RU160467U1 - ELECTROMAGNETIC DRIVE WINDING CURRENT CONTROL DEVICE WITH ANCHOR RETURNING AND ACCESSIBLE MOVEMENT - Google Patents

ELECTROMAGNETIC DRIVE WINDING CURRENT CONTROL DEVICE WITH ANCHOR RETURNING AND ACCESSIBLE MOVEMENT Download PDF

Info

Publication number
RU160467U1
RU160467U1 RU2015146047/07U RU2015146047U RU160467U1 RU 160467 U1 RU160467 U1 RU 160467U1 RU 2015146047/07 U RU2015146047/07 U RU 2015146047/07U RU 2015146047 U RU2015146047 U RU 2015146047U RU 160467 U1 RU160467 U1 RU 160467U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
windings
current
comparator
electromagnetic drive
control device
Prior art date
Application number
RU2015146047/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Леонидович Соловьев
Владимир Александрович Кондратьев
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
Priority to RU2015146047/07U priority Critical patent/RU160467U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU160467U1 publication Critical patent/RU160467U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Linear Motors (AREA)

Abstract

Устройство управления токами обмоток электромагнитного привода с возвратно-поступательным движением якоря, содержащее две цепочки из транзисторного ключа, датчика тока и обратного диода для каждой из двух обмоток, отличающееся тем, что в нем введена отрицательная обратная связь по разности токов в обмотках посредством дифференциального усилителя, выход которого подключен к инвертирующему входу компаратора, а входы - к датчикам тока, причем второй транзисторный ключ управляется компаратором через инвертор, а обратные диоды включены параллельно обмоткам соединенным последовательно с датчиками тока.A current control device for the windings of an electromagnetic drive with a reciprocating movement of the armature, containing two chains of a transistor switch, a current sensor and a reverse diode for each of the two windings, characterized in that negative feedback on the difference of currents in the windings is introduced through the differential amplifier, the output of which is connected to the inverting input of the comparator, and the inputs to current sensors, the second transistor switch being controlled by the comparator through the inverter, and the reverse diodes are switched on parallel to the windings connected in series with current sensors.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике, в частности к электромагнитным приводам (ЭП) постоянного тока с управляемым возвратно-поступательным движением рабочего органа и может быть использована для создания электромагнитных усилий, направленных в противоположные стороны, например, в таких устройствах, как золотниковые гидрораспределители или электромагнитные подшипники.The proposed utility model relates to electrical engineering, in particular to direct current electromagnetic drives (DC) with controlled reciprocating movement of the working body and can be used to create electromagnetic forces directed in opposite directions, for example, in devices such as spool valves or electromagnetic bearings.

Для управления величиной тока обмотки силовых электромагнитных преобразователей (ЭМП), известен ряд различных электронных устройств, например, патенты США 4381532, 4556926, 4764840, 4949215 и 5345181. Общим характерным признаком в этих устройствах служит использование транзистора, соединенного последовательно с обмоткой, источником напряжения и датчиком тока (резистором). Для защиты транзистора от перенапряжений параллельно обмотке подключен обратный диод. Напряжение на датчике-резисторе показывает, какой ток течет через обмотку ЭМП. Различия в устройствах управления транзистором обусловлены различиями в цели управления. Обычно необходимо управлять током через обмотку так, чтобы этот ток не превышал заданного значения, в противном случае соленоид выйдет из строя. Для управления усилием ЭМП в ЭП требуется устройства управления, обеспечивающее если не стабилизацию усилия на якоре, то хотя бы стабилизацию тока в обмотке.To control the magnitude of the current of the winding of power electromagnetic converters (EMFs), a number of different electronic devices are known, for example, US patents 4381532, 4556926, 4764840, 4949215 and 5345181. A common characteristic feature in these devices is the use of a transistor connected in series with the winding, a voltage source and current sensor (resistor). To protect the transistor against overvoltage, a reverse diode is connected in parallel with the winding. The voltage across the sensor resistor indicates how much current flows through the EMF coil. Differences in transistor control devices are due to differences in control objectives. Usually it is necessary to control the current through the winding so that this current does not exceed the set value, otherwise the solenoid will fail. To control the EMF force in the EM, a control device is required that provides, if not stabilization of the force at the armature, then at least stabilization of the current in the winding.

