Устройство для контроля параметров срабатывания электромагнита

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для конт роля электромагнитов постоянного тока, не имеющихсобственных контактных групп. Целью изобретения является расширение . функциональных возможностей устрой- ctBa за счет определения быстродействия возвратного механизма электромагнита . Устройство содержит блок питания, генератор импульсов, .первый и втйрой элементы ИЛИ, первый и второй триггеры, первый и второй эле- . менты И, датчик тока, к выходу которого через ключ подключен амплитудный детектор, блок изменения периода следования импульсов, первый, второй, третий и четвертый выключатели и последовательно соединенные дифференцирующий элемент, двухразрядный счетчик импульсов, ждущий мульт-ивибратор и элемент индикации. Устройство обеспечивает проверку тока срабатьшания электромагнита, установление момента достижения предельного значения быстродействия возвратного механизма электромагнита и проверку стабильности работы электромагнита при предельном быстродействии . 1 з.п.ф-лы, 4 ил. сл to 4 О « 00 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

К)

4h Ф

4ь

Ж

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий

Ф (21) 3764705/24-24 (22) 29,06.84 . (46) 07.08.86. Бюл. Р 29 (72) Г.И. Стеценко, В.Г, Демидов, В.В. Нечаев и С.И, Шароватов (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 883874, кл. G 05 В 23/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

И 1013915, кл. G 05 В 23/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1137445, кл. G 05 В 23/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ СРАБАТУВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для контроля электромагнитов постоянного тока, не имеющих собственных контактных групп. Целью изобретения является расширение . функциональных возможностей устройства за счет определения быстродей-

„„SU„„ I 249489 А 1 ствия возвратного механизма электромагнита. Устройство содержит блок питания, генератор импульсов, .первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй триггеры, первый и второй эле- . .менты И, датчик тока, к выходу которого через ключ подключен амплйтудный детектор, блок изменения периода следования импульсов, первый, второй, третий и четвертый выключатели и последовательно соединенные дифференцирующий элемент, двухразрядный счетчик импульсов, ждущий мультивибратор и элемент индикации.

Устройство обеспечивает проверку тока срабатывания электромагнита, установление момента достижения предельного значения быстродействия возвратного механизма электромагнита и проверку стабильности работы электромагнита при предельном быстродей ствии. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1249489

Изобретение относится к контрольно †измерительн технике и предназначено для контроля электромагнитов постоянного тока, не имеющих собственных контактных групп.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет определения параметров быстродействия возвратного механизма электромагнита.

На фиг.1 .приведена блок-схема устройства; на фиг. 2-4-диаграммы„ поясняющие принцип работы устройства.

Устройство содержит блок 1 пита-. ния, первый выключатель 2, первый элемент ИЛИ 3, первую 4 и вторую 5 входные клеммы, датчик 6 тока, дифI ференцируюший усилитель 7, усилительJ ограничитель 8, первый 9 триггер, шину 10 установки в исходное состояние устройства, амплитудный детектор

11, состоящий из третьего диода 12, конденсатора 13, повторителя 14 нап ряжения, компаратора 15 и шунтирующего ключа 16, а также ключ 17 второй выключатель 18, генератор 19 импульсов, первый элемент И 20, блок 21 изменения периода следования импульсов, четвертый 22 и третий 23 элементы И, первый 24 и второй 25 счетчики импульсов, узел 26 поразрядного сравнения, элемент НЕ 27, второй диод 28, третий счетчик 29 импульсов, .диффе- . ренцирующий элемент 30, двухраэрядный счетчик 31 импульсов, состоящий из триггеров первого 32 и второго (старшего) 33 разрядов, ждущий мультивибратор 34, элемент 35 индикации, второй элемент ИЛИ 36, второй элемент

И 37, второй триггер 38, первый диод

39, третий 40 и четвертый 41 выключатели.

Устройство работает следующим образом..

Перед началом проверки к входным клеммам 4 и 5 устройства подключают контролируемый объект (обмотку элект. ромагнита), а на шину 10 подают короткий импульс (фиг.2а) для установки устройства в исходное состояние.

Задним фронтом этого импульса триггер 9 устанавливается в единичное состояние (фиг.2д), а сигналом с выхода этого триггера замыкается аналоговый ключ 17, подключая вход детектора 11 к датчику 6 тока, Кроме того, на время действия импульса усного механизма электромагнита; тре-.

25 тии режим — проверка стабильности работы электромагнита при предельных .значениях параметров срабатывачия (быстродействия) его возвратного механизма.

