Устройство для контроля срабатывания электромагнитов переменного тока

Устройство для контроля срабатывания электромагнитов переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СРАБАТЫВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ ПЕРЕ- . ЖВЙОРО ТОКА, содержащее блок индикада1и , источник напряжения перемен .ного токаj первым выводом через датчик тока соел.иненный с первым входом устройства, а вторым выводом - с информадаонным входом клйчй, выходом соединенного с вторым входом устройства , а управляющим входом - с первым выходом бл ока управления, первый входом подключейно го. к пусковой щяне, компаратор, первым входом соединенный с вьжодрм источника эталонного на пряжейия, а BtopbiM -. с выходом двухполуйериодного аьтря в1теля , входом подклю««енного к выходу датчика тока, б т л и ч а ю щ е еС я тем, что, с целью обеспечения вознояо ости контроля времени.ерзбатыванйя электромагнита, в устройство введены элемент ЙСКЛЮЧАВДЕЁ ИЛИ, 11ерв1 й элемент И, первый, второй Я третий триггеры, генератор импульсов , элемент ИЛИ, элемент задержки, первый и второй счетчики а блок управления состоит из формироввтеля импульса сброса, второго элемента И и формирователя командного сигнала, причем формирователь импульса сброса входом соединен с первьв4,входом блока управления и с первым входом второго элемента И, а выходом - с вторым вьпхоДом блока управления, второй вход второго элемента И соединен с вторым входом управления, а выход - с первым входом формирователя командного сигнала, вторым входов и выходом подключенного.соответственно к третьему входу и первому выходу блока управления, при (Л этом третий вход блока управления соединен с вторым выводом источника напряжения переменного тока, а второй выход - с первым входом элемента ИЛИ и входом установки в нулевое росТояние первого счетчика и первого триггера, инверсным выходом подо ключенного к второму входу блока управления, а входом установки в 00 единичное состояние - с выходом реполнения первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом компаратора, входом элемента задержки и первым входом элемента ИСЮШЧАВДЕЕ ИД1, BTopbtM входом, подключенного к выходу элемента, задержки и. входу установки в единичное состояние второго триггера, а выходом - к второму входу элемента ИЛИ, выходом соединенного с входом установки в нулевое состояние второго и третьего триггеров и второго счетчика , выход второго триггера соеди

4(я) 6 05 В 2 02 гю делаем и®ом гщний и отнеьвий

ОПЙСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРОИОМУ. СИЩ ЕТЕЙЬСТВУ

ВИВА КО 1 сЫА (21) .3685013/24-24 (22) 28.,12.83 (46) 07.06.85, Бюл. Р 21 (72) С.В. Мешков, И.Н. Инков, Б.И. Черпаков и:A.Б. Поляков . (71) Ордена Трудового Красного Зна-. мени экспериментальный научно-исследбвательский институт металлорежущих станков (53) 621.314 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 642683, кл..G 05.В 23/02, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке. 9 3662147/24, кл. С 05 В 23/02, 1983 (прототип). (54)(57) УСТР(ФСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

СРАБАТЫВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ ПЕРЕМЕЯНОГО ТОКА, содержащее блок индикации, источник напряжения перемен.ного тока., первым выводом через датчик тока соединенный с первым входом устройства, а вторым выводом - с ин-. формационйым входом ключа, выходом соединенного с вторым входом устройства, а управляющим входом — с первым выходом блока управления, первым входом подключейного. к пусковой шине, компаратор, первым входом соединенный с вйходом источника эталонного налряжеиия, а вторым входоис выходом двухполупериодного выпрямителя, входом подключенного к выходу датчика тока, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения возможности контроля времени .срабатывания электромагнита, в устройство введены элемент ИСКЛ0%АЮЩЕЕ ИЛИ, первый элемент И, первый, второй и третий триггеры, генератор ймпуль„„Я0„„1160371 А сов, элемент ИЛИ, элемент задержки, . первый и второй счетчики, а блок управления состоит из формирователя импульса сброса, второго элемента И и формирователя командного сигнала, причем формирователь импульса сброса входом соединен с первым, входом блока управления и. с первым входом второго элемента И, а выходом — с вторым выходом блока управления, второй вход второго элемента И соединен с вторым входом управления, а выход — с первым входом формирователя командного сигнала, вторым входом и выходом подключенного.соот. ветственно к третьему входу и первому выходу блока управления, при этом третий вход блока управления соединен с -вторым выводом источника .( напряжения переменного тока, а вто" рой выход — с первым входом элемента ИЛИ и входом установки в нулевое состояние первого счетчика и первого триггера, инверсным выходом подключенного к второму входу блока управления, а входом установки в диничное состояние — с выходом переполнения первого счетчика, счетный вход которого соединен с выхо- . Мь дом компаратора, входом элемента задержки и первым входом элемента:

