SU1424063A1 - Устройство дл управлени электромагнитным механизмом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам управлени  захватами, вибраторами , прессами, молотами и другими электромагнитными механизмами, работающими преимущественно в автоматическом режиме, и может быть исполь- эоввно в машиностроении, строительстве и горном деле. Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  и КПД. Устройство обеспечивает подключение обмотки 1 электромагнита к источнику 18 питани  в момент завершени  обратного хода  кор  и использует часть энергии, накопленной в обмотке дл  выполнени  следующего цикла. Определение момента завершени  обратно го хода  кор  обеспечиваетс  использованием в устройстве измерительного трансформатора 19,элемента сравнени  20, на который подаетс  опорное напр жение, и счетчика импульсов 21, 3 ил. i (Л

Description

ю

4

О Од СО

Фие. 1

Изобретение относитс  к устройствам управлени  захватами, вибраторами , прессами, молотами и другими электромагнитными механизмами, рабо- тающими преимугаественно в автоматическом режиме, и может быть использовано в машиностроении, строительстве и горном деле.

Целью изобретени   вл етс  повы- шение быстродействи  и КПД устройства за счет подключени  обмотки электромагнита в момент завершени  обратного хода его  кор .

На фиг, I изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - принципиальна  схема функционального преобразовател ; на фиг, 3 - временные диаграммы работы устройства (напр жени  на выходах соответствующих элементов и ток во вторичной обмотке измерителного трансформатора),

Устройство содержит (фиг, I).подключенные к обмотке 1 электромагнита осиовной 2 и вспомогательный 3 тиристоры , измерительный А и вспомогательный 5 резисторы, конденсатор 6, диод 7, источник 8 задающего напр жени , функциональный преобразователь 9, выполненный (фиг, 2) на операционном усилителе 10 с дифференцируюшим звеном П на входе, элемент 12 сравнени , триггер 13, элемент ИЛИ 14, вторую 15 и первую 16 дифференцирующие цепи, кнопку 17 запуска, подклю- ченную к источнику 18 питани , измерительный трансформатор 19, дополнительный элемент 20 сравнени  и счетчик 21 импульсов. При этом положителный полюс источника 18 питани  сое- динен с катодом диода 7, с первым вьгоодом кнопки 17 запуска, с первым выводом обмотки 1 электромагнита и с первым выводом вспомогательного резистора 5, второй вьшод которого че- рез конденсатор 6 соединен с вторым выводом обмотки электромагнита. Отрицательный полюс источника 18 питани  соединен с обшей шиной, катодом вспомогательного тиристора 3 и пер- вым выводом измерительного резистора 4 , второй вывод которого через функциональный преобразователь 9 подключен к второму входу элемента 12 сравнени  и через основной тиристор 2 к второму вьшоду обмотки I электромагнита . Первый вход элемента 12 сравнени  соединен с первым выходом источника 8 задающего напр жени , а

5

Q

5 0

выход - с входом первой дифференциру- к цен цепи 16, ВтороЛ вьшод кнопХи 17 запуска через вторую дифференцирующую цепь 15 подключен к первому входу элемента ИЛИ 14, ВЬЕХОДОМ соединенного с вторым входом триггера 13, первый вход которого подключен к выходу первой дифференцирующей цепи 16, а пр мой и инверсный выходы - к управл ющему электроду основного тиристора 2 и управл ющему электроду вспомогательного тиристора 3 соответственно . Первична  обмотка измерительного трансформатора I9 включена между вторым выводом обмотки I электромагнита и анодом диода 7, Вторична  обмотка измерительного трансформатора 19 включена между обшей щиной и первым входом допблнительного элемента 20 сравнени , второй вход которого соединен с вторым выходом источника 8 задающего напр жени . Выход дополнительного элемента 20 подключен к входу счетчика 21 импульсов, установочный вход которого соединен с инверсным выходом триггера 13, а выход - с вторым входом элемента ИЛИ 14,

Счетчик 21 импульсов, например, состоит из двух последовательно соединенных триггеров. На выходе счетчика 21 импульсов по вл етс  положи- тельный потенциал при поступлении второго положительного импульса (переднего фронта) на его вход. Сброс счетчика 21 импульсов осуществл етс  подачей нулевого потенциала на его установочный вход.

Вместо основного тиристора 2 можно использовать другой ключевой элемент , например транзистор, при этом из устройства исключаетс  вспомогательный тиристор 3, вспомогательный резистор 5 и конденсатор 6,

Устройство работает следующим образом .

