Устройство для управления двухобмоточным электромагнитом Советский патент 1980 года по МПК H01F7/18 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано во внешних устройствах электронно-вычислительных машин для преобразования электромагнитной энергии в механическую.

Известно устройство, содержашее двухсторонний электромагнит, коммутаторы, инверторы и управляюший вход. При этом с каждой из двух обмоток электромагнита соединяется два коммутатора, а с входом одного из коммутаторов каждой обмотки - выход одного из инверторов. Вход каждого инвертора соединяется с управляюшйм входом 1.

Недостатком устройства является то, что его конструкцией предусмотрено нарастание управляюшего тока в обмотках электромагнита, обладаюших значительной индуктивностью, в момент включения от нуля до номинальной величины и спад в момент выключения от номинальной величины до нуля, что обусловливает низкое быстродействие устройства.

Известно также устройство для управления двухобмоточны.м электромагнитом, содержаш,ее четыре коммутатора, попарно подключенных к обмоткам электромагнита и к

источнику питания, а управляюшие входы коммутаторов подключены к источнику управляюшего сигнала через логический блок. Логический блок включает в себя два инвертора и блок задержки 2j. - Однако в устройстве не предусмотрена . фиксация исходного состояния электромагнита, в результате чего при подаче питающих напряжений в устройство са.мопроизвольно фиксируется любое начальное положение якоря электромагнита, из-за чего сни10 жается стабильность работы.

Кроме того, устройство потребляет значительное количество электроэнергии, сложно в наладке из-за необходимости подбора оптимальных токов включения и удержания для обеспечения стабильной работы изделий.

