Устройство для контроля работы электромагнита

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

091 (112,349) Ci 05 В 23 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР (6:1), 883874 (21) 3365724/18-21 (22) 22.12.81 (46) 23.04.83 Бюл. В 15 (72) Г.И;Стеценко (53) 621. 374 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 883874, кл. Q 05 В 23/02, 26.03.80. (54) (57) УСТРОЙСТВО 11 КОНТРО3М

РАБОТЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТА по авт. св.

Р 883874, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля и автоматизац.;и процесса проверок, в него введены дифференцирующая цепь, блок временной задержки, второй, третий и четвертый аналоговые ключи, управляющее реле, выключатель, источник питания, два компаратора, два элемента запоминания, три логических элемента, три индикатора, второй амплитудный детектор и одновибратор, вход которого через конденсатор дифференцируницей цепи соединен с точкой соединения обмотки электромагнита с нереключателем, в качестве которого испол- эован первый замыкающий контакт управляищего реле, а выход - с входом блока временной задержки, выход которого подключен к управляющимвходам второго, третьего и четвертого аналоговых ключей, второй иэ которых входом соединен с контрольным резистором, а выходом - с входом второго амплитудного детектора, управляющий вход которого соединен с шиной установки исходного состояния, причем выходы первого и второго амплитудных детекторов подключены к входам соответствующих третьего и четвертого аналоговых ключей и через компараторы — к управляющим входам элементов запоминания, входы которых через второй замыкающий контакт Я управляющего реле соединен с источником питания и через выключатель и обмотку управляющего реле с общей шиной, а выходы - с соответствующими двумя индикаторами и с первыми вкодами двух логических элементов, Ф выходы которых через третий логический элемент соединены с третьим .индикатором, а вторые входы - с выходами соответствующих третьего .и четвертого аналоговых ключей.

1013915

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для контроля параметров электромагнитов постоянного тока, не имеющих собственных контактных групп, в условиях производства и эксплуатации электромагнитов.

По основному авт. св. 9 883874

1известно устройство,для контроля ра боты электромагнита, содержащее блок питания, к выходу которого через 10 переключатель подключены обмотка электромагнита и контрольный резко тор, соединенные последовательно; и дифференцирующий усилитель, вход которого соединен с контрольным резис» 15 .тором, а выход - с входом усилителяограничителя, а также триггер, аналоговый ключ и амплитудный детектор, вход которого через аналоговый ключ соединен с контрольным резис- 2О тором, причем один вход триггера подключен к выходу усилителя-ограничителя, второй вход триггера - к шине установки в исходное состояние, которая также соединена с управляющкм25 ,входом амплитудного детектора, а выход триггера соединен с управляющкм входом аналогового ключа (1).

Известное устройство обеспечивает контроль тоха срабатывания элект"ромагнита в процессе пооизвадства и эксплуатации, поэтому оно может: быть использовано только для контроля таких электромагнитов, у которых заданная по технической документации величина тока срабатывания является .определяющим параметром.

Однако, как правило, на большинстве электромагнитов, не имеющих собственных контактйых групп, в технической и особенно в зксплуата- 40 ционной документации на электромагм обмотку управшиной, а выхоющими двумя индивходами двух выходы которых кий элемент содикатором, а вто. ами соответствуюртого аналогочерез выключатель ляющего реле с об ды - с соответств катарами и с перв логических элемен через третий лаги единены с третьим рые входы - с вых щкх третьего и че вых ключей.

На чертеже при кая схеМа устройс

Устройство сод мый электромагнит которого соединен с контрольным рез ние с которого по дкфференцирующего едена электричесва. ржит контролируе1 (3M), обмотка последовательно старом 2, напряжетупает на вход усилителя 3, еэ усилитель-ограи с одним входом вход которого установки исходрвый амплитудный и единичная коэфобразован диодом (1

1 выход которого че еО Ничитель 4 соеди

:триггер 5, друг подключен к шин ного состояния. детектор 7, име

65 фициент передачи, нит задается требование не только по. току срабатывания, но и по величине установившегося тока после срабатывания электромагнита. Обычно величина установившегося значения

:тока находится в определенном соот .ношении с величиной тока срабатыва,ния.

