SU1282224A1 - Устройство дл управлени электромагнитом посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электро- аппаратостроению. Цель изобретени  состоит в повышении надежности работы электромагнита. Дл  этого в устройство дл  управлени  электромагнитом введены блок 5 контрол  среднего напр жени  обмотки электромагнита и формирователь 3 тока. Форсированное включение электромагнита обеспечиваетс  тем, что импульсы, управл ющие го 12 и 15 JL ./ W работой блока 1 питани , формируютс  управл емым генератором 2 импульсов с последовательно увеличивающимис  интервалами. В предлагаемом устройстве осуществл етс  контроль за.величиной среднего напр жени  на обмотке 6 электромагнита. При его отклонении в режиме -удержани  от номинального значени , например, вследствие колебаний питающего напр жени , происходит за счет обратной св зи по напр жению соответствующа  корректировка момента по влени  импульса на выходе управл емого генератора 2 импульсов . Тем самым измен етс  фаза по влени  потенциала на управл емом положительном полюсе 16 управл емого блока 1,питани , что обеспечивает стабилизацию напр жени , прикладываемого к обмотке электромагнита в режиме удержани , и стабилизацию тем самым , тока удержани . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л тро- боты м и е ваие а 17 25 1чЭ 00 to ю ю

Description

Изобретение относитс  к электро- аппаратостроению и может быть использовано дл  форсиров нного включени  электромагнитных устройств, в частности дл  управлени  тормозными системами двигателей- со встроенными электромеханическими тормозами.

Цель изобретени  - повышение надежности работы электромагнита за счет обеспечени  стабилизации тока удержани .

На фиг. 1 изобра;кена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - принципиальна  схема устройства при однополупериодном выпр млении питающего напр жени ; на фиг. 3 конструкци  управл емого блока питани  при двухполупериодном выпр млении

питающего напр лсени . 1

Устройство содержит управл емый блок 1 питани , управл емый генерато 2 импульсов, формирователь 3 тока, фазосдвигающую цепь 4, блок 5 контрол  среднего напр жени  обмотки 6 электромагнита, стабилитрон 7, диод 8, резистор 9, выводы 10 и 11 дл  подключени  обмотки б электромагнита и выводы 12 и 13 дл  подключени  источника питани . Отрицательный полюс 14 блока 1 соединен с анодом диода 8 и с выводом 10 дл  подключени  обмотки 6 электромагнита. Другой вывод 11 соединен с катодом диода Вис анодо стабилитрона 7, катод которого через резистор 9 соединен с положительным полюсом 15 блока 1, Положительный управл емый полюс 16 блока 1 соединен с выводом 11 дл  подключени  обмотки 6 электромагнита. Входные зажимы 17 и 18 ге нератора 2 импульсов подключены параллельно стабилитрону 7, а выход 19 генератора 2, подключен к входу 20 блока 1. Блок 5 контрол  среднего напр жени  обмотки 6 электромагнита подключеп своими входными зажимами 21 и 22 к выводам 10 и 11, а его выход 23 подключен к входу 24 формировател  3 тока.Вход 24 через фазосдвигающее устройство 4 соединен с анодом стабилитрона 7. Другой вход 25 формировател  тока 3 подключен к катоду стабилитрона 7, а его.выход 26 подключен к управл ющему входу 27 генератора 2.

Управл емьй генератор 2 импульсов содержит нуль-орган, выполненный в виде эквивалента двухбазового диода (однопереходного транзистора) на дву

O

транзисторах 28 и 29 разного типа проводимости, через резистора 30-33 и конденсатор 34.

Формирователь 3 тока выполнен в виде отражател  тока и содержит два идентичных транзистора 35 и 36, два резистора 37 и 38 и конденсатор 39, причем резистор 38 имеет сопротивление , большее по величине сопротивлс5

ни  резистора 37. База транзистора 35, соединенна  с коллектором и базой транзистора 36, образует вход 24 фор- .мировател  3 тока. Другой вход 25 образуют эмиттеры транзисторов 35 и 36, соединенные между собой соответственно через резисторы 37 и 38. Выход 26 формировател  3 тока образован коллектором транзистора 35. Конденсатор 39 подключен одной об- кладкой ко входу 25, а другой - к базе транзистора 36 и предназначен дл  повьшени  стабильности работы формировател  3 тока путем снижени  вли ни  паразитных наводок.

Фазосдвигающа  цепь 4 содержит последовательно соединенные диод 40, резистор 41 и конденсатор 42. Параллельно последнему подключен узел 43

5

30

его разр да выполненный, например, в виде разр дного рез-истора.

