SU1295459A1 - Устройство дл управлени электромагнитом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники, в частности к Устройствам дл  управлени  электромагнитами и электромагнитными машинами с линейно перемещающимис  рабочими органами. Изобретение может быть использовано дл  управлени  однотакт- ными электромагнитньми вибраторами, прессами, молотами и др., работа1ощи-. :ми преимущественно в автоматическом режиме и примен емыми в машиностроении , строительстве, горном деле. Целью изобретени   вл етс  повьшение КГЩ устройства. Устройство осуществл ет импульсное питание обмотки 1 i (Л ю CD Di Jiib :д

Description

1295459 При подаче запускаю- Амплитудный детектор 1i производит

электромагнита щего сигнала на вход 24 элемента ИЛИ 14 через другой элемент ИЛИ 17 и формирователь импульсов запуска 22 открьшаетс  вспомогательный тиристор 6. При этом осуществл етс  зар д конденсатора 7. Одновременно этим же сигналом переключаетс  триггер 13 и через инвертор 20 блокируютс  элементы И 18 и 19, После зар да конденсатора 17 управл ющий импульс с входа 24 снимаетс . Элементы И 18 и 19 деблокируютс . Импульсом единичного уровн  с выхода элемента И 18 подготавливаетс  амплитудный детектор 1I. Этот же импульс поступает на вход формировател  импульса запуска 22, с выхода которого сигнал поступает на управл ющий электрод основного тиристора 5, открыва  его. При этом конденсатор 7 перезар жаетс  по цепи: основной тиристор 5, дроссель JO, диод 9. Одновременно закрываетс  вспомогательный тиристор 6. При от- крьтании тиристора 5 черей индуктивную нагрузку начинает протекать ток, измен ющийс  по определенному закону.

запоминание и хранение максимума тока в обмотке 1 в момент трогани   кор . Первый элемент сравнени  12 сравнивает напр жени  с выхода датчика тока 8 и амплитудного детектора 11, На выходе элемента сравнени  12 формируетс  импульс, на заднем фронте которого переключаетс  три1- гер 13. При зтом на выходе элемента И 19 формируетс  положительный импульс , который через элементы 17 и 21 открывает вспомогательный тири тор 6, При открьшании тиристора 6 тиристор 5 закрываетс , а конденсатор 7 перезар жаетс . На выходе вто рого элемента сравнени  16 при срав нении поступающих на его входы опор ного напр жени  и линейно уменьшающ гос  формируетс  импульс, который и вертируетс  и дифференцируетс . Импульс положительной пол рности с вы хода дифференцирующей цепи 23 посту пает через элемент ИЛИ 14 на вход триггера 13, переключа  его. Далее весь процесс работы устройства повтор етс . 4 ил.

1

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам дл  управлени  электромагнитами и электромагнитными машинами с линейно перемещающимис  рабочими органами , и может быть использовано дл  управлени  однотактными электромаг-: нитными вибраторами, прессами, молотами и др., работающими преимуи1ест- венно в автоматическом и примен емыми в машиностроении, строительстве , горном деле.

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД устройства.

На фиг.1 приведен электромагнит на фиг.2 - электрическа  схема устройства; на фиг.З - диаграммы режимо работы устройства дл  управлени  электромагнитом; на фиг.4 - одна из возможных схем амплитудного детектора .

Устройство дл  управлени  электромагнитом содержит индуктивную катушку }, окруженную магнитопроводом 2

запоминание и хранение максимума тока в обмотке 1 в момент трогани   кор . Первый элемент сравнени  12 сравнивает напр жени  с выхода датчика тока 8 и амплитудного детектора 11, На выходе элемента сравнени  12 формируетс  импульс, на заднем фронте которого переключаетс  три1- гер 13. При зтом на выходе элемента И 19 формируетс  положительный импульс , который через элементы 17 и 21 открывает вспомогательный тиристор 6, При открьшании тиристора 6 тиристор 5 закрываетс , а конденсатор 7 перезар жаетс . На выходе второго элемента сравнени  16 при сравнении поступающих на его входы опорного напр жени  и линейно уменьшающегос  формируетс  импульс, который инвертируетс  и дифференцируетс . Импульс положительной пол рности с выхода дифференцирующей цепи 23 поступает через элемент ИЛИ 14 на вход триггера 13, переключа  его. Далее весь процесс работы устройства повтор етс . 4 ил.

5

0

с  корем 3 и возвратной пружиной 4, основной 5 и вспомогательный 6 тиристоры , ковденсатор 7, датчик 8 тока, диод 9, дроссель 10, амплитудный де- тектор П, первый элемент 12 сравнени , триггер 13,..первый элемент ИЛИ 14, интегратор 15, второй элемент 16 сравнени , второй элемент ИЛИ 17, первый 18 и второй 19 элементы И, инверторы 20 н 21, формирователь 22 импульсов запуска и дифференцирующую цепь 23,

На второй вход первого элемента ИЛИ 14,  вл ющийс  входом 24 устройства , поступает сигнал запуска устройства, а на второй вход 25 второго элемента 16 сравнени  поступает опорное напр жение. Обмотка 1 электромагнита зашунтирована цепочкой из последовательно соединенных резистора 26 и диода 27.

