Способ коммутации обмотки линейного электромагнитного двигателя

Способ коммутации обмотки линейного электромагнитного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ КОММУТА1ЩИ ОБМОТКИ ЛИНЕЙНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ДВИГАТЕЛЯ , состоящий во включении обмотки, измерении протекающего через нее тока, отключении обмотки при достижении определенной силы тока, о тличающийся тем, , что, с целью повьшения КПД и надежности двигателя, при каждом включении обмотки запоминают величину первого максимума тока, затем сравнивают ток обмотки с этим значением и при их равенстве отключают обмотку. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11):

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHQMY СВИДЕ П=.ЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3784053/24-07 (22) 29 ° 06.84 (46) 30.12.85. Бюл. 9. 48 (.71) Институт электродинамики

АН УССР и Специальное конструкторско-.технологическое бюро Института электродинамики АН УССР (72) Л.П.Мельничук, В.Е.Тонкаль, А.А.Афонин, N.È.Äüèíåíêî, В.Г.Смолянинов и В.В.Гребеников (53) 621.313.33-525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 801217, кл. Н 02 Р 8/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 743154, кл. Н 02 P 7/62, 1980.

Ратмиров В.А. Основы программного управления станками. M.: Машиностроение, 1978, с. 167. (ю 4 Н 02 P 7 62 // Н 02 К 41 02 (54)(57) СПОСОБ КОММУТАЦИИ ОБМОТКИ

ЛИНЕЙНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ДВИГАТЕЛЯ, состоящий во включении обмотки, измерении протекающего через нее тока, отключении обмотки при достижении определенной силы тока, о тл и ч а ю шийся тем,. что, с целью повьппения КПД и надежности двигателя, при каждом включении обмотки запоминают величину первого максимума тока, затем сравнивают ток обмотки с этим значением и при их равенстве отключают обмотку.

12()2008

40

Изобретение относится к управлению электрическими машинами и может . быть использовано для построения систем управления длинноходовыми электромагнитными двигателями и устройствами с поочередно включаемыми обмотками.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности двигателя, На фиг, 1 изображено устройство для управления электромагнитным двигателем, реализующее предлагаемый способ, на фиг. 2 — временные диаграммы работы отдельных узлов устройства управления электромагнитным двигателем, на фиг. 3 — схема амплитудного детектора.

Устройство управления электромагнитным двигателем содержит выходной усилитель 1 мощности, подключенный к обмоткам 2 и 3 электромагнитного двигателя, шунтированным об ратными диодами 4 и 5, и включающий в себя ключевые элементы 6 и 7, и датчики 8 и 9 тока, а также амплитудные детекторы 10 и 11, компараторы 12 и 13, элемент ИЛИ 14 распределитель 15 импульсов, формирователи 16 и 17 импульсов запуска.

Вход 18 распределителя 15 импульсов является входом начальной установки последнего в исходное состояние.

Временные диаграммы сигналов

19-28 на элементах устройства приведены на фиг. 2.

Одна из возможных схем амплитудного детектора (фиг. 3) состоит из операционных усилителей 29 и 30, резистора 31 обратной связи диода

32, конденсатора 33, зашунтйрованного ключом 34. Вход 35 является сигнальным входом амплитудного детектора (фиг. 3), вход 36 — управляющим входом, а выход 37 — выходом амплитудного детектора.

В качестве распределителя 15 импульсов в устройстве для коммутации обмотки двухфазного электромагнитного преобразователя (фиг,1), например двухтактного электромагнитного вибратора, можно использовать

IK-триггер с установочными входами

RH, на один из которых поступает сигнал начапьной установки.

При подаче питания на устройство (фиг. 1) поочередной коммутации обмотки электромагнитного двигателя на вход 18 распределителя 15 импульсов поступает импульс 19 установки в начальное состояние (узел формирования не показан).

На первом выходе (Q) распределите5 ля 15 импульсов появляется единич" ный импульс 20 и нулевой импульс 21 на его втором инверсном выходе (Q);

Работа устройства по предлагаемому способу происходит следующим образом.

Единичный импульс 20 с выхода распределителя 15 импульсов через формирователь 16 импульсов запуска

15 поступает на управляющий вход ключевого элемента 6, например транзистора, выходного усилителя 1 мощности, включая его. Напряжение источника питания прикладывается к обмотке 2 электромагнитного двигателя

20 и в ней начинает протекать ток 22.

Одновременно единичный импульс 20 с выхода формирователя 16 импульсов поступает на управляющий вход 36

25 амплитудного детектора 10, размыкая ключ 34 (фиг. 3), и тем самым подготавливает амплитудный детектор

10 к работе, а нулевой импульс 21 с выхода формирователя 17 поступает на управляющий вход 36 амплитудного детектора 11, замыкая ключ 34 (фиг. 3), который шунтирует конденсатор 33 и запрещает работу амплитудного детектора 11.

