Устройство для управления электромагнитом постоянного тока

 

Изобретение относится к электроаппаратостроению. Цель изобретения состоит в повышении надежности работы электромагнита. Для этого в устройство для управления электромагнитом введены блок 5 контроля среднего напряжения обмотки электромагнита и формирователь 3 тока. Форсированное включение электромагнита обеспечивается тем, что импульсы, управляющие го 12 и 15 JL ./ W работой блока 1 питания, формируются управляемым генератором 2 импульсов с последовательно увеличивающимися интервалами. В предлагаемом устройстве осуществляется контроль за.величиной среднего напряжения на обмотке 6 электромагнита. При его отклонении в режиме -удержания от номинального значения, например, вследствие колебаний питающего напряжения, происходит за счет обратной связи по напряжению соответствующая корректировка момента появления импульса на выходе управляемого генератора 2 импульсов . Тем самым изменяется фаза появления потенциала на управляемом положительном полюсе 16 управляемого блока 1,питания, что обеспечивает стабилизацию напряжения, прикладываемого к обмотке электромагнита в режиме удержания, и стабилизацию тем самым , тока удержания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л троботы м и е ваие а 17 25 1чЭ 00 to ю ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Н 01 F 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3928274/24-07 (22) 11 ° 07 ° 85 (46) 07. 01. 87. Бюл. Р 1 (72) В. А. Балыбердин, Н. С. Кононова, И.В. Бочкарев, И.B. Брякин, Н.А. Бауков и А.А. Соколов, (53) 621 318 ° 3-5(088,8) (56) Патент ФРГ Ф 1613 145, кл. Н Oi F 7/ 18, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Р 983768, кл. Н 01 F 7/ 18, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОИАГНИТО11 ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электроаппаратостроению. Цель изобретения состоит в повышении надежности работы электромагнита. Для этого в устройство для управления электромагнитом введены блок 5 контроля среднего напряжения обмотки электромагнита и формирователь 3 тока. Форсированное включение электромагнита обеспечивается тем, что импульсы, управляющие

„„SU„„1282224 А1 работой блока 1 питания, формируются управляемым генератором 2 импульсов с последовательно увеличивающимися интервалами. В предлагаемом устройстве осуществляется контроль за величиной среднего напряжения на обмотке 6 электромагнита. При его отклонении в режиме .удержания от номинального значения, например, вследствие колебаний питающего напряжения, происходит за счет обратной связи по напряжению соответствующая корректировка момента появления импульса на выходе управляемого генератора 2 импульсов. Тем самым изменяется фаза появления потенциала на управляемом положительном полюсе 16 управляемого блока 1,питания, что обеспечивает стабилизацию напряжения, прикладываемого к обмотке электромагнита в режиме удержания, и стабилизацию тем самым, тока удержания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1282224

Изобретение относится к электроаппаратостроению и может быть использовано для форсированного включения электромагнитных устройств, в частности для управления тормозными системами двигателей со встроенными электромеханическими тормозами.

Цель изобретения — повышение надежности работы электромагнита за счет обеспечения стабилизации тока удержания.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 принципиальная схема устройства при однополупериодном выпрямлении питающего напряжения; на фиг. 3 — конструкция управляемого блока питания при двухполупериодном выпрямлении питающего напряжения, I

Устройство содержит управляемый блок 1 питания, управляемый генератор

2 импульсов, формирователь 3 тока, фазосдвигающую цепь 4, блок 5 контроля среднего напряжения обмотки 6 электромагнита, стабилитрон 7, диод

8, резистор 9, вывоцы 10 и 11 для подключения обмотки 6 электромагнита и выводы 12 и 13 для под ;лючения источника питания. Отрицательньй пол<ос

14 блока 1 соединен с анодом диода 8 и с выводом 10 для подключения обмотки 6 электромагнита. Другой вывод l1 соединен с катодом диода 8 и с анодом стабилитрона 7, катод которого через резистор 9 соединен с положительным полюсом 15 блока 1, Положительный управляемый полюс 16 блока 1 соединен с выводом t1 для подключения обмотки 6 электромагнита. Входные зажимы 17 и 18 генератора 2 импульсов подкл1очены параллельно стабилитрону 7, а выход 19 генератора 2. подключен к входу 20 блока 1. Блок 5 контроля среднего напряжения обмотки

6 электромагнита подключен своими входными зажимами 21 и 22 к выводам

10 и 11, а его выход 23 подключен к входу ?4 формирователя 3 тока.Вхоц

24 через фазосдвигающее устройство

4 соединен с анодом стабилитропа 7.