I

Блок 5 контрол  среднего напр жени  обмотки 6 электромагнита содержит делитель напр жени  из двух последовательно соединенных резисторов 44 и 45, конденсатор 46, подключенный параллельно резистору 44, резистор 47 и диод 48. Входные зажимы 21 и 22 блока 5 образованы выводами делител  напр жени , а выход 23 - последовательно соединенными резистором 47 и диодом 48, подключенным к общей точке резисторов 44 и 45.

Управл емый блок 1 питани  при однополупериодном выпр млении питающего напр жени  (фиг,2) содержит диод 49 и тиристор 50, а при двухполупериодном выпр млении питающего напр жени  (фиг.З) - выпр мительный мост 51 и

два тиристора 52 и 53.

З стройство работает следующим образом .

При включении устройства управл е- мьй ген ератор 2 импульсов формирует

в- каждьв положительный полупериод питающего напр жени  на своем выходе 19 импульсы, причем несколько первых импульсов- на его выходе формируютс  с последовательно увеличивающимис 

интервалами. Последнее обеспечиваетс  фазосдвигающей цепью 4 и блоком 5 контрол  среднего напр жени  обмотки 6-. электромагнита через формирователь 3 тока следующим образом. Фазосдвигающа  цепь 4 и блок 5 непосредственно управл ют величиной тока на выходе 26 формировател  3 тока- постепенно снижа  его с максимального

и, соответственно, стабилизаци  т удержани .

Устройство, схема которого при дена на фиг. 2, работает следующи 5 образом.

При подаче питающего напр жени выводы 12 и 13 начинаетс  зар д к денсатров 42 и 46. При этом ток за

до установившегос  значени . Этот токfO РВДа конденсатора 42 протекает, по подаетс  йа вход 27 генератора 2,при- . Депи: полюс 15 блока 1, резисторы чем его величина определ ет момент

19

по влени  импульса на выходе ТУ генератора 2. Постепенное уменьшение величины тока и обуславливает то, что импульсы на выходе 19 формируютс  с последовательно увеличивающимис  интервалами. Импульсы с выхода 19 поступают на вход 20 блока 1 питани . За счет постепенного увеличе-, ни  интервалов времени между этими импульсами моменты по влени  потенциала на управл емом положительном , полюсе 16 блока 1 (потенциал возникает в момент подачи импульса на вход 20 и исчезает при переходе полуволны питающего напр жени  через нуль) постепенно смещаютс  по фазе в сторону запаздывани  относительно начала положительного полупериода питающего напр жени . Вследствие этого средн   величина напр жени , прикладываемого к обмотке 6 электромагнита

9 и 38, транзистор 36 (включенньш диодной схеме база, коллектор-эмит тер), диод 40, резистор 41, обмотк

f5 6 электромагнита, полюс 14 блока ток зар да конденсатора 46 протека по цепи: полюс 15 блока 1, резисто - 9 и 38, транзистор 36, диод 48, ре стор 47, полюс 14 блока 1. Так как

20 оба конденсатора 42 и 46 в начальн . момент разр жены, то токи их зар д максимальные. Сумма этих токов (т. ток, протекающий по резистору 38) л етс  входным током дл  формирова

25 ;тел  3 тока, следовательно, выходн ток, которьй в увеличенном мас- щтабе, равном отношению величины с противлени  резистора 38 к величин сопротивлени  резистора 37, отража

30 входной ток, также значителен по в личине. Этот выходной ток поступае на вход 27 генератора 2 импульсов  вл етс  зар дным током дл  конден тора 34. Величина напр жени  на ко

30 входной ток, также значителен по величине . Этот выходной ток поступает на вход 27 генератора 2 импульсов и  вл етс  зар дным током дл  конденсатора 34. Величина напр жени  на конпосле подключени  напр жени  питани ,

. Соответствен-35 Денсаторе 34, при котором происходит

срабатывание нуль-органа и по вл етс  импульс на выходе генератора 2, устанавливаетс  соотнощением плеч делител , собранного на резисторах 40 30 и.31. Когда напр жение на конденсаторе 34 достигает этой величины, транзисторы 28 и 29, охваченные положительной обратной св зью, включаютс  В режиме удержани  блок 5 контро- ;лирует величину среднего напр жени  обмотки 6 электромагнита. При отклонении напр жени  на обмотке 6 от нопостепенно уменьшаетс , но и ток, протекающий по этой обмотке , уменьшаетс  до величины тока удержани . Тем самым обеспечиваетс  форсированное включение.электрома - нита, причем длительность режима форсировки определ етс  фазосдвигаю- щей цепью 4 и блоком 5.

