Устройство для форсированного управления электромагнитом постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК H01F7/18 

.« f

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для управления электромагнитами постоянного тока в авиационной и космический технике ,

Цель изобретения - повышение надежности работы в условиях вибрации На фиГо1 представлено предлагаемое устройство, на фиг,2 - диаграммы форсированного управления электромагнитом для известного (а), предлагаемого (б) устройств и зависимость входного сигнала от времени

Устройство содержит обмотку 1 возбуждения электромагнита; силовой электроиньй ключ 2, элемент 3 обратной связи, диод 4, резисторы 5-8 электронный переключатель 9, компаратор 10, конденсатор 11, резисторы 12 и 13, пересчетньй элемент 14, электронный транзисторньй ключ 15, элемент ИЛИ 16, элемент 17 задержки вьшолненньй на основе диода 18, резистора 19 и конденсатора 20, неста- билизированньм источник постоянного напряжения Е, источник опорного напряжения источник входного сигнала Ug .

Последовательно соединенные не- стабилизированньш источник постоянного напряжения Е, обмотка 1 возбуждения электромагнита, силовой элек- тронньй ключ 2, например биполярньй транзистор, элемент 3 обратной связ резистор и общая пшна образуют цепь возбуждения электромагнитао Последовательно соединенные диод 4 и резистор 5 образуют цепь разряда магнитной энергии электромагнита.

Источник опорного напряжения Е р резисторы 6-8 (включенные по схеме перестраиваемого делителя напряжения) образуют задатчик тока возбуждения, выходной сигнал которого сни мается с резистора 7,

Электронньй переключатель 9, например МОП-транзистор,соединен со схемой задатчика тока возбуждения и служит для переключения его уровней настройки.

Компаратор 10, например опера- ционньй усилитель, конденсатор 11 и резистор 12 образуют формировател циклического режима, вход которого включен по схеме сравнения напряжений на резисторах 3 и 7, а выход соединен через резистор с базой тра зистора 2„ Пересчетньй элемент 14

0 5 0

5

0

5

счетным входом соединен с выходом формирователя циклического режима (например,выходом компаратора 10), входом сброса с выходом элемента ШШ 16, а выходом - с управляющим входом электронного переключателя 9 и катодом диода 18, элемента 17 за- , держки, Электронньй ключ 15, например МОП-транзистор, управляющим входом соединен с входом устройства, а коммутирующими электродами - со схемой задатчика тока .возбуждения и выводом ЕОГ| .

Выход элемента 17 задержки подключен к одному из входов элемента ИЛИ 16, другой вход которого подключен к входу устройства.

В качестве пересчетного элемента

14может быть использован двоичньй счетчик Джонсона, тогда С-вход счетчика выполняет функцию счетного входа, R-вход является входом сброса, запрещающий инверсньй V-вход счетчика может быть подключен к его выходу..

В качестве элемента 17 задержки может быть использована интегрирующая КС-цепь, в которой параллельно резистору 19 подсоединен диод, анод которого подключен к выходу интегрирующей цепи, а катод - к ее вкоду. Диод предназначен для быстрого разряда конденсатора С в интегрирукнцей цепи через выход пересчетного устройства 14.

Компаратор 10 может иметь дополни- тельньй строибирующий (запрещакщий) вход. В этом случае электронный ключ

15может быть связан со стробирукщим входом компаратора 10, а общая точка ключа 9 и резистора 6 подключена к источнику опорного напряжения Ер Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при действии положительного сигнала транзистор 15 закрыт, на выходе элемента ИЛИ 16, а следовательно, и на входе R-сброса счетчика 14 присутствует положительньй сигнал, счетчик 14 обнулен, на выходе элемента 17 задержки напряжение логического нуля, транзистор 9 открыт, напряжение на резисторе 7 и выходной сигнал компаратора 10 -равны нулю, конденсатор 11 разряжен, транзистор 2 закрыт, ток возбуждения в электромагните 1 и напряжение на резисторе 3 равны нулю

При снятии сигнала Ug в устройстве устанавливается циклический процесс импульсной стабилизации заданного значения тока возбуждения электромагнита следующим образом. Транзистор 15 открывается, на резисторе 7 скачком возникает положительное опорное напряжение (соответствующее заданному уровню тока притяжения электромагнита). На выходе компаратора 10 скачком возникает положительное напряжение, конденсатор 11 перезаряжается во времени до положительного напряжения компаратора 10 через резисторы 12 и 7, транзистор 2 открывается, в обмотке электромагнита начинает протекать экспоненциально нарастающий ток.