Другой вход 25 формирователя тока 3 подключен к катоду стабилитрона 7, а его выход 26 подключен к управляющему входу 27 генератора 2.

Управляемьй генератор 2 импульсов содержит нуль-.орган, выполненный в виде эквивалента двухбазового диод» (однопереходного транзистора) на двух

2 транзисторах 28 и 29 разного типа проводимости, через резистора 30-33 и конденсатор 34.

Формирователь 3 тока выполнен в виде отражателя тока и содержит два идентичных транзистора 35 и 36, два резистора 37 и 38 и конденсатор 39, причем резистор 38 имеет сопротивление, большее по величине сопротивл<..— ния резистора 37. База транзистора

35, соединенная с коллектором и базой транзистора 36, образует вход 24 фор- .мирователя 3 тока. Другой вход 25 образуют эмиттеры транзисторов 35 и 36, соединенные между собой соответственно через резисторы 37 и 38.

Выход 26 формирователя 3 тока образован коллектором транзистора 35.

Конденсатор 39 подключен одной обклацкой ко входу 25, а другой — к базе транзистора 36 и предназначен для повышения стабильности работы формирователя 3 тока путем снижения влияния паразитных наводок.

Фазосцвигающая цепь 4 содержит последовательно соединенные диод 40, резистор 41 и конденсатор 42. Параллельно последнему подключен узел 43

его разряда выполненньй, например, в

30 виде разрядного резистора, 1

Блок 5 контроля среднего напряжения обмотки 6 электромагнита сбдержит делитель напряжения из двух последовательно соединенных резисторов

44 и 45, конденсатор 46, подключенный параллельно резистору 44, резистор 47 и диод 48. Входные зажимы 21 и 22 блока 5 образованы выводами делителя наg0 пряжения, а выход 23 — последовательно соединенными резистором 47 и диодом 48, подключенным к общей точке резисторов 44 и 45.

Управляемый блок i питания при однополупериодном выпрямлении питающего напряжения (фиг. 2) содержит диод 49 и тиристор 50, а при двухполу-периодном выпрямлении питающего напряжения (фиг.3) — выпрямительный мост 51 и два тиристора 5? и 53.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства управляемьй генератор 2 импульсов формирует в. каждьй положительньй голупериод питающего напряжения на своем выходе

19 импульсы, причем несколько первых импульсов на его выходе формируются с последовательно увеличивающимися

1282224 интервалами. Последнее ббеспечивается фазосдвигающей цепью 4 и блоком

5 контроля среднего напряжения обмотки 6; электромагнита через формирователь 3 тока следующим образом.

Фазосдвигающая цепь 4 и блок 5 непосредственно управляют величиной тока на выходе 26 формирователя 3 тока. постепенно снижая его с максимального до установившегося значения. Этот ток 10 подается на вход 27 генератора 2,причем его величина определяет момент появления импульса на выходе 19 генератора 2. Постепенное уменьшение величины тока и обуславливает то, 15 что импульсы на выходе 19 формируются с последовательно увеличивающимися интервалами. Импульсы с выхода

19 поступают на вход 20 блока 1 питания. 3а счет постепенного увеличе-, 20 ния интервалов времени между этими импульсами моменты появления потенциала на управляемом положительном, полюсе 16 блока 1 (потенциал возникает в момент подачи импульса на

25 вход 20 и исчезает при переходе полуволны питающего напряжения через нуль) постепенно смещаются по фазе в сторону запаздывания относительно начала положительного полупериода питающего напряжения. Вследствие этого средняя величина напряжения, прикладываемого к обмотке 6 электромагнита после подключения напряжения питания, постепенно уменьшается, Соответствен- 35 но и ток, протекающий по этой обмотке, уменьшается до величины тока удержания. Тем самым обеспечивается форсированное включение.электромагнита„ причем длительность режима 40 форсировки определяется фазосдвигаю щей цепью 4 и блоком 5.

