Устройстю для управления электромагнитныммеханизмом

Устройстю для управления электромагнитныммеханизмом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗЬЬРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистические

Республик

< >826449

-(6! ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22)Заявлено 15.08.79 (2)) 28)0082/24-07 с присоединением заявки Ле— (23) Приоритет (51) Nl. Кл. H 01 Н 47/32

Н 01 F 7/18

Гаоударотвеииый комитет

СССР по делам ивобретеиий и открытий

Опубликовано 30.04 ° 81 Бюллетень Ле )6 (53у УДК 621.318..3(088.8) Дата опубликования описания 30.04.81 (72) Авторы изобретения

В.А. Конофьев, П.Ф. Цикозин, В.И. Годифкий и Н.И. Тимченко (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЬ)М

МЕХАНИЗМОМ

Изобретение относится к системам автоматического управления и регулирования, в частности, может быть использовано в устройствах импульсного управления электромагнитным механизмом с форсированным включением. Известно импульсное устройство для управления индуктивной нагрузкой, содержащее развязывающий диод, )0 . ключевой элемент, включенный между клеммами источника питания последовательно с обмоткой электромагнитного механизма Pl) .

Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает формирования начального (пускового) импульса тока в индуктивной нагрузке в заданном интервале времени. 20

Это обусловлено темт что фиксация максимального значения возрастающего по экспоненте тока как в первом, так и в последующих циклах работы осуществляется путем сравнения падения напряжения на дополнительном низкоомном резисторе с опорным напряжением порогового переключателя, а фиксация минимапьного значения убывающего по экспоненте тока самоиндукции определяется собственным гистерезисом переключения порогового переключателя.

Наиболее близким к предлагаемому по техническим средствам и достигаемому результату является устройство, содержащее развязывающий диод, ключевой элемент, включенный между клеммами источника питания последовательно с обмоткой электромагнитного механизма, шунтированной пороговым элементом, выполненным на последовательно соединенных стабилитроне и диоде $2).

Недостатком этого. устройства является то, что оно имеет недостаточную стабильность момента отсечки начального тока и коэффициента запол3 8264 нения импульсов при воздействии .окружающей среды.

Цель изобретения — стабилизация момента отсечки начального (пускового) тока и коэффициента заполнения импульсов путем устранения влияния постоянного времени индуктивной нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено пер- п3 вым моностабильным элементом, выполненным на реле времени и логическом элементе ИЛИ-НЕ и вторым моностабильным элементом, выполненным на втором реле времени и логическом 1 элементе НЕ, вход которого через развязывающий диод подключен к точке соединения ключевого элемента и обмотке электромагнитного механизма, а выход оптически соединен со входом первого реле времени и с одним из входов логического элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со входом ключевого элемента, а другой вход— с выходом первого реле времени, вход которого. соединен с клеммой источника питания.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема пред-. лагаемого устройства.

Устройство содержит первый моностабильный элемент, выполненный на первом реле 1 времени и логическом элементе ИЛИ-НЕ 2, ключевой элемент

3, обмотку электромагнитного механизма — нагрузку 4, шунтированную пороговым элементом 5 непосредственно и через развязывающий диод 6 — вторым моностабильным элементом, выполненным на втором реле 7 времени и логическом элементе HE 8.

Реле времени выполнены пб мостовой схеме, состоящей из времязадающей RC-цепи — резисторы 9, 10, конденсаторы ll, 12 и делителя опорного напряжения — резисторы 13-16, нуль-индикатора †полевые транзисторы 17, 18. Логические элементы

ИЛИ-НЕ, НЕ выполнены по комбинационной переключающей схеме на транзисторах 19-23, диодах 24-27. Ключевой элемент выполнен на транзисторах 28, 29, включенных по схеме составного транзистора. С помощью резис торов 30-36 обеспечивается запирание транзисторов при отсутствии сиг нала на их входе. Резисторы 37-42

49

4 предназначены для ограничения соответствующих токов транзисторов.

Пороговый элемент выполнен на последовательно-встречно включенных стабилитроне 43 и диоде 44, соединенных анодами (катодами) с обмоткой электромагнитного механизма в проводящем направлении для тока самоиндукции. С помощью оптоэлектронных ключевых элементов 45, 46 обеспечивается коммутация цепи разряда времязадающего конденсатора через резистор 47 и управление логическим элементом ИЛИ-НЕ. Конденсатор 48— форсирующий, конденсатор 49 и резистор 50 — элементы частотной коррекции. Кроме того, устройство имеет клеммы 51-53 источника питания, Устройство работает следующим образом.

При подаче на клеммы 51, 52 питающего напряжения и на клемму 53 входного сигнала, конденсатор 11 начинает заряжаться через резистор 9.