-ИзвесТное устройство не контролирует установившийся ток после сра,батывания электромагнита, Э то время как увеличение установившегося така, которое происходит,".на-. пример, при межвитковом замыкании обмотки электромагнита, говорит о нечеткости работы электромагнита и является признаком его пониженной надежности. Укаэанный недостаток .не позволяет обеспечить необходимую: ,полноту и надежность контроля работы .электромагнита, у которого определенное соотношение между током срабатывания и установившимся током явля:ется определяющим его работоспособность параметром.

Цель изобретен я - повышение надежности контра я работы электромагнита путем вве ения контроля установившегося ток после срабатывания электромагнита и автоматизация процесса проверок путем введения порогового контроля тока срабатывания и установиви егося тока после срабатывания элек ромагнита.

Поставленная ц ль достигается тем, что в устрой тво введены диф.ференцирующая цеп, бл . временной задержки, второй, третий и четвертый аналоговые ключи, управляющее реле, выключатель, истоЧник питания, два компаратора, два элемента запомина( ния, три логических элемента, трк

:,индикатора, второй амплитудный детектор и одновибр тор, вход которого через конденсатор дкфференцирующей цепи соединен с т чкой соединения обмотки электромагнита с переключа:телем, в качестве которого использован первый эаьыкающий контакт управляющего реле, а выход - с входом блока временной з держки, выход которого подключен к управляющим входам второго, трет его и четвертого аналоговых ключей второй из которых входом соедин н с контрольным резистором, а выходом — с входом второго амплитудного детектора, управляющий вход которого соединен с шиной. установки исходного состоя-. ния, причем выхо первого и второго амплитудных етекторов подключены к входам соо ветствующих третьего и четвертого налоговых ключей и через комка аторы — к управляющим входам элементов запоминания, входы которых через второй замыкающий контакт упра ляющего реле соединены с источника питания и

1013915

8, конденсатором 9, повторителем напряжения 10 с большим входным сопротивлением, компаратором 11 и ключом 12. Вход детектора 7 через аналоговый ключ 13 соединен с контрольным резистором.

Источник питания 14 через выключатель 15 соединен с обмоткой управляющего реле 16, имеющего контакты 16-1 и 16-2. Блок питания 17 подключен к обмотке электромагнита через контакты 16-2 управляющего реле.

Выход амплитудного детектора 7 соединен с входом аналогового ключа 18 и через компаратор 19, выполненный на базе операционного усилителя 20 и резисторах 21 и 22, соединен с управляющим входом элемента запоминания 23.

Второй амплитудный детектор 24, аналогичный первому амплитудному детектору 7 и выполненный на диоде

25, конденсаторе 26, повторителе напряжения 27, компараторе 28 и ключе

29, входом через аналоговий ключ

30 соединен с контрольным резистором, а выходом — с входом аналогового ключа 31, и через компаратор 32, выполненный на базе операционного усилителя 33 и резисторах . 34 и 35, соединен с управляющим входом элемента запоминания Зб.

;.Конденсатор 37 и резистор 38 образуют днфФеренцирующую цепь, выход которой через одновибратор 39 соединен с входом блока временной задержки 40.

Логические элементы 41 — 43 предназначены, для. приема и суммирования результатов проверки пара« метров электромагнита.

Индикаторы 44 - 46 высвечивают транспаранты, сигнализирующие ре, зультаты проверки.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом проверки после подачи питания на схему на шину б подают короткий импульс положительной полярности для установки устройства в исходное состояние. При .этом задним Фронтом этого импульса триггер 5 устанавливается в единичное состояние, а сигналом с выхода триггера замыкается аналоговый ключ 13, подключая вход детектора

7 к контрольному резистору 2. Кроме того, на время действия импульса установки исходного состояния замыкаются ключи 12 и 29, разряжая конденсаторы 9 и 26 амплитудных детекторов 7 и 24.

