Устройство для управления электромагнитом Советский патент 1987 года по МПК H01F7/18 H01H47/02 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электромагнитами.

Цель изобретения - повышение точности управления.

На фиг, 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы токов и напряжений на выходах элементов схемы, поясняющие работ; устройства (индексы соответствуют номерам позиций элементов и обозначениям на фиг. 1, масштаб произвольный).

Устройство содерлотт первый I .и второй 2 управляемые ключи, обратный диод 3, Одни из выводов ключей 1 и 2 и диода 3 соединены с первым выходным выводом 4 для подключения нагрузки типа R-L. Другие вьгводы ключа 1, диода Зи ключа 2 соединены по отдельности соответственное выводом5 для подключения удерживающего источника н пряженР Я Uy с выводом 6 для подключения форсирующего источника напряжения ифис общим первым выходным выводом 7 :для подключения нагрузки и одноименных полюсов указанных источников. Управляющий блок 8 имеет входной вывод 9 и первый 10 и второй 11 вы- воды, которые соединены с управляю-о щими входами соответственно первого 1 и второго 2 ключей(, В цепь первого ключа I включен измерительный элемент первого датчика 12 тока (возможно включение в место, указан- ное 12 ), а в цепь диода 3 включен измерительный элемент второго датчика 13 тока (возможно включение в место, указанное 13), Входы первого 14 и второго 15 пороговых элементов соединены соответственно с выходами датчиков 12 и 13„ Выходы пороговых элементов 14 и 15 соединены соответственно с дополнительными входными выводами 16 и 17 управляющего блока 8. Блок 8 состоит из элемента 18 запрета, элемента 19 совпадения, логического триггера 20 (например, типа ) и элемента 21 установа триггера 20 (пример схемотехнической реализации элемента дан на фиг. 1). Устройство работает следующим образом

При подключенных источниках напряжений Ux, и и ф и нагрузки R-L (электромагнитная нагрузка) и при отсутствии управляющего сигн.ала U ;На входном выводе 9 блока 8 ключи

1 и 2 нет,

При блока

выключены и тока в нагрузке

5

5

0

5

0

5

0

5

подаче на входной.вывод 9 управляющего- сигнала U. , соответствующего логической единице (для принятого соглашения положительной логики), с выхода 21 формируется сигнал, соответствующий диаграмме 5 на фиг. 2, при этом триггер 20 (независимо от того, в каком состоянии он находился до этого) устанавливается в состояние (диаграмма В на фиг. 2), -соответствующее подаче с его выхода на вход элемента 19 логической единицы, вследствие чего на выходном выводе 10 - логическая единица - ключ открыт и нагрузка RL подключена на напряжение и. форсирующего источника. При этом, на выходе элемента 18 - логический нуль, ключ 1 - заперт и источник к нагрузке не подключен, В нагрузке происходит форсированное нарастание тока под действием напряжения ф (фиг. 2г), подвижный элемент электромагнита начинает движение со все более увеличивающейся скоростью. При определенном токе нагрузки, соответствующем решению задачи оптимального по быстродействию безвибрационного управления, когда скорость движения подвижного элемента электромагнита максимальна, происходит срабатывание порогового элемента 14 (фиг, 23), вследствие чего триггер 20 изменяет свое состояние и с его выхода логический нуль через элемент 19 обеспечивает выключение ключа I, отключая нагрузку от источника напряжения Иф, одновременно логический нуль с выхода элемента 19 поступает на запрещающий вход элемента 18, вследствие чего последний будет подготовлен к восприятию информации в виде логических единиц на его входах (на первом входе уже присутствует логическая единица от входа 9). В процессе спада то ка в нагрузке ток через датчик 12 резко спадает до нуля (диаграмма а на фиг, 2), обеспечив возврат элемента 14 в исходное состояние, при этом на вход 16 поступае.т логическая единица, которая не изменяет состояние триггера (т.е. с его выхода будет по-прежнему логический нуль). Через датчик 13 ток скачком увеличр1вается до своего максимального значения (диаграмма е на

фиг. 2), что вызывает срабатывание порогового элемента 15 (диагр;: .. :-1а ж на фиг.,2), с выхода которой логический нуль обеспечивает через элемент 18 запертое состояние ключа 2 (диаграмма j на фиг. 2), т.е. ток в нагрузке уменьшается, протекая по цепи диод 3 и датчик 13 тока. При определенном минимальном токе в на- грузка пороговый элемент возвращается в исходное состояние и с его выхода на второй вход элемента 18 запрета поступает логическая единица, вследствие чего ключ 2 открывае ся и подключает к нагрузке источник удерживающего напряжения и,д , который обеспечивает поддержание подвижного элемента электромагнита -в сво- ем конечном (сработанном) состоя-

НИИ.