ИСКЗЮЧАИЩЕЕ ИЛИ, вторым входом, подключенного к выходу элемента. задержки и. входу установки в единичное состояние второго триггера, а выходом — .к второму входу элемента ИЛИ, выходом соединенного с входом установки в нулевое состояние второго и третьего триггеров и второго счетчика, выход второго триггера соеди1 нем с первым входом первого элемента И, вторым входом подключенного,к выходу генератора импульсов, а выходом — к счетному входу второго счетчика, выход переполнения которого соединен g вхо дом установки в еди-!

60371 ничное состояние третьего трИггера, . прямым выходом подключенного к нервому входу блока индикации, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера,а третьи вхады подключены к выходам первого счетчика.

Изобретение относится к автоматике а контрольно-измерительной технике, может бйть использовано для контроля факта и времени срабатывания электромагнитов переменного то- 5 ка.

Известно устройство для контроля электромагнитов -переменного тока, содержащее датчик тока, подключенный и схеме нормализацни сигнала, компа- 10 ратор» одйн .из входов которого подключен к выходу схемы нормализации, а другой к:источнику эталонного напряжения, и .блок индикации tt ).

Недостатком устройства является !5 низкое быстродействие, ввиду наличия в схеме инерционного элемента—

Фильтра. Кроме того, устройство не позволяет контролировать время срабатывания электромагнита. 20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля электромагнитных реле переменного тока, содержащее блок индикации, источник 25 напряжения переменного тока, первым выводом через датчик тока соединенный с первым входом устройства, а вторым выводом — с информационным входом ключа, выходом соединенного З0 ь со вторым входом устройства, а управляющим входом — с первым выходом блока управления, первым входом подключенного к пусковой шине, компаратор, первым входом соединенный с выходом источника эталонного напряжения, а вторым входом с выходом двухполупериодного выпрямителя, вхо.дом подключенного к выходу датчика тока.

Известное устройство позволяет определить токи срабатывания и отпускания. электромагнитных реле t2).

Недостатком. известного устройства является то, что оно не нозволяет контролировать время срабатывания, а также определить факт cpa" батывания электромагнитов, ие имеющих собственных контактных групп.