Режим работы компараторов 19 и

32, выполненных на базе операционных усилителей 20 и 33, выбраны так, что напряжения на инвертирующих входах, выделяемих на резистора 22 и

35, больше, чем на их неинвертирую- щих входах, поэтому на выходах операционных усилителей 20 и 33 устанавливается отрицательное напряжений.

Режим работы одновибратора 39 выбран так, что при подаче питания на схему на его выходе устанавливается отрицательное напряжение.

В таком состоянии устройство находится до начала проверок электtO ромагнита (ЭМ).

Для проведения проверок ЭМ замыкают выключатель 15, в результате чего срабатывает реле 16, подавая контактами 16-1 питание на элемеиты запоминания 23 и 36, а контакта-ми 16-2 подключая обмотку ЭМ 1 к ,блоку питания 17, и ток в обмотке

ЭМ нарастает по определенному закону. Падение напряжения на резисторе

2О 2, пропорциональное току,диФФеренцируется во времени дифФеренции-: рующим усилителем 3. Усилительограничитель 4 выделяет еи усиливает„ импульс положительной-полярности, 25 задним Фронтом которого триггер

5 устанавливается в нулевое состоя,ние, размыкая, тем самым, ключ 13 °

Согласно схеме конденсатор 9 заряжается до амплитудного значения напряжения, соответствующему то ку срабатывания ЭМ. При дальнейшем : нарастании тока, после срабатывания

ЭМ напряжение на конденсаторе 9 не.: изменяется, так как аналоговый ключ

13 размыкается, отключая вход деапря выхода повторителя 10, пропорцио нальное току срабатывания ЭМ, пос-: тупает на вход аналогового ключа 1ф и на вход компаратора 19р т.е. на

40 неинвертирующий вход (H-вход ) операционного усилителя (ОУ) 80. При этом напряжение на ннвертирующем входе (И-входе ) ОУ 20, выделяемое на резисторе 22 компаратора, 19

45 выбрано таким, что, если ток срабатывания ЭМ в норме, то напряжение с выхода повторителя 10, поступающее на Н»вход ОУ,20, всегда будет меньше, чем величина напряжения на резисторе 22, поэтому усилитель

20 будет находиться в области от-, рицательного ограничения, т.е. . на его выходе будет сохраняться отрицательное напряжение, установившееся на нем при подаче питания на схему, элемент запоминания 23 не будет срабатывать и с его выхода не будет выдаваться сигнал, запрещающий срабатывание логического элемента 41.

60 Одновременно .напряжение, выделяемое йа резисторе 2, через ключ 30 поступает на-вход второго амплитудного детектора 24, конденсатор 26

-которого заряжается до амплитудно65 го значения, соответствующему уста»

1013915 новившемуся значению тока после срабатывания ЭМ. Постоянное напряжение с выхода повторителя 27, пропорциональное установившемуся току

«после срабатывания ЭМ, поступает на вход второго амплитудного детектора 24, конденсатор 26 которого заряжается до амплитудного значения, соответствующему установившемуся значению тока после срабатывания ЭМ. Постоянное напряжение с 10 выхода повторителя 27, пропорциональное установившемуся току после срабатывания ЭМ, поступает на вход аналогового ключа 31 и на вход компа.ратора 32, т.е. на Н-вход ОУ 33. 35

При этом напряжение на И-входе, выделяемое на резисторе 35 компаратора 32, выбрано таким, что, если установившееся значение тока после срабатывания ЭМ будет в норме, то напряжение с выхода повторителя

27, поступающее на Н-вход ОУ 33, всегда будет меньше, чем величина напряжения на резисторе 35, поэтому на выходе усилителя сохраняется отрицательное напряжение, элемент 36 йе будет срабатывать и с его выхода не будет выдаваться сигнал, запрещающий срабатывание логического элемента 42.