Также известно устройство управления токами обмоток электромагнитного привода с возвратно-поступательным движением якоря (патент США US 4546403 ((Switching driver with solenoid current proportional to an analog voltage»), являющееся прототипом предлагаемой полезной модели. Оно содержит последовательно соединенные источник питания (батарею), транзисторный ключ, обмотку и датчик тока (резистор). Для управления транзисторным ключом имеются компаратор с гистерезисом и одновибратор, формирующий длительность выключенного состояния ключа. Напряжение с датчика тока подается на инвертирующий вход компаратора. На неинвертирующий вход компаратора подается опорное напряжение. Замкнутый ключ приводит к нарастанию тока в обмотке. Когда напряжение на датчике тока превысит опорное напряжение, сигнал на выходе компаратора переключит транзисторный ключ в закрытое состояние и запустит одновибратор. Ток в обмотке начнет уменьшаться, протекая через обратный диод. Замыкание транзисторного ключа произойдет после срабатывания одновибратора.Also known is a current control device for windings of an electromagnetic drive with reciprocating armature (US Pat. No. 4,546,403 (Switching driver with solenoid current proportional to an analog voltage "), which is a prototype of the proposed utility model. It contains a series-connected power source (battery), a transistor switch, a winding and a current sensor (resistor). To control the transistor switch, there is a hysteresis comparator and a single-shot that forms the duration of the off state of the switch. The voltage from the current sensor is applied to and the comparator’s inverting input. The reference voltage is applied to the comparator non-inverting input. A closed key leads to an increase in the current in the winding. When the voltage at the current sensor exceeds the reference voltage, the signal at the comparator output switches the transistor switch to the closed state and starts the one-shot. The current in the winding starts to decrease, flowing through the reverse diode. Closing the transistor switch will occur after the operation of a single-shot.

Недостатком данного устройства является ограниченные функциональные возможности обеспечения импульсного режима со стабилизацией среднего значения тока в обмотке только одного ЭМП. Для ЭП необходимо использовать два ЭМП. Применение представленного выше схемотехнического решения для питания ЭП с двумя обмотками неприемлемо из-за того, что при перемещении якоря происходит различное изменение индуктивностей обмоток, а, следовательно, изменяются скорости увеличения и уменьшения токов и, соответственно, частоты следования импульсов тока и электромагнитного усилия. Это служит причиной появления биений в результирующем электромагнитном усилии при постоянном управляющем сигнале. Существенно, также, что усилия в ЭП определяются не абсолютными величинами токов в обмотках, а их разностью.The disadvantage of this device is the limited functionality of providing a pulse mode with stabilization of the average current value in the winding of only one EMF. For EF, two EMFs must be used. The application of the above circuitry to power two-winding electric motors with two windings is unacceptable due to the fact that when moving the armature there is a different change in the inductances of the windings, and, consequently, the rate of increase and decrease of currents and, accordingly, the pulse rate of current pulses and electromagnetic forces. This causes beats in the resulting electromagnetic force with a constant control signal. It is also significant that the efforts in the electric field are determined not by the absolute values of the currents in the windings, but by their difference.

Задачей (техническим результатом) предлагаемой полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства управления токами обмоток электромагнитного привода с возвратно-поступательным движением якоря, а также исключение возникновения биений в создаваемых ими электромагнитных усилиях при постоянном управляющем напряжении.The objective (technical result) of the proposed utility model is to expand the functionality of the current control device of the windings of an electromagnetic drive with reciprocating arm movement, as well as the elimination of beats in the electromagnetic forces created by them with a constant control voltage.

Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве управления токами обмоток электромагнитного привода с возвратно-поступательным движением якоря, содержащем две цепочки из транзисторного ключа, датчик тока и обратный диод для каждой из двух обмоток ведена отрицательная обратная связь по разности токов в обмотках посредством дифференциального усилителя, выход которого подключен к инвертирующему входу компаратора, а входы - к датчикам тока, причем второй транзисторный ключ управляется компаратором через инвертор, а обратные диоды включены параллельно обмоткам соединенным последовательно с датчиками тока.The task is achieved in that in the known device for controlling the currents of the windings of an electromagnetic drive with reciprocating armature containing two chains of a transistor switch, a current sensor and a reverse diode for each of the two windings, negative feedback on the difference of the currents in the windings through a differential amplifier the output of which is connected to the inverting input of the comparator, and the inputs to current sensors, the second transistor switch being controlled by the comparator through the inverter, and the inverse These diodes are connected in parallel with the windings connected in series with current sensors.

На чертеже приведена функциональная схема устройства управления токами обмоток электромагнитного привода.The drawing shows a functional diagram of a device for controlling the currents of the windings of an electromagnetic drive.

Предлагаемое устройство содержит: 1, 2 - обмотки; 3, 4 - датчики тока; 5, 6 - транзисторные ключи; 7, 8 - обратные диоды; 9 - дифференциальный усилитель; 10 - компаратор; 11 - инвертор.The proposed device contains: 1, 2 - windings; 3, 4 - current sensors; 5, 6 - transistor switches; 7, 8 - reverse diodes; 9 - differential amplifier; 10 - a comparator; 11 - inverter.

Устройство работает следующим образом. Логический сигнал с выхода компаратора 10 передается на транзисторный ключ 6, который при замыкании обеспечивает возрастание сигнала на выходе усилителя 9 и инвертирующем входе компаратора 10. Инвертор 11 обеспечивает поочередное замыкание транзисторных ключей 5, 6. Оба тока в обмотках 1, 2 и их разность, имеют пилообразную форму. При этом на выходе усилителя 9 обеспечивается пилообразный сигнал, пропорциональный разности токов. Верхняя точка этого сигнала определяется суммой управляющего сигнала Uy и гистерезисом компаратора 10, а нижняя - их разностью. Таким образом, обеспечивается стабилизация среднего значения разности токов в обмотках на уровне Uy. Величиной гистерезиса обусловлены пульсации разности токов, необходимые для возбуждения в ЭП вибрации якоря. Элементы устройства работают на одной частоте, что в соответствии с положениями теории колебаний исключает возможность возникновения биений.The device operates as follows. The logical signal from the output of the comparator 10 is transmitted to the transistor switch 6, which, when closed, provides an increase in the signal at the output of the amplifier 9 and the inverting input of the comparator 10. The inverter 11 provides alternating closure of the transistor switches 5, 6. Both currents in the windings 1, 2 and their difference, have a sawtooth shape. At the same time, a sawtooth signal proportional to the difference in currents is provided at the output of amplifier 9. The upper point of this signal is determined by the sum of the control signal U y and the hysteresis of the comparator 10, and the lower - by their difference. Thus, the stabilization of the average value of the difference of the currents in the windings at the level of U y is ensured. The magnitude of the hysteresis is determined by the ripple of the current difference necessary for the excitation of the armature vibration in the electric field. The elements of the device operate at the same frequency, which, in accordance with the provisions of the theory of oscillations, eliminates the possibility of beats.

Таким образом, техническим результатом является:Thus, the technical result is:

- расширение функциональных возможностей электромагнитного привода при выполнении его не только с одним, но и с двумя ЭМП, создание которого необходимо для обеспечения управляемого перемещения рабочего органа;- expanding the functionality of the electromagnetic drive when performing it not only with one, but also with two EMFs, the creation of which is necessary to ensure controlled movement of the working body;

- исключение биений в усилии, прикладываемом к рабочему органу управляемого электромагнитного привода, что улучшает качество его перемещения за счет стабилизации величины средней разности токов пропорционально управляющему напряжению и удешевляет средства управления.- the exclusion of beats in the force applied to the working body of a controlled electromagnetic drive, which improves the quality of its movement by stabilizing the average current difference in proportion to the control voltage and reduces the cost of control.

