Устройство для контроля электромагнита

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля электромагнитов , не имеющих собственных контактных групп. Цель изобретения - повьшение эффективности контроля электромагнитов.Устройство содержит ;блок питания, выключатель, три ключа, две клеммы для подключения обмотки электромагнита, датчик тока, дифференцирующий усилитель, усилительограничитель, шесть триггеров, амплитудный детектор, блок вычитания, пороговый блок, элемент И, два одновибратора, четыре элемента ИЛИ, два счетчика, две линии задержки, дифференцирующий элемент, два элемента ЗАПРЕТ, ждущий мультивибратор, блок индикации и шину установки устройства в исходное состояние. Устройство позволяет выявить сбои в работе подвижной системы электромагнита с одновременным фиксированием полного срабатывания электромагнита при достаточной величине хода якоря. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (59 4 G 05 В 23 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н лвтогском свидктельствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4125902/24-24 (22) 30.09.86 (46) 15.04.88. Бюл. К 14 (72) Г.И.Стеценко .(53) 621.396 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 546856, кл. G 05 В 23/02, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Р 1290266, кл. С 05 В 23/02, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРО-.

МАГНИТА (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля электромагнитов, не имеющих собственных контактных групп. Цель изобретения - повышение эффективности контроля электромагнитов. Устройство содержит блок питания, выключатель, три ключа, две клеммы для подключения обмотки электромагнита, датчик тока, дифференцирующий усилитель, усилительограничитель, шесть триггеров, амплитудный детектор, блок вычитания, пороговый блок, элемент И, два одновибратора, четыре элемента ИЛИ, два счетчика, две линии задержки, дифференцирующий элемент, два элемента

ЗАПРЕТ, ждущий мультивибратор, блок индикации и шину установки устройства в исходное состояние. Устройство позволяет выявить сбои в работе подвижной системы электромагнита с одновременным фиксированием полного срабатывания электромагнита при достаточной величине хода якоря. 2 ил.

1388832

Изобретение относится к контрапьно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров электромагнита, не имеющего собственных контактных групп, Цель изобретения — повышение эффективности контроля рабаты электромагнита за счет выявления сбоев в работе подвижной системы электромагнита путем формирования повторного воздействия управляющего сигнала на обмотку электромагнита прк его несрабатываник нли недостаточной величине хода якоря. 1, >

На фиг.1 приве) ена функцкональнан схема предлагаемого устройства,. на фиг,2 — диаграммы,, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит блок 1 гита-: 20 ния, выключатель 2, второй ключ 3, входные клеммы 4 к 5 датчик 6 тока, дифференцирующик усилитель 7, усили, тель-ограничитель 8, первый триггер

9, первый ключ 10, амплитудный де- 25 тектор 11„ блок 12 вычитания, пороговый блок 13, второй триггер 14, элемент И 15, первый одновибратор 16,. третий элемент ИЛИ l7„ второй счетчик

18, пятый триггер 19,„ первую линию -30

20 задержки, четвертый триггер 21, третий триггер 22,„ дкфференцкрующий элемент 23, вторую линию 24 задержки.,второй элемент 25 ЗАПРЕТ, шестой триггер 26, третий ключ 27, первый элемент 28 ЗАПРЕТ, второй адновибратор 29, первый счетчик 30, первый элемент ИЛИ 31, ждушик мультивкбратор

32, второй элемент ИЛИ 33, четвертый элемент ИЛИ 34, блок с элементам 35 0 индикации, шину 36 установки устройства в исходное состояние, Амплитудный детектор 11, имеющий единичный коэффициент передачи, сос" таит кз диоца 37, конденсатора 38,, повторителя 39 напрякения„ дифферен"циального усилителя 40„ резистора и ключа 42.

Блок 12 вычитания с.адержит дкффе." ренциальный усилитель 4 3 к резисторы

44-47, Пороговый блок 1 состоит кз дифференциального усилителя 48 к ре-зисторов 49-51. Позкциямк 52-=55 обозначены характерные моменты времени на диаграммах.

Устройство работает следующим об-" разом.