5

55 тановки исходного состояния замыкается ключ 16, разряжая конденсатор

13, устанавливается в нулевое состояние счетчик 29, триггер 38 устанавливается в единичное состояние

,фиг.Зж), а с его выхода уровень логической единицы поступает на второй вход элемента И 20, подготавливая его открытие, Пройдя через элемент ИЛИ Зб и развязывающий диод 39, указанный импульс устанавливает в нулевое состояние счетчик 31 (фиг.Зм) и счетчик

24 блока 21 соответственно. Развязывающий диод 28 в блоке 21 не пропускает импульс установки в исходное состояние схемы на вход счетчика 25.

Устройство контроля обеспечивает работу схемы в трех режимах: первый режим проверки величины тока срабатывания электромагнита; второй режимустановление момента достижения предельного значения параметров срабатывания (быстродействия) возвратВ первом режиме при проверке величины тока срабатывания электромагнита включают выключатель 18 (фиг.2, момент времени 42), и напряжение с выхода блока 1 питания через элемент ИЛИ 3 поступает на входную клемму 4 устройства и через обмотку электромагнита (не показана) — на входную клемму 5 устройства и датчик

6 тока. Ток в обмотке электромагнита нарастает по определенному закону (фиг.2б), Падение напряжения на датчике 6 тока, пропорциональное току, дифференцируется во времени дифференцирующим усилителем 7 (фиг.2в).

Усилитель-ограничитель 8 выделяет и усиливает импульс отрицательной полярности (фиг.2r), задним фронтом которого триггер 9 устанавливается в нулевое состояние (фиг.2д), размыкая тем самым ключ 17 (фиг.2, момент. времени 43).

Конденсатор 13 заряжается до амплитудного значения напряжения, соответствующего току срабатывания электромагнита (фиг ° 2б«1>< ) ° При дальнейшем нарастанйи тока после срабатывания электромагнита напряжение на конденсаторе 13 не изменяется, !

249489 так как ключ 17 в момент времени 43 (фиг.2) размыкается, отключая вход детектора ll ° Постоянное напряжение на выходе повторителя 14 (фиг ° 2е) пропорционально току срабатывания . 5 электромагнита, так как

1)в ь к

cl R °

35 где Uee,„— .напряжение на выходе амплитудного детектора, соответствующее максимальному току на участке

42-43 (фиг.2);

R — сопротивление датчика 15

Б

6 тока.

Во втором режиме для установления момента достижения и определения предельного значения параметров срабатывания (быстродействия) возврат- 20 ного механизма электромагнита после установки схемы в исходное состояние во все разряды счетчика 25 блока 21 записываются единицы, затем замыкаются выключатели 2и 40, а выключатель 18 раз- 25 .мыкается. Импульсы с выхода генератора 19 (фиг ° Зз) через элемент И 20 поступают на вход блока 21 и через элемент И 22 на вход счетчика 24.

После прохождения (2" -)) импульсов все разряды счетчика 24 устанавливаются в единицу (и-число разрядов счетчика 24 импульсон). При заполнении счетчика 24 на выходе узла 26 устанавливается уровень логической единицы, который открывает элемент

И 23, а элемент И 22 закрывает, так как íà erq вход сигнал с выхода блока 26 поступает через элемент НЕ 27 °

Задним фронтом первого импульса, про 40 шедшего через элемент. И 23, счетчик

24 через развязывающий диод 28 устанавливается в нулевое состояние, а число, записанное в счетчик 25, уменьшается на единицу. Вследствие 45 этого на выходе блока 26 вновь устанавливается уровень логического ну-. ля, а с выхода блока 21 снимается импульс (фиг.Зи) длительностью, равной периоду следования импульсов с выхо- 50 да генератора 19. Схема блока 21 устанавливается в первоначальное состояние, когда элемент И 22 открыт, а элемент И 23 закрыт, при этом число, записанное в счетчике 25, уменьшено 55 на единицу. После прохождения через элемент И 22 (2" -2) импульсов числа, записанные в счетчиках 24 и 25, ста" нут равными, в результате чего на выходе узла 26 вновь устанавливается уровень логической единицы и формируется второй импульс через интервал, равный (2 -2) периодам следования им. пульсов генератора. Далее процессы повторяются аналогично. При этом интервал между следующими импульсами будет на период следования импульсов генератора меньше предыдущего интервала (фиг.Зи), Развязывающий диод 39 не пропускает импульсы установки в нулевое состояние счетчика 24 на шину 10 установки устройства в исходное состояние во время формирования импульсов с выхода блока 21.

