CS239524B1

CS239524B1 - Apparatus for electromagnets control in round knitters namely amall-diametrs controlled by microcomputer

Info

Publication number: CS239524B1
Application number: CS832877A
Authority: CS
Inventors: Pavel Bucek
Original assignee: Pavel Bucek
Priority date: 1983-04-22
Filing date: 1983-04-22
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS287783A1

Abstract

Řešení se týká zařízení pro ovládání elektromagnetů u okrouhlých pletacích strojů, zejmena malogrůměrových, řízených mikropočítačem, umožňujících přeházení elektromagnetu pro urychlení přítahu jeho kotvy a následné zmenšení budicího proudu pro snížení ztrát odporem cívky elektromagnetu, vyznačující se tím, že jeden vývod elektromagnetu napájeného ze zdroje ^e spojen s elektronickým spínačem tvořeným tyristorem a druhý vývod elektromagnetu je spojen s pomocným transistorovým spínačem a je současně přemostěn diodou, přičemž řídicí elektroda elektronického spínače je připojena na jeden výstup periferního obvodu mikropočítače a řídicí elektroda pomocného tranzistorového spínače je připojena na druhý výstup periferního obvodu mikropočítače.The present invention relates to a device for controlling electromagnets in circular knitting machines, in particular a micro-computer controlled, allowing the electromagnet to be retracted to accelerate its anchor pull and consequently reduce the excitation current to reduce the resistance of the solenoid coil. e is connected to an electronic switch consisting of a thyristor and the other electromagnet output is coupled to an auxiliary transistor switch and is simultaneously bridged by a diode, wherein the control electrode of the electronic switch is connected to one output of the microcomputer peripheral circuit and the control electrode of the auxiliary transistor switch is connected to the second output of the microcomputer peripheral circuit .

Description

Vynález se týká zařízení pro ovládání elektromagnetů u okrouhlých pletacích strojů, zejména maloprůměrových, řízených mikropočítačem.The present invention relates to a device for controlling electromagnets in circular knitting machines, in particular small diameter, controlled by a microcomputer.

Elektromagnety sloužící pro ovládání vzorovacích zámků, vodičů nití apod., musí být umístěny v těsné blízkosti ovládaných částí, kde je nedostatek místa. Nelze je proto dostatečně dimenzovat, nelze na nich vytvořit potřebné chladieí plochy a jejich vinutí se přehřívá. Vzniklé teplo nelze přitom ani dobře odvést do rámu pletacího stroje, neboí pletací stroj se sám v místě., kde jsou na něj upevněny magnety ohřívá teplem z mechanických ztrát, vznikajících zejména třením jehel v drážkách jehelního válce.Electromagnets for controlling pattern locks, thread guides, etc. must be located in close proximity to the actuated parts where space is lacking. Therefore, they cannot be dimensioned sufficiently, they cannot create the necessary cooling surfaces and their winding is overheated. The heat produced cannot be dissipated well into the frame of the knitting machine, since the knitting machine itself heats up the heat from mechanical losses, in particular due to the friction of the needles in the grooves of the needle cylinder.

Důsledkem relativně vysoké teploty vinutí elektromagnetů je rychlé stárnutí izolace vodičů a nebezpečí brzkého znehodnocení.The relatively high temperature of the solenoid windings results in rapid aging of the insulation of the conductors and the risk of early degradation.

Přitom se navíc požaduje, aby elektromagnet pracoval s malým časovým zpožděním. Problém přehřívání vinutí elektromagnetů nelze proto řešit jednoduše snížením velikosti proudu přiváděného do vinutí elektromagnetů.In addition, the electromagnet is required to operate with a small time delay. Therefore, the problem of overheating of the electromagnet windings cannot be solved simply by reducing the amount of current supplied to the electromagnet windings.

S klesajícím proudem roste totiž doba buzení elektromagnetů a opož3uje se přitažení jeho kotvy. Je tedy snahou, aby byl proud do elektromagnetů po jeho připojení na zdroj co největší.As the current decreases, the excitation time of the electromagnets increases and its anchor is delayed. It is therefore an attempt to maximize the current to the electromagnets when it is connected to a power source.

Po přitažení kotvy může být pak proud již jen tak velký, aby Stačil li YJViliUtX takové přitažlivé síly na kotvu, aby neodpadla.After the anchor has been tightened, the current can then only be so high that if YJViliUtX suffices such an attractive force on the anchor that it does not fall off.