В момент, когда ток возбуждения достигает заданного уровня (тока притяжения) и превышает его на ма-- лую величину, напряжение на резисторе 3 также превьшает напряжение на резисторе 7 выходное напряжение компаратора 10 скачком падает до нуля. Конденсатор 11 начинает разряжаться через резисторы 7 и 12, экспоненциально спадающий ток конденсатора 11 создает на резисторе 7 отрицательное напряжение, удерживающее компаратор 10 в обнуленном состоянии на постоянное время to. Транзистор 2 запирается на время t, ток возбуждения электромагнита 1 спадает по экспоненте, протекая через резистор 5 и диод 4 за счет ЭДС самоиндукции, напряжение на резисторе 3 при этом равно нулю.

Спустя время t, когда заканчивается первый цикл работы устройства, на выходе компаратора 10 снова возникает положительное напряжение и цикл работы устройства повторяется

Начиная с первого цикла импульсы напряжения с выхода компаратора 10 поступают на С-вход счетчика 14. Через заданное число циклов на выходе счетчика -14 формируется им- пульс, который поступает на V-вход счетчика и останавливает его в этом состоянии. При этом транзистор 9 запирается, задатчик тока возбуждения скачком перестраивается на меньший уровень (соответствующий заданному уровню тока удержания электромагнита) . Стадия форс фования электромагнита заканчивается, и устройство начинает обеспечивать импульсную

0

5

0

5

0

5

0

5

5

стабилизацию нового пониженного значения тока возбуждения электромагнита (тока удержания). Стадия импульсной стабилизации тока удержания бу дет продолжаться в течение времени, которое определяется элементом 17 задержки и выбирается разработчиком системь;, в котором применяется предлагаемое устройство.

По истечении времени t на выходе элемента Ю1И 16 появится положительный сигнал, по которому счетчик 14 обнуляется, что соответствует на его выходе напряжению, равному нулю.

Конденсатор 20 в элементе 17 задержки разряжается через цепь, образуемую диодом 18, выходом счетчика 14 и общей тиной о

После обнуления счетчика 14, при условии, что сигнал U снят, стадия форсирования электромагнита возобновится. I

Преимуществом предлагаемого устройства является более высокая его надежность, особенно при работе в условиях с повышенной вибрацией, за счет стимулирования стадии форсирования электромагнита.

Формула изобретения

Устройство для форсированного управления электромагнитом постоянного тока, содержащее выводы для подключения обмоток электромагнита, выводы для подключения нестабилизированного источника постоянного напряжения, электронный ключ, элемент обратной связи, формирователь циклического режима, пересчетньй блок, электронньй переключатель и задатчик тока возбуждения, причем один из вы- водов для подключения обмотки элек , тромагнита соединен с одним из выводов для подключения нестабштизи- рованного источника постоянного напряжения, а другой - с одним из силовых электродов электронного ключа, второй силовой электрод которого соединен с одним из выводов элемента обратной связи, управляющий электрод силового электронного ключа соединен с выходом формирователя циклического режима и счетным входом пересчетного блока, выход которого подключен к управляющему входу электронного переключателя, один их входов формирователя цикличеческого режима подкпючен к точке соединения силового электрода силового электронного ключа и элемента обратной связи, другой вход формирователя циклического режима подключен к выходу задатчикй тока возбуждения, улравлякнций вход которого соединен с электронным переключателем, отличающее ся тем, что, с целью повьппения надежности работы в условиях повышенной вибрации, в него введены элемент ИЛИ и элемент задержки, вход которого подключен к выходу пересчетного блока, а выход - к одному из входов элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к входу устройства, а выход элемента ИЛИ - к входу Сброс пересчетного блока.

Изобретение относится к автомэ тике и может быть использовано для управления электромагнитами постоян ного тока в авиационной и космической трхнике.Целью изобретения являМ ется повншение надежности в условиях повышенной вибрации. Компаратор 10, конденсатор 11 и резистор 12 образуют формирователь циклического режима. Формирование тока возбуждения или тока удержания осуществляется в зависимости от состояния счетчика 14о При появлении на его выходе импульса запирается транзистор 9, за- датчик тока возбуждения перестраивается, стадия форсирования заканчивается. Стадия импульсной стабилизации тока удержания будет продолжаться в течение времени, которое определяется элементом задержки 17. По истечении времени задержки счетчик 14 обнуляется и стадия форсированного электромагнита повторяете 2 ил. (Л 4 4; со о со СП

Фие.г