Устройство для защиты соленоида

Устройство для защиты соленоида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

f

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ щ 471615

Союз Совете«ик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 07.06.72 (21) 1793986/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.05.75. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 27.08,75 (51) М. Кл. Н 01f 21/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.316.9 (088.8) по делам иаооретений и открытий (72) Авторы изобретения

С. Я. Колесов, В. М. Кофман и Г. М. Павлов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СОЛЕНОИДА

Изобретение относится к устройствам для защиты соленоида, используемого для создания сильного магнитного поля постоянного тока, преимущественно, в электрофизических установках.

Энергия, запасаемая в соленоидах современных электрофизических установках, достигает единиц, иногда десятков мегаджоулей, а ток возбуждения — десятков килоампер. Обычно магнитное поле таких соленоидов необходимо регулировать во всем диапазоне по кусочнолинейному закону с точностью 10 — 4 — 10 — за время от одной минуты до часа и более. При этом накладываются ограничения на максимальное значение скорости изменения тока возбуждения соленоида, определяемые прочностью используемого материала и конструкцией установки.

Известно устройство, содержащее управляемый источник питания, выход которого подключен к соленоиду, а вход через регулятор— к выходу сумматора, первый вход которого соединен с датчиком обратной связи, второй вход в через ключ к выходу блока задания напряжения. Указанная точность регулирования обеспечивается, в частности, использованием цифроаналогового преобразователя в блоке задания напряжения. Низкая надежность работы этого устройства вызвана относительной сложностью цифроаналогового пре2 образователя. Так, например, при единичном сбое в старшем разряде преобразователя напряжение на выходе блока задания может измениться на 50% его максимального значения, B результате скорость изменения тока возбуждения соленоида возрастет до значения, вызывающего срабатывание специальных устройств силовой защиты соленоида. Включение фильтра низкой частоты или блока сле1о жения и памяти между выходом блока задания и вторым входом сумматора, предотвращающих резкое изменение напряжения, уменьшает точность регулирования.

Цель изобретения — повышение надежности

15 работы устройства без уменьшения точности регулирования.

Достигается это тем, что в устройство введен второй ключ, с помощью которого выход блока слежения и памяти подключен ко вто2п рому входу сумматора параллельно- с упомянутым подключением выхода блока задания напряжения. Причем вход управления ключа подключен к тому из входов блока слежения и памяти, при поступлении сигнала управле25 ния на который блок переходит в режим памяти.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для защиты соленоида содер30 жит источник питания 1, соленоид 2, датчик

471615 обратной связи 3, сумматор 4, регулятор 5, блок б слежения и памяти, входы 7 — 10 блока 6, выходы 11, 12 блока управления 13 ключами 1К, 2К и блоком слежения и памяти 6; вход 14 блока 13; блок 15 задания напряжения, фильтр 16 высокой частоты, пороговый элемент 17.

Выход источника 1 соединен с соленоидом

2, а вход связан с датчиком 3 через сумматор

4 и регулятор 5, включенные последовательно. Блок слежения и памяти б своими входами 7 — 10 соединен соответственно с выходами 11, 12 блока управления 13 и его входом

14 и с первым входом ключа 1К. Второй вход ключа 1К связан с выходом 12 блока управления 13. Первый вход ключа 2К подключен к входу 7 блока слежения и памяти б, второй — к выходу этого же блока. Выходы ключей 1К, 2К соединены параллельно и подключены к второму входу сумматора 4. К первому входу ключа 1К подключены также выход блока задания 15 и вход фильтра 16, выход которого через пороговый элемент 17 соединен с блоком управления 13.

В качестве источника 1 могут быть использованы, например, управляемый статический преобразователь или электромашинный генератор постоянного тока, в качестве датчика

3 — датчик поля или тока с соответствующими метрологическими характеристиками. Сумматор 4 как отдельный конструктивный элемент может отсутствовать, при этом его функции выполняет регулятор 5, построенный, например, на операционном усилителе с корректирующими цепями, реализующими передаточную функцию К%. В качестве блока слежения и памяти б может быть использован управляемый интегратор на операционном усилителе или на других элементах. При этом к точности интегратора особых требований не предъявляется, так как в режиме слежения достаточно иметь точность порядка 0,01, а в режиме памяти — постоянную времени разряда порядка 100 с. Реализация блока управления 13 определяется конкретным исполнением блока б и ключей 1К, 2К, в качестве которых могут быть использованы ключевые транзисторы или магнитоуправляемые контакты.

При этом наиболее жесткие требования предъявляются к параметрам ключа 1К в открытом (замкнутом) состоянии, ключа 2К вЂ” в закрытом (разомкнутом) состоянии. Блок задания 15 представляет собой программируемый цифроаналоговый преобразователь с собственным генератором синхроимпульсов или полностью управляемый от вычислительной машины. В качестве фильтра 16 можно использовать дифференцирующую RC-цепь, в качестве элемента 17 — любой пороговый элемент с четной статической характеристикой и необходимой чувствительностью.

Устройство работает следующим образом.

Задающее напряжение U„< с выхода блока

15 поступает через открытый ключ 1К на второй вход сумматора 4 и отрабатывается зам10 работает в режиме слежения, и напряжение на его выходе U, повторяет напряжение U,o.

При сбое в блоке 15 происходит увеличение модуля производной ЙУ,О/dt, срабатывает по15 роговый элемент 17, сигналом с выхода которого через блок управления 13 закрывается ключ 1К, открывается ключ 2К и блок б переводится в режим памяти. Напряжение U„ к моменту переключения блока б в режим nagp мяти не успевает значительно измениться изза высокой скорости изменения напряжения

U q и остается близким к величине напряжения

U>o перед сбоем в блоке 15. По мере медленного спада напряжения U,I, воздействующего на упомянутый контур регулирования как задающее, ток возбуждения соленоида снижается. В результате предотвращается быстрое изменение тока возбуждения соленоида и возникновение перенапряжений на соленоиде без зо срабатывания специальных устройств силовой защиты.

После устранения неисправности в блоке задания 15 производят сброс блока управления 13 в исходное состояние, переводя тем са35 мым блок 6 в режим слежения, а ключи 1К, 2K, соответственно, в открытое и закрытое состояние.

65 кнутым контуром регулирования (регулятор

5 — регулируемый источник 1 — соленоид 2— датчик 3 — первый вход сумматора 4). Помимо этого напряжение поступает на вход 10 блока 6 и вход фильтра 16. Параметры последнего согласованы с порогом срабатывания элемента 17 таким образом, что при максимальной величине производной dU,ptdt программного изменения напряжения U,o пороговый элемент 17 не срабатывает. Блок б

Предмет изобретения

Устройство для защиты соленоида от перенапряжений, содержащее блок слежения памяти, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, третий вход — с входом блока управления, четвертый вход соединен с первым входом первого ключа, выходом блока задания напряжения и входом фильтра высокой частоты, последовательно соединенным с пороговым элементом и блоком управления, источник питания, вход которого соединен с соленоидом, а выход в через регулятор напряжения с входом суммато. ра, первый вход которого соединен с выходом датчика обратной связи, второй вход — с выходом первого ключа, второй вход которого связан с вторым выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, устройство содержит второй ключ, первый вход которого подключен к первому входу блока слежения и памяти, выход которого подключен к второму входу второго ключа, а выход последнего подключен к второму входу сумматора.

471615

Составитель В. Кофман

Техред И. Карандашова

Редактор Е. Гончар

Корректор Н. Учакина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2010/15 Изд. Мз 736 Тираж 833 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий .

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5