Устройство для управления электромагнитами Советский патент 1982 года по МПК H01H47/32 

( УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТАМИ

1

Изобретение относится к телегра- , фии, а именно к устройствам для привода электромагнитов печатающей головки при распечатке информации.

Известны схемы управления электромагнитами, например устройства, в которых для привода электромагнитов используются транзисторы, подключенные к источнику питания последовательно с обмоткой электромагнита Q .

Известны также схемы управления электромагнитами в которых применена форсировка электромагнитов 3j и }.

Недостатками известных устройств is является то, что при закрывании транзисторного ключа ЭДС самоиндукции обмотки электромагнита суммируется с напряжением источника питания и прикладывается к электродам транзис- ю тора. В некоторых схемах управления обмотка электромагнита зашунтирована диодом в обратном направлении относительно источника питания. В этом случае ЭДС самоиндукции, замыкаясь через диод, значительно затягивает время отпускания электромагнита и вызывает дополнительный нагрев области. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее полупроводниковые ключи, силовые электроды которых включены последовательно с обмотками электромагнитов в цепь питания, источник управляющего сигнала, два транзистора, диоды, соединенные с силовыми электродами полупроводниковых ключей, стабилитрон, включенные последовательно с обмотками электромагнитов датчики тока, подключенные через схему ИЛИ к пороговому органу, схемы совпадения, первые входы которых подключены к источнику управляющего сигнала, а вторые входы - к выходу порогового органа, дополнительный элемент ИЛИ, входы которого подключены к источнику управляющего сигнала, а выход подключен к базе первого транзистора, коллек39тор которого соединен с базой второго транзистора, эмиттерно-коллектормая цепь которого включена параллельно стабилитрону, включенному последовательно с диодом в цепь источника питания 5 }. Недостатком этого устройства является невысокой КПД из-за рассеяния запасной энергии в магнитном поле электромагнитов на стабилитроне и недостаточная надежность в результате суммирования ЭДС с змоиндукции обмотки с напряжением источника питания, которая прикладывается к электродам ключей. Целью изобретения является повышение КПД и надежности устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство для управления элек ромагнитами, содержащее полупроводниковый ключ, один .из силовых элект родов которого соединен с одной из клемм для подключения источника питания, другой силовой электрод подключен к точке соединения одной из клемм для подключения обмоток электромагнитов и одного из электродов диода, управляющий электрод полупроводникового ключа соединен с выходом схемы совпадения, пороговый орган, выход которого соединен с одним из входов схемы совпадения, а вход подключен к выходу одного из логических элементов ИЛИ, датчики тока, одни из выводов которых соединены с входами одной из логических элементов ИЛИ, а другие выводы объединены и соединены с другой клеммой для подключения источника питания, другой логиче кий элемент ИЛИ, входы которого соединены с входами устройства, введены дополнительные полупроводниковые клю чи и дополнительные диоды, одни из электродов дополнительных диодов объединены .и подключены к одной из клемм для подключения источника пита ния, другие электроды дополнительных диодов подключены к точкам соединени других клемм для подключения обмоток электромагнитов и одних из силовых электродов дополнительных полупровод никовых ключей, другие силовые элект роды дополнительных полупроводниковы ключей соединены с одними из выводов датчиков тока, управляющие электроды дополнительных полупроводниковых клю чей подключена к входам устройства, .причем другой электрод диода соедине с другой клеммой для подключения ис5точника питания, а выход другого лоИЛИ соединен с гического элемента другим входом схемы совпадения. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит полупроводниковый ключ, выполненный на транзисторе 1 и управляемый схемой совпадения 2, который включен между одной из клемм для подключения источника питания и выводами электромагнитов 3, которые соединены через диод k с другой клеммой для подключения источника питания; Другие выводы электромагнитов 3 соединены с дополнительными полупроводниковыми ключами, выполненными на тра(нзисторах 5 и с дополнительными диодами 6. Между транзисторами 5 и другой клеммой источника питания включены датчики тока 7 подключенные через логический элемент ИЛИ 8 ко входу порогового органа 9. Первый вход схемы срвпадения 2 через другой логический элемент ИЛИ 10 соединен с входами уст ройства 11. Второй вход схемы совпадения 2 соединен с выходом порогового органа. Принцип действия предлагаемого устройства сводится к следующему. В исходном состоянии, при отсутствии управляющих сигналов на входах устройства 11, на первый вход схемы совпадения и на транзисторы 5 сигнал не поступает и транзисторы 5 закрыты. Ток через датчики тока 7 отсутствует. Напряжение на входе порогового органа 9 близко к нулю и с его выхода на второй вход схемы совпадения 2 поступает разрешающий сигнал. При появлении хотя бы на одном из входов устройства II сигнала последний, поступая через элемент ИЛИ 10 на первый вход схемы совпадения 2, открывает транзистор 1 и соответствующий транзистор 5, подключая требуемую обмотку электромагнитов 3 к источнику питания. Ток через обмотки электромагнитов 3 нарастает по экспоненциальному закону, и при достижении им заданной величины сигнал, поступающий с датчиков тока 7 через схему ИЛИ 8 на пороговый орган 9, вызывает его срабатывание. При этом на второй вход схемы совпадения 2 подается запрещающий сигнал и она закрывает транзистор 1, отключая тем самым обмотки электромагнитов 3 от источника питания. Но ток 8 электромагнитах за счет ЭДС самоиндукции сохраняется, проходя через диод k, датчики тока 7 и открыты транзисторы 5Когда величина тока через обмотки падает ниже заданного значения (опре деляёмого шириной петли гистерезиса порогового органа), он возвращается в исходное состояние и разрешает работу схемы совпадения 2. Так как управляющий сигнал присут ствует на первом входе схемы совпаде ния 2, то транзистор 1 снова открыва ется и описанный процесс повторяется поддерживая в обмотках заданное значение тока, пока на шинах источника управляющего сигнала присутствует сигнал. . . После окончания действия управляю щих сигналов транзисторы 1 и 5 закры ваются. В этом случае ток самоиндукции проходит через диоды 4 и 6 и энергия, запасенная в магнитном поле электромагнита, отдается источнику питания. Повышение КПД достигается за счет того, что энергия, запасенная-в Mai- нитном поле электромагнитов, после окончания токового импульса не рассеивается в тепло, как в известных устройствах, а возвращается в питающий источник. Повышение надежности достигается тем, что напряжение на электродах силовых транзисторов во всех режимах не превышает величины питакмцего напряжения. Если в известном устройстве напряжение на транзисторах достигает 60 В, то в предлагаемом устройстве оно не превышает 30 В при сохранении быстродействия электромагнитов. Формула изобретения Устройство для управления электро магнитами, -содержащее полупроводнико вый ключ, один из силовых электродов которого соединен с одной из клемм для подключения источника питания, другой силовой электрод подключен к точке соединения одной из клемм для подключения обмоток электромагнитов и одного из электродов диода, управ5 6 ляющий электрод полупроводникового ключа соединен с выходом схемы совпадения , пороговый орган, выход которого соединен с одним из входов схемы совпадения, а вход подключен к выходу одного из логических элементов ИЛИ,датчики тока,одни из выводов которых соединены с входами одного из логических элементов ИЛИ, а другие выводы объединены и соединены с другой клеммой для подключения источника питания, другой логический элемент ИЛИ, входы которогр соединены с входами устройства,отличающеес я тем, что, с целью повышения КПД и надежности, в него введены дополнительные полупроводниковые ключи и дополнительные диоды, одни из электродов дополнительных диодов объединены и подключены к одной из клемм для подключения источника питания, электроды дополнительных диодов подключены к точкам соединения других клемм для подключения обмоток электромагнитов и одних из силовых электродов дополнительных полупроводниковых ключей, другие силовые электг роды дополнительных полупроводниковых ключей соединены с одними из выводов датчиков тока, управляющие электроды дополнительных полупроводниковых ключей подключены к входам устройства, причем другой электрод диода соединен с другой клеммой для подклю - ен .я источника питания, а выход другого логического элемента ИЛИ соединен с другим входом схемы совпадения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Коц Б.Э. Транзисторный переключатель в схеме выключения электромагнита. - Приборы и схемы управления, 1968, № 6. 2.Нитдеев Ю.Е. Схема для увеличения начёшьного тягового усилия электромагнита. - Электричество , 1 9бЗ ,№4 . 3.Заявка ФРГ № 251512i«, кл; В W j 7/84. А. Патент США If 3519893, кл. Н 01 Н 7/:52, 1970. 5. Авторское-свидетельство СССР № 828257 по заявке № 2787598, кл. Н 01 Н «7/32, 25.06.79.