В режиме удержания блбк 5 контро,лирует величину среднего напряжения 45 обмотки 6 электромагнита. При отклонении напряжения на обмотке 6 от номинального значения, например вследствие изменения величины питающего напряжения, блок 5 формирует сигнал.

Это сигнал поступает на вход 24 формирователя 3 тока, что приводит к изменению величины тока на его выходе 25.

Тем самым изменяется момент появления импульса на выходе 19 генератора

2 и, тем самым, момент появления потенциала на управляемом полюсе 16 блока 1. За счет этого обеспечивается стабилизация напряжения на обмотке 6 и, соответственно, стабилизация тока удержания.

Устройство, схема которого приведена на фиг. 2, работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения на выводы 12 и 13 начинается заряд конденсатров 42 и 46, При этом ток заряда конденсатора 42 протекает по цепи: полюс 15 блока 1, резисторы

9 и 38, транзистор 36 (включенный по диодной схеме база, коллектор-эмиттер), диод 40, резистор 41, обмотка

6 электромагнита, полюс 14 блока 1, ток заряда конденсатора 46 протекает по цепи: полюс 15 блока 1, резистор

; 9 и 38, транзистор 36, диод 48, резистор 47, полюс 14 блока 1. Так как оба конденсатора 42 и 46 в начальный момент разряжены, то токи их заряда максимальные. Сумма этих токов (т.е. ток, протекающий по резистору 38) является входным током для формирова ;теля 3 така, следовательно, выходной

1 ток, который в "увеличенном" масштабе, равном отношению величины сопротивления резистора 38 к величине сопротивления резистора 37, отражает входной ток, также значителен по величине. Этот выходной ток поступает на вход 27 генератора 2 импульсов и является зарядным током для конденсатора 34. Величина напряжения на кон- денсаторе 34, при котором происходит срабатывание нуль-органа и появляется импульс на выходе генератора 2, устанавливается соотношением плеч делителя, собранного на резисторах

30 и 31. Когда напряжение на конденсаторе 34 достигает этой величины, транзисторы 28 и 29, охваченные положительной обратной связью, включаются и переходят в состояние насыщения.

При этом конденсатор 34 разряжается и в эмиттерной цепи транзистора 28 формируется выходной импульс, который подается на вход 20 блока 1. Тиристор

50 включается и на управляемом по-.

1ложительном полюсе 16 блока 1 появляется потенциал. По обмотке 6 электромагнита протекает пусковой ток от полюса 16 к полючу 14. При открытом тиристоре 50 заряд конденсатора 42 прекращается, а конденсатор 46 оказывается под напряжением, равным падению напряжения на резисторе 44, которое в свою очередь определяется величиной напряжения на обмотке 6

1282224 электромагнита. Тиристо 50 открыт до перехода полуволны питающего напряжения через нуль, В самом начале следующего положительного полупериода тиристор 50 закрыт, но токи заря- 5 да конденсаторов 42 и 46 начинают протекать только тогда, когда мгно" венное значение напряжения полуволны питающего напряжения превышает значение напряжения на соответствующем 10 конденсаторе. При достижении напряжения на конденсаторе 34 уровня порога срабатывания нуль-органа на выходе 19 генератора 2 формируется выходной импульс, который открывает тиристор 50. каждым последующим положительным полупериодом питающего напряжения напряжение на конденсаторах 42 и 46 увеличивается, благодаря чему их зарядные токи уменьшаются и импульсы на выходе 19 генератора

2 формируются с последовательно уве личивающимися интервалами времени.

3а счет этого фаза включения тиристора 50 смещается в сторону больших углов (в сторону запаздывания) и средняа величина тока, протекающего по обмотке 6 электромагнита, снижается от величины пускового тока до тока удержания. Время заряда конденсаторов 42 и 46 до максимального значения и определяет длительность режима форсировки, после чего наступает установившийся режим работы (режим удержания). 35

