Устройство для управления электромагнитом Советский патент 1979 года по МПК H01F7/08 H01H47/00 

...;,, 1 ;-:;./-,; Изобретение относится k автоматик и назначено длй периодячесйого ттерёключейия этектромагнитньпс устройств: электромаиниш«1х муфт, нсполнительных электромагттов, реле и т.п. в различньк устройствах автрматическрго управления.V Известно устройство дяя управления электромагнитом, содаржагцее генератор шпульсЬб на рднопереходаюМ транзисторе и триггер т Двух тиристорах, В анодную цепь одного HS которых включена нагрузка, например, в виде злектромагнита 1). Недостатком НзвесТного устройства является невысокая скорость переключения электромагнита, а также нерегзшируемая скважность его перекл.ючення. Известно также устройство для управления злектроМагнИТом, содержащее двухтйрнсторшй триггер, подсоединенный к источнику постоянного трка, и генератор импульсов с ЯС-коНтуром в цепи эмиттера одаопереходного Трак энстора, соединенного через конденсатор е од(НИМ нз тирнсторов триггера 2. рднакр известное устройство не обеспечтает форсированного переключения зяектромагаита; что Необходийр для повыи:ения его быстродей СТВЙЙ . -. . .; : :..... Целью изобретения Является обеспечение цериРДйческртч) форсированного включения и отключения эяектромагнита с регулируемой скважностью гтерЬключенйя. Для зтого усТрРЙство для управления злект ромагннтом; содержащее двухтиристорный триггер, йодсРединешшй к источнику постоянного тдка, и генераТРр ймпзй1ЬСРв с ЯС-контуром в цепи зъшТгёра однопереходного транзистора, ;сРёдиНешй)го через 1СонД|ВНсатор с оД101М из Тнрнсторрв триггера, дополннтельно снабжено форсирующим тиристором, разделнтельньрли ди9дами, 1)ёзистдраМй, разделительным трансформатором, двумя источниками пульсирующего напря1жешя Н 1в1торым flC-контуром, прнчеМ катод другого из тиристоров третгера через первый разДелнтельшй диод соединен с точкой ереднненНя минуса первРго и плюса второго источников пульсирующего напряжения, а управляющий злектрод упомянутого 36 тиристора через резистор соединен с катодом первого диода, анод которого через второй разделительный диод и форсируюший тиристор подключен к минусу второго источника пульсирующего напряжения, параллельно анод-като ду дополнительного тиристора через третий разделительный диод подключен второй ПСконтур, подсоединенный через четвертый разделительный диод и резистор к общей точке соединения источников пульсирующего напряж НИН, управляющий злектрод форсирующего тиристора через разделительный трансформатор подключен к выходу генератора, а плюс первого источника пульсирующего напряжения подключен к одному из выводов для подсое динения электромагнита, аноды тиристоров триггера соединены с конденсатором первого RC-контура через встречно включенные пятый шестой, седьмой и восьмой разделительные диоды, и анод другого тиристора триггера через девятый разделительный диод подключен ко второму выводу для подсоединения электромагнита. На чертеже приведено устройство для упра ления электромагнитов, принципиальная злекТ-i рическая схема. Устройство содержит двухтиристорный триггер, образованный тиристорами 1 и 2 и конденсатором 3; генератор импульсов с RC-контуром fe цепи эмиттера однопереходkorO транзистора 4, базы которого подключе ны к шинам 5 и 6 источника питания посто янного тока, составленногоиз трансформатор 7, выпрямительного моста 8, разделительного диода 9 и ковденсатора фильтра 10. RC-контур генератора образован резисторами 11-12, потенциометром 13 и конденсатором 14. Кагод тиристора 1 триггера через разделительный диод 15 соединен с точкой соединения минуса первого источника пульсирующего напряжения (шины 6, 16), с плюсом второго источника пульсирующего напряжения (шины 6, 17), образованных трансформатором 7 и выпрямительными мостами 8, 18, а управляющий электрод этого тиристора соединен через резистор 29 с анодом диода 15 и через этот же резистор 19, диод 20 и форсирующий тиристор 21, управляющий электрод тиристора I подключен к цшне 17. Параллельно анод-катоду форсирующего тиристора 21 через разделительны диод 22 подключен ВС-контур 23, 24, 25, соединенный через диод 26 и резистор 27 с щиной 6. Управляющий злектрод форсирующего тиристора 21 через разделительный траисформа тор 28 подключен к выходу генератора импульсов. К щнне 16 источника пульсирутошего напряжения и клемме 29, параллельно которым подсоединены встречно включенные диол 30 и стабилитрон 31, подключен электромагнит 32. Аноды тиристоров 1 и 2 триггера соединены с конденсатором 14 первого RC-контура через разделительные диоды 3336, а анод тиристора 1 соединен с клеммой 29 через разделительный диод 37. Одна из баз транзистора 4 через конденсатор 38 и через диод 40 и резистор 41 - с анодом этого же тиристора. Точки соединения разделительных диодов 33, 34 и 35, 36 подключены к шине 6 через выключатели 42 и 43. Работает устройство для управления электромагнитом следующим образом. От положительного полюса источника пита.ния постоянного тока через резистор 11-12, потенциометр 13 и диоды 34-35 заряжается конденсатор 14 генератора импульсов. Одновременно до амплитудного значения напряжения источника пульсирующего напряжения (шины 6, 17) через резисторы 27, 23, 24 и диод 26 заряжается конденсатор 25. Когда напряжение на конденсаторе 14 достигнет порюга открывания транзистора 4, последний откроется и на резисторе 44 сформируется импульс, который через конденсатор 38 и резистор 39 поступит на управляющий злектрод тиристора 2, и он включится. На обмотку трансформатора 28 импульс не пройдет, так как диод 40 заперт напряжением,, поступающим через резистор 41 с анода выключенного тиристора 2. После включения тиристора 2 заряд конденсатора 14 будет происходить через левую часть потешшометра 13, резистор 11 и диод 34, так как диоды 34, 36 открываются, а диоды 33 и 35 запираются. Второй формируемый на резисторе 44 импульс поступит на управляющий злектрод тиристора 2 и через трансформатор 28 на управляющий электрод форсирующего тиристора 21. Последний включается. Через резистор 45 и цепь управления тиристора I, диод 20 и включившийся тиристор 21 проходит ток, вызывающий отпирание тиристора 1. Одновременно за счет перезаряда конденсатора 3 : тиристор 2 выключается. Для надежного выключения тиристора 2 необходимо, чтобы по:С1оянная времени контура, образованного обмоткой электромагнита 32 и конденсатором 3, была значительно больше длительности импульсов, возникающих на резисторе 44. СУ мотка электромагнита окажется подключенной, к источнику форсирующего напряжения: к шинам 16-17, напряжение между которы мн значительно превышает ее номинальное напряжение, и ток в ней быстро нарастает.

