Изобретение отасхзитс к устройствам управлени и контрол работы различных электромагаитных механизмов, вл ющих с молотками, компрессорами, приводам клапанов, вентилей, заавижек и т.п., которые нахоц т широкое применение в различных отрасл х промышленности. Он преоназначено дл управлени электрома нитными механизмами и измерени скорости и перемещени кор электромагнитного механизма и, следовательно, мо жет быть использовано в системах регулировани этих величин указанЙых механизмов. Известно устройство контрол положени нкор и управлени электромагнит ным механизмом, в котором на крайних полюсах электромагнитного механизма устанавливают дополнительные измерительные катушки-датчики, на которые подают питание. В полости рабочих катушек-механизма при поочередном их включении перемещаетс корь. В момент 1шцхода намагниченного торца кор к полюсу под действием электромагнит ньк сил катушки в катушке-датчике наводитс сигнал, пропорциональный скорости цвижени кор . Этот сигнал используетс дл переключени рабочих катушек электромагнитного механизма, после чего 5гкорь начинает двигатьс в противоположном направлении С Однако конструкци электромагнитног механизма усложн етс за счет использовани дополнительных катушек. Кроме того, информаци о положении кор поступает только в дискретные моменты, что не позвол ет регистрировать весь процесс движени , и затрудн ет автомат ческое регулирование работы электромаг нитного механизма, снижает его функци ональные возможности. Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство контрол положени кор электромагнитного механизма, содержащее силовую и управл ющую части . Силова часть включает рабочие катушки силовых электромагнитов и перемещающийс возвратно-поступательный корь. Управл юща часть устройства содержит вспомогательный источник импульсов , ключи, полупроводниковый элемент и датчик тока в виде шунта на резисторе. Устройство, предназначенное дл контрол положени кор в процесс работы механизма, работает следующим образом. 1В рабочие катушки подают питающие импульсы тока, соадак цие им- пульсы электромагнитных сил, под дейстгеием которых перемешаетс корь. Дл контрол положени кор во врем отсутстви в катушке питакмцих импульсе тока в нее подают импульсы от дополнительного источника высокочастотных сигналов и контролируют токи высокой частоты в этой катушке, амплитуды которых обратно пропорционалы1ы индуктивности катушки, мен ющейс при перемещении кор С 2 3 . Применение высокочастотных импульсов обусловлено необходимостью разделени токов силовой цепи и измерительных сиг- налов. Такое решение требует дополнительного высокочастотного источника, что усложн ет устройство. Кроме того, при этом производитс дополнительный нагрев обмоточного провода и магнитопровода катушки токами высокой частоты, что снижает энергетические параметры электромагнитного механизма. Цель изобретени - повьшение эффективности управлени . Указанна цель достигаетс тем, что в устройство дл управлени движением электромагнитного механизма, содержащее вьшоды дл подключени ;, обмотки пр мого хода и выводы дл подключени обмотки обратного хода электромагнитного механизма, два датчика тока, два ключевых элемента, тиристоры, пороговый элемент , блок управлени и выводы дл подключени источника питани , причем выводы дл подключени обмотки пр мого хода включены последовательно с одним из датчиков тока, выводы дл подключени обмотки обратного хода включены последовательно с другим датчиком ка, кажда из последовательных плит через тиристоры соединены с вьюодами дл подключени источника питани , управл - кнцие электроды тиристоров соединены с выходами блока управлени , один из . входов каждого ключевого элемента сое- динен с одним из выводов дл подключени обмотки пр мого или обмотки обратного хода, введены элемент ИЛИ, усилитель с пам тью и интегратор, причем другой вход каждого ключевого элемента соединен соответственно с выходами одного и другого датчиков тока, выходы ключевых элементов соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу усилител с пам тью, соединенного своим выходом с входом интегратора, выход интегратора подключен к входу порогового элемента, выходы которого соединены с вхоаами блока управлени . Предлагаемое устройство позвол ет осуществить непрерывное слежение за скоростью и перемещением кор и управ л ть работой электромагнитного механиэ ма, что дает возможность создани гибких систем автоматического регулироваки механизмов, а следовательно, нагрев катушек и магнитопровода электромагнитного механизма высокочастотны ми импульсами тока, что повышает КПД электромагнитного механизма, и упрощаетс конструкци самого электромагнитнохх ) механизма за счет исключе- 1НИЯ индуктивных датчиков положени ЯКО р . На фиг. 1 представлена схема устрой ства контрол параметров и управлени движением электромагнитного механизма; на фиг. 2 - диаграммы его работы. Устройство содержит блок 1 управлени , включающий в себ источник пита ни , рабочие катушки электромагнитного механизма обратного хода 2 и пр мого хода 3. Полупроводнико рые управл емые элементы, например тиристоры 4-7 