Келью и; обретения является обеСпечение возможности контроля времени и факта срабатывания электромагнита.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля срабатывания электромагнитов переменного тока, содержащее блок индикации, источник напряжения переменного тока, первым выводом через дат чик тока соединенный с первым входом устройства, а вторым выводом— с информационным входом ключа, выходом соединенного с вторым входом устройства, а управляющим входом— с первым выходом блока управления, первым входом подключенного к пусковой шине, компаратор. первым входом соединенный с выходом источ+ ника эталонного нанряжения, а вторым входом с выходом двухполупериодного выпрямителя, входом подключенного к выходу датчика тока, введены элемент ИСКЛИ}ЧАЯ)ЩЕЕ ИЛИ, первый элемент И, первый, второй и третий триггеры, генератор импульсов, элемент ИЛИ, элемент задержки, первый и второй счетчики, а блок управления состоит из формирователя импульса сброса, второго элемента И и формирователя командного сигнала, причем формирователь импульса сброса входом соединен с первым входом блока управления и с первым входом второго элемента И, а выходом — с вторым выходом блока управления, 1 второй вход второго элемента И соединен с вторым входом блока управлеЭ 1160371 4 ния, а выход — с первым входом фор- тор 18 импульсов, первый элемент. мирователя командного сигнала, вто- И 19, второй счетчик 20, третий рым входом и выходом подключенного триггер 21, первый счетчик 22, -персоответственчо к третьему входу и вый триггер 23, блок 24 индикации. первому выходу блока управления, j На фиг. 1-4 обозначены сигналы 25-45, при этом третий вход блокв упрввле- :иа фиг. 2-4 — моменты времени t,, ния соединен с вторым выводом источ- t, t и й+, период напряжения пиника напряжения переменного тока, тания Т, период импульсов с компаа второй выход - с первым входом . ратора и период импульсов с генеэлемента ИЛИ и входом установки в 1б ратора Тт. нулевое состояние первого счетчика Устройство работает следующим оби первого триггера, инверсным вы- разом. ходом подключенного к второму входу В исходном состоянии на первом .блока управления, а входом уставов- входе 1 блока 2 управления сигнал ки в единичное состояние. — с выхо- yg логического "0" от пусковой шины 3 дом переполнения первого счетчика,, (фиг. 2-4, интервал времени 04 t < t )

1 счетный вход которого соединен с При этом на выходах формирователя выходом компаратора, входом элемен- . 4 импульса сброса, элемента И 5 и та задержки и первым входом элеиен- формирователя 6 командного сигнала та ИСКЛ1ОЧАЙЩЕЕ ИЛИ, вторым входом 2О нулевые выходные сигналы. Ключ 7 подключенного к выходу элемента за находится в непроводящем состоянии, держки и входу установки в единич- поэтому ток в цепи катушки 8 электное состояние второго триггера; а ромагнита, датчика 9 тока и источ. выходои - к второму входу элемента ника 1 0 ника 0 напряжения переменного тока

ИЛИ, выходом соединенного с входом 2S отсутствует. Напряжение на выходе установки в нулевое состояние вто- датчика 9 тока и двухполупериодного рого и третьего триггеров и нторого выпрямителя 11 равно нулю. На персчетчика, выход второго триггера вом выходе компаратора 12 напряжесоединен с первым входом первого ния с источника 13 эталонного напряэлемента И, вторым вход6м подключен- жеиия, а на втором входе нулевой ного к выходу генератора импульсов, сигнал с выпрямителя 11. При этом, а выходом — к счетному входу второ- на выходе компаратора 12 нулевой го счетчика, выход переполнения сигнал. На выходах элемента 14 закоторого соединен с входом установ- держки, элемента ИСКЛЮЧАКМЦЕЕ ИЛИ ки в единичное состояние третьего 15 и элемента ИЛИ 16 также нулетриггера, прямым выходом подключенно- И .вые сигналы. На выходе второго счетго к первому входу блока индикации, чика 17 логическая "1". При этом второй вход которого соединен с импульсы с генератора 18 импульсов прямым выходом первого триггера, а через элемент И 1о поступают «а третьи входы подключены к выходам .счетный вход второго счетчика 20. первого счетчика. 4О Импульсы с выхода переполнения этоНа фиг. 1 приведена схема уст" ro счетчика поступают на S-вход тре.ройства для контроля срабатывания тьего триггера 21, не изменяя едиэлектромагнитов переменного тока, ничного состояния его выхода. На иа фиг..2-4 - временные диаграммы, выходах первого c÷åò÷èêà 22 и е—

43 поясняющие работу устройства. вого триггера 23 сигналы, соответст1 бл

Яа.схеме показаны первый вход . вующие результатам предыдущей ущеи пролока управления, блок 2 управле- верки, которые индицируются блоком ния, пусковая шина 3, формирователь 24 индикации.