После включени  питани  на инверс- ном выходе триггера 13 устанавливаете  единичный потенциал (цепи установки в начальное состо ние на схеме не показаны ) , При этом на выходе счетчика 21 импульсов имеетс  нулевой потенциал , а вспомогательный тиристор 3 от- крьшаетс  и конденсатор 6 зар жаетс  с пол рностью, указанной на фиг, 1,. При кратковременном замыкании кнопки 17 запуска на выходе второй дифференцирующей цепи 15 по вл етс  поло3U2 063

импульс, который через элев и э н н в

мент ИЛИ 14 поступает на второй вход триггера 13 и устанавливает на его пр мом выходе единичньй потенциал, открьшающий основной тиристор 2, в результате чего обмотка 1 электромв - нита подключаетс  в источнику 18 питани . После этого вспомогательный

тиристор 3 закрьшаетс , так как к его ю во всем диапазоне нагрузок на  коре электродам через открытый основной тиристор 2 прикладьгеаетс  напр жение конденсатора 6, который начинает перезар жатьс . По обмотке 1 электромагнита протекает ток, создающий на измерительном резисторе 4 падение напр жени  и (фиг. 3), поступаюшее на вход функционального преобразовател  9:

15

и

R,R

(1 t

г, .

е ),

20

электромагнита его движение во врем  пр мого хода начиналось при возможно одинаковом напр жении на выходе функционального преобразовател  9, которое при этом соответствует вели чине хода  кор  во врем  его движени . ,

На выходе элемента 12 гравнени  будет единичный потенциал, уменьша- ютийс  до нул  после того, как напр  жение и, на выходе функционального преобразовател  9 превысит напр жение Ujj,j на первом выходе источника 8 задающего напр жени . При движе

L

R,+R«

е и- напр жение источника 18

питани ;

RO 4 активное сопротивление обмотки 1 и измерительного резистора соот- . етственно;

L - индуктивность обмотки 1 электромагнита;

посто нна  времени обмотки 1 электромагнита с учетом последовательно соединенного с ней активного сопротивлени  измерительного резистора А;

t - врем  с момента подключени  обмотки 1 к источнику 18 питани . Напр жение на выходе функциональго преобразовател  9, поступающее первый вход элемента 12 сравнени , редел етс  формулой

и Т,- Тц

и.

(е

R,R« -е . ).

- коэффициент усилени 

операционного усилител  10;

С„ - посто нна  времени дифференцирующего звена П;

С„ - активное сопротивление

и емкость дифференцирующего звена IIt

При движении  кор  электромагнита в соответствии с величиной его хода измен етс  иущуктивность L обмотки 1 электромагнита, а следовательно, и напр жение L на выходе функцисна11Ь- ного преобразовател  9. Посто нна  времени „ дифференцирукнпего звена 1I выбираетс  таким образом, чтобы

во всем диапазоне нагрузок на  коре

5

0

электромагнита его движение во врем  пр мого хода начиналось при возможно одинаковом напр жении на выходе функционального преобразовател  9, которое при этом соответствует вели чине хода  кор  во врем  его движени . ,

На выходе элемента 12 гравнени  будет единичный потенциал, уменьша- ютийс  до нул  после того, как напр жение и, на выходе функционального преобразовател  9 превысит напр жение Ujj,j на первом выходе источника 8 задающего напр жени . При движе5 ник  кор  электромагнита в соответствии с изменением его хода уменьшаетс  напр жение U на выходе функционального преобразовател  9 и в момент , когда оно уменьшитс  до величи0 чь1 напр жени  (f на первом выходе источника 8 задающего напр жени , на выходе элемента 12 вновь по вл етс  единичный потенциал, вызывающий на выходе первой дифференцирующей цепи 16 положительный импульс, который устанавливает на инверсном выходе триггера 3 единичный потенциал, В результате этого открываетс  вспомогательный тиристор 3, через который напр жение конденсатора 6 прикладьшает- с  к основному тиристору 2, зак1)Ы- ва  его. Якорь электромагнита завершает пр мой ход и ток в его обмотке 1 начинает протекать через диод 7 и первичную обмотку измерительного трансформатора 19, во вторичной обмотке которого наводитс  напр жение и,,,, пропорциональное скорости изменени  тока в обмотке 1 электромагнита . Поэтому напр жение U,, на вторичной обмотке измерительного трансформатора 19 будет превышать напр жение U, на втором выходе источника 8 задающего напр жени  только после закрывани  основного тиристора 2, когда в первичной обмотке измерительного трансформатора 19 происходит увеличение тока до уровн  тока в обмотке 1 электромагнита, и

