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

1135601

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электромагнитными механизмами, в частности электромагнитными клапанами в газовых и гидросистемах, электромагнитными контакторами, электромагнитными пускателями и т.д.

Целью изобретения является повышение точности оптимального по быстро- )о действию управления.

На фиг. 1 представлена функциональная электрическая схема устройства для управления электромагнитным механизмом; на фиг. 2 - диаграммы токов ig и напряжений на выходах элементов схемы, поясняюр; ие работу устройства (индексы соответствуют номерам позиций элементов и обозначениям на иг. 1).20

Устройство содержит первый I и второй 2 управляемые ключи, и обратный 3 и разделительный 4 диоды. Одни из выводов ключа 1 и диода 3 соедиены с первым выходным выводом 5 25 ля подключения электромагнитной нагрузки типа R-L. Одни из выводов торого ключа 2 и диода 4 (его электическая цепь) соединены с вторым выходным выводом 6 для подключения 30 нагрузки. Другой вывод ключа 1 соединен с выводом 7 для подключения источника удерживающего напряжения , . Другой вывод, диода 4 (его цепь) соединен с общим выводом 8 для под- g ключения разнополярных полюсов источ- НИКОВ удерживающего U. и форсирующего Uj напряжений. Общая электричесая цепь ключа 2 и диода 3 соединена с выводом 9 для подключения источ- о ника форсирующего напряжения U. Блок 10 управления имеет управляюий входной вывод 11 и первый 12 и второй 13 выходные выводы, которые соединены с управляющими входами g соответственно первого 1 и второго 2 ключей.

В общую цепь ключа 2 и диода 3 включен измерительный элемент первого датчика 14 тока, а в цепь раздели- Q тельного диода 4 - измерительный элемент датчика 15 тока (можно включать его в место, указанное позицией 15). Входы пороговых элементов 16 и 17 соединены с выходами датчиков 14 и 15 тока; соответственно. Выхоы пороговых элементов 16 и 17 соеинены с первым и вторым входными выводами 18 и 19 соответственно блока

2

10 управления. Блок 10 управления состоит из элементов 10 и 21 совпадения (элементы И), логического триггера 22 (например, типа R-S) и формирователя 23 импульсов (элемента уста- нова триггера).

На фиг. 1 показано возможное задействование общей шины.

Устройство работает следую1дим образом.

При подключенных источниках напряжения , и нагрузки R-L п при отсутствии управляющего сигнала Up на входном выводе 11 блока 10 ключи

1и 2 выключены и тока в нагрузке R-L нет.

При подаче на входной вывод 11 управляющего сигнала U соответствующего логической единице, на выходе элемента 23 формируется сигнал, соответствующий диаграмме, показанной на фиг. 26, при этом триггер 22 (независимо от того, :в каком состоянии он находился до этого) устанавливается в состояние (фиг. 2в), соответствующее подаче с его выхода на первый элемент 21 логической единицы, вследствие чего на выходном выводе 12 также будет логическая единица - ключ 2 открыт. Одновременно вследствие наличия логических единиц на входах элемента 20 (фиг. 2) открыт ключ 2, следовательно, нагрузка R-L подключена на сумму напряжений сточников и ифг происходит форсирование нарастание тока в нагрузе (фиг. 2г). Подвижный элемент электромагнита начинает движение со се более увеличивающейся скоростью. ри определенном токе нагрузки, соот- ветствуюи(ем решению задачи оптимального по быстродействию безвибрацион- . ного управления, когда скорость двиения подвижного элемента электроагнита максимальна, происходит срабатывание порогового элемента 16 (фиг. 2д), вследствие чего триггер

2изменяет свое состояние. Это вызывает выключение ключа 1. Сигнал с элемента 16 поступает также на вход элемента 20, что также вызывает выключение ключа 1.