239 S24239 S24

Zkrácení doby přítahu kotvy, dosažitelné zmenšením časové konstanty indukční cívky elektromagnetu je poměrně malé. Zařazení derivačního RC-členu do přívodu proudu pro elektromagnet je, pokud se týká zkrácení doby přítahu kotvy sice velmi účinné, je však nevýhodné vzhledem ke ztrátám energie na odporu.The shortening of the armature retraction time, achievable by reducing the time constant of the induction coil of the electromagnet, is relatively small. The inclusion of a derivative RC-member in the current supply for the electromagnet is very effective in reducing the anchor-up time, but it is disadvantageous due to the loss of energy on the resistor.

Je známé zapojení, kde elektromagnet je ovládán elektronickým spínačem š ochrannou diodou. Elektromagnet se svým elektronickým spínačem je připojen na zdroj se svorkovým napětím přes diodu, zapojenou v propustném směru. Do uzlu mezi tuto diodu a elektromagnet je připojen druhý elektronický spínač, kterým lze připojit elektromagnet na přídavný zdroj o celkovém napětí vyšším než svorkové napětí. Při sepnutí elektronického spínače musí současně sepnout po určitou dobu i druhý elektronický spínač.It is known to connect the solenoid with an electronic switch with a protective diode. The solenoid with its electronic switch is connected to a source with a terminal voltage via a diode connected in the forward direction. A second electronic switch is connected to the node between this diode and the solenoid, by which the solenoid can be connected to an auxiliary power supply with a total voltage higher than the terminal voltage. When the electronic switch is closed, the second electronic switch must also close for a certain time.

Doba sepnutí tohoto spínače musí se rovnat' alespoň době buzení a pohybu kotvy elektromagnetu. Elektromagnet je po tu dobu připojen na zvýšené napětí. Jakmile ae druhý elektronický spínač rozepne, je elektromagnet napájen jen ze zdroje s nižším napětím.The switch-on time of this switch must be at least equal to the excitation and movement time of the electromagnet armature. The solenoid is then connected to an increased voltage. As soon as the second electronic switch opens, the solenoid is only powered from a lower voltage source.

Nevýhodou tohoto zapojení je, že potřebuje dva zdroje napětí a že každý elektromagnet potřebuje přídavný elektronický spínač s příslušným ovládacím obvodem.The disadvantage of this circuit is that it needs two voltage sources and that each solenoid needs an additional electronic switch with a corresponding control circuit.

V jiném známém zapojení druhý elektronický spínač odpadá. Pokud je v tomto případě první elektronický spínač elektromagnetu rozepnut, nabíjí se kondenzátor přes odpor na vyšší napětí. Po sepnutí elektronického spínače vybije se částečně kondenzátor do elektromagnetu. Zrychlí se tím přítah jeho kotvy. Jakmile napětí na kondenzátoru klesne na napětí zdroje, je elektromagnet napájen jen z tohoto zdroje o nižším napětí. Je tedy dosaženo žádaného zkrácení doby přítahu kotvy a malého ohřívání elektromagnetu v následující časové fázi jeho funkce, avšak zapojení má nevýhodu spočívající v tom, že po rozepnutí obvodu elektromagnetu může být tento znovu sepnut, až když se kondenzátor znovu nabije na napětí pomocného zdroje. Tato doba závisí na časové konstantě RC obvodu kondenzátoru a ta může být někdy delší než přestávka mezi vypnutím a novým zapnutím elektromagnetu. Navíc nevýhoda, spočívající v tom, že pro napájení elektromagnetu jsou potřeba dva zdroje, stále zůstává.In another known circuit, the second electronic switch is omitted. In this case, if the first electronic solenoid switch is open, the capacitor is charged to a higher voltage via a resistor. When the electronic switch is closed, the capacitor partially discharges into the electromagnet. This will speed up the pull of his anchor. As soon as the voltage on the capacitor drops to the voltage of the source, the solenoid is only supplied from that source with a lower voltage. Thus, the desired reduction of the armature on-time and low heating of the solenoid in the subsequent time phase of its operation is achieved, but the wiring has the disadvantage that after opening the solenoid circuit it can only be switched on again when the capacitor is charged again. This time depends on the time constant of the RC circuit of the capacitor, and this can sometimes be longer than the break between switching the solenoid off and on again. Moreover, the disadvantage that two sources are required to power the electromagnet remains.

- 3 239 524- 3 239 524

Určitou nevýhodou je i to, že kondenzátory potřebné kapacity mají poměrně velké rozměry. V důsledku toho by se zvětšily desky spojů, na nichž je realizován mikropočítačový řídicí systém a vzrostly by i náklady na něj.Another disadvantage is that the capacitors of the required capacity have relatively large dimensions. As a result, the circuit boards on which the microcomputer control system is implemented would be enlarged and the cost thereof would increase.

