Устройство для импульсного форсирования электромеханизмов Советский патент 1987 года по МПК H01H47/02 H01F7/18 H02P15/02 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дл управления электромеханизмами (ЭМ), например электромагнитами, электромагнитными муфтами, ударным электромагнитным инструментом и другими виб ромеханизмами.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона устройств и увеличение ресурса работы электромеханизмов .

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит выходной каскад, выполненный по мостовой схеме и состоящий из четырех ключей - 1-4, в одну диагональ которой включена обмотка 5 управления ЭМ. Параллельно коммутирующим ключам 1-4 включены буферные диоды 6-9 для указанной полярности источника 10 питания форсирующего напряжения. Источник 10 включен в другую диагональ мостовой схемы. Дпя уменьшения напряжения на обмотке ЭМ до .удерживающей величины применен балластный резистор 11 с параллельно включенным управляемым ключом 12. Ключи 1 и 2 включения, служащие для форсированного включения ЭМ, работают синхронно, но инверсно другим синхронно работающим между собой ключам 3 и 4 выключения, служащим для выключения ЭМ.

Блок . 13 управления с выводом 14 для подключения сигнала управления содержит формирователь длительности форсажа 15 включения, формирователь 16 длительности торможения, формирователь 17 длительности повторного форсажа включения, формирователь 18 длительности форсажа выключения, три двувходовых. элемента ИЛИ 19-21, элемент ИЛИ-НЕ 22 на четыре входа и триггер 23. Формирователи 15-17 и 2 длительности элементов 19 и 22 образуют субблок 24 однополярного импульсного форсирования. Выход 14 для подключения сигнала управления подключен к входу формирователем 15 и к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 22, выход формирователя 15 соединен с входом формирователя 16, с первым .входом элемента ИЛИ 19 и с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 22, выход фор1

50 его измененного состояния с выхода элемента 19 через элемент 21 открыва ются ключи 1 и 2. Обмотка 5 ЭМ вновь переключается на напряжение источника 10 такой полярности, при которой

мирователя 16 подключен к входу фор- 55 снова форсируется разгон ЭМ, формирователя 17 и к третьему входу элемента 22. Выход формирователя 17 соединен с вторым входом элемента 19 и с четвертым входом элемента 22.

мируется третий интервал управления, длительность которого определяется - формирователем 17. По окончании действия импульса с выхода формировател

20

25

2920642

Вывод 14 для подключения сигнала управления подключен также к входу формирователя 18 и к обнуляющему входу триггера 23, выход формирователя 5 18 соединен с первым входом элемента ИЛИ 20, второй вход которого соединен с выходом формирователя 16, выход элемента 20 соединен с входами ключей 3 и 4, форсирующих выключение О ЭМ. Выход элемента 22 соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 21 на два входа, выход элемента 19 соединен с вторым входом элемента 21, выход которого связан с входами ключей 1 и 2, форсирующих включение ЭМ. Выход триггера 23 соединен с входом ключа 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи 1-4 закрыты низким выходным потенциалом элементов 20 и 21, обмотка 5 ЭМ обесточена, ключ 12 насыщен высоким потенциалом три тера 23.

При появлении на выводе 14 низкого потенциала срабатывает формирователь

15длительности форсажа включения и с его выхода высокий потенциал через элементы 22 и 21 открывает ключи 1 и

2 выходного каскада. К обмотке 5 прикладывается максимальное напряжение источника 10 одной полярности, и начинается первый интервал форсированного разгона ЭМ, длительность кото35 рого определяется формирователем 15. По окончании действия импульса с выхода 15 ключи 1 и 2 выключаются, одновременно запускается формирователь

16и из-за изменения состояния с вы- 40 хода элемента 20 открываются ключи

3 и 4. Обмотка 5 оказывается включенной на напряжение источнща 10 другой полярности, начинается интервал форсированного торможения ЭМ, длитель45 ность которого определяется формирователем 16..По окончании действия импульса с выхода формирователя 16 ключи 3 и 4 выключаются, одновременно запускается формирователь 17 и из-за

50 его измененного состояния с выхода элемента 19 через элемент 21 открываются ключи 1 и 2. Обмотка 5 ЭМ вновь переключается на напряжение источника 10 такой полярности, при которой

55 снова форсируется разгон ЭМ, формируется третий интервал управления, длительность которого определяется - формирователем 17. По окончании действия импульса с выхода формирователя

17 ключи 1 и 2 остаются включенными под действием высокого потенциала с выхода элемента 22, при этом спадом выходного сигнала с формирователя 17 изменяет состояние триггер 23 запирающий ключ 12. В цепь питания ЭМ включается балластный резистор 11 и обмотка управления оказывается под действием удерживающего, номинального напряжения, меньшего по величине, чем максимальное, форсирующее включение напряжения. При этом подвижное звено ЭМ удерживается в конечном состоянии до тех пор, пока на выводе 14

Устройство для импульсного форсирования злектромёханизмов, содержащее выходной силовой каскад, выполненный по мостовой схеме из четырех ключей, зашунтированных буферными диодами, в одну диагональ которого включены выводы для подключения обмотки злектромеханизма, а в другую - выводы для подключения источника питания, блок управления, включающий в себя формирователь длительности форсажа включения, формирователь длине появится высокий потенциал, запус- 15 тельности торможения, формирователь кающий формирователь 18. Выходной длительности повторного форсажа вклю- сигнал с формирователя 18 через элемент 20 открывает ключи 3 и 4 при закрытых ключах 1 и 2. К обмотке ЭМ

