SU558321A1

SU558321A1 - Device for unipolar pulse forcing of electromechanisms

Info

Publication number: SU558321A1
Application number: SU2150536A
Authority: SU
Inventors: Александр Юрьевич Черкашин; Олег Святославович Овсянников
Original assignee: Московский Ордена Ленина Авиационный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1975-07-01
Filing date: 1975-07-01
Publication date: 1977-05-15

Description

Изобретеиие относитс к области электротехники и может быть использовано дл управлени электромеханическими устройствами . Известны устройства дл одиопол рного импульсного форсировани электромеханизмов , в которых используетс оптимальный однопол рный алгоритм управлени , осуществл емый при помощи порогового формировател временБых интервалов в цепи нелинейной обратной св зи по току 1. Недостатком этих устройств вл етс низкий к. п. д. из-за излишнего рассеивани мощности в чувствительном элементе, воспринимающем информацию о состо ннн подвижного звена и включенном в цепь нагрузки, а также из-за того, что удержание подвижного звена электромеханизма в конечном состо нни обеспечиваетс источником , напр жение которого в несколько )аз больше требуемого. Известны также полупроводниковые устройства , в которых осуществл етс одвопол рное импульсное форсирование переходных процессов электромеханических устройств (ЭМУ) при помощи дополнительного форсирующего источника питани , который соединен по отношению к обмотке ЭМУ последовательно с основным удерживающим источником питани 2. Выбор способа соединени источииков питани вл етс специфической задачей и определ етс конкретными требовани ми, предъ вл емыми к устройствам и системе в целом, в которую вход т эти устройства. Наиболее близким к изобретению техническим решением вл етс устройство дл однопол рного импульсного форсировани электромеханизмов , содержащее два управл емых ключа, два вентил , два последовательно соединенных источника питани и управл ющий блок 3. Это устройство обеспечивает высокое быстродействие и имеет высокий к.п.д. по сравнению с устройствами управ.тени ЭМУ, в которых не форсируютс переходные процессы. Однако форсирование переходных процессов дл повышени быстродействи (без разрыва цепи обмотки управлени ЭМУ) не только не позвол ет устранить вибрацию подвижных звеньев ЭМУ путем снижени скорости соударени их с неиодвижны.ми элементами (обеспечить при этом минимальное врем срабатывани ), но вл етс зачастую причиной ее возникновени , что приводит к увеличению времени срабатывани и снижению рабочего ресурса ЭМУ. Целью изобретени вл етс реализаци оптимального закона управлени . Это достигаетс тем, что в предлагаемом устройстве управл ющий блок дополнительно снабжен двум последовательно соединеиными формировател ми временных интервалов и логическимThe invention relates to the field of electrical engineering and can be used to control electromechanical devices. Devices for a unipolar pulse forcing of electromechanisms are known, in which an optimal unipolar control algorithm is used, implemented with the help of a threshold time interval generator in a nonlinear current feedback circuit 1. The disadvantage of these devices is a low efficiency. for excessive power dissipation in the sensitive element, which perceives information about the state of the moving link and included in the load circuit, and also because of the holding of the moving link electromechanism in the final state al Vinniemu source is provided, the voltage which is several) az longer required. Semiconductor devices are also known in which dvuhpolnogo pulsed boost transients of electromechanical devices (EMU) using an additional forcing power source, which is connected with respect to the winding of the EMU in series with the main retaining power source 2. The choice of method of connecting power sources is specific the task and is determined by the specific requirements imposed on the devices and the system as a whole, which includes these devices. The closest technical solution to the invention is a device for unipolar pulse forcing of electromechanisms, containing two controllable switches, two valves, two series-connected power sources and a control unit 3. This device provides high speed and has high efficiency. in comparison with control devices of the EMU, in which transients are not forced. However, forcing transients to improve speed (without breaking the control winding circuit of the ECU) not only prevents the vibration of the moving links of the ECU by reducing their collision speed with non-motion elements (to ensure the minimum response time), but is often the cause occurrence, which leads to an increase in response time and decrease in the working life of the ECU. The aim of the invention is the implementation of an optimal control law. This is achieved by the fact that in the proposed device the control unit is additionally equipped with two series-connected time makers and a logical

элементом ИЛИ-ИЕ, подключенным своими входами к выходу второго формировател временных интервалов и ко входу первого формировател , вл ющегос входом устройства , а выходом к первому управл емому ключу, причем выход первого формировател времеипых интервалов подключен ко входу второго управл емого ключа.an OR-IE element connected by its inputs to the output of the second time interval generator and to the input of the first generator that is the device input, and the output to the first control key, with the output of the first time source generator connected to the input of the second control key.

На чертеже дана структурна схема описываемого устройства.The drawing is a block diagram of the described device.

