блок согласования включен между выводами для подключения источника управляющего сигнала и базами транзисторов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства, в него введены два вспомогательных транзистора, два вспомогательных диода, причем указанные элементы обраЩпр

а

О

-v,n

Т

О

зуют симметричную схему, два стабилитрона и восемь резисторов, причем выводы для подключения источника управляющего сигнала, один и другой выводы для подключения обмотки электромагнита соединены с одним из выводов для подключения источника питания через последовательно соединенные один из вспомогательных транзисторов, один из указанных резисторов и стабилитрон, за- шунтированный вторым резистором, база каждого из вспомогательных транзисторов соединена с его эмиттером через третий из указанных резисторов и с эмиттером другого транзистора - через последовательно соединенные диод и четвертый из указанных резисторов.

3/j/ffp /

- /

/

-3

iPus.Z

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления индуктивными нагрузками - электродвигателями постоянного тока, электромагнитными аппаратами, различными электромагнитными механизмами постоянного тока. Силовые транзисторы 1 и 2 и силовые диоды 3 и 4 соединены по схеме однофазного моста, к входной диагонали которого подключается источник постоянного тока. При выключении основной ток от источника питания потечет через насыщенные силовые транзисторы 1 и 2 и обмотку 5. Часть тока ответвляется в цепь, включенную параллельно обмотке электромагнита и содержащую последовательно включенные резисторы 29 и 31 и диод 33. Под действием падения напряжения на резисторе 29 откроется транзистор 21 и на стабилитроне 25 появится сигнал, свидетельствующий о включенном состоянии электромагнитного механизма. При отключении силовые транзисторы 1 и 2 закрываются. Под действием ЭДС самоиндукции открываются силовые диоды 3 и 4 и происходит рекуперация накопленной в обмотке 5 энергии в источник питания. Одновременно часть тока обусловлено ЭДС самоиндукции ответвляется в цепь, содержащую резисторы 28 и 30 и диод 32. При этом открывается транзистор 20 и на стабилитроне 24 появится сигнал. Сигналы, снимаемые с стабилитронов, дают информацию о характеристике нагрузки, моментах и длительностях включения и выключения электромагнита и исключают несвоевременную подачу управляющего сигнала. 2 ил. i (Л to ас со 00 Oi