Многоканальный коммутатор индуктивных нагрузок

Многоканальный коммутатор индуктивных нагрузок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ КОММУТАТОР ИНДУКТИВНЫХ НАГРУЗОК, содержащий источник постоянного напряжения, первый и второй диоды, конденсатор, тиристор, блок программного управления , распределитель импульсов ив каждом из (.каналов нагрузочную обмотку , первый вывод которой через соответствующий управляемый клк1Ч П. канального усилителя мощности соединен с первым полюсом источника питания и первой обкладкой конденсатора а через соответствующий третий ди- : , од - с второй обкладкой конденсатора и первым выходным электродом тиристора , второй выходной электрод-которого соединен с одноименными электродами первого и второго диодов , которые включены встречно последовательно между вторым и первым полюсами источника питания,, причем первый диод включен по отношению к источнику питания в прямом направлении , а выходы блока .программного управления соединены с входами расг пределителя импульсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения путем, уменьшения числа силовых полупроводниковых приборов, в него введены элемент ИЛИ,h элементов задержки и П элементов И, причем управляющий электрод тиристора подключен к выходу элемента ИЛИ, г $е входов которого соединены с выходами (Л соответствующих элементов И и входами соответствующих ключей h канального усилителя мощности, выходы распределителя импульсов соединены с первыми входами элементов И и подключены к их вторым входам через соответствующие элементы задержки, а вторые выводы нагрузочных обмоток соединены с вторым выходным электродом тиристора.

CCNO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

3(Я) Н 03 К 17 56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

h0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3441392/18-21 (22) 18.05.82 (46) 23.09.83. Вюл. М 35 (72) A.A.Aôîíèí, Р.P.Áèëîçîð и В.В. Гребеников (71) Институт электродинамики

АН Украинской ССР (53) 621.382(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

9 1472007, кл. Н3Т, 1977..

2. Авторское свидетельство СССР

У 862345, кл. Н 02 Р 8/00, 1981. (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ КОММУТАТОР

ИНДУКТИВНЫХ НАГРУЗОК, содержащий источник постоянного напряжения, первый и второй диоды, конденсатор, тиристор, блок программного управления, распределитель импульсов и в каждом из И., каналов нагрузочную обмотку, первый вывод которой через соответствующий управляемый ключ 31 канального усилителя мощности соединен с первым полюсом источника питания и первой обкладкой конденсатора а через соответствующий третий ди-, од — с второй обкладкой конденсатора и первым выходным электродом тиристора, второй выходной электрод--

<>SU, А которого оединен с одноименными электродами первого и второго.диодов, которые включены встречно последовательно между вторым и первым полюсами источника питания,. причем первый диод включен по отношению к источнику питания в прямом направлении, а выходы блока .программного управления соединены с входами рас-., пределителя импульсов, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью упрощения путем. уменьшения числа силовых полупроводниковых приборов, в него введены элемент ИЛИ, и элемен-. тов задержки и t1 элементов И, причем управляющий электрод тиристора подключен к выходу элемента ИЛИ, П входов которого соединены с выходами соответствующих элементов И и входами соответствующих ключей и канального усилителя мощности, выходы распределителя импульсов соединены с первыми входами элементов И и подключены к их вторым входам через соответствующие элементы задержки, а вторые выводы нагрузочных обмоток соединены с вторым выходным электродом тиристора.

1043824

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в устройствах питания и управления длинноходовых линейных электромагнитных двигателей, шаговыХ двигателей, поочередно включаемых электромагнитных механизмов.

Известен многоканальный коммутатор, содержащий источник питания, индуктивные нагрузки., ключевые эле.менты (транзисторы), диоды и конденоа40 торы, предназначенные для формирования токовых импульсов в нагрузке (1).

Однако данное устройство обладает невысокой эффективностью формирова- 15 ния переходных процессов вследствие малой эффективности передачи энергии иэ отключаемой индуктивной нагрузки в конденсатор.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многоканальный коммутатор индуктивных нагрузок, содержащий источник постоянного напряжения, первый и второй диоды, конденсатор, тиристор, блок программного управления, распределитель импульсов и в каждом из;И каналов нагрузочную обмотку, первый вывод которой через соответствующий управляемый ключ канального усилителя мощности соединен с первым полюсом источника питания и первой.обкладкой конденсатора, а через соот-. ветствующий третий диод — с второй обкладкой конденсатора и первым выходным электродом тиристора, второй 35 выходной электрод которого соединен с одноименными электродами первого и второго диодов, которые включены встречно последовательно между вторым и первым полюсами источника пи- 4р тания, причем первый диод включен по отношению к источнику питания в прямом направлении, выходы блока программного управления соединены с входами распределителя импульсов, 45 а каналы усилителя мощности разделены на четную и нечетную группы и к каждой группе каналов подключена своя форсирующая цепь иэ конденсатора и тиристоров (2) .

Недостатком известного устройства является сложность схемы, т.е. форсирование переходных процессов обеспечивается подключением к каждой из обмоток двух диодов и тиристора.

Целью изобретения является упрощение устройства путем уменьшения числа .силовых полупроводниковых приборов.