и переход т в состо ние насьщени . 45 При этом конденсатор 34 разр жаетс  и в эмиттерной цепи транзистора 28 формируетс  выходной импульс, которьй подаетс  на вход 20 блока 1. Тиристор 50 включаетс  и на управл емом поминальноГо значени , например вследствие изменени  величины питающего напр жени , блок 5 формирует сигнал. Это сигнал поступает на вход 24 формировател  3 тока, что приводит к изменению величины тока на его выходе 25 Тем самьм измен етс  момент по влени  импульса на выходе 19 генератора 2 и, тем самым, момент по влени  потенциала на управл емом полюсе 16 блока 1. За счет этого обеспечиваетс  стабилизаци  напр жени  на обмотке 6

и, соответственно, стабилизаци  тока удержани .

Устройство, схема которого приведена на фиг. 2, работает следующим образом.

При подаче питающего напр жени  на выводы 12 и 13 начинаетс  зар д кон- денсатров 42 и 46. При этом ток заРВДа конденсатора 42 протекает, по Депи: полюс 15 блока 1, резисторы

9 и 38, транзистор 36 (включенньш по диодной схеме база, коллектор-эмиттер ), диод 40, резистор 41, обмотка

6 электромагнита, полюс 14 блока 1, ток зар да конденсатора 46 протекает по цепи: полюс 15 блока 1, резистор 9 и 38, транзистор 36, диод 48, резистор 47, полюс 14 блока 1. Так как

оба конденсатора 42 и 46 в начальный момент разр жены, то токи их зар да максимальные. Сумма этих токов (т.е. ток, протекающий по резистору 38)  вл етс  входным током дл  формировател  3 тока, следовательно, выходной ток, которьй в увеличенном мас- щтабе, равном отношению величины сопротивлени  резистора 38 к величине сопротивлени  резистора 37, отражает

входной ток, также значителен по веичине . Этот выходной ток поступает на вход 27 генератора 2 импульсов и вл етс  зар дным током дл  конденсаора 34. Величина напр жени  на кон

срабатывание нуль-органа и по вл етс  импульс на выходе генератора 2, устанавливаетс  соотнощением плеч делител , собранного на резисторах 30 и.31. Когда напр жение на конденсаторе 34 достигает этой величины, транзисторы 28 и 29, охваченные положительной обратной св зью, включаютс 

и переход т в состо ние насьщени . При этом конденсатор 34 разр жаетс  и в эмиттерной цепи транзистора 28 формируетс  выходной импульс, которьй подаетс  на вход 20 блока 1. Тиристор 50 включаетс  и на управл емом поожительном полюсе 16 блока 1 по вл Р

етс  потенциал. По обмотке 6 электромагнита протекает пусковой ток от полюса 16 к полючу 14. При открытом тиристоре 50 зар д конденсатора 42 прекращаетс , а конденсатор 46 оказываетс  под напр жением, равным падению напр жени  на резисторе 44, которое в свою очередь определ етс  величиной напр жени  на обмотке 6

51

электромагнита. Тиристор 50 открыт до перехода полуволны питающего напр жени  через нул,. В самом начале следующего положительного полупериода тиристор 50 закрыт, но токи зар  да конденсаторов 42 и 46 начинают протекать только тогда, когда мгновенное значение напр жени  полуволны питающего напр жени  превышает зна- чение напр жени  на соответствующем конденсаторе. При достижении напр жени  на конденсаторе 34 уровн  порога срабатывани  нуль-органа на выходе 19 генератора 2 формируетс  выходной импульс, который открывает ;тиристор 50. С каждым последующим положительньш полупериодом питающего напр жени  напр жение на конденсаторах 42 и 46 увеличиваетс , благодар  чему их зар дные токи- уменьшаютс  и импульсы на выходе 19 генератора -2 формируютс  с последовательно увеличивающимис  интервалами времени, За счет этого фаза включени  тиристора 50 смещаетс  в сторону больших углов (в сторону запаздывани ) и сре н  величина тока, протекающего по обмотке 6 электромагнита, снижаетс  от величины пускового тока до тока удержани . Врем  зар да конденсаторов 42 и 46 до максимального значени  и определ ет длительность режима форсировки, после чего наступает установившийс  режим работы (режим удержани ).