По переднему фронту каждого импульса с выхода блока 21 дифференцирующим элементом 30 формируются ко-. роткие импульсы (фиг ° Зк), которые поступают на счетный вход счетчика

3), Одновременно импульс с выхода блока 21 через элемент ИЛИ 3 поступает на входную клемму 4, а пройдя через обмотку электромагнита — на входную клемму 5 и датчик 6 тока.

Если возвратный механизм электро- магнита работает ритмично, а его быс" тродействие не достигло предельного значения параметров срабатывания или параметры его срабатывания в настоящий момент времени достигли предельного значения, То после каждого срабатывания электромагнита с выхода усилителя-ограничителя 8 снимается импульс (фиг.Зл), обусловленный наличием падающего участка в токе электромагнита, возникающего при движении подвижной системы электромагнита при его срабатывании. Импульс с выхода усилителя-ограничителя 8 через элемент ИЛИ 36 поступает на вход установки счетчика 31 в нулевое состояние и устанавливает его в нулевое состояние .Вследствие этого на выходе старшего разряда счетчика 3! сохраняется уровень логического нуля.

Кроме того, импульс с выхода блока

21 записывается в счетчик 29.

Если возвратный механизм электромагнита не успевает за время паузы между импульсами, управляющими работой электромагнита, вернуться в первоначальное состояние, т.е. частота управления импульсов с выхода блока

21 выше предельного значения параметров срабатывания (быстродействия) возвратного механизма электромагни1249489 та, то импульс на вход установки в нулевое состояние счетчика 31 не поступает (фиг.Зл, момент времени

44). В этом случае счетчик 31 не устанавливается в нулевое состояние и в первом разряде счетчика остается логическая "1", которая записалась по переднему фронту очередного импульса с выхода блока 21 (фиг,Зк), 10

По приходу следующего импульса (фиг.Зи, момент времени 45) на выходе старшего разряда счетчика 31 появляется логическая "1" (фиг.Зм)„ которая поступает на второй вход 15 элемента И 37 и подготавливает его к открытию, а также запускается ждущий мультивибратор 34 (фиг.Зн), При этом очередной импульс с выхода,генератора -(фиг.Зэ, момент времени 2О

46) поступает на первый вход элемен« та И 37 и открывает его. Пройдя через элемент И 37, этот импульс (фиг.Зп) задним фронтом устанавливает триггер 38 в нулевое состояние (фиг.Зж). Вследствие этого элемент

И 20 закрывается, прерывая тем самым поступление импульсов на вход блока

21 и формирование импульсов с выхода блока 21. При этом в счетчике 29 за- ЗО .писывается количество импульсов, сформированных блоком 21 за цикл. проверки, а выходным импульсом ждущего мультивибратора 34 (фиг,Зн), включается элемент 35 индикации, который оповещает об окончании цикла

1 проверок по определению предельного значения параметров срабатывания (быстродействия) возвратного механизма электромагнита. По окончании про- 40 верки. размыкаются, выключатели 2 и 40.

Последний импульс, от которого электромагнит еще сработал, будет

m-2, где 2 — это число импульсов, 45 записанных в счетчик 31 à m — - число импульсов, записанных в счетчик

29. Предельное значение быстродействия возвратного механизма электромагнита будет определяться длительностью50 паузы между двумя предыдущими импульсами с выхода блока 21, в которую укладывается определенное количество импульсов с выхода генератора 19 с заданным периодом следования. 55

В третьем режиме для проверки стабильности работы электромагнита при предельных значениях параметров срабатывания (бшстродействия ) его возвратного механизма замыкаются выключатели 2 и 41, а выключатели 18 и 40 размыкаются, Генератор 19 начинает формировать прямоугольные импульсы. (фиг ° 4р), которые через элемент ИЛИ 3 поступают на входную клемму 4, а пройдя через обмотку электромагнита -, на входную клемму 5 и датчик 6 тока.

Параметры импульсов генератора выбраны исходя из условий максимального быстродействия возвратного механизма электромагнита, т.е. за время действия импульса исправный электромагнит успевает срабатывать, а за время паузы — вернуться в первоначальное состояние с минимальным временем возврата, По переднему фронту каждого имl пульса генератора 19 дифференцирующим элементом 30 формируются короткие импульсы (фиг,4с), которые поступают на счетный вход счетчика 31, Если электромагнит исправлен и работает стабильно (без сбоев) при максимальном быстродействии его возв ратного механизма, то после каждого импульса, поступившего на счетный вход счетчика 31, на его вход установки в нулевое состояние с выхода усилителя-ограничителя 8 через элемент ИЛИ 36 поступает импульс (фиг.4т), обусловленный наличием падающего участка в токе электромагнита, возникающего при движении подвижной системы электромагнита при его срабатывания. Вследствие этого на выходе старшего разряда счетчика

31 сохраняется напряжение логического нуля.