С этой целью в многоканальный 60 коммутатор индуктивных нагрузок, содержащий источник постоянного напряжения, первый и второй диоды, кон,«, денсатор, тиристор, блок программно ro управления, распределитель импульсов и в каждом из и каналов нагрузочную обмотку, первый вывод которой через соответствующий управляемый ключ Ц канального усилителя мощности соединен с первым полюсом источника питания и первой обкладкой конденсатора, а через соответствующий .третий диод - с второй обкладкой конденсатора и первым выходным электродом тиристора, второй выходной электрод которого соединен с одноименными электродами первого и второго диодов,. которые включены встречно последовательно между вторым и первым полюсами источника питания, причем первый диод включен

t по .отношению к источнику питания в прямом направлении, а выходы бло ка программного управления соединены с входами распределителя импульсов, введены элемент ИЛИ, И элементов задержки и И элементов И, причем управляюший электрод тиристора подключен к выходу элемента ИЛИ, И входов которого соединены с выходами соответствующих элементов И и, входами соответствующих ключей tl канального усилителя мощности, выходы распределителя импульсов соединены с первыми входами элементов И и подключены к их вторым входам через соответствующие элементы задержки, а вторые выводы нагрузочных обмоток соединены с вторым выходным электро дом тиристора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства, например, для случая И = 3..

Коммутатор содержит источник 1 питания, перый и второй диоды 2 и 3, тиристор 4, нагрузочные обмотки 5-7, третьи диоды 8- 10, конденсатор 11, усилитель 12 мощности, элемент ИЛЙ .13, выход которого подключен к управляющему электроду тиристора 4, элементы 14- 16 И, выходы которых. соединены с входами элемента 13 и . входами соответствующих ключей усилителя 12, элементы 17-19 задержки, распределитель 20 импульсов и блок

21 программного управления, выходы которого соединены с входами распределителя 20.

Первые выводы обмоток 5-7 через соответствующие ключи усилителя 12 соединены с первым полюсом источника 1 и первой обмоткой конденсатора

11, а через диоды 8-10 — с второй обкладкой конденсатора 11 и первым выходным электродом (анодом) тиристора 4, катод которого соединен с катодами диодов 2 и З,которые включены встречно последовательно между полюсами источника 1, причем анод диода 2 соединен с вторым (положительным) полюсом источника 1. Выходы распределителя 20 соединены с

1043824 4 первыми входами элементов 14- 16 и подключены к -их вторым входам через элементы 17-19 задержки. Вторые выводы обмоток 5-7 соединены с катодом тиристора 4.

Устройство работает следующим образом.

Пусть возбуждена обмотка 5.. При этом на первом выходе распределителя .

20 имеется логическая "1", а на ос-. тальных - логический "0". На первом 10 и втором входах и на выходе элемента 14 также имеется логическая ."1", которая, пройдя через элемент 13, обеспечивает влючение тиристора 4, если напряжение на конденсаторе 11 15 превышает напряжение источника 1.

При поступлении очередного .управ- ляющего сигнала с блока 21 на вто.ром.выходе распределителя 20 появляется логическая "1", а на первом gp выходе — логический "0". На первом .входе и соответственно на выходе элемента 14 .появляется тоже "0", . обмотка 5 отключается и возникшая в ней ЭДС самоиндукции. заряжает конденсатор 11 по цепи: первый вывод обмотки 5 — диод 8 — конденсатор 11 - диод 3 - второй вывод обмотки 5 с постоянной времени

При этом на выходе элемента 15 действует логический "0", так как элемент 18 задерживает на время, большее с, передачу логической "1", со второго выхода распределителя

20 на второй axîä элемента 15. В

l результате обмотка 6 остается отключенной, а тиристор 4 закрыт из-за отсутствия единицы на одном из входов и .соответственно на выходе элемента 13, и магнитная энергия обмотки 5 с высоким КПД передается в конденсатор 11,. заряжая его до напряжения, превышающего напряжение источника 1, Затем на втором входе и соответственно на выходе элемента 15 появляется логическая "1", тиристор 4 и обмотка 6 включаются и происходит разряд конденсатора 11, т.е. форсирование переднего фронта токового импульса.в обмотке 6 по цепи: конденсатор 11 — тиристор 4 — обмотка

6 — ключ усилителя 12 — конденсатор 11. После разряда конденсатора

11 до напряжения .источника 1 тиркстор 4 -выключается и по обмотке 6 протекает ток от источника 1. через диод 2. При появлении следующего управляющего импульса ha входе распределителя 20 процессы коммутации нагрузочных обмоток с задержкой протекают аналогично.

Таким образом, в коммутаторе, происходит разделение во времени процессов заряда и разряда форсирующего конденсатора, а достигаемый при этом эффект — упрощение схемы обусловлен уменьшением числа используемых силовых полупроводниковых приборов: управляемых ключей до

И + 1, а диодов до И + 2.

1043824

Составитель Щедрин

Техред T.Маточка КорректорА. Повх

Редактор П. Коссей

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7356/60 Тираж 936. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5