Через форсирующий тиристор 21 протекает двухполупериодный выпрямленный ток, и чтобы он удерживался во включенном состоянии на время, необходимое для форсировки включения электромагнита, параллельно тиристору 21 включен RC-контур, состоящий из резисторов 23, 24 и конденсатора 25. Конденсатор 25, разряжаясь через резисторы 23-24 и тиристор 21, удерживает его во включенном состоянии. После разряда конден-, Ю том сатора 25 тиристор 21 выключается и обмот ка электромагнита 32 оказывается подключенной через диоды 37, 15 и тиристор 1 к источнику номинального напряжения (шины 16, 6). Длительность подсоединения обмотки злек ромагнита к источнику форсирующего напряжения определяется постоянной времени ПСконтура, составленного резисторами 23-24 и ковденсатором 25, напряжением источника , 17) и током удержания тиристора 21. При включенном тиристоре 1 заряд конденсатора 14 происходит через правую часть потенциометра 13, резистор 12 и даод 35, поскольку диоды 33 и 35 открываются, а диоды 34 и 36 закрываются. Когда через ишервал времени, определяемый постоянной времени R С. контура, сосотавленного правой частью потенциометра 13, резистором 12 и конденсатором 14, сйова открывается трйсзис тор 4 и на резисторе 44 возникает импульс напряжения, он поступит только на управляющий электрод тиристора 2, так как диод 40 заперт напряжением, поступающим через резистор 41. При включении тиристора 2с I помощью коммутирующего конденсатора 3 отключается тиристор 1, и напряжши(г на выходе устройства рйижается до нуля, следог вательно, обмотка электромагнита обесточивается. В дальнейщем работа схемы пов оряется. Длительность включенного и отключенного состояния электромагнита огфедёляется соотнощением частей потенциометра 13 и резисторов И и 12. Для регулировки длительности периода импульсов предназначен подстроечный резистор 46. Уменьщение времени переключения злектромагнита при отключения осуществляется подключением на выход устройства встречно включеншлх диода 30 и ста билитрона 31. Для нормальной работы триггера и генератора, выполненного На транзисторе 4, Н(гобхода мо и питание осуществлять от источника постоянного тока, для снижения мрщноси фипь ра источника питания анод тиристора I подключается к его шине 5 через резистор 47, а для предотвращения разряда конденсатора