Ток обмотки 2, протекая через

35 датчик 8 тока, вызывает на нем падение напряжения, пропорциональное току 22 обмотки 2, которое поступает на сигнальный вход 35 амплитудного детектора 10.

Амплитудный детектор 10(и 1) служит для запоминания значения экст ремума (, на фиг. 2) входного напряжения, пропорционального току

22 обмотки 2, и его хранения на конденсаторе 33 (фиг. 3). Экстремум функции входного напряжения соответствует максимуму тока 22 включенной обмотки 2 при движении якоря электромагнитного двигателя.

В цепь обратной связи амплитудного детектора 10 (фиг. 3) включен повторитель на операционном усилителе 30, уменьшающий погрешность детектирования, обусловленную напряжением смещения нуля, входными токами и конечным усилением операционного усилителя 29, ключ 34, шунтирующий конденсатор 33, предназначен

-1202008 для сброса напряжения, хранимого

s амплитуде детектора. Вход ключа

34 является управляющим входом амплитудного детектора.

Сигнал 23 (фиг. 27 с выхода 37 амплитудного детектора 10 поступает на второй вход компаратора 12, на первый вход которого приходит сигнал с резистивного датчика 8 тока, пропорциональный току 22 обмотки 2.

Компаратор производит сравнение мгновенных значений напряжений 22 и 23 (на 24, фиг. 2, показано совмещение напряжений 22 и 23). На выходе компаратора 12 формируется импульс 25, когда напряжение 23 (24 - обозначено пунктиром) больше напряжения 22 (24 — обозначено.сплошной линией). Момент времени совпадающий с передним фронтом импульса 25, соответствует максимальному значению тока 22 включенной обмотки 2 при движении якоря, а момент времени 1, совпадающий с задним фронтом импульса 25, соответствует равенству максимального значения тока 22 при движении якоря, значению тока 22 той же обмотки 2 после окончания движения якоря электромагнитного двигателя.

Импульс 25 с выхода компаратора

12 через элемент ИЛИ 14 поступает на счетный вход распределителя 15 импульсов, на выходе которого появляется сигнал 20 логического нуля и сигнал 21 логической единицы — на выходе Я .

С выхода ч распределителя 15 импульсов импульс 20 нулевого уровня, поступая через формирователь 16 на управляющий вход ключевого элемента

6 выходного усилителя 1 мощности, приводит к его размыканию (закрытию) . Одновременно импульс 20 поступает на управляющий вход 36 амплитудного детектора 10 (вход ключа

34, шунтирующего конденсатор 33, на фиг. 3). Конденсатор 33 ампли- тудного детектора 10 разряжается, а бткрытый ключ 34, шунтирующий его, запрещает работу амплитудного детектора 10.

Импульс 21 еДиничного уровня с выхода 1 распределителя 15 импульсов через формирователь 17 импульсов запуска поступает на управляю-. щий вход ключевого элемента 7 выходного усилителя 1 мощности и приводит к его замыканию и подключению напряжения источника питания к обмотке 3 электромагнитного двигателя !О Одновременно импульс 21 поступает на управляющий вход 36 амплитудного детектора 11, размыкая его ключ

34, шунтирующий конденсатор 33 (фиг, 3), разрешая запоминание и

lS хранение нового экстремума 27 напря жения, поступающего с выхода датчика 9 тока на сигнальный вход 35 амплитудного детектора 11.

Сравнение мгновенных значений

20 напряжений 26 и 27 на компараторе !

3 приводит к формированию на его выходе импульса 28, посредством которого происходит дальнейшее поочередное переключение (коммутация)

25 обмоток 2 и 3 электромагнитного двигателя. В дальнейшем процесс коммутации обмоток 2 и 3 повторя-. ется.

Так как момент коммутации опредеg0 ляется не уставкой тока, а информацией, полученной с датчика тока о моменте перемещения якоря, то изменение внешних параметров, например напряжения источника питания или механической нагрузки, не влияет на . работу устройства поочередной ком мутации обмоток электромагнитного двигателя, что повышает надежность работы.

40 Применение данного способа Управления электромагнитным преобраэо, вателем позволяет повысить КПД электромагнитного двигателя, максимально использовать электромагнит4> ную энергию, поступающую в его обмотки, так как коммутация их происходит сразу после окончания перемещения, а не при достюкении током установившегося значения. При та50

0 ком способе управления увеличивается быстродействие системы и улучшается плавность хода при длинноходовом перемещении.

1202008

1202008

27

V2, g7UP, ВНИИПИ Заказ 8 I 03/58 Тираж 645 Подписное

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