На фиг.2 представлены диаграммы 28 - 37 режимов работы устройства/

Одна из возможных схем амплитудного детектора 11 (фиг.З) состоит из операционных усилителей 38 f 39, резистора 40 обратной св зи, д иода 41 и конденсатора 42, зашунтированного ключом 43. Вход 44  вл етс  входом амплитудного детектора 11, вход 45 - управл ющим входом, а выход 46 - вьгх дом амплитудного детектора 11.

Устройство работает следующим образом .

Когда подаетс  питание и сигнал запуска устройства в виде импульса единичного уровн  на второй вход элемента ИЛИ 14, на первый вход которого в это врем  приходит сигнал нулевого уровн  с выхода дифференцирующей цепи 23, тогда сигнал запуска проходит через элемент ИЛИ 14 и поступает на второй вход триппера 13, при этом передний фронт сигнала запуска переводит триггер 13 в такое состо ние, что на его первом выходе по вл етс  импульс 31 единичного уро уровн  (фиг,2, а на втором выходе - импульс нулевого уровн . Одновременно сиг нал запуска поступает через инвертор 20 па первые входы элементов И 18 и 19, на выходе которых фор мируютс  импульсы нулевого уровн , и на первый вход второго элемента ИЛИ 17, на второй вход которого поступает импульс нулевого уровн  с выхода второго элемента И 19, тогда сигнал запуска проходит через второй элемент ИЛИ 17 и через формирователь 22 импульсов запуска и поступает на управл ющий электрод вспомогательного тиристора 6, открьша  его. При этом происходит зар д конденсатора 7 по цепи: плюсовой полюс источника питани , индуктивна  катушка Л, конденсатор 7 Гфиг. 1., пол рность без скобок), вспомогательный тиристор 6, датчик 8 тока,минусовой полюс источника питани .

При этом сигнал с датчика 8 тока (28, фиг.2), поступающий на амплитудный детектор 11, не запоминает- с  вследствие того, что ключ 43 (фиг.З) замкнут импульсом нулевого уровн , поступающим с выхода элемента И 18.

После зар да конденсатора 7 сиг- нал запуска в виде импульса единичного уровн  замен етс  импульсом нулевого уровн , который проходит через инвертор 20 на первые входы элемен

0

5

. 0 „ г

5

5

тов и 18 и 19, после чего на их выходах устанавливаютс  сигналы, соответствующие сигналам на выходах триггера 13. На выходе элемента И 18 формируетс  импульс единичного уровн  .(31, фиг.2), а на выходе элемента И 19 формируетс  импульс нулевого уровн  (36, фиг.4). Импульс единичного уровн  с первого выхода триггера 13 через второй вход элемента И 18 поступает на вход формировател  22 импульсов запуска, с выхода KOTO-I рого сигнал 37 поступает на управл ющий электрод основного тиристора 5, открыва  его. При этом конденсатор 7 перезар жаетс  по цепи: основной тиристор 5, дроссель 10, диод 9 (фиг,1, пол рность в скобках). Одновременно вспомогательньд тиристор 6 закрьшаетс . Импульс еди пгчного уровн  с первого выхода триггера 13 также поступает на управл ющий вход амплитудного детектора 1I, размыка  ключ 43 (фиг.З), тем самым подготавлива  амплитудный детектор 11 к работе , и поступает па первый вход интегратора 15, на выходе которого напр жение нач1П1ает возрастать по линейному закону (32, а, фиг.2). Это напр жение поступает на первьй вход второго элемента 16 сравнени , на второй вход кото рого поступает опорное напр жение (32.6, фиг.2).

В момент сравнени  этих напр жений на выходе второго элемента 16 сравнени  по вл етс  сигнал единичного уровИ  (33, фиг.2), поступающий на инвертор 21 (34, фиг.2), с выхода которого сигнал подаетс  на дифференцирующую цепь 23, сигнал . с которой (35, фиг.2) поступает на первый вход элемента ИЛИ 14, на втором входе которого поддерлсиваетс  сигнал нулевого уровн , на второй вход триггера 13, не измен   его выходных состо - ншЧ.

При открьшании тиристора 5 через индуктивную катушку 1 начинает протекать ток, измен ющийс  по определенному закону (28,фиг.2), В момент тро- гани   кор  3 ток в катущке 1 (28, фиг.2) уменьшаетс  до определенного значени , а затем при остановке  кор  в конце рабочего хода увеличиваетс . На амплитудном детекторе 11 происходит запоминание и хранение максимума тока (29, фиг.2) в катушке 1 в момент трогани   кор  3. Элемент

12 сравнени  производит сравнение мгновенных значений поступающих на его входы напр жений, формиру  импульс в момент их рав енства. Когда напр жение (29, фиг.2) с ампли- тудного детектора 11 превосходит величину напр жени  (28,фиг.2), снимаемого с датчика 8 тока, формируетс  передний фронт импульса (30, фиг.2) на выходе элемента 12 сравне- ни . После окончани  движени   кор  3 ток в катушке i увеличиваетс  и в момент совпадени  возрастающего напр жени  на датчике 8 тока (28,фиг.2) и напр жени , хранимого на амплитуд- ном детекторе 11 (29, фиг.2), происходит формирование заднего фронта Импульса (30, фиг.2), который поступает на первый вход триггера 13, измен   его выходные состо ни  на про- тивоположные. На втором выходе триггера 13 по вл етс  импульс единичного уровн , а с первого выхода он сн1маетс . Потенциал с второго выхода триггера 13 поступает на второй вход элемента И 19, с выхода которого импульс поступает на второй вход интегратора 15, на вьгходе которого напр жение начинает линейно уменьшатьс  (32, фиг. 2), и одновременно на второй вход второго элемента ИЛИ 17, на первом входе которого поддерживаетс  импульс логического О, с выхода которого сигнал через формирователь 22 импульсов запуска поступает на управл ющий электрод вспомогательного тиристора 6., открыва  его,

При открывании тиристора 6 на ано де тиристора 5 по вл етс  короткий импульс отрицательного напр жени . Тиристор 5 запираетс  и ток в индуктивной катушке 1 замыкаетс  по цепи: конденсатор 7 осуществл   его пере- зар д (фиг.1, пол рность без скобок ), вспомогательный тиристор 6, да датчик 8 тока, источник питани . После окончани  процесса перезар да конденсатора 7 ток в индуктивной катуш- ке 1 замыкаетс  через резистор 26 и диод 27 демпфирующей цепи,. На вто- зом элементе 16 сравнени  при сравнении поступающих на его входы линейно уменьшающегос  (а) и опорного (б) напр жений (32, фиг.2) происходит формирование сигнала нулевого уровн  (33, Лиг.2), который через инверторы 21 (34,фиг. 2) поступа ет на дифференцирующую день 23, с выхода которой импульс положительной пол рности (35, Лиг.2)поступает на первый вход элемента ИЛИ 14, на втором входе котхэрого поддерживаетс  импульс нулевого уровн . и с его выхода на второй вход триггера 13, возвраща  его в исходное состо ние. Далее весь процесс работы устройства повтор етс .

Таким образом, введение двух элементов И, второго элемента ИЛИ, двух инверторов, дифференцирующей цепи, дроссел  и диода позвол ет повысить КПД устройства путем устранени  резистора из цепи зар да конденсатора, что улучшает использование энергии, поступающей от источника питани  в моменты коммутации и при обратном ходе  кор , и поньшает диапазоны рабочих частот электромагнита.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  управлени  электромагнитом с линейно перемещающимс   корем., содержащее выводы дл  подключени  обмотки электромагнита, основной и вспомогательный тиристоры , конденсатор, датчик тока, амплитудный детектор, первый и второй элементы сравнени , триггер, первый элемент ИЛИ, интегратор, формирователь импульсов запуска тиристоров, выводы дл  подключени  источника питани , вьшод дл  подключени  источника опорного напр жени , причем вывод дл  подключени  отрицательного полюса источника питани  соединен через датчик тока с катодами основного и вспомогательного тиристоров, с входом амплитудного детектора и одним из входов первого элемента сравнени  анод вспомогательного тиристора через конденсатор соединен с анодом основного тиристора и с одним из выводов дл  подключени  обмотки электромагнита , второй вьшод которой подключен к положительному полюсу источника питани , выход амплитудного детектора подсоединен к второму входу первого элемента сравнени , выход которого подключен к одному из входов триггера, выход интегратора соединен с первым входом второго элемента сравнени , второй вход которого- соединен с вьшодом дл  подключени  источника опорного напр жени , выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу триггера, виходы формировател  импульсов запуска подключены к управл ющим электродам тиристоров, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  КПД, в него введены первый и второй элементы И, первый и второй инверторы, дифференцирующа  цепь, диод и дроссель, причем катод диода соединен с анодом вспомогательного тиристора, а анод через дроссель - с катодом вспомо- гательн ого тиристора, вход первого инвертора соединен с выходом второго элемента сравнени , а его выход через дифференцирующую цепь подключен к первому входу первого элемента

   1ШИ, второй вход которого  вл ющийс  входом устройства, соединен с одним из входов второго элемента ЖГИ и входом второго инвертора, выход

   которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, первый выход триггера через первый элемент И подключен к первому входу интегратора, первому входу формировател  импульсов запуска тиристоров и управл ющему входу амплитудного детектора , а второй выход триггера - через второй элемент И к второму входу интегратора и через второй эле

   мент ИЛИ к второму входу формировател  импульсов запуска тиристоров.

   S 32

   fpust.f

   фиг.З

   4«0

   4-56

   Составитель А.Каретников Редактор И.Николайчук Техред А.Кравчук Корректор М.Пожо

   Заказ 623/58

   Тираж 699

   БНИИПН Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул. Проектна , 4

   фиг4

   Подписное