Устройство для форсировки активноиндуктивной нагрузки Советский патент 1976 года по МПК H01F7/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРСКРОВКИ АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано для форсировки включения и отключения электромагнитных муфт, реле, силовых электромагнитов и т.д.

Известны устройства форсировки включения и отключения активно-индуктивной нагрузки, содержащие несколько источников питания с различным уровнем напряжений, которые транзисторными ключами подключаются к нагрузке с определенными выдержками времени, обеспечивая эффект форсировки l. Известны также устройства, содержащие нелинейные цепи, к, которым нагрузка подключается в момент коммутации 2. Такие устройства отличаются повышенной сложностью. Известно устройство для форсировки включения и отключения активно-индуктивной нагрузки З, содержащее конденсатор форсировки и резистор форсировки, причем конденсатор форсировки обеспечивает форсировку как включения, так и отключения нагрузки. Однако отмечается невозможность обеспечить э4)фектив|ную форсировку отключения нагрузки; малая надежность устройства и ограничение по величине напряжения питания. Это обусловлено тем, что транзисторы имеют сравнительно небольшие предельные рабочие напряжения и устройство не содержит ограничителя перенапряжений в схеме при отключении нагрузки. В силу малых предельных рабочих напряжений транзисторов уровень перенапряжений при отключении нагрузки

(чем и определяется эффективность форсировки) не может быть принят достаточно высоким, а коэффициент нагрузки транзистора по напряжению, которое существенно влияет на надежность, имеет чрезмерно

большое значение. Вследствие отсутствия ограничителя по напряжению уровень перенапряжений при отключении нагрузки может превы.сить номинальный уровень перенапряжений из-за возможны,х отклонений

параметров нагрузки (тока, индуктивности) и параметров устройства от номинальных значений, что вынуждает уменьшать номинальный уровень перенапря; 4ений в известном устройстве, т.е. еще больше снижать

г441бКчИБность форсировки при отключении.

02

Цель изобретения - повышение зффектиБНОстн форсировкп при отключении. Это достигается благодаря тому, что устройство снабжено стабилитроном, динистором, зашунтнрозанным диодом в обратном направлонии, при этом общая точка соединения анода динистора и катода диода соединена с общей точкой соединения конденсатора и стабилитрона, анод которого подключен к общей точке соединения резистора форсировки и выключателя, а общая точка соеди- нения катода динистора и анода диода соединена с отрицательным .выводом нагрузки.

На чертеже показана принципиальная схема устройства,

Она включает активно-индуктивную нагруку 1, резистор 2 форсировки, конденсатор 3 форсировки, стабилитрон 4, ключ 5, источник питания 6, динистор 7, и диод 8.

Нагрузка 1 своим положительным зажимом через две параллельно включенные це- пи из резистора форсировки 2 и конденсатора форсировки 3 с последовательно включенным с ним стабилитроном 4, и через ключ 5 подключена к источнику питания 6, Динистор 7 и диод 8 включены параллельно, . причем анод динистора 7 и катод диода 8 подключены к общей точке, образованной катодом стабилитрона 4 и выводом конденсатора форсировки 3, а катод динистора 7 и анод диода 8 - к отрипательному зажи-

му нагрузки 1 и минусу источника питания 6..

Устройство работает следующим образом

При включении ключа 5 по цепи: плюс источника питания 6 - стабилитрон 4 - кон денсатор форсировки 3 - нагрузка 1 - минус источника 6, проходит ток заряда конденсатора 3, обеспечивающий форсировку включения нагрузки 1. По окончании заряда конденсатора 3 через нагрузку протекает установившийся ток нагрузки, определяемый резистором форсировки 2.

При отключении ключа 5 ток, обусловлен ньо э.д.с. самоиндукции нагрузки 1, протекает диод 8 и конденсатор 3, вызывая подзаряд конденсатора 3. Поскольку указанный ток направлен встречно напряжению на конденсаторе 3, то имеет место бьютрое затухание тока, т.е. форсировка процесса отключения нагрузки.

В момент, когда ток в нагрузке станет равен нулю, прекратится заряд конденсатора 3 и полное напрялшнпе конденсатора 3 приложится к динистору 7, Напряжение вклю чения динистора 7 выбирается таким образом, чтобы он не включался от напряжения источника питания 6, но уверенно включался от упомянутого полного напряжения на J

конденсаторе 3. В результате зтО1 мент окончания заряда конденсатора 3 , тор 7 включается и происходит разряд конденсатора 3 через динистор 7 и нагрузку 1. После этого устройство вновь готово к -включению.

Колебания перенапряжений при откптачении нагрузки, которые могут иметь место из-за разброса параметров нагрузки и устройства, ограничиваются стабилитроном 4. Он рассеивает (совместно с резистором 2 и активным сопротивлением нагрузки 1) ту часть накопленной в индуктивности нагрузки 1 магнитной энергии, которая остается после достижения уровня напряжения на конденсаторе 3, равного напряженто стабилизации стабилитрона 4.

Описываемое устройство увеличивает уровень перенапряжений при форсировке отключения и снижает время отключения нагрузки 1, т.е. увеличивает применения устройства.

Схема устройства позволяет применять последовательное включение динисторов, что обеспечивает возможность использования устройства практически при любых необходимых значениях напряжения питания и уровнях перенапряжений при отключении нагрузки. Ука занное включение стабилитрона исключает влияние разброса параметров нагрузки 1 и устройства на уровень перенапряжений при отключении нагрузки. Кроме того, предельные рабочие напряжения, на которые могут изготавливаться динисторы, значительно выше предельных рабочих напряжений транзисторов. Этим самым обеспечивается эффективная форсировка отключения нагрузки и любой желаемьш коэ4зфициент нагрузки динистора по напряжению, что повышает надежность устройства.

Формула изобретения

Устройство для форсироБКИ активно-индуктивной нагрузки, содержащее резистор форсировки, конденсатор и выключатель, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности форсировки при отключении, оно снабжено стабилитроном, динистором, зашунтировапным диодом в обратном направлении, при этом общая точка соединения анода динистора и катода диода соединена с общей точкой соединения конденсатора и стабилитрона, анод которого подключен к общей точке соединения резистора форсировки и выключателя, а общая точка соединопия катода. дииис

(.

тора и анода диода соединена с отрицательным выводом нагрузки.

5520631

Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе:

3.Патент США № 3,064,165, кл.317l48,5 от 1960 г.