Устройство для управления электромагнитным механизмом

 

Изобретение относится к устройствам управления захватами, вибраторами , прессами, молотами и другими электромагнитными механизмами, работающими преимущественно в автоматическом режиме, и может быть использовано в машиностроении, строительстве и горном деле. Целью изобретения является повьшение функциональной надежности и расширение эксплуатационных возможностей устройства за счет автоматического регулирования кинетической энергии якоря при изменении и нагрузки на нем в широком диапазоне . В зависимости от положения переключателя режимов 17 устройство может ( If I Ги работать как в режиме ручного, так и автоматического управления. При нажатии на кнопку 20 на выходе дифференцирующей цепи 19 формируется импульс , который через элемент ИПИ 18 переключает триггер 15. При этом открывается основной тиристор 5 и закрывается вспомогательный резистор 6. Через обмотку 1 начинает протекать ток. Сигнал, пропорциональный току, поступает с измерительного резистора 10 на вход функционального преобразователя 11, выполненного на операционном усилителе с дифференцирующим звеном на входе. Сигнал с выхода преобразователя 11 сравнивается с опорным напряжением, снимаемым с выхода источника 12 задающего напряжения . На выходе элемента сравнения 13 формируется импульс, который через дифференцирующуюцепь 14 переключает триггер 15 в исходное состояние. В автоматическом режиме сигнал с выхода дифференцирующей цепи 11 через aJTCMSHT задержки 16, контакт переключателя режимов 17 и элемент ИЛИ 18 повторно переключает триггер 15, и цикл повторяется. 1 з.п. ф-лы, 6 йл. I Ги € (Л со ел о 05 vj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) -(S1) 4 " 01 Р 7/18

ВСЕСФВЗФМ

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4001092/24-07 (22) 02.01.86 (46) 07.11.87. Бюл. № 41 (72) А.M.Âåðáà, Ю.К.Цыганков, А.И.Бондаренко и В.Н.Скорина (53) 621.318.3-5(088.8) (56) Патент ФРГ ¹ 1050219, кл. Н 01 F 7/18, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 752517, кл. Н 01 F 7/18, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ.ЭЛЕКТРОМАГНИТНЬМ МЕХАНИЗМОМ (57) Изобретение относится к устройствам управления захватами, вибраторами, прессами, молотами и другими электромагнитными механизмами, работающими преимущественно в автоматическом режиме, и может быть использовано в машиностроении, строитель— стве и горном деле. Целью изобретения является повышение функциональной надежности ирасширение эксплуатационных воэможностей устройства за счет автоматического регулирования кинетической энергии якоря при изменении и нагрузки на нем в широком диапазоне. В зависимости от положения переключателя режимов 17 устройство может работать как н режиме ручного, так и автоматического управления. При нажатии на кнопку 20 на выходе дифференцирующей цепи 19 формируется импульс, который через элемент ИЛИ 18 переключает триггер 15. При этом открывается основной тиристор 5 и закрывается вспомогательный резистор 6.

Через обмотку 1 начинает протекать ток. Сигнал, пропорциональный току, поступает с измерительного резистора

10 на вход функционального преобразователя 11; выполненного на опера ционном усилителе с дифференцирующим звеном на входе. Сигнал с выхода преобразователя 11 сравнивается с опорным напряжением, снимаемым с выхода источника 12 задающего напряжения. На выходе элемента сравнения 13 формируется импульс, который через дифференцирующую цепь 14 переключает триггер 15 в исходное состояние.

В автоматическом режиме сигнал с выхода дифференцирующей цепи 11 через ент задержки 16 контакт переклю« чателя режимов 17 и элемент ИЛИ 18 повторно переключает триггер,5, и цикл повторяется. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. 1350674

Изобретение относится к устройствам управления захватами, вибраторами, прессами, молотами и другими электромагнитными механизмами, рабо- тающими преимущественно в автоматическом режиме, и может быть использовано в машиностроении, строительстве и горном деле.

Целью изобретения является повышение функциональной надежности и 10 расширение эксплуатационных вазможностей устройства за счет автоматического регулирования кинетической энергии якоря при изменении нагрузки на нем в широком диапазоне. 15

На фиг. 1 схематически изображен электромагнит, общий вид; на фиг.2 блок-схема устройства; на фиг. 3 принципиальная схема функционального преобразователя; на фиг. 4 — времен- 20 ные диаграммы работы устройства„ на фиг, 5 — зависимость напряжения на измерительном резисторе от нагрузки на якоре; на фиг. 6 — зависимость напряжения на выходе функционального преобразователя от нагрузки на якоре.