Перед началом п1эове",кк к входньг| клеммам 4 к 5 устрой: тв» подключают обмотку электромагнита, а на шину 36 подают короткий импульс .(фиг.2а) для установки устройства в исходное состояние. По переднему фронту этого импульса устанавпиваются в нулевое состояние счетчики 18 к 30, триггер

14 (фиг.2н) устанавливается в нулевое состояние по инверсному выходу, триггеры 19 и 21 (фкг.2с) и триггер

22 через элемент ИЛИ 17 (фиг.2д) устанавливаются в нулевое состояние, а задним фронтом установочного импульса через элемент ИЛИ 31 триггеры 9 и 26 устанавливаются в единичное состояние по прямому выходу.

Прк этом сигналом с прямого выхода триггера 9 замыкается ключ 1О, а сигналом с инверсного выхода триг- гера 9 устанавливается логический ноль (фиг,2м) на вход элемента И 15.

Сигналом с инверсного выхода триггера ?6 устанавливается логический ноль (фкг.2ж) на управляющем входе ключа 27, вследствие чего ключ 27 находится в замкнутом состоянии.

Кроме того, на время действия импульса,установки и:сходного состояния замыкаетсн кпюч 42, разряжая конденсатор 38, гем самым устанавливая на выходе амплигудного детектора 11 нулевой уровень напряжения, На выходе блока 12 также устанавливается нулевой уровень напряжения (фиг..2к).

Режим работы блока 13 выбран так, что после подачи питания на схему на его выходе устанавливается напряжение логического нуля.

Режим работы одновибраторов 16 и

?9 выбран так, что при подаче питания на схему на их выходах устанавливается нулевой уровень напряжения (фиг,2п и з).

В таком состоянии устройства находится до начала проверок электромагнита.

Для начала проверок электромагнита включают выключатель 2. При этом управляющее напряжение с вьгхода блока 1 через ключ 3 поступает на входную клемму 4 (фиг,2б, момент времени — точка 52), а пройдя через обмотку электромагнита (на фиг.1 не показана) на входную клемму 5 H датчик

6 тока. Ток в обмотке электромагнита нарастает по определенному закону.

Если подвижная система электромагнита не срабатыва т,. то нарастание тока в обмотке электромагнита проис1388832 ходит без характерного провала (фиг.2в момент времени между точками 52-53), обусловленного движением подвижной системы .электромагнита, Падение напряжения на датчике 6

5 тока (фиг. 2в), пропорциональное току, дифференцируется во времени дифференцирующим усилителем 7. Отсутствие характерного провала на кривой нарастающего тока в обмотке электромагнита приводит к тому, что на выходе усилителя-ограничителя 8 (фиг,2л) отсутствует импульс, фиксирующий срабатывание электромагни5 та. Вследствие этого триггер 9 остается в единичном состоянии, а на

его инверсном выходе сохраняется уровень логического нуля (фиг.2м), который поступает на первый вход элемента И 15. При этом ключ 10 остается в замкнутом состоянии и конденсатор 38 амплитудного детектора 11 заряжается до амплитудного напряжения, соответствующего установившемуся току в обмотке электромагнита. Напряжение с выхода амплитудного детектора 11 поступает на первый вход блока 12 вычитания, на второй вход которого поступает напряжение с выхода датчика 6 тока.

Блок 12 фиксирует отсутствие разности напряжений на входах, вследствие чего на его выходе сохраняется нулевой уровень напряжения (фиг.2к), который не изменяет состояние блока 13 и, следовательно, состояние триггера

14, с инверсного выхода которого логический ноль поступает на второй вход элемента И 15, а элемент 35 индикации остается во включенном сос— 40 тоянии и оповещает Ъ несрабатывании электромагнита. °

Одновременно управляющее напряжение (фиг.2б) с клеммы 4 через ключ

27 поступает на второй инвертирующии вход элемента 28 ЗАПРЕТ и запрещает его срабатывание, а по переднему фронту этого напряжения дифференцирующим элементом 23 формируется импульс (фиг.2г), который поступает на вход 50 триггера 22 и устанавливает его в единичное состоянии (фиг.2д), вследствие чего на первый вход элемента

