CS239531B1 - Zařízení pro ovládání elektromagnetů u okrouhlých (54) pletacích strojů, zejména maloprúměrových, řízených mikropočítačem - Google Patents

Abstract

Jedná se o zařízení pro ovládání elektromagnetů u okrouhlých pletacích strojů, zejména maloprúměrových, řízených mikropočítačem, umožňujícího přebuzení elektromagnetu pro urychlení přítahu jeho kotvy a následné zmenšení budicího proudu ve vinutí jeho cívky pro snížení ztrát na odporu vinuti, vyznačující se.tím, že k elektromagnetu je paralelně připojena dioda v závěrném směru a do série s ním je spojen elektronický spíhač, jehož řídicí elektroda je připojena na jeden z výstupů periferního obvodu mikropočítače, přičemž tento mikropočítač po přitažení kotvy elekrtomagnetu pomocí spínače periodicky přerušuje proud z napájecího zdroje do elektromagnetu.

Description

(⁵⁴) pletacích strojů, zejména maloprúměrových, řízených mikropočítačem

Jedná se o zařízení pro ovládání elektromagnetů u okrouhlých pletacích strojů, zejména maloprúměrových, řízených mikropočítačem, umožňujícího přebuzení elektromagnetu pro urychlení přítahu jeho kotvy a následné zmenšení budicího proudu ve vinutí jeho cívky pro snížení ztrát na odporu vinuti, vyznačující se.tím, že k elektromagnetu je paralelně připojena dioda v závěrném směru a do série s ním je spojen elektronický spíhač, jehož řídicí elektroda je připojena na jeden z výstupů periferního obvodu mikropočítače, přičemž tento mikropočítač po přitažení kotvy elekrtomagnetu pomocí spínače periodicky přerušuje proud z napájecího zdroje do elektromagnetu.

/ /

/ /

/ /

239 531

- 1 239 531

Vynález se týká zařízení pro ovládání elektromagnetů u okrouhlých pletacích strojů, zejména maloprůměrových, řízertfch mikropočítačem.

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 chladicí plochy a jejich vinutí se přehřívá. Vzniklé teplo nelze přitom ani dobře odvést do rámu pletacího stroje, nebolí 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.

Důsledkem relativně vysoké teploty vinutí elektromagnetu je rychlé stárnutí izolace vodičů a nebezpečí brzkého znehodnocení.

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.

S klesajícím proudem roste totiž doba buzení elektromagnetu a opožduje ae přitažení jeho kotvy. Je tedy snahou, aby byl proud do elektromagnetu po jeho připojení na zdroj co největší. Po přitažení kotvy může být pak proud již jen tak velký, aby stačil k vyvinutí takové přitažlivé síly na kotvu, aby neodpadla.

Zkrácení doby přítahu kotvy, dosažitelné zmenšením časové. konstanty indukční cívky elektromagnetu je poměrně, malé.

- 2 239 S31

Zař_azení 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.

Je známé zapojení, kde elektromagnet je ovládán elektronickým spínačem β ochrannou diodou. Elektromagnet ee 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. Doba sepnutí musí se rovnat alespoň době buzení a pohybu kotvy elektromagnetu· Elektromagnet je po tu dobu připojen na zvýšené napětí· Jakmile ae elektronický spínač rozepne, je elektromagnet napájen jen ze zdroje s nižším napětím.

Nevýhodou tohoto zapojení je, že potřebuje dva zdroje napětí a že každý elektromagnet potřebuje přídavný elektronický spínač s příslušným ovládacím obvodem.

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 prvního elektronického spínače vybije se částečně kondenzátor do elektromagnetu. Zrychlí s;e tím pří tah jeho kotvy. Jakmile napětí na kondenzátoru klesne na nižší 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 násle dující 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. Určitou nevýhodou je i to, že kondenzátory potřebné kapacity mají poměrně velké rozměry. V důsledku toho by se zvětšily des- 3 239 S31 ky spojů, na nichž je realizován mikropočítačový řídicí systém a vzrostly by i náklady na něj·

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. Tento odpor je současně nabíjecím odporem pro kondenzátor. Nevýhodou tohoto zapojení jsou relativně velké ztráty tepla na odporu. Při větším počtu takto zapojených elektromagnetů bylo by potřeba odvádět teplo na těchto odporech vzniklé pomocí chladicího ventilátoru.

Zařízení podle vynálezu klade si za cíl odstranit uvedené nedostatky stavu techniky.

Úkolem vynálezu je vytvořit takové zařízení, které by bylo rychlé, spolehlivé a výrobně jednoduché. ·

Úkol je vyřešen zařízením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k elektromagnetu je paralelně připojena dioda v závěrném směru a do série s ním je spojen transistorový spínač, jehož řídicí elektroda je připojena na jeden z výstupů periferního obvodu mikropočítače, kterýžto mikropočítač po přitažení kotvy elektromagnetu pomocí transistorového spínače periodicky přerušuje proud z napájecího zdroje do elektromagnetu.

Napájecí zdroj lze tudíž dimenzovat tak, aby byl elektromagnet bezprostředně po připojení na napájecí zdroj přebuzen a přitáhl tedy rychle kotvu a aby přesto nedocházelo k přehřívání cívky elektromagnetu, protože po přitažení kotvy teče do elektromagnetu podstatně menší proud.

Mikropočítač může tímto způsobem řídit proud i do několika elektromagnetů.

Další výhody a vý znaky vynálezu plynou z jeho popisu a z výkresu, kde značí obr. 1 schéma zapojení několika elektromagnetů ovládaných mikropočítačem a obr. 2 časový průběh proudu ve vinutí elektromagnetu.

V obr. 1 jsou akčními členy mikropočítačového řídicího systému elektromagnety 1. Ve schématu jsou nakresleny pro zjednodušení pouze tři. Paralelně k elektromagnetům 1 jsou připojeny v

- 4 239 531 závěrném směru diody 2. Do série s elektromagnety 1 jsou zápojeny elektronické spínače 2· Jako elektronické spínače 2 jsou po- užity spínací transistory. Na řídicí elektrody £ jsou připojeny omezovači odpory 2» spojující jé s výstupky 6 periferního obvodu 2· Periferní obvod 2 je. součástí řídicího systému 8. Mikropočítač 2 řídicího systému 8 je spojen s periferním obvodem 2 sběrnicemi 10. Sběrnice 10 jsou znázorněny obvyklým způsobem.

Druhé konce? elektromagnetů 1 jsou připojeny vodičem 11 na kladnou svorku zdroje 12 stejnosměrného proudu. Emitory spínacích transistorů 2 j^sou rovněž vzájemně pospojovány a jsou připojeny vodičem 13 na záporný pól zdroje 12 stejnosměrného proudu.

Činnost zapojení podle vynálezu lze. vysvětlit takto. Předpokládá se, že elektronický spínač 2 je právě sepnut. Proud I do elektromagnetu 1 začne přibližně exponenciálně růst tak, jak je to znázorněno na obr. 2 plnou čarou. V okamžiku t^ nabudí se elektromagnet 1 natolik, že se jeho kotva začne pohybovat. Úplně přitažena je v době t₂· Pohybem kotvy je způsobena v proudové charakteristice elektromagnetu 2 ^v časovém intervalu t^ až prodleva,, Pak zase proud I exponenciálně roste, až dosáhne ustálené velikosti I dané napětím zdroje 14 a odporem vinutí elektro —max magnetu 1.

Při rozpojení napájecího obvodu elektronickým spínačem 2 indukuje se ve vinutí elektromagnetu elektromotorická síla, která způsobí, že v obvodu pozůstávajícím z cívky elektromagnetu 1 a z diody 2 teče proud v čase exponenciálně klesající, který udržuje po nějakou dobu kotvu elektromagnetu v přitažené poloze. Jestliže by tedy elektronický spínač 2 např. v době t? rozepnul, bude- klesat tento proud podle křivky vyznačené v obr. 2 čárkovaně. V okamžiku označeném jako t^ začne kotva elektromagnetu odpadat. Pohybem kotvy indukuje se v cívce elektromagnetu tentokrát elektromotorická síla, která pokles proudu zpomalí. Kotva úplně odpadne v době t^. Pak již klesá proud v cívce plynule až do nuly.

Z obr. 2 je dále vidět, že při krátkodobém, periodickém přerušování napájecího obvodu elektronickým spínačem 2 má proud ve vinutí elektromagnetu průběh, znázorněný.zubatou křivkou_o Jeho střední hodnota I je podstatně nižší než ,1 „· Pro správnou funkci elektromagnetu je nutné, aby doba přerušení napájecího proudu

- 5 239 531

Δ t byla tak krátká, aby kotva elektromagnetu ještě držela, což lze. použitými elektronickými prvky zajistit. Pracují takto.

Má-li některý z elektromagnetů 1 vstoupit v činnost, vyšle řídicí systém 8 impuls na řídicí elektrodu 4 elektronického spínače 2» který má sepnout. Jakmile dotyčný elektronický spínač % sepne, začne téci do elektromagnetu 1 budicí proud. Po přitažení kotvy elektromagnetu JL rozepne mikropočítač elektronický spínač 2 a přeruší na okamžik přívod proudu do elektromagnetu 1 ze zdroje12. Kotva elektromagnetu 1 drží proudem indukovaným z magnetického pole jádra elektromagnetu 1. Než tento proud klesne pod přidrž nou hodnotu, čili než kotva elektromagnetu odpadne, sepne mikropočítač 8 znpvu elektronický spínač % ^a elektromagnetem 1 znovu počne protékat proud ze zdroje 14. Je však _Aznovu za okamžik mikropočítačem J3 přerušen a tak se popsaný děj opakuje v přesných časových intervalech.

Claims (1)

1. PREDMET VYNÁ L E Z U

   239 531

   Zařízení pro ovládání elektromagnetů u okrouhlých pletacích strojů, zejména mal©průměrových, řízených mikropočítačem, umožňující přebuzení elektromagnetu pro urychlení přítahu jeho kotvy a následné zmenšení budicího proudu ve vinutí jeho cívky, pro zmenšení ztrát na odporu vinutí, vyznačující ae tím, že k elektromagnetu (1) je paralelně připojena dioda (2) v závěrném směru a do série š ním je spojen elektronický spínač (3), jehož řídicí elektroda (4) je připojena na jeden z výstupů (6) periferního obvodu (7) mikropočítače (91, kterýžto mikropočítač (9) po přitažení kotvy elektromagnetu (1) pomocí elektronického spínače (3) periodicky přerušuje proud z napájecího zdroje (12) do elektromagnetu (1)·