Кроме того, при замыкании контактов 16-2 положительный перепад напряжения, выделенный на выходе дифференцирующей цепи, состоящей из конденсатора 37 и резистора 38, поступает на вход одновибратора и переводит его из области отрицательного в область положительного ограничения, т.е. на выходе одновибратора формируется одиночный импульс положительной полярности. По переднему 40 фронту. этого импульса запускается блок временной задержки 40. При этом, через время, достаточное для нарастания напряжения на конденсаторе 26 до амплитуднот э значения, 45. соответствующего установившемуся току после срабатывания ЭМ, с выхода блока 40 выдается сигнал на управляющие входы аналоговых ключей 18, 30 и 31, по которому ключ

30 размыкается, а ключи 18 и 31 замыкаются.

По размыканию ключа 30 вход детектора 24 отключается от контрольного резистора и конденсатор 26 остается:.заряженным до амплитудного значения напряжения, соответствующему установившемуся току после срабатывания 3М.

По замыканию ключей 18 и 31 напряжения, поступившие на их входы соответственно с выходов детекторов

7 и 24, поступают на вторые входы логических элементов 41 и 42, которые срабатывают и выдают сигналы на логический элемент 43, который б5 тоже срабатывает и. ключает индикатор 44. к срабатывания авности ЭМ стаоговоренной в на ЭМ, то нае на вход комповторителя

ы напряжения

20, вследствие в режим полоны, так как нап J 20 становится де, а на выходе ложительный пеФ р репад напряжения, о которого срабатывает элемент запоминания 23, с выхода которого выд ется запрещающий сигнал на первы вход логического элемента 41 и ключается индикатор 45. При этом момент замыкания ключа 18 и пост пления напряжения с выхода повтор теля 10 на второй вход логическог элемента 41 не происходит его срабатывание, а следовательно, не срабатывают логический элемент 43 и не включается индикатор 44.

В случае, если величина установившегося тока после срабатывания

ЭМ вследствие неиспр новится больше нормЦ технических условия достижении напряжен с выхода повторител паратора 32, величий на резисторе 35 на формируется положит напряжения, от кото ет элемент запомина которого выдается с щий работу логического элемента 42, и включается индикатор 46. В момент замыкания ключа 31 $ поступления напряжения с выхода по торителя 27 на второй вход логичес ого элемента 42 не происходит его с абатывание, поэтому не срабатывае, логический элемент 43 и не включается индикатор 44.

Технический эффе т от использования изобретения в ражается в повышении надежности автоматизации процесса контроля работы электромагнита., т.е. изобретение позволяет контролировать не только ток срабатывания, но и y ñòàíoâèâøååñÿ значение тока после срабатывания электромагнита. Это необходимую полноту контроля параметров в процессе производ6 эксплуатации, а так повышение надежност ромагнита, так как евременно выявлять срабатывания и устан чение тока после сра обеспечивает и надежность электромагнита тва и его е обеспечивает работы электозволяет свовеличение тока овившееся знабатывания

В случае, если т

ЭМ вследствие неисп новится больше нор технических условия пряжение, поступающ паратора 19 с выход

10 достигает величи на резисторе 22 и О чего ОУ 20 переходи жительного ограниче ряжение на Н-входе больше, чем на И-вх

ОУ 20 о ми ется п авности ЭМ стаоговоренной в на ЭМ, то при я, поступающего

27 на вход ком-.

ы напряжения

ыходе Оу 33 ьный перепап го срабатывая 36, с выхода нал, запрещаю1013915. ВНИИПИ Заказ 3016/56 Тираж 872 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 электромагнита и предотвратить дальнейшую эксплуатацию электромагнита, .параметры которого вышли за пределы норм, установленных техническими условиями на электромагнит.

Положительный эффект от использования изобретения выражается также и в автоматизации процесса проверок работы электромагнита за счет введения порогового контроля тока срабатывания и установившегося тока после срабатывания электромагнита, что. повышает производительность, умньшает.трудоемкость и упрошает процесс контроля электромагнита при производстве и его эксплуатации. б