включаютс короткими импульсами, сфор мированными в блоке 1 управлени , а включаютс в момент спада тока катуше до нул при гашении пол катушек. Посл выключени пар тиристоров 4-5 и 6-7 катушки 2 и 3 соответственно отключаютс от блока 1 управлени . Датчики 8и 9 токов в цеп х катушек 2 и 3 включают токовые шунты 10 и 11, оптроны 12 и 13, усилители 14 и 15. Логические ключи 16 и 17 имеют по два входа, причем один вход у каждого запрещающий. Запрещающие входы ключе 16 и 17 соединены с датчиками тока, соответственно 8 и 9, другие входы клю чей подключены к катушкам. Выходы ло- гических ключей через схему ИЛИ 18 присоединены к усилителю 19с пам тью который в свою очередь св зан через интегратор 20 с пороговым устройст вом 21. Дл описани работы устройства примем , что рабоча часть кор - часть кор , наход ща с в данный момент в зоне включенной катушки, нерабоча часть кор - остальна часть кор . Нерабоча часть кор находитс в зоне обесточений катушки электромагнитного механизма. Работа устройства основана на известном влении электромагнитной индукции , а именно намагниченное ферромагнитное тело (им вл етс нерабоча часть кор ), перемеща сь в обесточенной катушке электромагнитного механиэМа , наводит в ней ЭДС, пропорциональную скорости движени кор . Приведенна схема предназначена дл контрол параметров и управлени Двухкатушечного электромагнитного механизма . Рассмотрим его работу на примере электромагнитного молотка. Пусть в на чальный момент времени корь (не показан ) после нанесени удара по инструменту движетс вверх под действием электромагнитных сип катушки 2 обратного хода. По катушке 2 обратного хода протекает ток i (фиг. 2б), поэтому на выходе датчика 8 тока есть напр жение , пропорциональное току, которое подаетс на запрещающий вход логического ключа 16, следовательно, напр же , ние катушки 2 не проходит через логический ключ, на выходе ключа 16 напр жение отсутствует. По катушке 3 пр мого хода ток не протекает, следовательно, тиристоры 6 и 7 разомкнуты и отсоедин ют катушку от блока 1 управлени . На выходе дат чика 9 тока напр жение равно нулю, а значит отсутствует запрещающий сигнал на входе ключа 17. Движущейс намагниченной нерабочей частью кор в катушке электромагнитного двигател 3 наводитс . -пх- Р°порциональна скорости его движени . Проход через логический ключ 17 и схему ИЛИ 18, эта ЭДС через усилитель 19 с пам тью поступает на измерительной схемы как сигнал, пропорциональный скорости цвижени кор и у (фиг. 2б). Интегриру напр жение U в блоке 20, получаем сигнал, пропорциональный ходу кор и г (фиг, 2 ). Когда напр жение и, буает равно некоторой величине, заранее установленной и определ ющей наибольшее перемещение кор под действием электромагнитных сил катушек в блоке 21, вырабатываетс сигнал U (фиг. 2 ), поступающий на вход блока 1 управлени . По этому сигналу производитс включение катушки 3 пр мого хода тиристорами 6 и 7 и выключение катуш- ки 2 обратного хода. Теперь на катушку 3 подаетс напр жение с блока 1 управлени . Якорь тормозитс и движетс вниз под действием электромагнитных сил ватушки пр мо го хода. По катушке 3 протб1(ает ток 1 (фиг. 2$), поэтому с датчика 9 на вход логического ключа 17 запретом поступа- ет напр жение, пропорциональное току, слеаова1ельно, выходное напр жение блок питани не проходит на выход логического ключа 17, а значит и на вькоа измерительной схемы через блок ИЛИ 18. Через блок-чжему питани , вход щую блок 1 управлени , происходит гашение магнитного пол катушки 2 обратного хода. После того, как ток в катушке 2 спа- дает до нул , снимаетс запрет с логического ключа 16, а тиристоры 4 и 5 отдслючают катушку от блока 1 питани . Намагниченна часть кор , перемеша сь в катушке 2 обратного хода, наводит в ней ЭДСЕр,, пропорциональную скорости его движени . Проход через ключ 16 логический и схему ИЛИ 18, эта ЭДС через усилитель 19 поступает на выход измерительной системы, как сигнал, пропорциональный скорюсти движени бойка и(фиг. 26), Интегриру сигнал и в блоке 20, получаем напр жение , пропорциональное ходу кор Ur (фиг. 21). Когда напр жение Uf- будет равйо заранее заданной величине, определ ющей положение кор в момент удара, в блоке 21 вырабатываетс сигнал Оц(фиг. 2 поступающий на вход блока 1 управле- ки . По этому сигналу производитс вклк чение катушки 2 обратного хода тиристорами 4 и 5 и выключение катушки 3 пр мого хода. На катушку обратного хода теперь подаетс напр жение. Якорь наносит удар по инструменту и движетс вверх под действием электромагнитных сил катуш- ки 2 обратного хода. По катушке 2 протекает ток 3 QJ (фиг. а5), поэтому с датчика 8 тока на вход логического ключа 16 запретом поступает напр жение, пропорциональное току, следовательно, выходное напр жени блока питани не проходит на выход клк ча 16, а значит - на вь1ход измерительной схемы через блок ИЛИ 18. Через схему блока питани происходит гашение магнитного пол катушки 3 пр мого хода. После того, как ток в катушке пр мого хода спадает до нул , сн маетс запрет с логического ключа 17, а тиристоры 6 и 7 отключают катушку 3 10 806 от блока питани . Намагниченна нерабо ча часть кор , перемеша сь в катуш ке 3 пр мого хода, наводит в ней Э/Ю Ерк пропорциональную скорости его движени . Проход через логический ключ и схему ИЛИ 18, эта ЭДС поступает на выход изме{ 1телЕШой системы как сигнал, пропортхиональный скорости движени бойка , цикл повтор етс (фиг. 20). В ннтервапах времени tppy, гпх происходит коммутаци токов катушек. За врем t.Q происходит гашение пол катушки обратного хода, а за врем i - пр мого хода. В эти интервалы времени протекают токи в обеих катушках, поэтому на запрещающие входы обоих логических ключей поступав т напр жение с датчиков тока. Логические ключи 16 и 17 закрыты. На выходе схемы ИЛИ 18, т.