0

прикладывается напряжение источника 10 той же полярности, что и для торможения подвижного звена

чения, элемент ИЛИ и элемент Ш1И-НЕ, причем формирователи длительностей форсажа включения, торможения и форсажа повторного включения соединены последовательно, выходы указанных формирователей длительностей подключены соответственно к первым трем входам элемента ИЖ-НЕ, вход формироТок обмотки форсированно спадает до уровня выключения ЭМ. Интервал форсированного выключения ЭМ определяется фор- 25 вателя длительности .форсажа включения мирователем 18. Одновременно с за- соединен с четвертым входом элемента пуском формирователя 18 высоким по- ИЛИ-НЕ, входы элемента ИЛИ подключе- тенциалом входа 14 триггер 23 возвра- ны к выходу формирователя форсажа щается в исходное состояние, включая : .включения и выходу формирователя форса

ключ 12. На этом заканчивается цикл форсированного управления ЭМ. В зависимости от характера изменения сигнала управления устройс гво работает в режиме одиночных или периодических включений с необходимой частотой.

Интегральные схемы служат основой для построения принципиальной электрической схемы блока управления. Формирователи 15-18 длительности выполняются на элементах типа К2ГФ182, логические элементы ИЛИ, ИЛИ-НЕ - серии 133, 135, типа К1ЛБ131, К1ЛБ1Д4, триггер - серии 181, типа К2ТК181. Ключи мостового каскада вы- полняются в виде бесконтактных транзисторных ключей, типономиналы которых определяются мощностью, потребляемой обмоткой управления.

Эффект от использования изобретения, позволяющего реализовать преимущества биполярного импульсного форсирования ЭМ, сводится к расширению частотного диапазона за счет повышения быстродействия до 70% и увеличению ресурса работы ЭМ в несколько раз за счет устранения вибрации и ударов подвижного звена.

рмула

изобретения

Устройство для импульсного форсирования злектромёханизмов, содержащее выходной силовой каскад, выполненный по мостовой схеме из четырех ключей, зашунтированных буферными диодами, в одну диагональ которого включены выводы для подключения обмотки злектромеханизма, а в другую - выводы для подключения источника питания, блок управления, включающий в себя формирователь длительности форсажа включения, формирователь длительности торможения, формирователь длительности повторного форсажа вклю-

тельности торможения, формирователь длительности повторного форсажа вклю-

чения, элемент ИЛИ и элемент Ш1И-НЕ, причем формирователи длительностей форсажа включения, торможения и форсажа повторного включения соединены последовательно, выходы указанных формирователей длительностей подключены соответственно к первым трем входам элемента ИЖ-НЕ, вход формирователя длительности .форсажа включения соединен с четвертым входом элемента ИЛИ-НЕ, входы элемента ИЛИ подключе- ны к выходу формирователя форсажа ключения и выходу формирователя форса0

5

г

0,1жа повторного включения соответственно, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона устройства и.увеличения ресурса pd- боты электромеханизмов, в выходной

5 силовой каскад введен пятый ключ и токоограничивающий резистор, а в блок управления введены формирователь длительности форсажа отключения, триггер, второй и третий элементы ИЛИ, причем токоограничивающий резистор зашунтирован пятым ключом и включен в одно из плеч указанного моста, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с одним из входов второго элемента ШШ, другой вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, вход формирователя длительности форсажа включения соединен с одним из входов триггера и с входом формирователя дхштельности

Q форсажа отключения, выход которого подключен к одному из входов третьего элемента ИЛИ, другой вход которой соединен с выходом формирователя длительности торможения, другой вход триггера подключен к выходу формирователя длительности повторного форсажа включения, выход триггера соединен с входом управления пятого ключа, выход второго элемента ИЛИ соединен с

512920646

управляющими входами двух ключей, элемента ИЛИ соединен с управляющимк включенных в противоположные плечи входами двухдругих ключей.включ енньпс упомянутого моста, а выход третьего в другие противоположные плечи моста.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электромагнитами, электромагнитными муфтами, ударными электромагнитными инструментами и другими вибромеханизмами. Целью изобретения является расширение частотного диапазона устройства и увеличение ресурса работы электромагнита. Процесс включения электромагнита происходит в три этапа. На первом этапе, длительность которого определяется формирователем длительности форсажа включения 15, открываются ключи 1 и 2 мостовой схе мы. На втором этапе происходит.торможение. Закрываются ключи t и 2 и открываются ключи 3 и 4. По обмотке 5 протекает ток противоположного направления. Длительность этого режима определяется формирователем длительности торможения 16. На третьем этапе включения электромагнита снова включаются ключи 1 и 2. Длительность этого этапа определяется формирователем длительности повторного форсажа включения; В режиме удержания триггер 23 закрывает ключ 12 и в плече моста, образованного ключами 1-4, вводится токоограничивающий резистор 11. В устройстве обеспечивается форсированный режим отключения, длительность которого определяется формирователем длительности форсажа выключения 18. 1 ип. (Л