15

Цель изобретения - повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для управления двухобмоточным электро.магнитом логический блок выполнен 20 на двух формирователях и четырех элементах И, И-НЕ, выходы трех из которых подключены ко входам коммутаторов, а четвертый элемент И, И-НЕ подсоединен ко второму и третьему элементам И, И-НЕ, причем вход первого формирователя подключен к четвертому элементу И, И-НЕ, выход этого формирователя соединен со входами второго и третьего элементов И, И-НЕ, а ко входу четвертого элемента И, И-НЕ подключены источник управляющего сигнала и второй формирователь, выход которого подключен к первому элементу И,И-НЕ. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы электромагнита. Устройство содержит электромагнит 1, состоящий из первой обмотки 2 выключения и второй обмотки 3 включения. Обмотка 2 выключения соединена с выходами первого коммутатора 4 и второго коммутатора 5. Вход второго ком.мутатора 5 подключен к прямому выходу логического элемента И, И-НЕ 6, один вход которого соединен с прямы.м выходом формирователя 7, второйс инверсным выходом логического элемента И, И-НЕ 8. Прямой выход логического элемента 8 подключен к входу формирователя 7 и одному из входов логического элемента И, И-НЕ 9. Второй вход логическо о элемента 9 связан с прямым выходом формирователя 7. Инверсный выход логического элемента 9 соединен с входом первого коммутатора 4. Обмотка 3 включения связана с выходами третьего коммутатора 10 и четвертого коммутатора 11. Вход третьего коммутатора 10 подключен к прямому выходу логического элемента 9. Вход четвертого коммутатора 11 соединен с прямым выходом логического элемента И, И-НЕ 12, один вход которого связан с инверсным выходом логического элемента б, второй - с инверсным выходом формирователя 13. Инверсный выход формирователя 13 подключен также к входу логического элемента 8. Четыре логических блока И, И-НЕ 6,8, 9,. 12 и два формирователя 7, 13 образуют логический блок 14. Кроме того, вход логического элемента 8 соединен с источником 15 управления. Ко входам 16 и 17 подключен источник питания обмоток 2 и 3 электромагнита 1. Устройство работает следующим образо.м. При включении напряжения питания запускается формирователь 13. С его выхода импульс отрицательной полярности поступает на вход логического элемента 8 и, независимо от того, .какой сигнал приходит при включении питания на управляющий вход 15, обеспечивает отрицательный уровень на прямом выходе логического элемента 8. Отрицательный уровень напряжения с прямого выхода элемента 8 поступает на вход элемента 9 и инвертируется. Положительный уровень с инверсного выхода элемента 9 включает первый коммутатор 4. Одновременно отрицательный сигнал с выхода формирователя 13 поступает на вход элемента 12 и низким уровнем напряжения с его прямого выхода запрещает включение четвертого коммутатора 11 на время работы формирователя 13. При включении напряжения питания на прямом выходе формирователя 7 имеется низкий уровень напряжения, который поступает на входы логических элементов 6 и 9 и обеспечивает отрицательный уровень на их прямых выходах, запрещая вKv ючение второго и четвертого коммутаторов 5 и П. На инверсных выходах элементов 6 и 9 имеет место высокий уровень напряжения. Таким образом, в момент вк.1ючения электропитания через об.мотку 2 выключения протекает ток удержания через первый коммутатор 4, при этом ток в обмотке 3 включения отсутствует.По окончании работы формирователя 13 на его инверсном выходе и на входе логического элемента 12 появляется высокий уровень напряжения, который разрешает включение четвертого коммутатора 11 положительным уровнем напряжения с инверсного выхода логического элемента 6. Следовательно, в выключенно.м состоянии электромагнита 1 в об.мотках 2 выключения и 3 включения протекают заранее заданные одинаковые по величине токи удержания через первый и четвертый коммутаторы 4 и И. При этом якорь удерживается у сердечника, на котором находится обмотка 2 выключения. В выключенном положении электромагнита 1 в установившемся состоянии на управляюще.м входе 15 имеется низкий уроBefib напряжения. Е1ри включении электромагнита 1 на управляющем входе 15и на одном из в.ходов логического элемента 8 появляется высокий уровень напряжения. На второй вход эле.мента 8 подается также высокий уровень напряжения с инверсного выхода формирователя 13. С прямого выхода элемента 8 высокий уровень напряжения запускает фор.мирователь 7, на прямом выходе которого и на первых входах элементов 6 и 9 устанавливается высокий уровень напряжения. На второй вход элемента 9 поступает высокий уровень напряжения с выхода элемента 8. С прямого выхода элемента 9 высокий уровень напряжения включает третий коммутатор 10. С инверсного выхода элеMetiTa 9 отрицательный уровень напряжения выключает первый коммутатор 4. На второй в.ход элемента 6 поступает отрицательный уровень напряжения с инверсного выхода элемента 8. С пря.мого выхода элемента 6 низкий уровень напряжения запрещает включение второго ко.