е. на входе усилител 19 с пам тью отсутствует напр жение. Длительность интервалов составл ет 3-5% времени цикла. За это врем скорость движени кор практически не измен етс , поскольку электромагнитные силы катушек во врем коммутационных процессов малы . Поэтому на указанных интервалах времени , t го у выходе усилител 19 с пам тью сохран етс посто нное напр жение, соответствующее значению скорости кор перед началом коммутации (фиг. 2в). Интегриру полученный сигнал О у получаем напр жение, пропорциональное перемещению кор иг(фиг. 2т-). В предлагаемом устройстве контрол и управлени электромагнитного молотка отсутствуют дополнительные элементы, устанавливаемые в электромагнитном молотке . Датчиками вл ютс сами обесточенные рабочие катушки. Тем самым упрошаетс конструкци электромагнитного механизма . При этом по сравнению с прототипом отсутствуют дополнительнью потери от высокочастотных импульсов, за счет чего обеспечиваетс повьпиение КПД механизма . Предлагаемое устройство контрол и управлени может быть использовано в любом электромагнитном механизме, содержащем не менее двух катушек, работающих не одновременно. Его использование позволит создавать системы регулировани и управлени электромагнитным приводом повышенной точности, например при создании электромагнитных штампов, процессов, вибровозбудителей и т.д.The invention relates to devices for controlling and controlling the operation of various electromagitic mechanisms, such as hammers, compressors, valve actuators, valves, locks, etc., which are widely used in various industries. It is designed to control electro-magnetic mechanisms and measure the speed and movement of the core of an electromagnetic mechanism and, therefore, can be used in systems for controlling these quantities of the specified mechanisms. A device is known for monitoring the position of the sensor and control of the electromagnetic mechanism, in which additional measuring coils-sensors are supplied to the extreme poles of the electromagnetic mechanism, to which power is supplied. In the cavity of the working coils mechanism, with their alternate switching on, measles moves. At the moment of a magnetized end of the core, a signal is induced to the pole under the action of the electromagnet of the coil forces in the sensor coil, which is proportional to the speed of the core. This signal is used to switch the working coils of the electromagnetic mechanism, after which the 5kcor begins to move in the opposite direction. However, the design of the electromagnetic mechanism is complicated by the use of additional coils. In addition, information about the position of the core arrives only at discrete moments, which does not allow to register the whole process of movement, and it is difficult for the automatic regulation of the operation of the electromagnetic mechanism, and reduces its functional capabilities. Closest to the present invention is a device for controlling the position of the core of the electromagnetic mechanism, which contains the power and control parts. The power part includes the working coils of the power electromagnets and the moving reciprocating measles. The control part of the device contains an auxiliary source of pulses, keys, a semiconductor element, and a shunt-type current sensor on a resistor. A device designed to control the position of the core in the process of operation of the mechanism works as follows. 1B, the working coils feed current pulses, coaxing the pulses of electromagnetic forces, under the action of which the measles are mixed. To control the position of the core during the absence of a coil in the current pulse, pulses are supplied from an additional source of high frequency signals and control the high frequency currents in this coil, the amplitudes of which are inversely proportional to the inductance of the C 2 3. The use of high-frequency pulses is due to the need to separate the currents of the power circuit and the measuring signals. This solution requires an additional high-frequency source, which complicates the device. In addition, this produces additional heating of the winding wire and the coil magnetic core by high-frequency currents, which reduces the energy parameters of the electromagnetic mechanism. The purpose of the invention is to increase management efficiency. This goal is achieved by the fact that a device for controlling the