Схема устройства для управления электромагнитом (фиг. 1 и 2) содержит

Ф обмотку 1, магнитоправод 2, якорь 3, возвратную пружину 4, основной 5 и вспомогательный 6 тиристары, резис-! тор 7, конденсатор 8, источник 9 питания, измерительный резистор 10, функциональный преобразователь 1,1, источник 12 задающего напряжения, элемент 13 сравнения, первую дифференцирующую цепь 14, триггер 15, элемент 16 задержки, переключатель 17 режимов, элемент ИЛИ 18, вторую диф- 40 ференцирующую цепь 19, кнопку 20 запуска и диод 21, Функциональный преобразователь 11 (фиг. 3) состоит из последовательно соединенных операционного усилителя 22 и дифференцирую- 45 щего звена 23.

На фиг. 4-6 показаны напряжения на выходах соответствующих элементов устройства. Устройство содержит обмотку 1, зашунтированную диодом 21 и подключенную одним из выводов к положительному полюсу источника 9 питания, а другим — к аноду основного тиристора 5, вспомогательный тиристор 6, подключенный анодом через резистор 7 к положительному полюсу источника 9 питания и через конденсатор 8 к аноду основного тиристара

5, а катодом — к отрицательному полюсу источника 9 питания, измерительный резистор 10, включенный между катодами основного и вспомогательного тиристаров 5 и 6, элемент 13 сравнения, к первому входу которого подключен выход источника 12 задающего напряжения, первую дифференцирующую цепь 14, триггер 15, кнопку

20 запуска, причем выход первой дифференцирующей цепи 14 соединен с первым входом триггера 15, прямой выход которого подключен к управляющему электроду основного тиристара 5, а инверсный †. к управляющему электроду вспомогательного тиристора 6, а первый контакт кнопки 20 запуска соединен с положительным полюсом источника 9 питания, функциональный преобразователь 11, вход которого подключен к катоду основного тиристора 5, а выход — к второму входу элемента

13 сравнения, выход которого подключен к входу .первой дифференцирующей цепи 14, вторую дифференцирующую цегь

19, элемент ИЛИ 18,, переключатель 17 режимов и элемент 16 задержки, при этом выход первой дифференцирующей цепи 14 через элемент 16 задержки соединен с замыкающим контактом переключателя 17 режимов, размыкающий контакт каторага соединен с отрицательным полюсом источника 9 питания, а общий контакт — с первым входам элемента ИЛИ 18, второй вход которо- га через вторую дифференцирующую цепь 19 подключен к второму контакту кчапки 20 запуска, а выход — к второму входу триггера 15.

Устройство работает следующим образом.

После включения питания триггер l5 устанавливается в начальное состояние, которое характеризуется наличием единичного потенциала на инзерсном выходе триггера (5 (цепи устанацки в начальное состояние не показаны)„ При этом вспомогательный гиристор 6 открывается, и конденсатор 8 заряжается с полярностью, указанной на фиг. 2. Для работы устройства в режиме ручнога управления переключатель 17 режимов устанавливается в положение ХТ, при этом первый вход элемента ИЛИ 18 через переключатель

17 режимов соединяется с отрицательНЫМ ПОЛЮСОМ ИСтОЧНИКа ПИтаНИЯ.

1350674

Сигнал на выходе элемента ИЛИ 18 в этом случае повторяет сигнал на его втором нходе. При кратконременном замыкании кнопки 20 запуска на выхо5 де второй дифференцирующей цепи 19 появляется положительный импульс, который через элемент ИЛИ 18 поступает на второй вход триггера 15 и устанавлинает íà его прямом выходе еди- 10 ничный потенциал, открывающий основной тиристор 5, в результате чего обмотка 1 подключается к источнику 9 питания. После этого вспомогательный тиристор 6 закрывается, так как к его 15 электродам через открытый основной тиристор 5 прикладынается напряжение конденсатора 8, который начинает перезаряжаться. По обмотке 1 протекает ток, создающий на измерительном резисторе 10 падение напряжения U« (фиг. 5), поступающее на вход функционального преобразователя 11:

- (а,. „)

О К1О

U 1 е

1о R + р

1 ю

25 где U — напряжение источника 9 питания;

R К вЂ” сопротивление обмотки 1

1о и измерительного резистора

10 соответственно; — индуктивность обмотки 1;

t — время с момента подключения обмотки 1 к источнику .9 питания.

Напряжение на выходе функциональ35 ного преобразователя 11 (фиг. 6), поступающее на второй вход элемента

13 сравнения, определяется формулой

-t + < 40 кик,.,, +(,",ll — е где R и С вЂ” сопротивление и емкость дифференцирующего звена 23;

К вЂ” коэффициент усиления операционного усилителя 22.