Транзисторы 19, 20 закрыты, так как на оба входа логического элемента

ИЛИ-НЕ 2 сигналы не подаются. Так как в базу транзистора 21 от клеммы

53 через диод 25 и резисторы 13, 14 к клемме 52 течет ток, последний насыщается, подключая базовую цепь через ограничивающий ток резистор 39 к клеммам 53, 52,в результате чего транзисторы 28, 29 насыщаются, подключая нагрузку 4 к клеммам 51, 52 источника питания. В нагрузке течет возрастающий по экспоненте начальный (пусковой) ток, действие которого будет наблюдаться до момента достижения напряжения на конденсаторе ll порога нульиндикатора — транзистора 17, а при

его достижении последний срабатывает, изменяя состояние логического элемента ИЛИ-НЕ, при котором транзистор 21 и соответственно транзисторы 28, 29 закрываются, отключая нагрузку от клемм 51, 52 источника питания ° В этот момент в индуктивной нагрузке возникает ЭДС самоиндукции, поддерживающаяся протекание убывающего по экспоненте тока самоиндукции, замыкающегося через шунтирующий нагрузку пороговый элемент

5. Образованное на последнем стабилизированное напряжение прикладывается через развязывающий диод

6 ко второму моностабильному элементу °

826449 6 денсатор ll и уровнем опорного напряжения, образованного на выходе делителя на резистор ах 1 3, 1 4.

Выдержка временных интервалов воздуктивной нагрузке устанавливается выбором времени выдержки второго моностабильного элемента и постоянной времени разрядной RC-цепи — реt0

Минимальная частота колебаний orраничивается интервалом времени на собственной экспоненте убывающего тока самоиндукции, в течение которого обеспечивается образование стабилизированного напряжения на пороговом элементе, необходимого для функционирования второго моностабильного элемента.

Максимальная частота ограничивается быстродействием моностабильных элементов и возрастанием вероятности возникновения незатухающих колебаний из-за увеличения взаимозависимости коммутационных помех и наводок.

Таким образом, точность и стабильность временных интервалов колебаний тока в индуктивной нагрузке обеспечивается структурой выполнения предлагаемого устройства и выбором элементной базы.

Преимуществом предлагаемого устройства перед известными техническими решениями является то, что в нем структурно устраняется влияние постоянной времени индуктивной нагрузки на гочность .и стабильность временных интервалов колебаний тока в индуктивной нагрузке.

Формула изобретения

Устройство для управления электромагнитным механизмом, содержащее развязывающий диод, ключевой элемент, включенный между клеммами источника питания последовательно с обмоткой электромагнитного механизма, шунтированной пороговым элементом, выполненным на последовательно соединенных стабилитроне и диоде, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью стабилизации момента отсечки пускового тока и коэффициент заполнения импульсов путем устранения влияния постоянной времени индуктивной нагрузки, оно снабжено первым

Начинается заряд конденсатора

12 через резистор 10. Транзистор 22 закрыт, так как на вход логического элемента НЕ сигнал не подается. Так как в базу транзистора 23 через растающего и убывающего токов в индиод 27 и резистор 41 течет ток, последний насыщается, в результате чего от общей точки соединения основного ключевого элемента и обмотки индуктивной нагрузки, через раз- . зистор 47, конденсатор ll, вяэывающий диод 6, резистор 42, к клемме 51 течет входной ток оптоэлектронных элементов 45, 46, вспомогательные выходные транзисторы которых насыщаются. При этом с по- 15 мощью одного из них замыкается цепь разряда конденсатора ll через резистор 47, с помощью другого подается через резистор 38 входной сигнал на второй вход логического элемента

ИЛИ-НЕ 2 — транзистор 20, обеспечивающий установившееся состояние, поскольку сигнал с его первого входа снимается, так как при разряде конденсатора 11 транзистор 19 выключа- 25 ется.

При достижении напряжения на конденсаторе 12 порога срабатывания транзистора 18, последний срабатывает, насыщая транзистор 22, выклю- 30 чая транзистор 23. В результате этого с помощью оптоэлектронных элементов 45 46 размыкается цепь разряда конденсатора ll и включается транзистор 20. С этого момента з5 изменяется состояние логического элемента ИЛИ-НЕ на первоначальное1 так как на оба его входа сигналы не подаются. Начинается заряд конденсатора !1 и разряд через затвор- 40 исток транзистора 18, резистор 16 конденсатора 12 устанавливая схему второго моностабильного элемента в исходное состояние до начала повторения цикла работы. Далее цикл рабо- 45 ть повторяется. Причем время действия возрастающего по экспоненте тока в нагрузке при повторном цикле отсчитывается не от нулевого уровня напряжения на конденсаторе ll> а

50 от некоторого остаточного напряжения, до которого последний через резистор

47 разряжается за время действия второго моностабильного элемента.

Выдержка времени действия пускового импульса тока устанавливается выбором постоянной времени времязадающей RC-цепи — резистор 9, кон7 826449 8 моностабнльным элементом, вынолнен- ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со ным на реле времени и логическом входом ключевого элемента, а друэлементе ИЛИ-HE и вторым моноста- гой вход — с выходом первого реле бильным элементом, выполненным на времени, вход которого соединен с втором реле времени и логическом клеммой источника питания. элементе НЕ, вход которого через раз- Источники информации, вязывающий диод подключен к точке принятые во внимание при экспертизе

""îåäèíåíèR ключевого элемента и об- 1. Патент США У 3560821, мотке электромагнитного механизма, кл. Н 02 К 29/04, 1971. а выход оптически соединен со вхо- 1о 2. Авторское свидетельство СССР дом первого реле времени и одним по заявке Ф 2787598/24-07, из входов логического элемента кл. Н О! Н 47/32, 1979.

Составитель В. Рыкова

Редактор Е. Папп Техред E.Гаврилешко Корректор N. Демчук

Заказ 2525/73 - Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

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

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