movement of an electromagnetic mechanism, containing outputs for connecting;, a forward winding and terminals for connecting a reverse winding of an electromagnetic mechanism, two current sensors, two key elements, thyristors, a threshold element, a control unit and terminals for connecting the power source, and terminals for connecting the forward turn winding are connected in series with one of the current sensors, terminals for connecting the reverse winding are connected However, with another sensor, each of the successive plates through the thyristors are connected to the switches for connecting the power source, control the electrodes of the thyristors are connected to the outputs of the control unit, one of them. the inputs of each key element is connected to one of the terminals for connecting the forward or reverse windings, an OR element, a memory amplifier and an integrator are introduced, the other input of each key element is connected to the outputs of one and the other current sensors, the outputs of the key elements are connected to the inputs of the OR element, the output of which is connected to the input of a memory amplifier connected by its output to the input of the integrator, the output of the integrator is connected to the input of the threshold element whose outputs are connected with control unit inputs. The proposed device allows continuous monitoring of the speed and movement of the core and control the operation of the electromagnetic mechanism, which makes it possible to create flexible systems for automatic adjustment of the mechanisms and, therefore, to heat the coils and the magnetic circuit of the electromagnetic mechanism by high-frequency current pulses, which increases the efficiency of the electromagnetic mechanism , and the design of the electromagnetic mechanism itself is simplified due to the exclusion of the inductive position sensors YAKR. FIG. 1 shows a diagram of a device for monitoring parameters and controlling the movement of an electromagnetic mechanism; in fig. 2 - diagrams of his work. The device contains a control unit 1, which includes a power source, operating coils of an electromagnetic mechanism of reverse stroke 2 and forward stroke 3. Semiconductor controllable elements, for example, thyristors 4-7, include short pulses, formed in control unit 1, and at the time of the current decline coil to zero when quenching the floor coils. After switching off the thyristor pairs 4-5 and 6-7, coils 2 and 3, respectively, are disconnected from control unit 1. Sensors 8 and 9 currents in the circuits of coils 2 and 3 include current shunts 10 and 11, optocouplers 12 and 13, amplifiers 14 and 15. Logical switches 16 and 17 each have two inputs, with one input for each inhibitory. The inhibit inputs of the key 16 and 17 are connected to current sensors, respectively, 8 and 9, the other inputs of the key are connected to the coils. The outputs of logical keys through the OR circuit 18 are connected to the memory amplifier 19c, which in turn is connected via the integrator 20 with the threshold device 21. To describe the operation of the device, we assume that the working part of the core is the part of the core that is currently in the zone of the included coil, the non-working part of the core - the rest of the core. The non-working part of the core is located in the de-energizing zone of the coil of the electromagnetic mechanism. The operation of the device is based on the well-known phenomenon of electromagnetic induction, namely, a magnetized ferromagnetic body (it is the inoperative part of the core), moving in a de-energized coil of the electromagnetic mechanism, induces an emf in it proportional to the speed of movement of the core. The diagram is designed to control the parameters and control of a two-coil electromagnetic mechanism. Consider his work on the example of an electromagnetic hammer. Let, at the initial time, the measles (not shown), after striking the tool, moves upward under the action of the electromagnetic coils 2 of the reverse stroke. A current i flows through the reverse coil 2 (Fig. 2b), so the output of current sensor 8 has a voltage proportional to the current that is applied to the inhibit input of the logic key 16, therefore, the voltage of coil 2 does not pass through the logical key At the output of the key 16, the voltage is absent. The current does not flow through the coil 3 of the forward stroke, therefore, the thyristors 6 and 7 are open and disconnect the coil from the control unit 1. At the output of the current sensor 9, the voltage is zero, which means there is no prohibiting signal at the input of the switch 17. The moving magnetized non-working part of the core in the coil of the electromagnetic motor 3 is induced. -px-P ° is proportional to the speed of its movement. Passing through the logical switch 17 and the OR circuit 18, this EMF through the amplifier 19 with memory goes to the measuring circuit as a signal proportional to the speed of core movement and y (Fig. 