I

Стабилизаци  напр жени  на обмотке 6 электромагнита в режиме удержани  при изменени х напр жени  питани обеспечиваетс  следующим образом.Момент по влени  импульса на выходе 19 генератора 2 определ етс  временем зар да конденсатора 34 до порога срабатывани  нуль-органа, т.е. при стабилизированном напр жении на выходных зажимах 17 и 18 генератора 2 импульсов определ етс  в конечном счете величиной выходного тока на выходе 26 формировател  3 тока. Величина этого выходного тока зависит от величины входного тока и определ етс  в установившемс  режиме величиной зар дного тока конденсатора 46., завис щего от напр жени , до которого конденсатор 46 успевает разр  дитьс  за то врем , пока тиристор 50 открыт. Очевидно, что данное напр жение определ етс  напр жением на обмотке 6 электромагнита. Следо

вательно, при изменении напр жени  питани  измен етс  напр жение на обмотке 6 электромагнита и, соответственно , измен етс  напр жение, до которого конденсатор 46 разр жаетс . Это приводит к- изменению зар дного тока этого ко1зденсатора, т.е. к изменению входного и, соответственно, выходного тока формировател  3 тока. Это и обеспечивает необходимое изменение момента по влени  импульса на выходе 19 генератора 2, изменение угла отпирани  тиристора 50 и ста- биошзацию напр жени  на обмотке 6.

Например, при уменьшении напр жени  на обмотке 6 электромагнита конденсатор 46 разр жаетс  до меньшего напр жени , чем при номинальном напр жении на обмотке 6, а значит,за- р дньш ток данного конденсатора увеличиваетс , что приводит к увеличению выходного тока формировател  3 тока. Следовательно, врем  зар да конденсатора 34 до порога срабатывани  нуль-органа уменьшаетс , соответственно фаза включени  тиристора 50 смещаетс  в сторону меньших углов и среднее напр жение, приклады-. ваемое к обмотке 6, несмотр  на

уменьшение питающего напр жени  остаетс  номинальным. Аналогично обеспечиваетс  стабилизаци  напр жени  на обмотке 6 при увеличении питающего напр жени . ,

Таким образом, за счет обратной

св зи по напр жению при изменении- на- пр жени  питающей сети автоматически измен етс  момент по влени  импульса на выходе управл емого генератора импульсов , что приводит к изменению момента по влени  потенциала на управл емом положительном полюсе блока питани , обеспечива  тем самым стаби- ЛИЗацию напр жени  и тока удержани 

обмотки электромагнита. Тем самым предлагаемое устройство дл  управлени  электромагнитом посто нного тока по сравнению с известным обеспечивает повьш1ение надежности работы электромагнита.

55

Claims (2)

1. Устройс Рво дл  управлени  электромагнитом посто нного тока, содер-. жащее управл емьй блок питани ,управ- л  емьй генератор импульсов, фазосдви- гающую цепь, стабилитрон, диод, реистор , выводы дл  подключени  источника питани  и выводы дл  лодключе- ни  обмотки электромагнита, причем отрицательный полюс управл емого блока питани  соединен с анодом дио- да и одним из выводов дл  подключени  обмотки электромагнита, другой вывод дл  подключени  обмотки электромагнита соединен с катодом диода и анодом стабилитрона, катод которого через резистор соединен с положительным полюсом управл емого блока питани , управл емый положитель- ньш полюс которого соединен с анодом стабилитрона, параллельно стабилитрону пй1дключены входные зажимы управл емого генератора импульсов, выход которого подключен к входу управл емого блока питани , а выводы дл  подключени  источника питани  образованы входными зажимами управл емого блока питани , отличающее- с   тем, что, с целью повышени  надежности электромагнита, в него вве- дены блок контрол  среднего напр жени  обмотки электромагнита и формирователь тока, причем входные зшкимы

822

10

J5

20

25

24 8

блока контрол  среднего напр жени  обмотки электромагнита подключены к выводам дл  подключени  обмотки электромагнита , его выход подключен к входу формировател  тока, соединенного через фазосдвигающее устройство с анодом стабилитрона, другой вход формировател  тока подключен к катоду стабилитрона, а выход - к управл ющему входу управл емого генератора импульсов.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок контрол  среднего напр жени  обмотки злек-ч тромйгнита содержит три резистора, конденсатор и дирд, причем его вход образован входом делител  напр жени , состо щего из двух последовательно соединенных резисторов, один из этих резисторов зашунтирован конденсатором , причем одна из обкладок конденсатора соединена с отрицательным полюсом управл емого блока питани , а друга  черет последовательно соединенные третий-резистор и диод образует выход блока контрол  среднего напр жени  обмотки электромагнита.

Фиг. г

Фиг.