4.импульса сброса, второй элемент Нри поступлении с пусковой шины

И 5, формирователь б управляющего @ 3 в момент времени й, (фиг. 2-4)

-сигнала, ключ 7, катушка 8 электро- сигнала логической "1" (сигнал 25) магнита, датчик 9 тока, источник формирователь 4 импульса сб

10 и са с роса напряжения переменного тока, двух"" .формирует один короткий импульс полупериодный выпрямитель 11, ком- (сигнал 26), который сбрасывает паратор 12, источник 13 эталонного >> триггеры 17 (сигнал 27) 2 1 (сиг1 напряжения, элемент 14 задержки, нал 28), 23 (сигнал 29) и-счетчики элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15, элемент 20 (сигиал 30) и 22 (сигналы 31ИЛИ 16, второй триггер 17, генера- 34). На инверсном выходе первого

11603?! б триггера 23 (сигнал 35) устанавлнtI It вается сигнал логической 1, который .поступает на второй вход элемента И 5. На первом входе этого элемента уже имеется сигнал логической "1" с п,сковой шины 3. На выходе элемента И 5 появляется сигнал логической "1", который вызывает Появление выходного сигнала

36 формирователя 6 только после первого прохождения через нуль напряжения (сигнал 37) источника 10 (фиг. 2 и 3, момент времени й,).

Ключ 7 переходит в проводящее состоя. ние и на катушку 8 контролируемого электромагнита поступает .напряжение с,источника 10. напряжения переменного тока. При этом момент открытия ключа 7 совпадает с началом фазы напряжения питания. Такой режим управления является наиболее оптимальным, так как обеспечивает максимальное быстродействие и повышает надежность срабатывания. электромагнитов переменного тока. В.цепи катушки 8 контролируемого электромагнита. возникает переходный процесс, характеризующийся на начальном этапе резким выбросом тока. Это является следствием того, что индуктивное сопротивление катушки 8 при оттянутом положении якоря значительно меньше, чем при полностью втянутом якоре. Но мере движения якоря происходит уменьшение воздуш- ного зазора, а следовательно увеличение индуктивного сопротивления и уменьшение тока. Иинйиальное значение тока соответствует полностью .втянутому якорю. С датчика 9 .тока напряжение (сигнал 38) пропорциональ ное току в катушке электромагнита поступает на двухполупериодный выпрямитель 1 1, с выхода которого выпрямленный сигнал,39 подается на первый вход компаратора 12. На второй вход компаратора 12 поступает напряжение (сиггиал 40) постоянного тока с источника 23 эталонного напряжения. Величина эталонного напряжения выбирается несколько большей амплитудного значения напряжения с датчика тока, соответствующего полностью втянутому. якорю. В резуль тате сравнения изменяющегося во вре мени сигнала 39 с постоянным уровнем (сигнал 40) на выходе компаратора 12 появляется последовательность импульсов (сигнал 41), которая формируется до тех пор, пока амплитуда напряжения с выпрямителя не станет меньше эталонного уровня, т.е. пока якорь полностью не втянется. Поэтому срыв частоты на выходе компаратора 12 может быть расценен как факт срабатывания электромагнита. Фиксация срыва частоты .осуществляется элементами 14-21, которые контролируют длительность периода следования импульсов с компаратора. При движении якоря электромагнита период с .может принимать любое значение в пределах 0,5 Т 4

< 0,75 Т, где Т вЂ” период частоты напряжения. питания. При отсутствии очередного и последующих импульсов (срыв частоты) длительность указан-. ного периода увеличивается свыше

0,75 Т.

Контроль длительности импульсов, формируемых компаратором 12 осуществляется следующим образом.

Элемент 14 задержки задерживает фронт импульса с компаратора .(сигнал 42, фиг. 4). Элемент ИСКЛЮЧАИ)ЩЕЕ

ИЛИ 16 формирует короткий импульс " (сигнал 43), длительность которого. ( равна времени задержки элемента 14.

Этот импульс сбрасывает второй счет. чик 20 и триггеры 17 и 21. Фронт импульса с элемента 14 задержки устанавливает второй триггер 17 в единичное состояние.. Сигнал логической

"1" с выхода триггера 17 поступает на первый вход элемента И 19, на второй вход которого подаются им" пульсы с генератора 18 (сигнал 44).