ммутатора 5. С инверсного выхода элемента 6 поступает высокий уровень напряжения на один из входов логического элемента 12, на втором входе которого имеется также высокий уровень напряжения с выхода формирователя 13. С прямого выхода элемента 12 высокий уровень напряжения держит четвертый коммутатор 11 включенным. Таким образом, на время включения электромагнита включается третий коммутатор 10 и выключается первый коммутатор 4, при этом четвертый коммутатор 11 остается включенным, а второй коммутатор 5 - выключенным. В обмотке 2 выключения ток уменьшается до нуля. А в обмотке 3 включения ток нарастает от тока удержания до некоторой величины, равной сумме токов, протекающих через третий и четвертый коммутаторы 10 и 11. Происходит переключение якоря суммарным током электромагнита 1 от обмотки 2 выключения к обмотке 3 включения. Через некоторое время на выходе формирователя 7 появляется низкий уровень напряжения. Сигнал поступает на входы логических элементов 6 и 9. С инверсного выхода элемента 9 высокий уровень напряжения включает первый коммутатор 4. С прямого выхода элемента 9 низкий уровень напряжения выключает третий коммутатор 10. С прямого выхода элемента 6 низкий уровень напряжения удерживает второй коммутатор 5 в выключенном состоянии. С инверсного выхода элемента 6 высокий уровень напряжения поступает на вход логического элемента 12, на второй вход которого, подается высокий уровень напряжения с выхода формирователя 13, и удерживает включенным четвертый коммутатор И. Следовательно, в обмотке 3 включения ток уменьшается до величины, равной току удержания, протекающему через четвертый ко.ммутатор 11. Ток в обмотке 2 выключения равен току удержания, протекающему через первый коммутатор 4. Токи удержания по величине остаются неизменными. Якорь при этом удерживается у обмотки 3 включения. Выключение электромагнита 1 происходит при появлении низкого уровня напряжения на управляющем входе 15, с управляющего входа которого сигнал поступает на вход элемента 8 и с прямого выхода элемента 8 запускает формирователь 7. На прямом выходе формирователя 7 появляется высокий уровень напряжения, который поступает на первые входы логических элементов 6 и 9. На второй вход элемента 9 поступает низкий уровень напряжения с прямого выхода элемента 8. С инверсного выхода элемента 9 высокий уровень напряжения удерживает первьш коммутатор 4 включенным. С прямого выхода элемента 9 низкий уровень запрещает включение третьего коммутатора 10. На второй вход элемента 6 поступает высокий уровень напряжения с инверсного выхода элемента 8. С прямого выхода элемента 6 высокий уровень напряжения включает второй коммутатор 5. С инверсного выхода элемента 6 низкий уровень напряжения подается на вход элемента 12 и с прямого его выхода выключает четвертый коммутатор 11. Таким образом, на время выключения электромагнита 1 через обмотку 2 выключения протекает ток, по величине равный сумме тока удержания и тока включения, протекающих через первый и, второй коммутаторы 4 и 5. Ток в обмотке 3 включения отсутствует. Происходит переключение якоря от обмотки 3 включения к обмотке 2 выключения. Через некоторое время на выходе формирователя 7 появляется низкий уровень напряжения, который поступает на входы логических элементов б и 9. Высокий уровень напряжения с инверсного выхода элемента 9 удерживает первый коммутатор 4 включенным, низкий уровень напряжения с прямого выхода элемента 9 запрещает включение третьего коммутатора 10. Кроме того, низкий уровень напряжения с прямого выхода элемента 6 выключает второй коммутатор 5. Высокий уровень напряжения с инверсного выхода элемента 6 поступает на вход элемента 12, на второй вход подается высокий уровень с выхода формирователя 13 и включает четвертый коммутатор 11. Следовательно, в выключенно.м состоянии электромагнита 1 в обмотке 2 выключения протекает ток удержания через первый коммутатор 4, а в обмотке 3 включения - ток удержания через четвертый коммутатор ц. При этом якорь удерживается у обмотки 2 выключения. Таким образом, в момент включения питающих напряжений на время работы формирователя 13 запрещается включение второго коммутатора 5, третьего коммутатора 10 и четвертого коммутатора 11 и разрешается включение первого коммутатора 4. Это приводит к тому, что в обмотке 2 выключения протекает ток удержания через первый ко.ммутатор 4, при этом электромагнит 1 устанавливается в исходное выключенное состояние. Путем фиксации исходного состояния электромагнита 1 при включении питания исключается возможность самопроизвольного запуска устройств, в которых применяется предлагаемое устройство, что повыщает надежность. Формула изобретения Устройство для управления двухобмоточным электромагнитом, содержащее четыре коммутатора, попарно подключенные к обмоткам электромагнита и к источнику питания, а управляющие входы коммутаторов подключены к источнику управляющего сигнала через логический блок, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, логический блок выполнен на двух формиро7

вателях и четырех элементах И, И-НЕ, выходы трех из которых подключены ко входам коммутаторов, а четвертый элемент И, И-НЕ подсоединен ко второму и третьему элементам И, И-НЕ, причем вход первого формирователя подключен к четвертому элементу И, И-НЕ, выход этого формирователя соединен со входами второго и третьего элементов И, И-НЕ, а ко входу четвертого элемента И, И-НЕ подключены источник

8

управляющего сигнала и второй формирователь, выход которого подключен к первому элементу И, И-НЕ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Великобритации № 962722, кл. Н 1 Р, 1962;

2.Авторское свидетельство СССР № 538341, кл. Н 01 F 7/18, 1972.

Одмотка Ьык1юченч9

(2)

flj6.

и 1уд..

0§MOtnKQ

ЬкАЮчения ()

Ji-Iyd I«M.