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

1

Изобретение относится к устройствам для управления электромагнитами и электромагнитными машинами с линейно перемещающимися рабочими органами - электромагнитными прессами, молотами и- др., применяемыми в машиностроении, строительстве, горном деле.

Известно устройство для управления электромагнитом, содержащее катушку электромагнита, блок управления, и реле времени.

Недостатком устройства является то, что управление током катушки производится по времени, независимо от режима работы электромагнита.

Известно также устройство для управления электромагнитом, содержащее катушку электромагнита и блок управления, подключенный к датчику положения рабочего органа, которым управляет электромагнит.

Недостатком устройства является невозможность регулировать режим работы электромагнита в зависимости от режима работы рабочего органа, что приводит к снижению КПД электромагнитного привода в целом.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для управления электромагнитом с линейно перемещающимся якорем, содержащее индуктивJ ную катушку электромагнита, подключенную к источнику питания через основной тиристор с блоком управления, вспомогательный тиристор, подключенный анодом через резистор к положительному полюсу источника питания и через конденсатор - к аноду 10 основного тиристора, а катодом - к отрицательному полюсу источника питания.

Недостатком устройства является его

недостаточно высокий КПД, так как блок

управления не позволяет изменять время

протекания тока в катушке электромагнита

в зависимости от его величины.

Цель изобретения - повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления электромагнитов 20 с линейно перемещающимся якорем, содержащее индуктивную катушку электромагнита, подключенную к источнику питания через основной тиристор с блоком управления, вспомогательный тиристор, подключенный

анодом через резистор к положительному полюсу источника питания и через конденсатор - к аноду основного тиристора, а катодом - к отрицательному полюсу источника питания, снабжено измерительным резистором, включенным последовательно в цепь питания индуктивной катушки, а блок управления снабжен элементом сравнения по напряжению с двумя входами, задатчиком уровня напряжения, инвертором дифференцирующей цепью и триггером с раздельным запуском, причем измерительный резистор подключен к одному из входов элемента сравнения, ко второму входу которого подключен выход задатчика уровня, а выход - через инвертор и дифференцирующую цепь соединен с одним из входов триггера, выход которого подключен к управляющему электроду основного тиристора.

На фиг. 1 приведен электромагнит, общий вид, и электрическая схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма режимов работы устройства для управления электромагнитом.

Схема устройства для управления электромагнита содержит индуктивную катущку 1, окруженную магнитопроводом 2 с якорем 3 и возвратной пружиной 4, основной тиристор 5, вход которого подключен к выходу блока управления, содержащего вспомогательный тиристор 6, резистор 7, конденсатор 8, источник 9 постоянного напряжения, измерительный резистор 10, элемент 11 сравнения, задатчик уровня напряжения - потенциометр 12, инвертор 13, дифференцирующую цепь 14, триггер 15 с раздельным запуском и кнопку 16 запуска.

На фиг. 2 приведены эпюры напряжений в характерных точках устройства. Начало рабочего цикла осуществляется замыканием кнопки 16 запуска. При этом на вход триггера 15 поступает импульс, переводящий триггер в такое положение, что на его выходе образуется потенциал, поступающий на управляющий электрод тиристора 5. Тиристор 5 оказывается в открытом состоянии и по цепи индуктивной катущки 1 течет ток. В момент трогания якоря 3 ток в катущке уменьшается до определенного значения, а затем при остановке якоря в конце рабочего хода увеличивается. На резисторе 10 ток преобразуется в напряжение той же формы. Изменение этого напряжения от времени изображено кривой 1 (фиг. 2 а). Это напряжение поступает на первый вход элемента 11 сравнения, на его второй вход поступает напряжение со средней точки потенциометра 12. Вращая ручку потенциометра, можно изменять величину этого напряжения (линия II на фиг. 2 а). В элементе сравнения происходит алгебраическое вычитание подаваемых напряжений с последующим усилением разности напряжений до уровня ограничения. Поэтому на выходе сравнивающего устройства наблюдается скачок напряжения в момент, когда напряжение на резисторе 10 превыщает напряжение на потенциометре 12 и обратный скачок, когда напряжение на резисторе 10 меньще напряжения на потенциометре (фиг. 2 б). Выходное напряжение элемента 11 сравнения через инвертор 13 и дифференцирующую цепь 14 поступает на второй вход триггера 15 (фиг. 2 в, г, д). Задний фронт этого напряжения переводит триггер в состояние, когда на выходе отсутствует напряжение, подаваемое на управляющий электрод тиристора 5 и подается управляющее напряжение

0 на тиристор 6. Это приводит к открыванию тиристора 6 и к появлению на аноде тиристора 5 кратковременного импульса отрицательного напряжения. Тиристор запирается и ток через индуктивную катущку 1, конденсатор 8, тиристор 6, источник 9 напряж.ения,

быстро уменьшается до нулевого значения, перезаряжая конденсатор 8. Таким образом, изменяя положение движка потенциометра 12 можно менять время протекания тока в индуктивной катущке.

0 Расщирение диапазона изменения кинетической энергии якоря дополнительно может осуществляться изменением напряжения источника 9. При увеличения напряжения источника 9 кривая 1 (фиг. 2) сдвигается вверх и влево, а при уменьше НИИ - вниз и вправо. При этом происходит изменение времени срабатывания триггера. Элемент сравнения может быть регенеративного типа, но в этом случае его выход должен быть связан со входом триггера 15,

- через элементы, вырабатывающие импульс переброса триггера в момент второго совпадения напряжений I и II (фиг. 2).

Устройство позволяет регулировать кинетическую энергию якоря в широком диапазоне путем изменения уровня напряжения

5 на выходе потенциометра 12 или изменением напряжения источника 9. При регулировке не происходит потерь энергии, что повышает КПД всего устройства. Кроме того, схема устройства позволяет управлять электрическими машинами различной мощности.

Формула изобретения

Устройство для управления электромагS нитом с линейно перемещающимся якорем, содержащее индуктивную катущку электромагнита, подключенную к источнику питания через основной тиристор с блоком управления, вспомогательный тиристор, подключенный анодом через резистор к положительному полюсу источника питания и через конденсатор - к аноду основного тиристора, а катодом - к отрицательному полюсу источника питания, отличающееся тем, что, с целью повыщения коэффициента полезного S действия, оно снабжено измерительным резистором, включенным последовательно в цепь питания индуктивной катушки, а блок управления снабжен элементом сравнения по напряжению с двумя входами, задатчиком уровня напряжения, инвертором, дифференцирующей цепью и триггером с раздельным запуском, причем измерительный резистор подключен к одному из входов элемента сравнения, ко второму входу которого подключен выход задатчика уровня, а выход - через инвертор и дифференцирующую цепь соединен с одним из входов триггера, выход которого подключен к управляющему электроду основного тиристора.

1

фие. ки

и

а

Фиг. 2.