2b). Integrating the voltage U in block 20, we obtain a signal proportional to the course of the core and r (Fig 2). When the voltage and, buta is equal to a certain value, predetermined and determining the largest displacement of the core under the action of electromagnetic forces of the coils in block 21, a signal U is produced (Fig. 2), which is fed to the input of the control unit 1. This signal is used to turn on the coil 3 of the forward stroke by thyristors 6 and 7 and turn off the coil 2 of the reverse stroke. Now the coil 3 is energized from the control unit 1. The armature brakes and moves down under the action of the electromagnetic forces of the coil of the forward stroke. The coil 3 is protb1 (current 1 (fig. 2 $), therefore from the sensor 9 to the input of the logical key 17 the voltage proportional to the current is inhibited, therefore, the output voltage of the power supply unit does not pass to the output of the logical key 17, and This means that on the measuring circuit through the OR block 18. Through the power supply block, the incoming control block 1, the magnetic field of the coil 2 is reversed. After the current in the coil 2 drops to zero, the prohibition is removed from the logical key 16, and the thyristors 4 and 5 separate the coil from the power supply unit 1. We The lumped part of the core, mixed in the reverse coil 2, induces an EDSER in it proportional to the speed of its movement. The passage through the key 16 is logical and the OR circuit 18, this emf through the amplifier 19 enters the output of the measuring system as a signal proportional to the speed of movement striker and (fig. 26), integrating the signal in block 20, we obtain a voltage proportional to the course of the core Ur (fig. 21). When the voltage Uf is equal to a predetermined value that determines the position of the core at the moment of impact, in the block 21, an Oz signal is generated (FIG. 2 arriving at the input of the control unit 1. This signal is used to turn on the coil 2 of the reverse stroke by thyristors 4 and 5 and turn off the coil 3 of the forward stroke. The coil is now energized. The armature strikes the tool and moves upward under the action of the electromagnetic forces of the coil 2 of the reverse stroke. A current 3 QJ flows through coil 2 (fig. A5), so a voltage proportional to the current comes from the current sensor 8 to the input of the logic key 16, therefore, the output voltage of the power supply unit does not pass to the output of cluster 16, which means Connecting the measuring circuit through the OR 18 block. Through the power supply block circuit, the magnetic field of the coil 3 of the forward stroke is quenched. After the current in the forward coil drops to zero, the prohibition is removed from the logical key 17, and the thyristors 6 and 7 disconnect the coil 3 10 806 from the power supply. The magnetized non-working part of the core, mixing in the 3-way forward coil, induces an E / Yu Erk in it proportional to its speed of movement. Passing through the logical key and the OR circuit 18, this EMF is output from the {1 telebody system as a signal, the proportal speed of the striker, the cycle repeats (Fig. 20). In the non-time tppy, gph there is a switching of the coil currents. During the time t.Q, the field of the reverse coil is extinguished, and during the time i - the forward movement. At these time intervals, currents in both coils flow, so the voltage from current sensors is applied to the prohibiting inputs of both logical switches. Logical keys 16 and 17 are closed. The output circuit OR 18, i.e. There is no voltage at the input of the amplifier 19 with memory. The interval duration is 3-5% of the cycle time. During this time, the speed of movement of the core remains almost unchanged, since the electromagnetic forces of the coils during switching processes are small. Therefore, at the indicated time intervals, t th at the output of the memory amplifier 19, a constant voltage corresponding to the value of the speed of the core before the start of switching is maintained (Fig. 2c). Integrated received signal About y get the voltage proportional to the displacement of the core i (Fig. 2m-). In the proposed device for monitoring and controlling an electromagnetic hammer, there are no additional elements installed in the electromagnetic hammer. Sensors are themselves de-energized working coils. Thereby, the design of the electromagnetic mechanism is promoted. In this case, in comparison with the prototype, there is no additional loss from high-frequency pulses, due to which the efficiency of the mechanism is improved. The proposed monitoring and control unit can be used in any electromagnetic mechanism containing at least two coils not working simultaneously. Its use will allow the creation of systems for controlling and controlling an electromagnetic drive of enhanced accuracy, for example, when creating electromagnetic dies, processes, vibration exciters, etc.
-380djffrtf-380djffrtf
Q3vf.fQ3vf.f
J. J.
1one