1

Стабилизация напряжения на обмотке 6 электромагнита в режиме удержания при изменениях напряжения питания обеспечивается следующим образом.Ио- 40 мент появления импульса на выходе 19 генератора 2 определяется временем заряда конденсатора 34 до порога- срабатывания нуль-органа, т.е. при стабилизированном напряжении на выходных зажимах 17 и 18 генератора 2 импульсов определяется в конечном счете величиной выходного тока на выходе 26 формирователя 3 тока. Величина этого выходного тока зависит от величины входного тока и определяется в установившемся режиме величиной зарядного тока конденсатора 46. зависящего от напряжения, до которого конденсатор 46 успевает разрядиться за то время, пока тиристор

50 открыт. Очевидно, что данное напряжение определяется напряжением на обмотке 6 электромагнита. Следовательно, при изменении напряжения питания изменяется напряжение на обмотке 6 электромагнита и, соответственно, изменяется напряжение, до которого конденсатор 46 разряжается.

Это приводит к.изменению зарядного тока этого конденсатора, т.е. к из( менению входного и, соответственно, выходного тока формирователя 3 тока.

Это и обеспечивает необходимое изменение момента появления импульса на выходе 19 генератора 2, изменение угла отпирания тиристора 50 и стабилизацию напряжения на обмотке 6.

Например, при уменьшении напряжения на обмотке 6 электромагнита конденсатор 46 разряжается до меньшего напряжения, чем при номинальном напряжении на обмотке 6, а значит,зарядный ток данного конденсатора увеличивается, что приводит к увеличению выходного тока формирователя 3 тока. Следовательно, время заряда конденсатора 34 до порога срабатывания нуль-органа уменьшается, соответственно фаза включения тиристора 50 смещается в сторону меньших углов и среднее напряжение, приклады-, ваемое к обмотке 6, несмотря на уменьшение питающего напряжения остается номинальным. Аналогично обеспечивается стабилизация напряжения на обмотке 6 при увеличении питающего напряжения.

Таким образом, за счет обратной связи по напряжению при изменении. напряжения питающей сети автоматически изменяется момент появления импульса на выходе управляемого генератора импульсов, что приводит к изменению момента появления потенциала на управляемом положительном полюсе блока питания, обеспечивая тем самым стабилизацию напряжения и тока удержания обмотки электромагнита. Тем самым предлагаемое устройство для управления электромагнитом постоянного тока по сравнению с известным обеспечивает повышение надежности работы электромагнита.

Формула и э о б р е т е н и я

1. Устройство для управления элек" тромагнитом постоянного тока, содер-, жащее управляемый блок питания, управляемый генератор импульсов, фазосдви- гающую цепь, стабилитрой, диод, ре128222ч зистор, выводы для подключения источника питания и выводы для подключения обмотки электромагнита, причем отрицательный полюс управляемого блока питания соединен с анодом дио. да и одним из выводов для подключения обмотки электромагнита, дРугой вывод для подключения обмотки электромагнита соединен с катодом диода и анодом стабилитрона, катод которого через резистор соединен с положительным полюсом управляемого блока питания, управляемый положительный полюс которого соединен с анодом стабилитрона, параллельно стабили- 15 трону пцдключены входные зажимы управляемого генератора импульсов, выход которого подключен к входу управляемого блока питания, а выводы для под— ключения источника питания образава- 20 ны входными зажимами управляемого блока питания, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьппения надежности электромагнита, в него вве25 дены блок контроля среднего напряжения обмотки электромагнита и формирователь тока, причем входные зажимы блока контроля среднего напряжения обмотки электромагнита подключены к выводам для подключения обмотки электромагнита, его выход подключен к входу формирователя тока, соединенного через фазосдвигающее устройство с анодом стабилитрона, другой вход формирователя тока подключен к катоду стабилитрона, а выход — к управляющему входу управляемого генератора импульсов.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я гем, что блок контроля среднего напряжения обмотки элек-; тромагнита содержит три резистора, конденсатор и диод, причем его вход образован входом делителя напряжения, состоящего из двух последовательно соединенных резисторов, один из этих резисторов зашунтирован конденсатором, причем одна из обкладок конденсатора соединена с отрицательным полюсом управляемого блока питания, а другая через последовательно соединенные третий-резистор и диод образует выход блока контроля среднего напряжения обмотки электромагнита.

l 282224

Составитель А. Каретников

Техред В.Кадар Корректор M. »»»аРо»»»»»

Редактор Е. Папп

Заказ 7277/52 Тираж 698

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Прои »одственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4