Další zapojení vystačí s jedním napájecím napětím. I v tomto případě je použit jako pomocný zdroj energie nabitý kondenzátor. Po sepnutí elektronického spínače vybije se kondenzátor do elektromagnetu, ale pak již do něj teče jen přídržný proud, nastavitelný odporem, zapojeným s elektromagnetem do série.Another connection is sufficient with one supply voltage. Again, a charged capacitor is used as an auxiliary power source. When the electronic switch is closed, the capacitor discharges into the solenoid, but then only the holding current, adjustable by the resistor connected in series, flows into it.

Tento odpor je současně nabíjecím odporem pro kondenzátor. Nevýhodou tohoto zapojení jsou relativně velké tepelné ztráty na odporu. Při větším počtu takto zapojených elektromagnetů bylo by potřeba odvádět teplo na těchto odporech vzniklé pomocí chladicího ventilátoru.This resistance is also a charging resistor for the capacitor. The disadvantage of this circuit is the relatively high heat loss on the resistor. With a larger number of electromagnets connected in this way, it would be necessary to dissipate the heat generated by the cooling fan.

Zařízení podle vynálezu klade si za cíl odstranit uvedené nedostatky stavu techniky.The device according to the invention aims to overcome these drawbacks of the prior art.

Úkolem vynálezu je vytvořit takové zařízení, které by bylo rychlé, spolehlivé a výrobně jednoduché.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide a device which is fast, reliable and simple to manufacture.

Úkol je vyřešen zařízením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jeden vývod elektromagnetu napájeného ze zdroje je spojen s elektronickým spínačem, tvořeným tyristorem a druhý vývod elektromagnetu je spojen s pomocným transistorovým spínačem a je současně přemostěn diodou, přičemž řídicí elektroda elektronického spínače je připojena na jeden výstup periferního obvodu mikropočítače a řídicí elektroda pomocného transistorového spínače je připojena na druhý výstup periferního obvodu mikropočítače.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a solenoid terminal connected to an electronic thyristor switch and a second solenoid terminal connected to an auxiliary transistor switch bridged by a diode, wherein the control electrode of the electronic switch is connected to one output of the microcomputer peripheral and the control electrode of the auxiliary transistor switch is connected to the other output of the microcomputer peripheral circuit.

Elektromagnet je tak napájen stejnosměrným pulsujícím proudem, jehož střední hodnota může být i několikrát menší než je hodnota ustáleného stejnosměrného proudu, daného napětím zdroje a odporem vinutí cívky elektromagnetu, který by do elektromagnetu tekl při jiném způsobu napájení. Z toho plyne, že napájecí zdroj lze nadimenzovat tak, aby byl elektromagnet bezprostředně po připojení na napájecí zdroj přebuzen a přitáhl tedy rychle svou kotvu a aby pře?sto nedocházelo k přehřívání jeho cívky, protože po přitažení kotvy teče do elektromagnetu podstatně menší proud, řízený mikropočítačem.The electromagnet is thus supplied with direct pulsing current, the mean value of which may be several times smaller than the value of steady direct current, given by the voltage of the source and the resistance of the coil winding of the electromagnet, which would flow into the electromagnet by another way of supply. This implies that the power supply can be dimensioned so that the electromagnet is immediately energized immediately after connection to the power supply, thus quickly pulling its armature and thus avoiding overheating of its coil, since substantially lower current, controlled by the armature, flows into the electromagnet. microcomputer.

- 4 239 524- 4,239,524

Mikropočítač může tímto způsobem řídit proud i do několika elektromagnetů.In this way, the microcomputer can control current to several electromagnets.

Další výhoda a význaky vynálezu vyplynou z popisu jeho příkladného provedení a z výkresů, kde obr. 1 představuje schéma zapojení několika elektromagnetů, ovládaných mikropočítačem a obr. 2 značí časový průběh proudu ve vinutí elektromagnetu.Further advantages and features of the invention will become apparent from the description of an exemplary embodiment thereof and from the drawings, wherein FIG. 1 represents a circuit diagram of a plurality of microcomputer-controlled electromagnets; and FIG. 2 shows the current waveform in the electromagnet winding.

