Устройство для однополярного импульсного форсирования электромеханизмов Советский патент 1977 года по МПК H01H47/02 H01F7/18 

Изобретеиие относится к области электротехники и может быть использовано для управления электромеханическими устройствами. Известны устройства для одиополярного импульсного форсирования электромеханизмов, в которых используется оптимальный однополярный алгоритм управления, осуществляемый при помощи порогового формирователя временБых интервалов в цепи нелинейной обратной связи по току 1. Недостатком этих устройств является низкий к. п. д. из-за излишнего рассеивания мощности в чувствительном элементе, воспринимающем информацию о состояннн подвижного звена и включенном в цепь нагрузки, а также из-за того, что удержание подвижного звена электромеханизма в конечном состоянни обеспечивается источником, напряжение которого в несколько )аз больше требуемого. Известны также полупроводниковые устройства, в которых осуществляется одвополярное импульсное форсирование переходных процессов электромеханических устройств (ЭМУ) при помощи дополнительного форсирующего источника питания, который соединен по отношению к обмотке ЭМУ последовательно с основным удерживающим источником питания 2. Выбор способа соединения источииков питания является специфической задачей и определяется конкретными требованиями, предъявляемыми к устройствам и системе в целом, в которую входят эти устройства. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для однополярного импульсного форсирования электромеханизмов, содержащее два управляемых ключа, два вентиля, два последовательно соединенных источника питания и управляющий блок 3. Это устройство обеспечивает высокое быстродействие и имеет высокий к.п.д. по сравнению с устройствами управ.тения ЭМУ, в которых не форсируются переходные процессы. Однако форсирование переходных процессов для повышения быстродействия (без разрыва цепи обмотки управления ЭМУ) не только не позволяет устранить вибрацию подвижных звеньев ЭМУ путем снижения скорости соударения их с неиодвижны.ми элементами (обеспечить при этом минимальное время срабатывания), но является зачастую причиной ее возникновения, что приводит к увеличению времени срабатывания и снижению рабочего ресурса ЭМУ. Целью изобретения является реализация оптимального закона управления. Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве управляющий блок дополнительно снабжен двумя последовательно соединеиными формирователями временных интервалов и логическим

элементом ИЛИ-ИЕ, подключенным своими входами к выходу второго формирователя временных интервалов и ко входу первого формирователя, являющегося входом устройства, а выходом к первому управляемому ключу, причем выход первого формирователя времеипых интервалов подключен ко входу второго управляемого ключа.

На чертеже дана структурная схема описываемого устройства.

Устройство содержит выходной каскад и схему управления. Выходной каскад выполнен на двух управляемых ключах 1 и 2 и двух диодах 3 и 4. Ключи 1 и 2 коммутируют определенным образом ( в соответствии с заколом управления ЭМУ) источники питания 5 и 6. Диод 3 необходим для блокировки форсирующего источника при подаче на обмотку ЭМУ удерживающего напряжения от источника 5, когда замкнут ключ 1 и разомкнут ключ 2. Ключ 2 соединен одним выводом с нагрузкой 7 и катодом диода 3 (при полярности источников, указанной на чертеже), а другим выводом - с положительным ПОЛЮСОМ

фЬрсирующего источника 6 и катодом диода 4. Ключ 1 соединен одним выводом с нагрузкой 7 и анодом диода 4, а другим выводом - с отрицательным полюсом удерживающего источника 5. Анод диода 3 соединен с отрицательны и положительным полюсами источников 6 и 5, соответственно.

Блок управления содержит формирователи 8 и 9 временных интервалов и элемент ИЛИ-НЕ 10. Вход устройства соединен с одним из входов элемента 10 и со входом формирователя 8, выход которого, в свою очередь, соединен со входом формирователя 9 и управляющей цепью ключа 2. Второй вход элемента 10 соединен с выходом формирователя 9, а выход - с управляющей цепью ключа 1.

Устройство работает следующим образом.

На вход подается серия прямоугольных импульсов положительной полярности, причем при наличии импульса ключи 1 и 2 разомкнуты и обмотка ЭМУ обесточена.

П.ри подаче на вход низкого потенциала (нулевого сигнала) запускается формирователь 8 временных интервалов, что приводит к замыканию ключа 2 на время, необходимое для разгона подвижного звена ЭМУ. Одновременно логический элемент 10 выдает сигнал для замыкания ключа 1, так как на один из входов элемента 10 поступил разрешающий сигнал («О) со входа устройства. В нагрузке начинает нарастать ток под действием суммарного напряжения источников питания. По истечении первого временного интервала ключ 2 размыкается. Одновременно задним фронтом импульса формирователя 8 запускается формирователь 9, импульс запрета с которого поступает на элемент ИЛИ-НЕ. Элемент ИЛИ-НЕ снимает воздействие, вызывающее замыкание ключа 1 на время длительности второго интервала, необходимого для торможения подвижного звена ЭМУ, в результате чего обмотка ЭМУ отключается от источников питания. Ток в обмотке начинает уменьшаться, протекая по цепи: нагрузка 7 - диод 4 - источник 6 - диод 3 - нагрузка 7. Иосле нрекращения действия импульса с выхода формирователя 9 (момент окончания второго интервала времени) ключ 1 вновь замыкается и подключает обмотку ЭМУ к удерживающему источнику 5. Удерживание ЭМУ в конечно.м состоянии происходит до тех пор, пока на входе устройства не появится очередной имнульс, который вызовет отключение ЭМУ от источника питания 5. Частота следования импульсов и время паузы между ними определяют частоту и время удержания подвижного звена в конечном состоянии.

Предлагаемое устройство реализует оптимальное безвибрационное управление ЭМУ и позволяет повысить быстродействие, надежность и рабочий ресурс ЭМУ, что является важным :в устройствах автоматики.

Формула изобретения

Устройство для однополярного импульсного форсирования электромеханизмов, содержащее два управляемых ключа, два вентиля, два последовательно соединенных источника питания и управляюнцш блок, отличающееся тем, что, с целью реализации оптимального закона управления, управляющий блок донолнительно снабжен двумя последовательно соединенными формирователями временных интервалов и логическим элементом ИЛИ-НЕ, подключенным своими входами к выходу второго формирователя временных интервалов и ко входу первого формирователя, являющегося входом устройства, а выходом к первому управляемому ключу, причем выход первого фор.мирователя временных интервалов подключен ко входу второго управляемого ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. BTOpcKoe свидетельство ° 385340, кл. Н 01Н 47/02.

2.Лерненко Л. И. «Схема для форсированного включения и отключения индуктивно-активной нагрузки, сб. «Электронная техника в автоматике, изд. «Сов. радио, вып. I, М., 1969.

3.Ильчев Д. Д. и др. «Системы с электромагнитными муфтами, изд. «Энергия, М., 1965 (прототип).