фильтра через обмотку отключенного элект х)магнита на другие параллельно подключенные потребители служит диод 37.

riocTOHJffloe включение или отключение злектромагнита может осуществляться подачей низкого потенциала на точки соединения диодов 33;..36, например, при помощи выключателей 42 и 43.

Устройство для управления злектромагниобеспечивает его автоматическое периодическое форсированное переключение с регулируемыми в широком диапазоне периодом и длительностью импульсов. Схема бесконтактна, обладает высокой выходной мощностью, обеспечивает форсирование режимов включения и отключения различных электромагнитных устройств: фрикционных муфт, клапанов и т.п., что во много раз повыщает их быстродействие и точность работы. Формула изобретения Устройство для управления электромагнитом, (Зэдержащее двухтиристорньгй триггер, подсоединенный к источнику постоянного тока, и генератор импульсов с ЯС-контуром в цепи эмиттера однопереходного транзистора, соединенного через конденсатор с одним из тиристоров триггера, отличающееся тем, что, с целью обеспечения периодического форсированного включения и отключения электромагнита с регулируемой скважностью переключения, оно дополнительно «жабжено форсирующим тиристором, разделительными диодами, резисторами, разделительным трансформатором, двумя источниками пульсирующего напряжения и вторым RC-коитуром, причем катод другого из тиристоров триггера через первый разделительный диод соединен с точкой соединения минуса первого н плюса второго источника пульсирующего напряжения, а управляющий зяектрод упомянутого тиристора соединен через резистор с катодом первого диода, анод которого через второй |разделительный диод и форсирующий тиристор подключен к минусу второго источника пульсирующего напряжения, параллельно анод катоду дополнительного тиристора через третий разделительный диод подключен второй RC-контур, подсоединенный через четвертый разделительный диод и резистор к общей точке соединения источника пульсирующего напряжений, управляющий электрод форсирующего тиристора через разделительный трансформатор подключен к выходу генератора, а плюс первого источника пулычрующего напряжения подключен к одному из выводов для подсоединения электромагнита, аноды тиристоров триггера соединены с котщенсатором первого RC-контура через встречно i включенные пятый, шестой, седьмой и boclМой разделительные диоды, и анод другого тиристора триггера через девятый разделиteльный диод подключен ко второму выводу для подсоединения электромагнита. Источни1ки информации, приня±ые во внлм ййе при экспертизе 1.Тиристоры . ТЬхннческий справочник), перевод с английского под ред. Лабунцова В. А. Обухова С. Г, Свиридова А. ф., изд. 2-е, доп., М., Энергия, 1971. с. 195, рис. 8-20. 2.Кублановский Я. С. Схема на чётырехслойных полупроводниковых приборах М Энергия. 1971, с. 37-38, рис 27