V obr. 1 jsou akčními členy mikropočítačového řídicího systé mu elektromagnety 1. Ve schématu jsou pro názornost nakresleny pouze tři, může jich však být libovolný počet. Paralelně k elektromagnetům 1 jsou připojeny v závěrném směru diody 2. Do série s elektromagnety 1 jsou zapojeny elektronické spínače 2· ^v tomto,případě jsou jako elektronické spínače 2 použity tyriatory.In Fig. 1, the actuators of the microcomputer control system are electromagnets 1. In the diagram, only three are drawn for illustration, but may be any number. In parallel to the solenoids 1, diodes 2 are connected in the reverse direction. The electronic switches 2 are connected in series with the solenoids 1; ⁱⁿ this case, thyriators are used as the electronic switches 2.

Na řídicí elektrody 4 elektronických spínačů 2 tvořených tyristory jsou připojeny omezovači odpory 2t spojující je s výstupy 6 periferního obvodu 2· Periferní obvod 2 j® součástí mikropočítačového řídicího systému 8. Mikropočítač 2 řídicího systému 8 je spojen s periferním obvodem 1 sběrnicemi 10.Limiting resistors 2t are connected to the control electrodes 4 of the thyristor electronic switches 2 connecting them to the outputs 6 of the peripheral circuit 2. The peripheral circuit 2 is part of the microcomputer control system 8. The microcomputer 2 of the control system 8 is connected to the peripheral circuit 1 by buses 10.

Druhé konce elektromagnetů 1 jsou spolu propojeny společným vodičem 11, připojeným též na výstup 12 pomocného transistorového spínače 13. znázorněného pro jednoduchost jako jeden transistor. Vstup 18 pomocného transistorového spínače 13 je připojen na zdroj stejnosměrného proudu 2· Katody tyristorů jsou spolu pospojovány a vodičem 15 jaou připojeny na záporný pól napájecího zdroje 14. Na svorku 16 v řídicím obvodu pomocného transistorového spínače 13 je připojen jedním koncem omezovači odpor 17« Druhý jeho konec je připojen na jeden z výstupů 6 periferního obvodu 2· činnost zařízení pro ovládání elektromagnetů je následující. Pomocný trarisistorový spínač 13 je v sepnutém stavu. Po připojení elektromagnetu 1 na napájecí zdroj 14 elektronickým spínačem 2 roste proud I do elektromagnetu přibližně exponenciálně tak, jak je to znázorněno na obr. 2 plnou čarou. V okamžiku t^ nabudí se elektromagnet natolik, že se jeho kotva zacně pohybovat. Úplně přitažen je v době t₂« Pohybem kotvy je způsobena v proudové charakteristice elektromagnetu v časovém intervalu t^ až prodleva. Pak zase proud I exponenciálně roste, až dosáhne ustálené velikosti I___v, dané napětím napájecího zdroje 14 a **ΙΠαΧ , odporem vinutí elektromagnetu 1.The other ends of the electromagnets 1 are connected together by a common conductor 11, also connected to the output 12 of the auxiliary transistor switch 13, shown for simplicity as a single transistor. The input 18 of the auxiliary transistor switch 13 is connected to a direct current source 2. its end is connected to one of the outputs 6 of the peripheral circuit 2 · the operation of the electromagnet control device is as follows. The auxiliary trarisistor switch 13 is in the closed state. When the electromagnet 1 is connected to the power supply 14 by an electronic switch 2, the current I to the electromagnet increases approximately exponentially, as shown in solid line in FIG. At time t1, the electromagnet is energized so that its armature begins to move. Fully retracted at the time t ₂ «armature movement is caused in the flow characteristics of the electromagnet in the time interval t ^ to delay. Then again the current I increases exponentially until it reaches a steady I__ _in size, the voltage of the power supply 14 and ** ΙΠαΧ, electromagnet winding resistance first

- 5 239 524 •'i ' ,. .- 5 239 524 • 'i',. .

Při rozpojení napájecího obvodu pomocným transistorovým spínačem 13 indukuje se ve vinutí elektromagnetu 1 elektromotorická síla, která způsobí, že v obvodu, pozůstávajícím z cívky elektromagnetu 1 a z diody 2 teče proud exponenciálně klesající, který udržuje po určitou dobu kotvu elektromagnetu 1 v přitažené poloze. Jestliže by tedy pomocný transistorový spínač 13 např. v době t^ rozepnul, bude klesat tento proud podle křivky vyznačené v obr. 2 čárkovaně. V okamžiku označeném jako t^ začne kotva elektromagnetu 1 odpadat. Pohybem kotvy indukuje se v cívce elektromagnetu 1 tentokrát elektromotorické síla, která pokles proudu urychlí. Kotva úplně odpadne v době t^. Pak již klesá proud v cívce plynule až do nuly.When the supply circuit is switched off by the auxiliary transistor switch 13, an electromotive force is induced in the winding of the electromagnet 1, which causes the circuit consisting of the coil of the electromagnet 1 and the diode 2 to flow exponentially declining. Thus, if the auxiliary transistor switch 13, for example, opens at time t1, this current will decrease according to the curve shown in dashed lines in FIG. At the moment indicated by t 1, the armature of the electromagnet 1 starts to fall off. By moving the armature, an electromotive force is induced in the solenoid coil 1, this time accelerating the current drop. The anchor completely falls off at time t ^. Then the current in the coil drops continuously to zero.