Эти импульсы проходят на выход элемента И 19 (сигнал 45).и поступают на счетный вход второго счетчика 20. Частота f импульсов с генератора 18 и емкость N< счетчика 20 должны удовлетнорять условию

Ы И 0,75 Т. Если иа выходе компаратора 12 появляется. очередной импульс, счетчик 20 сбрасывается не успев заполниться до предела поэтому сигнал 30 на его выходе перепол-нения не формируется . Если очередной импульс отсутствует (срыв частоты), счетчик 20 заполняется до предела и на выходе нерепэлнения формируется импульс (фиг.. 2-4 ° момент t ), который поступает на

S-вход третьего триггера 21 и устанавливает его в единичное состояВыход

25

"1" . ".0"

33

7 1

r ние, что является признаком срабатывания электромагнита. .Первый счетчик 22 осуществляет счет импульсов, формируемых компаратором 12. Число импульсов, сформированных компаратором равно числу полуволн тока с амплитудой, большей амплитуды, соответствующей конечному положению якоря. Время t

Т nl2, где Т/2 - длительность rioлуволны тока, an — число сформированных импульсов, примерно равно времени срабатывания электромагнита. Нри неерабатывании электромагнита из-за нарушения. цепи питания катушки 8 электромагнита импульсы вообще не формируются. При неполном срабатывании (якорь не дошел до своего крайнего положения) на выходе компаратора 1-2 появляется непрерывная последовательность импульсов (фиг. 3, сигнал 44). Носле того, как первый. счетчик 22 заполнится íà его выходе переполнения. формируетси импульс (снгнал 34, момент t> ), который устанавливает первый триггер 23 в единичное состояние (сигнал 29), фйксируя тем. самЫм факт не срабатывания электромагнита за некоторое время t =

Й Т!2, где Н„ — емкость первого счетчика 22. Данное время не должно превышать максимально допустимое время срабатывания электромагнита.

В примере показанном- на фиг. 3

И " 15.

Сигнал логического "0" с, инверсного выхЬда первого триггера 23 (сигнал 35) закрывает элемент И 5.

В реэультате на выходе формирователя 6 уцраВляющего сигнал@ установится логический "0", который переводит ключ 7 в непроводящее еостояние. Цель питания электромагнита размыкается; Такая блокировка за- щищает катушку 8 от перегрева и .сго- . рания прн несрабатыващж электромаг-: нита.

Формирование импулЬсов компара- . тором 12 прекращается и в момент

160371 8: времени t+ третий триггер 21 зафик сирует срыв частоты, устаноь, вшись в единичное состояние. Однако данный сигнал не может быть расценен как признак срабатывания, так как он появляетгя одновременно с единичным сигналом на выходе первого триггера 22, фиксирующего факт несрабатывания электромагнйта. Различные

1б сочетания сигналов на выходах первого и.третьего триггеров, соответствующие различным техническим . состояниям электромагнита, представлены в таблице.

Выход Техническое состоя2О ние электромагнита

"0".- Не сработал (нарушение цепи питания ка-. тушки) "1" Не сработал (якорь не достиг крайнего втянутого ноложения) "0" "1" Сработал

При исправности всех элементов устройства такое сочетание невозможно

Преобразование информации с выходов верного счетчика 21, первого триггера 22 и третьего триггера 20

s ф оoр м у, удобную для визуального наблюдения, осуществляется блоком

24 индикации.

-Таким образом, предлагаемое устройство позволяет контролировать. факт и время срабатывания электро. магнитов, не имеющих собственных контактных групп. Кроме того, уст ройство защищает катушку электромаг нита от перегрева и сгорания при несрабатывании последнего.

М! 160371

1 t60371

3)60373

Фиа. J

ПИПИ И

1160371

Составитель В. Солончук

Техред q. óçüèà Корректор Л. Пилипенко

Редактор А. Шандор

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

Заказ 3773/44 Тираж 8б3 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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