При исчезновении входного сигнала Uc- (это соответствует логическому нулю) .ключ 2 выключается, в результате чего ток нагрузки уменьшает- 25 j4eH в цепь первого управляемого клю- ся, замыкаясь через диод 3, ча, второй датчик тока включен в

Благодаря введенньш средствам (в цепь обратного диода, выходы перво- зависимости от напряжения форсирующе- го и второго датчиков тока подключе- го источника, которое в несколько раз ны соответственно к входам первого больше, чем напряжение удержиЕ щего зо второго пороговых элементов, выисточника) в несколько раз повышается быстродействие устройства, а формирование интервалов управления посредством четкой фиксации значений тока полностью устраняет вибрацию подвижного элемента электромагнита при его срабатывании (при воздействии различных дестабилизирующих факторов оптимальность управления сохраняется) ,. что повышает точность управления ,

Формула изобретения

Устройство для управления электромагнитом, содержащее выводы для подключения обмотки электромагнита, два управляемых ключа, выводы для подключения источников форсирующего и удерживающего напряжений, блок управления с формирователем импульсов с одним входным и двумя выходными выводами, и обратный диод, причем

35

40

45

50

ход первого порогового элемента подключен к первому дополнительному входному выводу блока управления, а выход второго порогового элемента - к второму, выход элемента совпадения блока управления соединен с первым выходным выводом блока управления и запрещающим входом элемента запрета блока управления, первые входы элементов совпадения и элементы запрета объединены между собой и подключены к входному выходу блока управления и входу формирователя импульсов блока управления, выход которого подключен к первому входу триггера, другой вход которого соединен с первым дополнительным входным выводом блока управления, второй вход элемента совпадения соединен с выходом триггера, а второй вход элемента запрета соединен с вторым дополнительным входом блока управления.

первые выводы для подключения обмотки электромагнита, источника форсирующего напряжения и источника удерживающего напряжения объединены между собой, второй выход для подключения обмотки электромагнита через первый управляемьй ключ соединен с вторым выводом для подключения источника форсирующего напряжения и через второй управляемый ключ - с вторым выводом для подключения источника Удерживающего напряжения, выходные выводы блока управления подключены соответственно к управляющим входам первого и второго ключей, о т л и - чающееся тем, что, с целью повышения точности управления, в него введены два датчика тока, два пороговых элемента, блок управления содержит элемент запрета, элемент совпадения, триггер и выполнен с двумя дополнительными входными выводами, причем первый датчик тока вклю5

0

5

0

ход первого порогового элемента подключен к первому дополнительному входному выводу блока управления, а выход второго порогового элемента - к второму, выход элемента совпадения блока управления соединен с первым выходным выводом блока управления и запрещающим входом элемента запрета блока управления, первые входы элементов совпадения и элементы запрета объединены между собой и подключены к входному выходу блока управления и входу формирователя импульсов блока управления, выход которого подключен к первому входу триггера, другой вход которого соединен с первым дополнительным входным выводом блока управления, второй вход элемента совпадения соединен с выходом триггера, а второй вход элемента запрета соединен с вторым дополнительным входом блока управления.

Uc -Ug

Фиг.. 2

Редактор А. Ревин

Составитель А, Каретников

Техред М.Двдьк КорректорМ. Демчик

Заказ 3967/48 Тираж 697 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Устройство для управления электромагнитом относится к электротехнике и может найти применение при управлении различньми электромагнитами. Целью изобретения является повышение точности управления. Форсированное включение обеспечивается посредством подключения к нагрузке через ключ 2 форсирующего источника напряжения. В момент достижения тока нагрузки определенной величины срабатывает первый пороговый элемент 14 и ключ 2 отключает форсирующий источник. Через определенное время, соответствующее требуемому значению тока в нагрузке, ключ 2 подключают к нагрузке, удерживающей источник, что обеспечивает поддержание электромагнита в сработанном состоянии. Контроль за током позволяет избежать влияния дестабилизирующих факторов на снижение быстродействия, т.е. повышается точность управления. 2 ил. (Л 5 И Общ Фиг.1