Постоянная времени, = R С дифференцирующего звена 23 ныбирает| ся в зависимости от значения постоянной времени

50 л L с

R, + Кю

55 обмотки 1 таким образом, что зависимость напряжения U11 на выходе функционального преобразователя 11 от времени имеет вид, представленный на фиг. 6. При этом во всем диапазоне изменения нагрузки на якоре 3 осуществляется регулирование его кинетической энергии, но не нарушается работоспособность устройства, так как не происходит смещения напряжения

Бц на выходе функционального преобразователя 11 относительно напряжения

U, на выходе источника 12 опорного напряжения. На выходе элемента 13 сравнения имеется единичный потенциал, уменьшающийся до нуля после того, как напряжение Uö на выходе функционального преобразователя 11 превысит напряжение U, на выходе источника 12 опорного напряжения.

При движении якоря 3 индуктивность обмотки 1 изменяется от минимального значения до максимального, н результате чего напряжение Пн на выходе функционального преобразователя 11 уменьшается и н момент, когда оно достигнет величины напряжения U< на выходе исто ника 12 опорного напряжения, на выходе элемента 1.3 сравнения вновь появляется единичный потенциал, вызывающий на выходе первой дифференцирующей цепи 14 положительный импульс, устанавливающий на инверсном выходе триггера 15 единичный потенциал. После этого открывается дополнительный тиристор 6, основной тиристор 5 закрывается, а ток н обмотке 1 начинает уменьшаться, протекая через диод 21. Якорь. 3 под действием возвратной пружины 4 приходит в начальное состояние.

Повторное включение электромагнита осуществляется с,,помощью кнопки

20 запуска.

Для работы н автоматическом режиме переключатель 17 режимов необходимо установить В пОлОжение и нажать кнопку 20 запуска. При этом повторное включение электромагнита осуществляется положительными импульсами с выхода первой дифференцирующей цепи

14, задержанными элементом 16 задержки на время, необходимое, чтобы якорь 3 под дейстнием возвратной пружины 4 пришсл н начальное состоя-. ние, и поступающими на второй вход триггера 15 через замыкающий контакт переключателя 17 режимов и элемент

ИЛИ 18.

Зкономическая эффектинность изобретения обеспечиьается за счет возможности работы устройства н антома1350674 тическом режиме, в результате чего отпадает необходимость в постоянном обслуживании его оператором.

Формула изобретения

1. Устройство для управления электромагнитным механизмом, содержащее выводы для подключения обмотки электромагнита, основной и вспомогательный тиристоры, измерительный резистор, конденсатор, диод, вспомогательный резистор, источник задающе-го напряжения, элемент сравнения, триггер, дифференцирующую цепь, кнопку запуска и выводы для подключения источника питания, причем вывод для подключения положительного полюса источника питания соединен с катодом диода, с первым выводом кнопки запуска, с первым выводом для подключения обмотки электромагнита и через вспоI могательный резистор с анодом вспомогательного тиристора и одной из обкладок конденсатора, другая обкладка которого соединена с анодом основного тиристора, вторым выводом для подключения обмотки электромагнита и анодом диода, вывод для подключения отрицательного полюса источника питания соединен с катодом вспомогательного тиристора и через измерительный резистор с катодом основного тиристора, выход источника задающего напряжения подключен к первому входу элемента сравнения, выход которого через дифференцирующую цепь соединен с первым входом триггера, прямой вход которого подключен к управляющему электроду основного тиристора, а ин5 версный выход — к управляющему электроду вспомогательного тиристора, о т л и ч а ю щ e e с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности и расширения эксплуатационных возможностей устройства за счет регулирования кинетической энергии якоря при изменении нагрузки на нем в широком диапазоне, в него введены функциональный преобразователь, вторая дифференцирующая цепь, элемент

ИЛИ, переключатель режимов и элемент задержки, причем второй вывод кнопки запуска через вторую дифференцирующую цепь соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого через замыкающий контакт переключателя режимов соединен с выходом элемента задержки, а через размыкающий контакт — с выводом для подключения

25 отрицательного полюса источника питания, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом триггера, катод основного тиристора подключен к входу функционального преобразователя, выЗО ход которого соединен с вторым входом элемента сравнения, выход первой дифференцирующей сети подключен к входу элемента задержки.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что функциональчый преобразователь выполнен на операционном усилителе с дифференцирующим звеном на входе.

1350674

1350674

Составитель А.Каретников

Техред Л.Сердюкова

Редактор И.Николайчук

Корректор М.Пожо

Подписное

Заказ 5286/49

Тираж 697

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4