28 ЗАПРЕТ поступает сигнал логической единицы, а пройдя линию 24 задержки, 55 время t которой выбрано из условия

31 полного срабатывания электромагнита, указанный импульс (фиг.2е) через элемент 25 ЗАПРЕТ, который не препятствует прохождению данного импульса, так как на его втором инвертирующем входе присутствует уровень логического нуля с выхода триггера 19, поступает на вход триггера 26, который по заднему фронту поступившего импульса срабатывает и устанавливается в нулевое состояние. На инверсном выходе триггера 26 появляется сигнал логической единицы-(фиг.2ж), под действием которого размыкается ключ 27 и снимает сигнал запрета с второго инвертирующего входа элемента 28

ЗАПРЕТ, что приводит к его срабатыванию„ так как на его первом входе присутствует логическая единица с выхода триггера 22, Напряжение логической единицы с выхода элемента 28

ЗАПРЕТ запускается одновибратор 29, на выходе которого формируется импульс (фиг.2з), по переднему фронту которого через элемент ИЛИ 17 устанавливается в нулевое состояние триггер 22 (фиг.2д), а также запускается ждущий мультивибратор 32 ° По заднему фронту импульса (фиг.2з) через элемент ИЛИ 31 устанавливается в единичное состояние триггер 26. При этом на инверсном выходе триггера 26 устанавливается уровень логического нуля (фиг.2ж), вследствие чего .ключ 27 замыкается, а сам импульс (фиг.2з) saписывается в счетчик 30, По переднему фронту импульса (фиг.2и) с выхода ждущего мультивибратора 32 через элемент ИЛИ 34 срабатывает ключ 3, который размыкается на время действия этого импульса и отключает блок 1 питания от входной клеммы 4 (фиг.2б, момент времени— точка 53).

Одновременно импульс (фиг.2и) с выхода ждущего мультивибратора 32 через элемент ИЛИ 33 поступает на управляющий вход ключа 42, который замыкается обеспечивая разряд конденсатора 38 амплитудного детектора .11.

Таким образом, схема устройства контроля автоматически возвращается в первоначальное состояние и подготавливается к приему управляющего напряжения на входную клемму 4 устройства.

По окончании импульса (фиг.2и) с ,выхода ждущего мультивибратора 32

1388832

-10

30 о (фиг.2и, момент времени — точка 54) замыкается ключ 3 и с, выхода блока 1 через выключатель 2 управляющее напряжение вновь поступает на входную клемму 4 (фиг.2в, момент времени точка 54), а пройдя через обмотку электромагнита — на клемму 5 и датчи

6 така.

Если подвижная система электромаг нита срабатывает, то нарастание тока в обмотке электромагнита происходит с характерным провалом (фиг,2в, мо. мент времени между точками 54-55), . обусловленнога движением подвижной системы электромагнита. Падение напряжения на датчике 6 тока (фиг.2в, момент времени между точками 54 и 55) пропорциональное току, дифференци-. руется во времени дифференцирующим усилителем 7. Усилитель-ограничитель 8 выделяет и усиливает импульс отрицательной полярности (фиг.2л), задним фронтом которо" î триггер 8 по прямому выкоду устанавливается .в нулевое состояние, размыкая тем самым ключ 10, а по инверсному выходу устанавливается уровень логической единицы (фиг,2м}, который поступает на первый вход элемента

И 15, Согласно схеме конденсатор 38 заряжается до амплитудного значения напряжения, соответс гвующего току срабатывания электромагнита. Это напряжение поступает на первый вход блока 12, на второй вход которого поступает напряжение с датчика 6 тока.. При этом на выходе блока 12 вычитания устанавливается напряжение равное разности напряжений саответст вующих началу (U,) и окончанию (U q) движения якоря подвижной системы электромагнита (фиг.2в) при его срабатывании. Это напряжение с выхода блока 12 поступает на вход порогового блока 13. При этом если разность напряжений U -I!, определяющая ход якоря электромагнита, не превышает напряжение опорной шины, U » {фиг.2к), выбранное по минимально допустимой величине хода якоря, при которой электромагнит функционирует нормально, то на выходе блока

13 сохраняется напряжение логическог нуля, который не изменяет состояние триггера 14, с инверсного выхода ко-. торого логический ноль поступает на второй вход элемента И 15, который не срабатывает,, несмотря на присутствие логической единицы с инверсного выхода триггера 9. Элемент 35 индикации также остается во включенном состаянии, оповещая о том, что полное срабатывание электромагнита не произошло. Остальная часть схемы устройства работает аналогично описанному.