Устройство содержит выходной каскад и схему управлени . Выходной каскад выполнен на двух управл емых ключах 1 и 2 и двух диодах 3 и 4. Ключи 1 и 2 коммутируют определенным образом ( в соответствии с заколом управлени ЭМУ) источники питани 5 и 6. Диод 3 необходим дл блокировки форсирующего источника при подаче на обмотку ЭМУ удерживающего напр жени от источника 5, когда замкнут ключ 1 и разомкнут ключ 2. Ключ 2 соединен одним выводом с нагрузкой 7 и катодом диода 3 (при пол рности источников, указанной на чертеже), а другим выводом - с положительным ПОЛЮСОМThe device contains an output stage and a control circuit. The output stage is made on two controlled keys 1 and 2 and two diodes 3 and 4. Keys 1 and 2 switch in a certain way (according to the control of the ECU) power sources 5 and 6. Diode 3 is needed to block the forcing source when applied to the winding EMU of holding voltage from source 5, when key 1 is closed and key 2 is open. Key 2 is connected by one output with load 7 and cathode of diode 3 (with polarity of sources indicated in the drawing), and the other output is with positive POLES

фЬрсирующего источника 6 и катодом диода 4. Ключ 1 соединен одним выводом с нагрузкой 7 и анодом диода 4, а другим выводом - с отрицательным полюсом удерживающего источника 5. Анод диода 3 соединен с отрицательны и положительным полюсами источников 6 и 5, соответственно.A source 6 and a cathode of diode 4. Key 1 is connected by one output with load 7 and anode of diode 4, and the other output is connected to the negative pole of holding source 5. The anode of diode 3 is connected to negative and positive poles of sources 6 and 5, respectively.

Блок управлени содержит формирователи 8 и 9 временных интервалов и элемент ИЛИ-НЕ 10. Вход устройства соединен с одним из входов элемента 10 и со входом формировател 8, выход которого, в свою очередь, соединен со входом формировател 9 и управл ющей цепью ключа 2. Второй вход элемента 10 соединен с выходом формировател 9, а выход - с управл ющей цепью ключа 1.The control unit contains timers 8 and 9 time intervals and an element OR NOT 10. The device input is connected to one of the inputs of element 10 and to the input of the driver 8, the output of which, in turn, is connected to the input of the driver 9 and the control circuit of the key 2. The second input of the element 10 is connected to the output of the imaging unit 9, and the output to the control circuit of the key 1.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

На вход подаетс сери пр моугольных импульсов положительной пол рности, причем при наличии импульса ключи 1 и 2 разомкнуты и обмотка ЭМУ обесточена.A series of rectangular pulses of positive polarity is applied to the input, and in the presence of a pulse, keys 1 and 2 are open and the EMU winding is de-energized.

П.ри подаче на вход низкого потенциала (нулевого сигнала) запускаетс формирователь 8 временных интервалов, что приводит к замыканию ключа 2 на врем , необходимое дл разгона подвижного звена ЭМУ. Одновременно логический элемент 10 выдает сигнал дл замыкани ключа 1, так как на один из входов элемента 10 поступил разрешающий сигнал («О) со входа устройства. В нагрузке начинает нарастать ток под действием суммарного напр жени источников питани . По истечении первого временного интервала ключ 2 размыкаетс . Одновременно задним фронтом импульса формировател 8 запускаетс формирователь 9, импульс запрета с которого поступает на элемент ИЛИ-НЕ. Элемент ИЛИ-НЕ снимает воздействие, вызывающее замыкание ключа 1 на врем длительности второго интервала, необходимого дл торможени подвижного звена ЭМУ, в результате чего обмотка ЭМУ отключаетс от источников питани . Ток в обмотке начинает уменьшатьс , протека по цепи: нагрузка 7 - диод 4 - источник 6 - диод 3 - нагрузка 7. Иосле нрекращени действи импульса с выхода формировател 9 (момент окончани второго интервала времени) ключ 1 вновь замыкаетс и подключает обмотку ЭМУ к удерживающему источнику 5. Удерживание ЭМУ в конечно.м состо нии происходит до тех пор, пока на входе устройства не по витс очередной имнульс, который вызовет отключение ЭМУ от источника питани 5. Частота следовани импульсов и врем паузы между ними определ ют частоту и врем удержани подвижного звена в конечном состо нии.When a low potential (zero signal) is applied to the input, the shaper of 8 time intervals is started, which leads to the closure of key 2 for the time required for acceleration of the moving link of the ECU. At the same time, the logic element 10 generates a signal to close the key 1, since one of the inputs of the element 10 received an enabling signal (“O) from the input of the device. In the load, the current begins to increase under the action of the total voltage of the power sources. After the first time interval expires, key 2 opens. At the same time, the back edge of the pulse of the imaging unit 8 is started by the imaging unit 9, the prohibition impulse from which is fed to the element OR NOT. The element OR NOT removes the impact that causes the closure of the key 1 for the duration of the second interval, necessary for braking the moving link of the ECU, as a result of which the winding of the ECU is disconnected from the power sources. The current in the winding begins to decrease, the flow through the circuit: load 7 - diode 4 - source 6 - diode 3 - load 7. After the pulse from the output of the driver 9 (the moment the second time interval ends), the switch 1 again closes and connects the winding of the ECU to the holding source 5. The EMU is kept in a finite state until a regular impulse occurs at the device input, which causes the EMU to disconnect from the power source 5. The pulse frequency and the pause time between them determine the frequency and the hold time ani moving link in the final state.

Предлагаемое устройство реализует оптимальное безвибрационное управление ЭМУ и позвол ет повысить быстродействие, надежность и рабочий ресурс ЭМУ, что вл етс важным :в устройствах автоматики.The proposed device realizes the optimal vibration-free control of the ECU and allows to increase the speed, reliability and working life of the ECU, which is important: in automation devices.

Claims

1 .. BTOpcKoe certificate ° 385340, cl. H 01 H 47/02.

2. Lernenko L.I. “Scheme for the forced switching on and off of inductive-active loads, Sat. “Electronic technology in automation, ed. “Owls. radio issue I, M., 1969.

3. Ilchev D.D. et al. “Systems with electromagnetic couplings, ed. “Energie, M., 1965 (prototype).