Claims (1)

Устройство управления токами обмоток электромагнитного привода с возвратно-поступательным движением якоря, содержащее две цепочки из транзисторного ключа, датчика тока и обратного диода для каждой из двух обмоток, отличающееся тем, что в нем введена отрицательная обратная связь по разности токов в обмотках посредством дифференциального усилителя, выход которого подключен к инвертирующему входу компаратора, а входы - к датчикам тока, причем второй транзисторный ключ управляется компаратором через инвертор, а обратные диоды включены параллельно обмоткам соединенным последовательно с датчиками тока.
Figure 00000001
A current control device for the windings of an electromagnetic drive with a reciprocating movement of the armature, containing two chains of a transistor switch, a current sensor and a reverse diode for each of the two windings, characterized in that negative feedback on the difference of currents in the windings is introduced through the differential amplifier, the output of which is connected to the inverting input of the comparator, and the inputs to current sensors, the second transistor switch being controlled by the comparator through the inverter, and the reverse diodes are switched on parallel to the windings connected in series with current sensors.
Figure 00000001
RU2015146047/07U 2015-10-26 2015-10-26 ELECTROMAGNETIC DRIVE WINDING CURRENT CONTROL DEVICE WITH ANCHOR RETURNING AND ACCESSIBLE MOVEMENT RU160467U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015146047/07U RU160467U1 (en) 2015-10-26 2015-10-26 ELECTROMAGNETIC DRIVE WINDING CURRENT CONTROL DEVICE WITH ANCHOR RETURNING AND ACCESSIBLE MOVEMENT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015146047/07U RU160467U1 (en) 2015-10-26 2015-10-26 ELECTROMAGNETIC DRIVE WINDING CURRENT CONTROL DEVICE WITH ANCHOR RETURNING AND ACCESSIBLE MOVEMENT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU160467U1 true RU160467U1 (en) 2016-03-20

Family

ID=55660887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015146047/07U RU160467U1 (en) 2015-10-26 2015-10-26 ELECTROMAGNETIC DRIVE WINDING CURRENT CONTROL DEVICE WITH ANCHOR RETURNING AND ACCESSIBLE MOVEMENT

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU160467U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI629867B (en) Systems and methods for sensing current through a low-side field effect transistor
ATE545982T1 (en) OPERATION OF A SYNCHRONOUS MOTOR THAT HAS A PERMANENT MAGNET ROTOR
CN106411193A (en) Method to control a switched reluctance motor
CN109247054A (en) Method and apparatus for the measurement of steady and effective stepper motor counter electromotive force
CN112020821A (en) Driving device for door opener
CN109312705A (en) The method that internal combustion engine is started by V belt translation formula starter generator
RU160467U1 (en) ELECTROMAGNETIC DRIVE WINDING CURRENT CONTROL DEVICE WITH ANCHOR RETURNING AND ACCESSIBLE MOVEMENT
JP2012077853A (en) Electromagnetic proportional valve drive control device
Bakibillah et al. Microcontroller based closed loop speed control of DC motor using PWM technique
DE102005016077A1 (en) Modulation method for bridge circuits, in particular for the control of DC motors
RU2568816C1 (en) Device to stabilise rotation frequency of single-phased commutator motor with enhanced reliability
RU2444838C1 (en) Device to stabilise rotation frequency of single-phased commutator motor
RU2487459C1 (en) Device to stabilise rotation frequency of single-phased commutator motor
Kapadiya et al. Study and implementation of dc drive using pic16f877a microcontroller
Chakrabarty et al. Bifurcation behavior & Co-existing attractor of PWM controlled DC drives
Mohammed Pulse width modulation for DC motor control based on LM324
EP3148078A1 (en) Integrated circuit for driving a solenoid
Fiene et al. Toward switching motor control
JP2006093410A (en) Solenoid driver
RU142953U1 (en) DIODE TRANSISTOR BRIDGE
Preeti et al. DC Drives: Microcontroller based control
WO2018132028A1 (en) Method of converting direct voltage into pulse voltage
RU159449U1 (en) ELECTRIC MACHINE CONTROL DEVICE
RU171595U1 (en) Vibration tool relay control device
RU2586251C2 (en) Method and reverse device for conversion of energy of magnetic field of ferromagnetic core into thermal or electrical energy