Устройство для управления двухсторонним электромагнитом Советский патент 1976 года по МПК H01F7/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕН 4Я ДВУХСТОРОННИМ

Э Л ЕКТ РОМ А ГНИТОМ

Изобретение относится к вычислительной техьшке и может быть использовано во внгшиих устройствах электронно-вычислительных Maiicin ;иш преобразования электромагнитной энергии в г.геханическую. Известны устройства, в которых оОмотка электромагнита подключается на некоторое время на напряжение, превышающее номинальное напряжение в несколько раз. После включе1шя электромагнита напряжение на его обмотке устанавливается равным номинальному. Недостатки этих устройств заключаются в том, что они требуют мощных источников , а также накладывают граничения на величину индуктивности обмотки электромарнита, так как от этого зависит его быстродействие . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее двухсторонний электромагнит, коммутаторы, инверторы и управляющий вход. При этом с каждой из двух обмоток электромагнита соединяется два коммутатора, а с входом одного из коммутаторов каждой обмотки соединяется выход одного из инверторов. Вход каждого инвертора соединяется с управляющим входом -2. Недостатком данного устройства является длительность времени, требуемого тя трогатшя в началь1 ый период движения якоря электромагшгта из--за медленного iiapacrai-шя тока в обмотке электромагнита, обусловленного г.ндуктивностью обмотки, так как схема лл1рав.1ения обеспечивает в период пуска электромагнита иараст:и ие тока в соответствующей обмотке с нуля, в резу:1ьтате чего электромагигг обладает малым быстродействием, в особенности тогда, когда индуктивноегь обмоток велика. Целью изобретения является новыщение быстродействия электромагнита. Это достигается тем, что предлагаемое устройство дополнительно снабжено блоком задержки, подключенным к управляющему входу и к входу одного коммутатора первой обмотки электромаггшта, причем выход блока задержки через инвертор соединен с входом другого коммутатора упомянутой обмотки электромагнита и с входом коммутатора, выход, которого связан со второй обмоткой электромагнита. На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Электромагнит 1 состоит из первой обмотки 2, второй обмотки 3, сердечников и якоря. Первая обмотка 2 соединена с выходами первого коммутатора 4 и второго коммутатора 5. Вход второго коммутатора 5 соединен с выходом инвертора 6. Вход инвертора 6 соединен с выходом блока задержки 7. Вход блока задержки 7 соединен с управляющим входом 8.

Вторая обмотка 3 соединена с выходами третьего коммутатора 9 и четвертого коммутатора 10. Вход третьего коммутатора9 подключен к выходу .инвертора 1. Вход инвертора 11 соединен с управляющим входом 8, а вход коммутатора 10 - с выходом блока задержки 7.

На входы 12 и 13 подается напряжение питания первой и второй обмоток 2,3 электромагнита 1.

Устройство работает следующим образом.При выключенном состоянии электромагнита на управляющем входе 8 имеется низкий уровень напряжения. Якорь притянут к сердечнику, на котором находится вторая обмотка 3. Вовторой обмотке 3 протекает ток, удерживающий якорь. Он замыкается через третий коммутатор 9, так как третий коммутатор 9 включен высоким уровнем напряжения, поступающим с выхода инвертора 11. Четвертый коммутатор 10 выключен низким уровнем напряжения с выхода блока задержки 7, так как на входе блока заДержки 7 - низкий уровень напряжения.

К первой обмотке 2 протекает ток включения. Ток включения протекает через второй коммутатор 5, так как второй коммутатор 5 включен высоким уровнем напряжения с выхода инвертора 6. На вход инвертора 6 поступает низкий уровень напряжения с выхода блока задержки 7. Первый коммутатор 4 выключен низким уровнем напряжения, поступающим с управляющего входа 8.

Следовательно, при выключенном электромагните 1 во второй обмотке 3 протекает ток, удерживающий якорь, а в первой обмотке - ток включения.

При включении электромагнита 1 на управляющем входе 8 появляется высокий зфовень напряжения. Включается первый коммутатор.4 .Сигналом с выхода инвертора 11 выключается третий коммутатор 9. Во второй обмотке 3 ток уменьщается до нуля. А в первой обмотке 2 ток нарастает от тока включения до некоторой величины, равной сумме токов, протекающих через первый коммутатор 4 и второй коммутатор 5. Происходит переключение якоря от второй обмотки 3 к первой обмотке 2. Через некоторое время на выходе блока задержки 3 появляется высокий уровень напряжения. Этот сигнал включает четвертьш коммутатор 10, а также через инвертор 6 выключает второй коммутатор 5. Таким образом, в первой обмотке 2 ток уменьщается до величины, равной току удержания, протекающему через первый коммутатор 4. Во второй обмотке 3 ток увеличивается и нарастает до величины, равной току включения, протекающему через четвертый коммутатор 10. Однако переключение якоря не происходит, так как он удерживается у первой обмотки 2.

Таким образом, при электромагните 1 в первой

обмотке 2 протекает ток, удерживающий якорь у сердечника. Во второй обмотке 3 протекает ток через четвертый коммутатор 10, равный по величине току включения.

Выключение электромагнита 1 происходит при

появлении на управляющем входе 8 низкого уровня напряжения. В этом случае выключается первый коммутатор 4 и в первой обмотке 2 ток спадает до нуля. Сигналом синвертора 11 включается третий коммутатор 9. Во второй обмотке 3 начинает нарастать ток до величины равной сумме токов, протекающих через третий коммутатор 9 и четвертый коммутатор 10. Якорь переключается к сердечнику, на котором расположена вторая обмотка 3.

После переключения якоря на выходе блока

задержки 7 появляется низкий зфовень напряжения. Этот сигнал выключает четвертый коммутатор 10 и через инвертор 6 включает второй коммутатор 5.

Таким образом, в первой обмотке 2 ток нарастает до величины равной току включения, протекающему через коммутатор 5, а во второй обмотке ток спадает до величины, равной току удерживающему

якорь.

Электромагнит 1 переходит в первоначальное выключенное состояние, при котором якорь притянут к сердечнику, на котором расположена вторая обмотка 3, а в обмотках первой 2 и второй 3

протекают токи, соответствующие выключенному состоянию электромагнита 1.

Так как к моменту трогания электромагнита устройство управления электромагнитом обеспечивает наличие определенного знаи;ния тока в обмотке, которая будет притягивать яхоръ, в результате чего нарастание тока в обмотке электромагнита будет происходить не с нуля, а с 1сакой-то определенной величины, что значительно сокращает

время трогания якоря, а в итоге время срабатьтания электромагнита.

Формула изобретения

Устройство для управления двухсторонним электромагнитом, содержащее электромагнит с двумя обмотками, коммутаторы,инверторы, управляющий вход, причем с каждой из двух обмоток

соединяются выходы двух коммутаторов, а со входом одного из них - выход одного из инверторов, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия электромагнита, оно дополнительно снабжено блоком задержки, подключен.ным к управляющему входу и к входу одного

коммутатора первой обмотки электромагнита, причем выход блока задержки через инвертор соединен с входом другого коммутатора упомянутой обмотки электромагнита и с входом коммутатора, выход которого связан со второй обмоткой электромагнита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Патент Великобритании 962722, кл. Н 1 Р о 12.6. 1962г.