Ток R-L-нагрузки начинает протеать через диоды 3 и 4 в источник и. При этом сразу же срабатывает элемент 17, обеспечивая логический нуль на одном из входов схемы 20, а элемент 16 возвращается в исходное

состояние: с его выхода поступает сигнал, соответствующий логической единице, вследствие этого ключ 1 будет по-прежнему выключен (на диаграмме фиг. 2д) узкая просечка поясняет изменение состояния элемента 16). При достижении величины тока, соответствующей удержанию подвижного элемента в сработанном сое- тоянии, изменит свое состояние элемент 16 - вернется в исходное состояние (фиг. 2к), это вызовет включение ключа 2 в соответствии с сигнало с элемента 20 (Лиг. 2л), вследствие чего ток в нагрузке будет поддерживаться на уровне удержания источником напряжения U,, . При исчезновении выходного сигнала 1, ключ 2 выключится. Ток нагрузки через диоды 3 и 4 течет в источник U, т.е. обеспечивается форсированное уменьшение тока (источник U должен иметь возможность рекуперировать энергию, накопленную в нагрузке R-L).

Благодаря введенным средствам (в зависимости от величины U повышается быстродействие срабатывания в несколько раз, а формирование интервалов управления посредством фиксации значений тока позволяет полностью устранить вибрацию подвижного элемента при срабатывании) оптимальность управления сохраняется при воздействии дестабилизирующих факторов, так как интервалы управления формируются в зависимости от величины тока в нагрузке. Это позволяет повысить точность оптимального

управления.

Формула изобретения

Устройство для управления электромагнитным :механизмом, содержащее выводы для подключения обмотки э лек- тромагнита, два управляемых ключа, обратный и разделительный диоды, выводы для подключения источников форсирующего и удерживающего напряжений, блок управления с формирователем импульсов и одним входными двумя вы- . ходными выводами, причем выводы для подключения разнополярных полюсов источников формирующего и удерживающего напряжения и один из выводов раздлительного диода объединены между собой, вывод для подключения другого полюса источника формирующего напряжения соединен с одним из выводов обратного диода непосредственно и с

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

14

первым выводом для подключения обмотки электромагнитного механизма и другим выводом разделительного диода через первый управляемый ключ, вывод для подключения другого полюса источника удерживающего напряжения через второй управляемый ключ соединен с вторым выводом для подключения обмотки электромагнитного механизма и другим выводом обратного диода, выходные выводы блока управления подключены соответственно к управляющим входам первого и второго ключей, вход формирователя импульсов соединен с входным выводом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления, в него введены два датчика блока, два пороговых элемента, блок управления содержит два элемента совпадения и триггер и выполнен с двумя дополнительными входньми выводами, причем первый датчик тока включен в общую цепь первого управляемого ключа- и обратного диода, второй датчик тока включен в цепь разделительного диода, выходы первого и второго датчиков тока подключены соответственно к входам первого и второго пороговых элементов, выход первого порогового элемента подключен к первому дополнительному входному выводу блока управления, а выход второго порогового элемента - к второму дополнительному входному выводу блока управления, выходы первого и второго элементов совпадения блока управления соединены соответственно с первым и вторым выходными выводами блока управления, первые входы первого и второго элементов совпадения блока управления соединены между собой и подключены к входному выводу блока управления, второй вход первого элемента совпадения соединен с выходом триггера блока управления, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, второй вход второго элемента совпадения блока управления соединен с вторым входом триггера и первым дополнительным входным выводом блока управления, третий вход второго элемента совпаденияподключен к второму дополнительному входному выводу блока управления.

,f ;

f1

Vue.Z

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение при управлении различными электромагнитами. Целью изобретения является повышение точност оптимального по быстродействию управления. Форсированное включение обеспечивается суммой напряжений форсирующего и удерживающего источников. В момент достижения тока нагрузки определенной величины срабатывает первый пороговый элемент 16, что вызывает выключение ключей I и 2. Через определенное время, соответствующее требуемому значению тока в нагрузке, срабатывает второй пороговый элемент 17, вследствие чего включается ключ 1 и нагрузка поддерживается во включенном состоянии удерживающим источником. Контроль тока в нагрузке позволит повысить точность управления при влиянии дестабилизирующих факторов. 2 ил. (Л СО СП О5 фцг.7