При этом импульс с выхода одновиаратора 29 (фиг,2з} также записывается в счетчик 30, в котором будет в з"ом случае записано два импульса, а задним фронтом этого импульса в отличие от описанного чере:- элемент ИЛИ 31 устанавливается в единичное состояние тгиггер 9, вслеITñòíèå чего замыкается ключ 10 и устанавливается уровень логического нуля (фиг.2м) на первом входе элемента И 15.

Если подвижная система электромагнита срабатывает и разность напряжений U -U,(ôèã.2í) определяющая ход якоря электромагнита превышает напряжение спорной шины П » (фиг.2к), то на выходе порогового блока 13 формируется импульс положительной полярности,, которым тригге.р 14 устанавливается в нулевое состояние,, «следствие чего на его инверсном выходе tTGявляется уровень логической единицы (фиг,2н} который поступает на второй вход элемента И 15, на первом входе которого (как описывалось вине},. присутствует сигнал логической единицы с инверсного выхода триггера 9 (фиг.2м)„ который установился в еди-.. ничное сос †вяните по инверсному выходу, по заднему франту импульса с выхода усилителя-аграничитепя 8 (фиг.2л),. При наличии единичных сигналов на обоих входах элемент И 15 срабатывает, а передним фронтом напряжения с выхода элемента И i5 запускается одновибратор 16, который формирует импульс (фиг,2п). По переднему фронту импульса (фиг.2п) через элемент HJIH 17 устанавливается в нулевое состояние триггер 22 (фиг.2д) и устанавливается в единичное состояние триггер 19, : ьходным сигналом которого запрещается срабатывание элемента 25 ЗАПРЕТ, тем самым предотвращается формирование импульса на выходе одновибратора 29, фиксирующего сбои в рабате подвижной системы электромагнита, а сам HMITvJTbc. завЂ,èñûâàåòñÿ в счетчик 18 импульсов.

1 388832

Кроме того, пройдя линию 20 задержки (фиг.2р), время t которой выбрано из условия полного срабатывания электромагнита, указанный импульс поступает на вход триггера 21 и уста" навливает его в единичное состояние (фиг.2с). Сигнал логической единицы с выхода триггера 21 через элемент

ИЛИ 34 поступает на управляющий вяод 10 ключа 3, который размыкается и отключает управляющее напряжение от клеммы 4 устройства (фиг.2б). Погасание элемента 35 индикации оповещает о срабатывании подвижной системы электромагнита H достаточной величине хода якоря, необходимой для нормального функционирования электромагнита.

В случае, если за все время проверки подвижная система электромаг- 20 нита не сработала, то после заполнения счетчика 30 (разрядность счетчика выбирается иэ условия подсчета с максимального количества сбоев в работе подвижной cHcTptbt электромаг- 25 нита) на его прямом выходе устанавливается сигнал логической единицы, который через элемент ИЛИ 34 поступает на управляющий вход ключа 3, который срабатывает и отключает уп- 3п равляюц ее напряжение от клеммы 4 устройства.

Устройство позволяет осуществлять визуальный контроль каждого сбоя в работе подвижной системы электромагнита, для чего достаточно к прямому выходу триггера 26 подключить светодиодный индикатор, погасание которого оповещает о сбое в работе подвижной системы электромагнита. По окон- 4О чании проверки размыкается выключатель 2, Оценка сбоя в работе подвижной системы электромагнита осуществляется путем сравнения показателей счет- 45 чиков 18 и 30, Если в счетчике 18 и 30 записалось по одному им пульсу то сбои в работе подвижной системы электромагнита является случайным, Если в счетчике 18 записался один импульс, а в счетчик 30 два и более, то сбой в работе подвижной системы электромагнита является действительным, вызванным нарущением 55 параметров ее срабатывания.

