SU928646A1

SU928646A1 - Static limit switch

Info

Publication number: SU928646A1
Application number: SU802948612A
Authority: SU
Inventors: Виул Михайлович Пожидаев; Вадим Васильевич ОМЕЛЬЧЕНКО; Ремилий Николаевич Ковалев; Валентин Алексеевич Прозоров; Виктор Владимирович Путников; Евгений Александрович Петров
Original assignee: Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского; Предприятие П/Я М-5381
Priority date: 1980-07-02
Filing date: 1980-07-02
Publication date: 1982-05-15

Description

Изобретение относится к промышленной автоматике, в частности, к бесконтактным переключающим устройствам с использованием магнитно-транзисторных ключей.The invention relates to industrial automation, in particular, to contactless switching devices using magnetic transistor keys.

Известен бесконтактный путевой переключатель, содержащий магнитно-транзисторный автогенератор, силовой составной транзистор с нагрузкой в цепи коллектора и элемента управления в ¹⁰виде постоянного магнита [l j.Known proximity switch containing a magnetic transistor oscillator, a power composite transistor with a load in the collector circuit and a control element in the form of a ¹⁰ permanent magnet [l j.

Однако это устройство не отличается высоким КПД.However, this device does not have high efficiency.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является бескон- ¹⁵тактный путевой переключатель, содержащий силовой транзистор с нагрузкой в цепи коллектора, магнитно-транзисторный автогенератор на двух транзисторах и токовом трансформаторе с секционированными обмотками в цепях баз и коллекторов, и элемент управления в виде постоянного магнита L2].The closest to the invention by the technical essence is beskon- ¹⁵ latched track switch comprising a power transistor to a load in the collector circuit, magnetic oscillator transistor and the two transistors of the current transformer with the windings sectioned in bases and collector circuits, and the control element in the form of a permanent magnet L2].

Однако известное .устройство имеет невысокий КПД.However, the known. Device has a low efficiency.

Целью изобретения является повышение КПД.The aim of the invention is to increase efficiency.

Цель достигается тем, что в бес-з контактный путевой переключатель, содержащий силовой транзистор с нагрузкой в цепи коллектора, магнитно-транзисторный автогенератор на двух транзисторах и токовом трансформаторе с секционированными обмотками в цепях баз и коллекторов, и элемент управления в виде постоянного магнита, введены два дополнительных транзистора, причем эмиттер и коллектор силового транзистора соединены с выходными выводами магнитно-транзисторного автогенератора, а база - с коллекторами транзисторов магнитно-транзисторного автогенератора через эмиттерколлекторные переходы дополнительных транзисторов, база каждого из которых соединена с эмиттером другого ‘дополнительного транзистора.The goal is achieved by the fact that in a contactless trip switch containing a power transistor with a load in the collector circuit, a magnetic transistor oscillator with two transistors and a current transformer with sectioned windings in the base and collector circuits, and a control element in the form of a permanent magnet, are introduced two additional transistors, the emitter and the collector of the power transistor connected to the output terminals of the magnetic transistor oscillator, and the base to the collectors of the transistors of the magnetic transistor oscillator through the emitter collector junctions of additional transistors, the base of each of which is connected to the emitter of the other ‘additional transistor.

На фиг.1 и 2 представлены два варианта электрических схем предложенного устройства.Figure 1 and 2 presents two options for electrical circuits of the proposed device.

Устройство содержит транзисторы 1-5# диод 6, трансформатор 7 тока, нагрузку 8, элемент 9 управления (постоянный магнит), дополнительную обмотку 10 трансформатора 7, зажимы 11 и 12 источника питания, точки 13 и 14 генератора.The device contains transistors 1-5 # diode 6, current transformer 7, load 8, control element 9 (permanent magnet), additional winding 10 of transformer 7, power supply terminals 11 and 12, generator points 13 and 14.

Магнитно-транзисторный автогенерЗТор собран на транзисторах 2 и 3, токовом трансформаторе 7 с секционированными обмотками в цепях коллектоп |5 оов и без транзисторов 2 и 3 и диодов 6.The magnetic transistor oscillator ZTor is assembled on transistors 2 and 3, a current transformer 7 with sectioned windings in collector circuits | 5 oov and without transistors 2 and 3 and diodes 6.

Переключатель работает следующим' образом.The switch operates as follows.

Если магнит 9 удален от сердечника трансформатора 7, то при подключении к зажимам 11 и 12 напряжения генератор возбуждается, что приводит к поочередному насыщению в противофазе транзисторов 2 и 3 и возникновению прямоугольных напряжений на обмотках трансформатора 7. При этом величина напряжения на коллекторе выключенного транзистора генератора равна сумме напряжения на обмотке трансформатора 7, включенной между коллекторами транзисторов 2 и 3 и напряжения на коллектор-эмиттерном переходе насыщенного в данный момент Транзистора генератора. Это напряжение через один °из транзисторов ( 4 или 5), открытый в данный момент . напряжением на обмотке, включенной между коллекторами транзисторов 2 и 3, подается на база-эмиттерный переход силового транзистора 1, насыщая его. По нагрузке 8 течет переход силового транзистора 1, насыщая его. По нагрузке 8 течет ток D_H, равный сумме токов 3^ и 3_χ. Еслй параметры генератора выбраны правильно, то ток всегда в 5~6 раз больше токаIf the magnet 9 is removed from the core of the transformer 7, then when the voltage is connected to the terminals 11 and 12, the generator is excited, which leads to the alternating phase antiphase saturation of transistors 2 and 3 and the appearance of rectangular voltages on the transformer windings 7. The voltage on the collector of the turned off transistor of the generator equal to the sum of the voltage across the transformer winding 7 connected between the collectors of transistors 2 and 3 and the voltage across the collector-emitter junction of the currently saturated transistor of the generator. This voltage is through one ° of the transistors (4 or 5), currently open. voltage on the winding connected between the collectors of transistors 2 and 3, is fed to the base-emitter junction of the power transistor 1, saturating it. The load 8 flows the transition of the power transistor 1, saturating it. Over load 8, a current D _H flows equal to the sum of the currents 3 ^ and 3 _χ . If the generator parameters are selected correctly, the current is always 5 ~ 6 times greater than the current

3., , протекающего через генератор.3., flowing through a generator.

Известно, что токи в база-эмиттерных переходах транзисторов 2 и 3 за счет магнитной связи между обмотками трансформатора 7 изменяются про20 порционально токам нагрузки. При этом также изменяются и напряжения на коллекторных обмотках трансформатора 7, увеличиваясь или уменьшаясь соответственно с увеличением или уменьшением тока нагрузки, вследствие этого пропорционально току наг4 и ток в базе сило1.It is known that the currents in the base-emitter junctions of transistors 2 and 3 due to the magnetic coupling between the windings of the transformer 7 vary proportionally to the load currents. In this case, the voltages on the collector windings of the transformer 7 also change, increasing or decreasing, respectively, with an increase or decrease in the load current, as a result of which is proportional to the load current4 and the current in the base force1.

насыщенном эмиттер рузки изменяется /вого транзистора Напряжение на коллекторном переходе транзистора 1 всегда равно напряжению между точками 13 и 14 генератора. Это напряжение равно сумме напряжения на насыщенном коллектор-эмиттерном переходе транзистора 2 или 3 и половине напряжения на обмотке трансформато-ъ ра 7, включенной между коллекторами его транзисторов 2 и 3. Реально при использовании кремниевых транзисторов величина напряжения между точками 13 и 14 равна 0,4-0,7 В, что приблизительно в два раза меньше, чек у обычного кремниевого составного транзистора 3 или у известных бесконтактных путевых переключателей. Если магнит 9 приблизить к сердечнику трансформатора 7, то последний насыщается и происходит лавинообразный срыв генератора. Напряжение на его обмотках при этом уменьшается до нуля и все транзисторы устройства выключаются. Ток в нагрузке 8 уменьшается до нуля. Переключатель, изображенный на фиг.2, работает аналогично расмотренному. Его особенностью (фиг.2) является использование всех транзисторов с одним типом проводимости. При этом для управления дополнительными транзисторами 4 и 5 использована дополнительная обмотка 10 трансформатора 7.The saturated emitter of the output changes of the transistor. The voltage at the collector junction of transistor 1 is always equal to the voltage between points 13 and 14 of the generator. This voltage is equal to the sum of the voltage at the saturated collector-emitter junction of transistor 2 or 3 and half the voltage at the transformer winding 7 connected between the collectors of its transistors 2 and 3. Actually, when using silicon transistors, the voltage between points 13 and 14 is 0, 4-0.7 V, which is approximately two times less, the check with a conventional silicon composite transistor 3 or with the known proximity switches. If the magnet 9 is brought closer to the core of the transformer 7, then the latter is saturated and an avalanche-like breakdown of the generator occurs. The voltage on its windings in this case decreases to zero and all transistors of the device turn off. The current in load 8 is reduced to zero. The switch depicted in figure 2, operates similarly to the considered. Its feature (figure 2) is the use of all transistors with one type of conductivity. Moreover, to control additional transistors 4 and 5, an additional winding 10 of transformer 7 is used.

Таким образом,- предложенный путе вой переключатель позволяет умень- шить рассеиваёмую мощность в насыщенном состоянии более, чем в два раза по сравнению с известным и тем самым существенно повысить КПД переключателя.Thus, the proposed directional switch allows one to reduce the dissipated power in the saturated state by more than two times in comparison with the known one and thereby significantly increase the efficiency of the switch.

Помимо использования по прямому назначению в схемах автоматики предложенный бесконтактный переключатель может найти применение также в бесконтактных двигателях постоянного тока.In addition to its intended use in automation circuits, the proposed proximity switch can also be used in non-contact DC motors.

Claims

The invention relates to industrial automation, in particular, to contactless switching devices using magnetic transistor switches. A proximity switch is known, which contains a magneto-transistor oscillator, a power composite transistor with a load in the collector circuit and a control element in the form of a permanent magnet 1. However, this device does not differ in high efficiency. The closest to the invention to the technical essence is a contactless path switch comprising a power transistor with a load in the collector circuit, a magnet-transistor oscillator on two transistors and a current transformer with sectioned windings in the bases and collectors, and a control element in the form of a permanent magnet . However, the known. The device has a low efficiency. The aim of the invention is to increase efficiency. The goal is achieved by having a contactless jogging switch containing a power transistor with a load in the collector circuit, a magnet-transistor oscillator on two transistors and a current transformer with sectioned windings in the bases and collectors, and a control element in the form of a permanent magnet , two additional transistors are introduced, with the emitter and collector of the power transistor connected to the output pins of the magnet-transistor oscillator, and the base is connected to the collectors of the transistors magnet-transistor via the emitter -. collector transitions of additional transistors, the base of each of which is connected to the emitter of another additional transistor. Figure 1 and 2 presents two variants of the electrical circuits of the proposed device. The device contains transistors 1-5 diode 6, current transformer 7, load 8, control element 9 (for a magnet), additional winding 10 of transformer 7, power supply terminals 11 and 12, points 13 and I of the generator. The magneto-transistor autoheater top is assembled on transistors 2 and 3, a transformer 7 with sectioned windings in collector circuits and without transistors 2 and 3 and diodes 6, the switch works as follows .. If the magnet 9 is removed from the core of the transformer 7, then the terminals 11 and 12 of the voltage, the generator is excited, which leads to alternating saturation in opposite phase of the transistors 2 and 3 and the occurrence of rectangular voltages on the windings of the transformer 7. At the same time, the magnitude of the voltage on the transistor and the generator is the sum of the voltage on the transformer 7 connected between the collectors of the transistors 2 and 3. voltage on the collector-emitter junction of the currently saturated transistor generator. This voltage through one ° of the transistor (or S), currently open by the voltage on the winding connected between the collectors of transistors 2 and 3, is fed to the base-emitter junction of the power transistor 1, saturating it. For load 8 flows the transition of the power transistor 1, saturating it. According to the load 8, a current D flows, which is equal to the sum of the currents 3 and E ... If the generator parameters are chosen correctly, then the current Jj is always times the current E flowing through the generator. It is known that the currents in the base are emitter; The transitions of transistors 2 and 3 due to the magnetic coupling between the windings of the transformer 7 change in proportion to the load currents. The voltages on the collector windings of the transformer 7 also change, increasing or decreasing accordingly with an increase or decrease in the load current, and this is proportional to the load current and the current in the Sase of the power transistor 1 changes. always equal to the voltage between points 13 and I of the generator. This voltage is equal to the sum of the voltage on the saturated collector-emitter junction of transistor 2 or 3 and half of the voltage on the winding of transformer ib 7 connected between the collectors of its transistors 2 and 3. Actually, when using silicon transistors, the voltage between points 13 and 1A is 0, A-0.7 V, which is approximately two times less than a check for a conventional silicon composite transistor 3 or a known non-contact path switch / Tey. If magnet 9 is brought closer to the transformer core 7, the latter is saturated and roiskhodit generator avalanche breakdown. The voltage on its windings decreases to zero and all device transistors are turned off. The current in load 8 decreases to zero. The switch shown in figure 2, works similarly examined. Its feature (fig2) is the use of all transistors with one type of conductivity. In this way, the additional winding 10 of the transformer 7 is used to control the additional transistors 4 and 5. Thus, the proposed path switch allows to reduce the dissipated power in a saturated state by more than two times compared to the known state and thereby significantly increase Efficiency switch. In addition to the use for the intended purpose in the circuits of automation, the proposed contactless switch can also be used in non-contact DC motors. Claims of the Invention A contactless jogging switch comprising a power transistor with a load in a collector circuit, a magnet-transistor oscillator on two transistors and a current transformer with sectioned windings in circuits of bzz and coplenters.

and a permanent magnet control element, characterized in that, in order to increase efficiency, two additional transistors are introduced, the emitter and collector of the power transistor connected to the output terminals of the magnetic transistor autogenerator, and the base to the collectors of transistor transistors of the magnetic transistor autogenerator through the emitter - collector transitions of additional transistors, base

each of which is connected to the emitter of another additional trlnistor.

Sources of information taken into account in the examination

1, N.E. Ovchinnikov et al. Contactless motors of direct current automatic devices. M., Science, 1966, p.100, fig.3.2.

2. Author's Certificate of the USSR № J 05175, cl. H 03 K 17 / 6U, 1973 (prototype).