CZ300564B6 - Zapojení pro napájení cívky elektromagnetu - Google Patents

Abstract

Základní zapojení pro napájení cívky (L) elektromagnetu je v obvodu elektrického mustku se dvema vetvemi, kde odpor (R) predstavuje odpor jejího vinutí. Jsou tu ctyri spínací prvky tvorené spínacími tranzistory (VT1, VT2, VT3 a VT4) a rekuperacními diodami (VD1, VD2, VD3 a VD4). Cívka (L) je zapojena mezi uzly (1 a 2) jednotlivých vetví obvodu elektrického mustku. Dále je tu snímací rezistor (3) zarazený mezi vedení (4) a spolecnou zem (GND) napojený na invertující vstup komparátoru (8) rídicího obvodu (5) elektrického mustku. Rídicí obvod (5) dále obsahuje první logické hradlo (6) typu AND s výstupem napojeným na vzhledem k uzlum (1, 2) diagonálne zapojené spínací tranzistory (VT1 a VT3) a druhé logické hradlo (7) typu AND s výstupem napojeným na rovnež diagonálne zapojené spínací tranzistory (VT2 a VT4). Na jedny vstupy hradel (6, 7) je napojen výstup z komparátoru (8).

Description

Zapojení pro napájení cívky elektromagnetu

Oblast techniky

Vynález se týká zapojení pro napájecí cívky elektromagnetu volicí páčky zařízení pro volbu jehel zejména na okrouhlém pletacím stroji pro výrobu ponožkového apod. zboží.

Stávající stav techniky

Na maloprůměrových pletacích strojích se používá pro vytváření vzorku na úpletu elektromagnetická volba jehel. Elektromagnet zařízení má volně pohyblivou kotvu se dvěma stabilními polohami - zapnuto, vypnuto. Kotva elektromagnetu je spřáhnuta s volicí páčkou, která svou polohou určuje, zda bude pletací jehla zvednuta do pracovní polohy nebo ne. Je známo zapojení elektromagnetu využívající pro jeho napájení jednoduchého elektrického můstku se dvěma spínacími prvky ovládanými řídicím obvodem povely od řídicího procesoru stroje. Volicí páčka se zapíná signálem s úrovní logické jedničky. Po zpracování invertorem je sestupnou hranou aktivován obvod referenčního napětí, který vytvoří pulz se dvěma napěťovými úrovněmi. Je to zapínací napětí určující velikost zapínacího proudu cívky, které se po přesunutí volicí páčky do pracovní polohy zmenší na úroveň přidržovacího napětí, které nastaví velikost proudu držícího volicí páčku v pracovní poloze. Řídicí obvod můstku svými logickými úrovněmi sepne spínací prvky a proud cívkou začne exponenciálně narůstat Velikost tohoto proudu je snímána rezístorem a je porovnávána s referenčním napětím. Převýší—li úbytek na snímacím rezistoru referenční napětí, pak se komparátor v řídicím obvodu překlopí a způsobí vypnutí spínacích prvků. Proud nyní začne cívkou exponenciálně klesat dokud se komparátor opět nepřeklopí. Tento cyklus se pořád dokola opakuje a udržuje tak v cívce konstantní proud daný poměrem referenčního napětí a odporem rezistoru. Po změně logické úrovně na vstupu pak dojde k trvalému vypnutí spínacích prvků v elektrickém můstku, proud cívkou klesne na nulu a pružinka vrátí kotvu elektromagnetu zpět do klidové polohy. V důsledku únavy materiálu a zejména po vniknutí oleje do elektromagnetu však dochází ke zpomalení odpadu kotvy, které způsobuje chybnou funkci stroje. Toto se odstraňuje jen velmi komplikovaným čistěním elektromagnetů nebo jejich výměnou za nové.

Úkolem vynálezu je odstranit tuto nevýhodu.

Podstata vynálezu

Vynález uvedenou nevýhodu odstraňuje tím, že cívka je zapojena v elektrickém můstku opatře40 ném dvěma spínacími prvky na každé větvi, kde jedny diagonálně uspořádané spínací prvky jsou napojeny na řídicí procesor stroje prostřednictvím řídicího obvodu přímo a druhé diagonálně uspořádané spínací prvky jsou na něj napojeny prostřednictvím řídicího obvodu a monostabílního klopného obvodu a invertoru.

Dále se vynález vyznačuje tím, že řídicí obvod obsahuje parní a druhé logické hradlo a komparátor zapojení na jedny vstupy prvního a druhého logického hradla, přičemž na druhý vstup prvního logického hradla je napojen řídicí procesor přímo a na druhý vstup druhého logického hradla je napojen monostabilní klopný obvod.

Dále je výhodné, že invertuj ící vstup komparátoru je napojen na snímací rezistor napětí elektrického můstku a jeho neinvertující vstup na výstup obvodu referenčního napětí jehož vstup je napojený na výstup invertoru a vstup monostabílního klopného obvodu.

- 1 CZ 300564 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je předveden na přiložených výkresech na nichž značí; obr. 1 blokové schéma zapojení 5 elektromagnetu, obr. 2 grafické znázornění průběhu veličin na jednotlivých propojeních schématu.

Příklady provedení vynálezu

Známý maloprůměrový pletací stroj pro výrobu ponožkového apod. zboží je opatřen elektromagnetickou páčkovou volbou jehel v jednotlivých pletacích systémech. Každá jednotlivá volicí packaje spřáhnuta s kotvou elektromagnetu, kteráje odpružena tak, že drží kotvu resp. volicí páčku v nepracovní poloze kdy nepřijde do styku s kolénkem stopru uloženého ve stejné axiální drážce jehelního válce jako pletací jehla.

Základní zapojení pro napájení cívky L elektromagnetu je v obvodu elektrického můstku se dvěma větvemi, kde odpor R představuje odpor jejího vinutí. Jsou tu čtyři spínací prvky tvořené spínacími tranzistory VT1, VT2, VT3 a VT4 a rekuperačními diodami VD1, VD2, VD3 a VD4.

Cívka L je zapojena mezi uzly i a 2 jednotlivých větví obvodu elektrického můstku. Dále je tu snímací rezístor 3 zařazený mezi vedení 4 a společnou zem GND napojený na invertuj ící vstup komparátoru 8 řídicího obvodu 5 elektrického můstku. Řídicí obvod 5 dále obsahuje první logické hradlo 6 typu AND s výstupem napojeným na vzhledem k uzlům 1, 2 diagonálně zapojené spínací tranzistory VT1 a VT3 a druhé logické hradlo 7 typu AND s výstupem napojeným na rovněž diagonálně zapojené spínací tranzistory VT2 a VT4. Na jedny vstupy hradel 6, 7 je napojen výstup z komparátoru 8. Na druhý vstup logického hradla 6 je napojen přímo řídicí procesor stroje, konkrétně je to provedeno napojením na INPUT svorku procesoru. Na druhý vstup logického hradla 7 je napojen výstup monostabilního klopného obvodu 9, který je napojený prostřednictvím invertoru 10 rovněž na INPUT svorku. Výstup z invertoru W je dále napojen na vstup obvodu J_1 referenčního napětí jehož výstup je napojen na druhý neinvertující vstup komparátoru 8 a jeho vstup na vstup monostabilního klopného obvodu 9.

Funkce výše popsaného zapojení je následující. Volicí páčka se zapíná do pracovní polohy přivedením signálu A (obr. 2) s úrovní logické jedníčky na INPUT svorku. V invertoru 10 je signál A přetvořen na signál B a s jeho sestupnou hranou je aktivován obvod 11 referenčního napětí. Tento obvod H vytvoří pul z C, který má dvě napěťové úrovně. Je to zapínací napětí určující velikost zapínacího proudu cívky L, které se po překlopení volicí páčky do pracovní polohy zmenší na druhou napěťovou úroveň na úroveň přidržovacího napětí. Přidržovací napětí nastavuje velikost proudu jež drží volicí páčku v pracovní poloze. Na výstupu logického hradla 6 řídicího obvodu 5 elektrického můstku vznikne signál D, který svou logickou úrovní sepne spínací tranzistory VT1 a VT3, takže proud charakterizovaný průběhem P ve směru šipky Sl cívkou L začne exponenciálně narůstat. Velikost tohoto proudu je snímána rezistorem 3 a komparátorem 8 je porovnávána s referenčním napětím. Převýší—1 ΐ úbytek napětí na snímacím rezistoru 3. velikost referenčního napětí, tak klesne na nulu a komparátor 8 se překlopí, jak je vidět na průběhu signálu D na jeho výstupu a tím se zablokují výstupy logických hradel 6 a 7 a vypnou se spínací tranzistory VT1 a VT3 to vše v závislosti na průběhu signálu D na výstupu z logického hradla 6 řídicího obvodu 5 elektrického můstku. Proud, jak vyjádřeno průběhem P, cívkou L začne nyní exponenciálně klesat dokud se komparátor 5 nepřeklopí a spínací tranzistory VT1 a VT3 se zase sepnou. Tento cyklus se pořád dokola opakuje a udržuje tak v cívce L konstantní proud dle průběhu P jehož velikost je dána poměrem referenčního napětí a odporu rezistoru 3.

Po změně logické úrovně signálu A, tedy v okamžiku vypnutí volby řídicím počítačem, vyprodukuje monostabilní klopný obvod 9 na svorce INPUT s nástupnou hranou signálu B pulz F v úrovni logické jedničky s délkou asi 700 ps. Na výstupu logického hradla 7 se objeví signál H na úrovni logické jedničky, který sepne spínací tranzistory VT2 a VT4 a logickou nulou je pak vypí-2CZ 300564 B6 ná. Na cívku L je připojeno napětí opačné polarity, které v cívce L vyvolá proud ve směru šipky S2 jež co do velikosti je stejný jako proud ve směru šipky SL Tento proud, po dobu trvání pulzu F, vytvoří magnetické pole opačného směru, které urychlí zánik magnetického pole vyvolaného proudem ve směru šipky Sl a uspíší tak odpadnutí kotvy od jádra cívky L. Tomu odpovídají průběhy signálů E, F a průběh P proudu po dobu pulzu E v úrovni logické jedničky.

Prvky v zapojení podle vynálezu, zejména spínací prvky, tedy diody a tranzistory, je možné nahradit technickými ekvivalenty. Na místě unipolámích tranzistorů použitých v elektrickém můstku je možné použít tranzistory bipolámí, samozřejmě po vhodné úpravě budicích obvodů.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zapojení pro napájení cívky (L) elektromagnetu volicí páčky zařízení pro volbu jehel zejména na okrouhlém pletacím stroji pro výrobu ponožkového apod. zboží, vyznačující se tím, že cívka (L) je zapojena v elektrickém můstku opatřeném dvěma spínacími prvky na kaž20 dé větvi, kde jedny diagonálně uspořádané spínací prvky jsou napojeny na řídicí procesor stroje prostřednictvím řídicího obvodu (5) přímo a druhé diagonálně uspořádané spínací prvky jsou na něj napojeny prostřednictvím řídicího obvodu (5) a monostabilního klopného obvodu (9) a invertoru (10).

   25
2. 2. Zapojení podle nároku 1, vyznačující se tím, že řídicí obvod (5) obsahuje první a druhé logické hradlo (6, 7) a komparátor (8) zapojený na jedny vstupy prvního a druhého logického hradla (6, 7), přičemž na druhý vstup prvního logického hradla (6) je napojen řídicí procesor přímo a na druhý vstup druhého logického hradla (7) je napojen monostabilní klopný obvod (9).
3. 3. Zapojení podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že invertuj ící vstup komparátoru (8) je napojen na snímací rezistor (3) napětí elektrického můstku a jeho neinvertující vstup na výstup obvodu (11) referenčního napětí, jehož vstup je napojený na výstup invertoru (10) a vstup monostabilního klopného obvodu (9).