Z obr. 2 je dále vidět, že při krátkodobém, periodickém přerušování napájecího obvodu pomocným transistorovým spínačem 13 má proud ve vinutí elektromagnetu 1 průběh znázorněný zubatou křivkou. Jeho střední hodnota I. je podstatně nižší než maximální hodnota 1^*., požadovaný efekt je dosažen. Pro správnou fúnkci elektromagnetu 1 je nutné, aby doba přerušení napájecího proudu Δ t byla tak krátká, aby kotva elektromagnetu 1 ještě držela, což lze použitými elektronickými prvky zajistit.It can further be seen from FIG. 2 that in the short-term, periodic interruption of the supply circuit by the auxiliary transistor switch 13, the current in the winding of the electromagnet 1 has a waveform represented by a jagged curve. Its mean value I is substantially lower than the maximum value 1 *, the desired effect is achieved. In order for the solenoid 1 to function properly, it is necessary that the interruption time of the supply current Δ t be so short that the armature of the solenoid 1 still holds, which can be ensured by the electronic elements used.

Má-li některý z elektromagnetů 1 vstoupit v činnost, zabezpečí řídicí mikropočítačový systém 8 sepnutí pomocného transistorového spínače 13 a současně vyšle krátký zapínací., impuls na řídicí elektrodu 4 tyristoru, který má sepnout. Jakmile dotyčný tyristor sepne, začne téci do elektromagnetu 1 budicí proud.If one of the solenoids 1 is to be actuated, the microcomputer control system 8 ensures the closing of the auxiliary transistor switch 13 and at the same time sends a short closing pulse to the control electrode 4 of the thyristor to be switched. As soon as the thyristor in question is energized, the excitation current begins to flow to the solenoid 1.

Při přitažení kotvy elektromagnetu 1 rozepne mikropočítač 2 pomocný transistorový spínač 13 a přeruší na okamžik přívod proudu do elektromagnetu 1 z napájecího zdroje 14. Tyristor rozepne, ale kotva elektromagnetu 1 drží proudem indukovaným z elektromagnetického pole jádra elektromagnetu Γ. Než tento proud klesne pod. přídržnou hodnotu, čili než kotva elektromagnetu 1 odpadne, sepne mikropočítač 2 znovu pomocný txensistorový spínač 13 a tyristor, elektromagnetem 1 znovu počne protékat proud z napájecího zdroje 14. Znovu je však za okamžik mikropočítačem 2 přerušen a tak se popsaný děj opakuje v přesných časových intervalech.When the armature of the solenoid 1 is tightened, the microcomputer 2 opens the auxiliary transistor switch 13 and briefly interrupts the power supply to the solenoid 1 from the power supply 14. The thyristor opens but the solenoid armature 1 holds the current induced from the electromagnetic field of the solenoid core Γ. Before this current drops below. then the auxiliary txensistor switch 13 and the thyristor are switched on again by the microcomputer 2, the current from the power supply 14 starts to flow again through the electromagnet 1, but again in a short time the microcomputer 2 is interrupted and so the described process repeats at exact intervals. .

Claims

P S E D Μ ΕT OF THE INVENTION

239 52Equipment for controlling electromagnets in circular knitting machines, in particular small-diameter, microcomputer-controlled, to overload the electromagnet to accelerate its anchor pressure and consequently reduce the excitation current to reduce losses by electromagnet coil resistance, characterized in that the day is (14) is. only with the electronic switch (3) formed by the thyristor and the second terminal of the electromagnet (1) is. is connected to the auxiliary transistor switch (13) and is simultaneously bridged by a diode (2), the electronic switch control electrode (3) being connected to one output (6) of the microcomputer (9) peripheral circuit (7) and the auxiliary transistor switch control electrode (13) ) is connected to the second output (6) of the peripheral circuit (7) of the microcomputer (9).