При возникновении сбоя в работе возвратного механизма электромагнита импульс на вход установки в нулевое состояние счетчика 31 не поступает (фиг.4т, момент времени 47) . В этом случае счетчик 31 не устанавливается в нулевое состояние и в первом разряде счетчика остается логическая

"1", которая записалась по переднему . фронту импульса генератора (фиг;4с).

По приходу следующего импульса с выхода генератора 19 на счетный вход счетчика 31 (фиг,4с, момент времени 48) на выходе старшего разряда счетчьща

31 появляется логическая "1" (фиг.4у),- которой запускается ждущий мультивибратор 34 (фиг.4ф). Выход1249489 ннм импульсом ждущего мультивибратора включается элемент 35 индикации, который оповещает о нарушении работы возвратного механизма контролируемого электромагнита.

При срабатывании электромагнита (фиг,4т, момент времени 49) счетчик

3l вновь устанавливается в нулевое состояние и после окончания импульса 10 ждущего мультивибратора 34 схема возвращается в исходное состояние и проверка продолжается, как описано вышее, При размыкании выключателей 2 и 41 проверка заканчивается. f5

Формула изобретения

1. Устройство для контроля параметров срабатывания электромагнита, 20 содержащее блок питания, соединенный выходом через первый выключатель с управляющим входом генератора импульсов, а через второй выключатель с первым входом первого элемента 25

ИЛИ, подключенного выходом к первому входу устройства, последовательно соединенные дифференцирующий усилитель и усилитель-ограничитель, подключенный выходом к первому входу Зо второго элемента ИЛИ и к,входу установки в нулевое состояние первого триггера, соединенного входом установки в единичное состояние с вто,рым входом второго элемента ИЛИ, с . шиной установки в исходное состояние устройства и с управляющим входом амплитудного детектора, подключенного информационным входом к первому информационному выводу ключа, соеди- 40 ненного управляющим вхддом с прямым выходом первого триггера, а вторым информационным выводом с вторым входом устройства, входом дифференцирующего усилителя и первым выводом дат-45 чика тока, подключенногo вторым выводом к общей шине, дифференцирующий элемент, подключенный выходом к счетному входу двухразрядного счетчика импульсов, соединенного установочным 50 входом с выходом второго элемента

ИЛИ, а выходом старшего разряда с входом ждущего мультивибратора, подключенного выходом к входу элемента индикации о T л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения его функциональных воэможностей за счет определения параметров быстродействия возвратного механизма электромаг. нита, в него введены первый и второй элементы И, второй триггер, третий и четвертый выключатели и блок изменения-периода следования импульсов, соединенный выходом с входом дифферен цирующего элемента и вторым входом первого элемента ИЛИ, информационным входом с выходом первого элемента И, а входом установки в исходное состояние с шиной установки устройства в исходное состояние и входом установки в единичное состояние второго триггера, подключенного прямым вьтходом к первому входу первого элемента

И, а входом установки в нулевое состояние к выходу второго элемента И, соединенного первым входом с выходом старшего разряда двухразрядного счетчика импульсов, а вторым входом с вы" ходом первого элемента И, подключен.— ного вторым входом к первому выводу третьего выключателя, подсоединенного вторым выводом к выходу генератора импульсов и к первому выводу четвертого выключателя, соединенного вторым выводом с вторым входом первого элемента ИЛИ, 2, устройство по и.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок изменения периода следования импульсов содержит третий и четвертый элементы И, элемент НЕ, .первый и второй диоды, первый, второй и третий счетчики импульсов и узел поразрядного сравнения, подключенный входами к выходам первого и второго счетчиком импульсов, а выходом к выходу блока и счетному входу третьего счетчика импуль" сов, соединенного установочным входом. с входом установки блока в исходное состояние и анодом первого диода, подключенного катодом к установочно-. му входу первого счетчика импульсов и к катоду второго диода, соединен-. ного анодом со счетным входом второго счетчика импульсов и выходом третьего элемента И, подключенного первым входом к выходу узла поразрядного сравнения и входу элемента НЕ, а вторым входом к информационнс1му входу блока и первому входу четвертого элемента

И, соединенного вторым входом с выходом элемента НЕ, а выходом со счетным входом первого счетчика, 249489

)249489

Составитель Н. Белинкова

Техред Н,Бонкало Корректор Л. Пилипенко

Редактор П, Коссей

Заказ 4323/48 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,