PL216849B1

PL216849B1 - Control circuit for the electromechanical system

Info

Publication number: PL216849B1
Application number: PL387562A
Authority: PL
Inventors: Piotr Skrobotowicz
Original assignee: Skrobotowicz Piotr Auto Power Electronic
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2014-05-30
Also published as: PL387562A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest układ sterowania układem elektromechanicznym, w szczególności układami hamulcowymi, przekaźnikami, siłownikami elektromagnetycznymi, sprzęgłami elektromagnetycznymi i stycznikami.The subject of the invention is an electromechanical system control system, in particular braking systems, relays, electromagnetic actuators, electromagnetic clutches and contactors.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 210 061 jest układ do sterowania cewką, zwłaszcza cewką siłownika elektromagnetycznego, w którym cewka połączona jest z elementem załączającym. Wyjście prostownika połączone jest z wejściem stabilizatora napięcia i wejściem generatora impulsów z modulacją współczynnika wypełnienia impulsów, którego wyjście połączone jest z końcówką sterującą elementu załączającego. Wyjście stabilizatora napięcia połączone jest z wejściem zasilającym generator impulsów z modulacją współczynnika wypełnienia impulsów.Known from Polish patent specification No. 210 061 is a system for controlling a coil, in particular a coil of an electromagnetic actuator, in which the coil is connected to a switching element. The rectifier output is connected to the input of the voltage stabilizer and the input of the pulse generator with pulse duty modulation, the output of which is connected to the control terminal of the switching element. The output of the voltage stabilizer is connected to the input supplying the pulse generator with pulse duty modulation.

Znany układ, chociaż pozwala na szybkie i skuteczne zadziałanie siłownika elektromagnetycznego, stycznika, układu wykonawczego hamulcowego, nawet przy obniżonym napięciu sterującym, a także zapewnia w stanie trzymania mniejszy pobór prądu, to jednak wymaga dostosowania budowy cewki i rdzenia do rodzaju napięcia sterującego. Ponadto znany układ ogranicza zakres dopuszczalnych zmian napięcia sterującego, ze względu na pewność rozruchu i trzymania rdzenia, a także ogranicza sterowanie do napięcia przemiennego lub stałego.The known system, although it allows for a quick and effective operation of the electromagnetic actuator, contactor, brake actuator, even with a reduced control voltage, and also provides a lower power consumption in the holding state, it requires adapting the coil and core structure to the type of control voltage. Moreover, the known system limits the range of allowable changes in the control voltage, due to the reliability of the starting and holding of the core, and also limits the control to AC or DC voltage.

Istota układu sterowania układem elektromechanicznym według wynalazku polega na tym, że wyjście prostownika połączone jest z wejściem filtra tętnień, którego wyjście połączone jest z wejściem generatora impulsów z modulacją współczynnika wypełnienia impulsów i z jednym z wejść układu elektromechanicznego. Wyjście generatora z modulacją współczynnika wypełnienia impulsów połączone jest z wejściem układu sterującego, którego wyjście połączone jest z drugim wejściem układu elektromechanicznego. Korzystnie jest, gdy na wejściu prostownika włączony jest filtr przeciwzakłóceniowy. Korzystnie jest, gdy jako filtr tętnień stosowany jest kondensator. Korzystnie jest także, gdy układ szeregowego połączenia kondensatora i rezystora połączony jest równolegle z diodą i równolegle z cewką układu elektromechanicznego.The essence of the control system of the electromechanical system according to the invention is that the rectifier output is connected to the input of the ripple filter, the output of which is connected to the input of the pulse generator with pulse duty modulation and one of the inputs of the electromechanical system. The generator output with pulse duty modulation is connected to the control system input, the output of which is connected to the second input of the electromechanical system. Preferably, an anti-interference filter is switched on at the rectifier input. Preferably, a capacitor is used as the ripple filter. It is also advantageous if the series connection of the capacitor and the resistor is connected in parallel with the diode and in parallel with the coil of the electromechanical system.

W układzie sterowania układem elektromechanicznym według wynalazku zastosowanie filtra tętnień pozwala na zastosowanie rdzenia wykonanego z jednolitego materiału, co w konsekwencji zapewnia nie tylko znaczne zmniejszenie wymiarów tego układu, ale i na znaczne obniżenie kosztów jego wykonania. Filtr przeciwzakłóceniowy uniemożliwia przedostawanie się zakłóceń z układu sterowania do obwodu napięcia sterującego. Układ szeregowego połączenia kondensatora z rezystorem połączony równolegle z diodą i z cewką układu elektromechanicznego zabezpiecza układ sterowania według wynalazku przed skutkami przepięć w układzie elektromechanicznym.In the control system of the electromechanical system according to the invention, the use of a ripple filter allows the use of a core made of a homogeneous material, which consequently ensures not only a significant reduction in the dimensions of this system, but also a significant reduction in its production costs. The anti-interference filter prevents the interference from the control system to the control voltage circuit. The system of series connection of the capacitor with the resistor, connected in parallel with the diode and with the coil of the electromechanical system, protects the control system according to the invention against the effects of overvoltages in the electromechanical system.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania objaśniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu sterowania układem elektromechanicznym, a fig. 2 przedstawia przebiegi czasowe napięć i prądów w układzie sterowania układem elektromechanicznym.The subject of the invention in an exemplary embodiment is explained in the drawing, in which Fig. 1 shows a diagram of the control system of the electromechanical system, and Fig. 2 shows the time courses of voltages and currents in the control system of the electromechanical system.

Wejściem sterującym układu według wynalazku jest wejście filtra przeciwzakłóceniowego FPZ, do którego podawane jest napięcie sterujące Uwe. Napięcie z wyjścia filtra przeciwzakłóceniowego FPZ podawane jest do wejścia prostownika PR. Napięcie podane do prostownika PR zamieniane jest na zmienne napięcie jednokierunkowe o określonej polaryzacji w przypadku, gdy napięciem sterującym jest napięcie przemienne lub zamieniane jest na napięcie stałe o określonej polaryzacji, gdy napięciem sterującym jest napięcie stałe. Napięcie z wyjścia prostownika PR podawane jest do kondensatora jako filtra tętnień FT. Napięcie z wyjścia filtra tętnień FT podawane jest do jednego z wejść układu elektromechanicznego U-EM i do wejścia generatora impulsów z modulacją współczynnika wypełnienia impulsów G-MSI. Z wyjścia generatora impulsów z modulacją współczynnika wypełnienia impulsów G-MSI impulsy napięciowe o szerokości tw zmieniającej się w zależności od chwilowej wartości napięcia na wyjściu filtra tętnień FT w taki sposób, że im większa wartość napięcia tym węższe impulsy i im mniejsza wartość chwilowa napięcia, tym szersze impulsy, podawane są do wejścia układu sterującego US. Amplituda i czas trwania tw impulsów prądu IC płynących przez cewkę L zależne są od chwilowej wartości napięcia sterującego cewką L układu elektromechanicznego UE-M. Układ szeregowo połączonego kondensatora C i rezystora R połączony jest równolegle z diodą D i równolegle z cewką L układu elektromechanicznego UE-M, przy czym katoda diody D połączona jest z wyjściem filtra tętnień FT.The control input of the system according to the invention is the input of the anti-interference filter FPZ, to which the control voltage Uwe is applied. The voltage from the output of the FPZ anti-interference filter is fed to the input of the PR rectifier. The voltage supplied to the PR rectifier is converted into unidirectional alternating voltage with a specific polarity in the case when the control voltage is alternating voltage or it is converted into direct voltage with a specific polarity when the control voltage is a direct voltage. The voltage from the output of the PR rectifier is fed to the capacitor as a FT ripple filter. The voltage from the output of the FT ripple filter is supplied to one of the inputs of the U-EM electromechanical system and to the input of the pulse generator with duty cycle modulation G-MSI. From the output of the pulse generator with pulse duty modulation G-MSI, voltage pulses with a width tw varying depending on the instantaneous voltage value at the output of the FT ripple filter in such a way that the higher the voltage value, the narrower the pulses and the lower the instantaneous voltage value, the wider pulses are fed to the input of the US control system. The amplitude and duration t of the current pulses IC flowing through the coil L depend on the instantaneous value of the voltage driving the coil L of the electromechanical system UE-M. The series-connected capacitor C and resistor R are connected in parallel with the diode D and in parallel with the coil L of the electromechanical system UE-M, with the cathode of the diode D connected to the output of the ripple filter FT.

Claims

Patent claims

1. An electromechanical system control system including a rectifier and a pulse generator with pulse duty modulation, characterized in that the rectifier output (PR) is connected to the input of the ripple filter (FT), the output of which is connected to the input of the pulse generator pulse generator ( G-MSI) and one of the inputs of the electromechanical system (UE-M), and the output of the generator with pulse duty modulation (G-MSI) is connected to the input of the control system (US), and its output is connected to the second input of the electromechanical system ( UE-M).

2. The control system according to claim The method of claim 1, characterized in that an anti-interference filter (FPZ) is connected at the input of the rectifier.

3. The control system according to claim The method of claim 1, wherein a capacitor is used as the ripple (FT) filter.

4. The control system as claimed in claim The process of claim 1, characterized in that the circuit of series connection of the capacitor (C) and the resistor (R) is connected in parallel with the diode (D) and in parallel with the coil (L) of the electromechanical system (UE-M).