5

0

5

0

5

5

во врем  оСратного хода  кор  электромагнита , когда уменьшаетс  индуктивность его обмотки ), следона- тельно, в ней увелкчиваетс  ток. Когда напр жение U, на вторичной омотке измерительного трансформатора 19 превьипает напр жение Ugj, на втором выходе источника 8 задающего напр жени , иа выходе дополнитепь- ного элемента 20 сравнени  будет положительный потенциал. Следовательно , за врем  от закрывани  основного тиристора 2 до завершени  оратного ход   кор  электромагнита н вход счетчика 21 импульсов поступаю первый и втсфой положительные импульсы . При по влении второго импульса по его переднему фронту на выходе счетчика 21 импульсов уста- навливаетс  единичный потенциал, поступающий через второй вход эле- мента ИЛИ К на второй вход триггера 1 3 и перевод щий триггер 13 в состо нне, при котором на его пр мо выходе будет единичный потенциал. После этого на выходе счетчика 21 импульсов по вл етс  нулевой потенциал , а основной тиристор 2 открываетс  и цикл работы повтор етс . Напр жение Ug/ на втором выходе источника задающего напр жени  выбираетс  таким образом, чтобы оно было равно напр жению а вторичной омотке измерительного трансформатора 19 в момент завершени  обратного хо да  кор  электромагнита.

Таким образом, повторное включение

Q с 0 5

0

Claims (1)

1. Экономическа  эффективность предлагаемого устройства обеспечиваетс  повышением КПД устройства за счет использовани  при повторном включении энергии, запасенной в обмотке 1 электромагнита. Формула изобретени 

   Устройство дл  управлени  электромагнитным механизмом, содержащее выводы дл  подключени  обмотки электромагнита , основной и вспомогательный тиристоры, измерительный и вспомогательный резисторы, конденсатор, диод, источник задающего напр жени , функциональный преобразователь, элемент сравнени , триггер, элемент ИЛИ, первую и вторую дифференцирующие цепи, кнопку запуска и выводы дл  подключени  источника питани , причем вьшод дл  подключени  положительного полюса источника пнтанн  соединен с катодом диода, с первым выводом кнопки запуска, с первым вьгеодом дл  подключени  обмотки электромагнита и через вспомогательный резистор с анодом вспомогательного тиристора и вторым выводом дл  подключени  обмотки электромагнита, вьшод дг  подключени  отрицательного полюса источника питани  соединен с обшей шиной, с катодом вспомогательного тиристора и через измерительный резистор - с катодом основного тиристора , первый выход источника задающего напр жени  подключен к первому элемента сравнени , выход которого через первую дифференцирующую цепь соединен с первьм входом триг

   обмотки 1 электромагнита осуществл - . гера, пр мой выход которого подключен

   45

   етс  в момент завершени  обратного ход   кор  независимо от нагрузки на нем, а в прототипе повторное вклю-у чение обмотки электромагнита осуществл лось элементом задержки, которую необходимо было выбирать максимально возможной с учетом изменени  нагрузки на  коре электромагнита. Кроме того , в предлагаемом устройстве при повторном включении используетс  энерги , запасенна  в обмотке 1 электромагнита , так как повторное включение осушествл етс  при наличии тока в ней, а в прототипе к моменту повторного включени  обмотки электромагнита ток в ней успевает уменьшитьс  55 практически до нул . В результате этого повышаетс  быстродействие и кпд устройства. ;

   к управл ющему электроду основного тиристора, а инверсный - к управл ющему электроду вспомогательного тиристора , второй вывод кнопки запуска через вторую дифференцирующую цепь соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом тригрера, а катод основного тиристора через функшюнальный преобразователь подключен к второму входу элемента сравнени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и КПД устройства за счет подключени  обмотки электромагнита в момент завершени  обратного хода его  кор , в него дополнительно введены измерительный трансформатор, дополнительный элемент сравнени  и счетчик импульсов, при5

   к управл ющему электроду основного тиристора, а инверсный - к управл ющему электроду вспомогательного тиристора , второй вывод кнопки запуска через вторую дифференцирующую цепь соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом тригрера, а катод основного тиристора через функшюнальный преобразователь подключен к второму входу элемента сравнени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и КПД устройства за счет подключени  обмотки электромагнита в момент завершени  обратного хода его  кор , в него дополнительно введены измерительный трансформатор, дополнительный элемент сравнени  и счетчик импульсов, привжоЗ

   / т

   i/f9(f)