Если в счетчик 18 записался один импульс, а в счетчик 30 ни одного, то подвижная система электромагнита сработала без сбоя, Если в счетчик 18 не записалось ни одного импульса, а счетчик 30 заполнился полностью, то подвижная система электромагнита не срабатываФ о р м у л а изобретения

Устройство для контроля электромагнита, содержащее блок питания, выключатель, первый и второй ключи, датчик тока, дифференцирующий усилитель. усилитель-ограничитель, первый и второй триггеры, амплитудный дете;,тор, б .0K вычитания, пороговый блок, элемент И, первый одновибратор, первый и второи =четчики, первый элемент ЗЛПЕЕТ, первый и второй элементы ИЛИ, ждущий мультивибратор и блок индикации, вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, инверсный выход которого связан с первым входом элемечта И, выход которого подключен к входу первого одновибратора, а второй вход— к инверсному выходу первого триггера, прямой выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, сигналь:1ый вход которого, вход уменьщаемого блока вычитания, вход дифференцирующего усилителя и вход датчика тока связаны с первой клеммой, служащей для подключения контролируемого электромагнита, вторая клемма соединена с выходом второго ключа, сигнальный вход которого через вык:.:ючатель связан с выходом блока пи тания, сигнальный вход амплитудного детектора подключен к выходу первого ключа, управляющий вход — к выходу второго элемента ИЛИ, а выход — к входу вычитаемого блока вычитания, выход которого соединен с входом порогового блока, выход, которого связан е нулевым входом второго триггеоа, епиничный вход которого, первые входы первого и второго элементов ИЛИ и входы сброса первого и второго счетчиков подключены к установочному входу устройства, выход дифференцирующего усилителя соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого связан с нулевым входом первого триггера, единичный вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй вход второго

1388832

10 элемента ИЛИ соединен с выходом ждущего мультивибратора, счетный вход второго счетчика связан с выходом первого одновибратора, о,т л и ч аю щ е е с я тем„ что, с целью повышения эффективности контроля за счет выявления сбоев в работе подвижной системы электромагнита, в устройство введены третий и четвертый элементы 10

ИЛИ,третий, четвертый, пятый и шестой триггеры, первая и вторая линии задержки, дифференгирующий элемент, второй элемент ЗАПРЕТ, третий ключ и второй одновибратор, вход которого соединен с выходом первого элемента

ЗАПРЕТ, а выход — с счетным входом первого счетчика,с первым входом третьего элемента ИЛИ, с вторым входом первого элемента ИЛИ и с входом 20 ждущего мультивибратора, инвертирующий вход первого элемента ЗАПРЕТ связан с выходом третьего ключа, а прямой вход — с прямым выходом третьего триггера, единичный вход которого и вход второй линии задержки подключены к выходу дифференцирующего элемента, а нулевой вход — к выходу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого, единичный вход пятого триг- Зо гера и вход первой линии задержки соединены с выходом первого одновибратора, третий вход третьего элемента ИЛИ и нулевые входы четвертого и пятого триггеров подключены к установочному входу устройства, сигнальный вход третьего ключа и вход дифференцирующего элемента соединены с выходом второго ключа, управляющий вход третьего ключа связан с инверсным выходом шестого триггера, единичный вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а нулевой вход— к выходу второго элемента ЗАПРЕТ, инвертирующий вход которого соединен с прямым выходом пятого триггера, а прямой вход — с выходом второй линии задержки, выход первой линии задержки связан с единичным входом четвертого триггера, прямой выход которого подключен к первому входу четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика, третий вход — с выходом ждущего мультивибратора, а выход — с управляющим входом второго ключа, выход третьего элемента ИЛИ связан с нулевым входом третьего триггера.

1388832

Редактор Ю.Середа

Заказ 1579/48

Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 р

Составитель В.Воронков

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни