Устройство для импульсного форсирования электромеханизмов

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электромеханизмами, например электромагнитами, электромагнитны.ми муфтами , ударными электромагнитны.ми инструментами и другими вибромеханизмами. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей и повышение КПД электромеханизмов. Выходной силовой каскад выполнен по мостовой схеме на ключевых элементах 1, 2, 3, 4, зашунтированных буферными диодами 6, 7, 8 и 9. Устройство обеспечивает управление электромагнитными механизмами как однообмоточными, так .4 дифференциального типа. Вторая обмотка 11 при этом подключается к источнику 10 через ключ 13. Триггер 25, воздействуя на ключи 27 и 28, осуществляет выбор режима согласно типу управляемого .механиз.ма. Устройство обеспечивает как двухинтервальные, так и трехинтервальные замены управления с использованием формирователей длительностей форсажа включения 16, торможения 17, повторного включения 18, выключения 19 и ключа 26, управляемого триггером 24. В режиме удержания обеспечивается импульсное питание от генератора импульсов 22. I з.п. ф-лы, I ил. из ЧЬ.Е-5,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!

511 4 Н OI F 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Ч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4125311/24-07 (22) 27.05.86 (46) 07.09.88. Бюл. № 33 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А. 1О. Черкашин (53) 621.318.56-5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 558321, кл. Н 01 Н 47/02, 1975.

Авторское свидетельство СССР

J¹ 1292064, кл. H 0I F 7/18, 1986. (54) YCTPOACTBO ДЛЯ ИМПУЛЬСНОГО

ФОРСИРОВАНИЯ ЗЛЕКТРОМЕХАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления электромеханизмами, например электромагнитами, электромагнитными муфтами, ударными электромагнитными инструментами и другими вибромеханизмами.

Целью изобретения является расширение,.,ÄSUÄÄ 1422249 А 1 эксплуатационных возможностей и повышение КПД электромеханизмов. Выходной силовой каскад выполнен по мостовой схеме на ключевых элементах 1, 2, 3, 4, зашунтированных буферными диодами 6, 7, 8 и 9. Устройство обеспечивает управление электромагнитными механизмами как однообмоточными, так ц дифференциального типа. Вторая оомотка I I при этом подключается к источнику 10 через ключ 13. Триггер 25, воздействуя на ключи 27 и 28, осуществляет выбор режима согласно типу управляемого механизма. Устройство обеспечивает hHh двухинтервальные, так и трехинтервальные замены управления с исгользовацием формирователей длительностей форсажа включения 16, торможения 17, повторного включения 18, выключения 19 и ключа 26, уп равляемого триггером 24. В режиме удержания обеспечиВается импульсно; питание от генератора импульсов 22. I з.п. ф-лы, цл.

1422249

И:и>бретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления

>л ктромеханизмами (ЭМ), например элек>ромагнитами, электромагнитными муфтами, у;>арными электромагнитными инструментами и другими вибромеханизмами, Цель изобретения расширение эксплуатационных возможностей и повышение

КГ1Д электромеханизмов, Н2 чертеже представлена схема пред 13f Г>е мого устройства.

Устройство содержит выходной каскад, выполненный по мостовой схеме и состоящий из четырех 1--4, в одну диагональ которой включена обмотка 5 управления нейтральной или поляризованной нагрузки. Параллельно коммутирующим ключам 1 — 4 включены буферные диоды 6 — 9 для указанной полярности источника 10 питания форсирующего напряжение. Источник 10 включен в другую диагональ мостовой схемы. Для управления дифференциальным ЭМ, одна обмотка которого включена так, как обмотка 5, а другая 1 с параллельно включенным буферным диодом 12 и дополнительным управляемым нормально открытым ключом 13 включены в другую диагональ мостовой схемы параллельно источнику 10 питания. Клк>чи 1 и 2 включения, служащие для форсированного включения ЭМ любого типа, работают синхронно, но инверс1го другим синхронно работающим между собой ключам 3 и 4 выключения, служаи!им д;Iя Выключени51 ЭМ.

Блок 14 управления с выводом 15 для подключения сигнала управления содержит формирователь 16 длительности форсажа зключения, формирователь 17 длительности форсажа торможения, формирователь 18 длительности форсажа повторного, включения, формирователь 19 длительности форсажа выклк)чения, элемент ИЛИ-HE на четыре входа 20, элемент ИЛИ на три входа 21, генератор 22 импульсов, элемент И на два входа 23, два 2-входовых потенциальных элемента (триггера) 24 и 25, ключ 26 выоора закона управления ЭМ, два ключа 27 и 28 выбора типа ЭМ (характера нагрузки на MOOтовой каскад). Формирователи 16---18 длительности и два элемента ИЛИ 20 и 21 образуют субблок 29 однополярного импульсного форсирования. Выход 15 для подключения сигнала управления подключен к входу формирователя 16, к первому входу элемента

ИЛИ-HE 20, и к входу формирователя 19. выход формирователя 16 соединен с входом формирователя 17, с первым входом элемента ИЛИ 21 и с вторым входом элемента ИЛИ-HF 20, выход формирователя 17 подключен через ключ 26 к входу формирователя 18, к третьему входу элемента 20 и к входам ключей 27 и 28. Выход 2-входового потенциального элемента 24 соединен с входом 26. Выход формирователя 18 соединен с четвертыми входом элемента 20 и с

Г

55 вторым входом элемента 21. Выход элемента 20 соединен с первым входом элемента И 23, второй вход которого связан с выходом генератора 22 импульсов. Выход элемента 23 соединен с третьим дополнительным входом элемента 21, выход которого связан с входами ключей 1 и 2, формирующих включение ЭМ. Выход формирователя 19, соединенный с выходом ключа 27, подключен к входам ключей 3 и 4, форсирующих выключение ЭМ. Выходы 2-входового потенциального элемента 25 соединены с входами ключей 27 и 28 Выход клю а 28 соединен с входо.1 ключа 13,.óIIðàüëÿ :îùHì работой второй обмо-.ки 1 l дифференциальной нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключи 1, 2., 3, 4 и 13 закрыты низким выходным потенциалом элементов 17, 19 и 21, об " отки ЭМ 5 и 1! обесточены.

При появлении IIa выводе 15 низкого потенциала срабатывает формирователь 16 длительности форсажа вклю,ения и с ег0 выхода через элеме, т 21 высокий потенциал открывает ключи l и 2 выходного каскада.

К обмотке 5 прикладывается напряжение источника 10 одной полярности и начинается первый интервал форсированного разгона

ЭМ, дл ител ьность которого определяется формирователем 16. По окончани;о действия импульса с выхода 16 ключи 1 и 2 выключаются, одновременно запускается формирователь 17, высокий вы одной потенциал которого через открытый ключ 27 открывае1 ключи 3 ". 4. Открыт .»; — состояние клю.-..а 27 обеспечено высоким выход>.ым погеьциалом

2-входового элеме;п.а 25, нa olHн вход которого подается сиг.1:1.,1, соотвегствующий управлению нейтральн >й и поляризованной

НаГРУЗКаМИ (НУЛЕBOI: тоСГОЯНИЕ Пота Цнаlbного элемента 25, п.и котором низким Bb!ходным потенциалом 25 закрыт ключ 28).

Обмотка 5 î-:.aç. чается включенной на напряжение источи,;- 10 другой полярности, начи нас гся инт(pBB. I форсированно(О

T0рмо;ксHHSI ЭМ,,)л>> Т<-.:bHÎ Ть KOTOpOi OIIределяется формирозателем

В случае управления дифферен1.:иальным ->М на второй вход элемен-.а 25 подается сигнал, переводящий элемент 25 в состояние, ITpH котором высокий выходной потенциал открываег кл>оч 28 и закрывает ключ 27. При этом высский выходной 10тенциал формирователя 17 во время отработки интервала форсированного тOpможения открывает ключ 13, Iloëêë>o÷àÿ обмотку 11 к источнику !О пиTания и вызывая торможение подв жного звена ЭМ по> действием этой обмотки, дифференциально включенной по отношению к первой обмотке 5.

По окончании дейс;вия импYëüñà с выхода 17 ключи 3 и 4 вык>1ючаются. одновременно при З-интервально.. управ.i.åíHH через включенный выс >ким выходным потен1422249 формула изооретения з циалом элемента 24 ключ 26 запускается формирователь 18 и из-за его измененного состояния с выхода 21 открываются ключи 1 ч 2. Обмотка 5 ЭМ вновь переключается на напряжение источника 10 такой полярности, при которой снова форсируется разгон ЭМ, формируется третий интервал управления, длительность которого определяется формирователем 18. По окончании действия импульса с выхода 18 ключи и 2 переводятся в импульсный режим работы. Эти

<лючи управляются от генератора 22 импульсов через элемент 23 совпадения и третий дополнительный вход 2!. Обмотка 5 оказывается под действием удеоживающего, номинального напряжения; определяемого коэффициентом заполнения импульсов генератора и меньшего по величине, ;:-м максимальное, форсирующее вклю чение напряжение. При этом подвижное зьено ЭМ удерживается в конечном состоянии до тех пор, пока на входе 15 не появится высокий потенциал, запускающий формирователь 19, выходной потенциал которого откроет клк)чи 3 и 4 при закрыть х ключах и 2.

К обмотке ЭМ прикладывается напряжение источника 10 той же полярности, что и для торможения подвижного звена. Ток обмотки 5 форсированно спадает до уровня выключения ЭМ. Интервал формированного выключения ЭМ определяется формирователем 19. В случае формирования 2-интервального закона управления запертое состояние ключа 26, блокирующее формирователь третьего интервала 18, обеспечивается низким выходным потенциалом 2-входового элемента 24, на один вход которого подается при этом сигнал, соответствующий 2-интервальному управлению (нулевое состояние потенциального элемента 24). При этом интервал импульсного удержания начинается с момента окончания импульса формирователя

17 за счет импульсного управления ключами и 2 от генератора 22 через элементы 23 и 21. На этом заканчивается цикл форсированного управления ЭМ. В зависимости от характера изменения сигнала управления устройство работает в режиме одиночных или периодических включений с необходимой частотой.

Интегральные схемы служат основой для построения принципиальной электрической схемы блока управления. Формирователи длительности 16 — 19 выполняются на элементах типа К2ГФ182, логические элементы ИЛИ, ИЛИ-НГ, И серии 133, 155 типа

К1ЛБ131, 134 потенциальный элемент серии

181 типа К2ТК181. Ключи мостового каскада выполняются в виде бесконтактнь|х, транзисторных ключей, типономиналы которых определяются мощностью ЭМ.

Эффект от использования предлагаемого изобретения, позволяющего расширить эксплуатационные возможности и реализовать преимущества импульсного управления, 5

1О

«во ится к расширению класса управляемых

ЭМ с включением в него, помимо нейтральных и поляризованных, ЭМ дифференциальн, го "..èïà; ;к возможности перехода в случае необходимости с 3-интервального на 2интервальный законы управления; м увеличению на 7 — 10",, КПД устройства за,счет перехода с ана::огово на импульсный режим удержания l10 сравнению с известным.

1. Устройство для импульсного форсирования электро ..еханизмов, содержащее выходной силовой ка«кад, выполненный с испо.,ьзованием ключевых элементов, обмотки управления и источника питания. и блок управления, в который входит субблок однополярного импульсного форсирования, содержагций формирователь длительности форсажа включения, формирователь длительности Icpмо. кения. формирователь длительности повторного форсажа включения, элемент

И,!И с двумя входами, и элемент ИЛИ-HE с четырьмя входами. и формирователь длительности форсажа выключения, отличаюи!ееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и повышения

КПД электромеханизмов, блок управления снабжен триггером выбора режима управления, ключевым элементом, генератором импульсов. двухвходовым элементом И, элемент

ИЛИ снабжен третьим входом, в указанном выходном силовом каскаде использовано четыре ключевых элемента, соединенных по мостковой схеме с четырьмя параллельны.и включенными буферными диодами, в одну диагональ мостовой «хемbi включены выходы для подключения обмотки электромеханизма, в другую — — выходы для подключения источника питания, вывод для подключения отрицательного полюса источ инка пита н и я соединен с анодами двух смежных буферных диодов, вывод для подключения положительного полюса источника питания — с катодами других двух смежных диодов, причем выход элемента ИЛИ-HE соединен с первым BxoJoì элемента И, второй вход которого подключен к выходу г«нератора импульсов, выход элем«чта И подключен к третьему входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами двух ключевых элементов, расположенных в противоположных плечах мостовой схемы, выход формирователя длительности форсажа выключения соединен с управляющими входами двух других ключевых элементов мостовой схемы, дополнительный ключевой элемент включен между формирователями форсажа торможения и повторного включения, управляющий вхо.1, дополнительного ключевого элемента соединен «выходом триггера выбора режима управления, выход формирователя форсажа торможения соединен с управляющими входами упомянутых двух других ключевых элементов мостовой схемы.

1422249

Составитель А. Каретников

Редактор Л. Гратилло Техред И. Верее Корректор Л. Пагай

3 а к аз 4 432/4 9 тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по д лам изобретений и огкр лтий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4j5

Производственно-полиграфическое предприятие, -. Ужгород, ул, Прое<тная, 4

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в блок управления введены триггер выбора характера нагрузки и второй и третий ключевые элементы, в выходной силовой каскад введен дополнительный ключевой элемент и выходы для подключения второй обмотки электромеханизма, зашунтированные дополнительными буферными диодами, причем второй ключевой элемент блока управления включен между формирователем форсажа торможения и объединенными управляющими входами двух других ключевых элементов мостовой схемы выходного силовоro каскада, третий клк)чевой элемент блока управления включен между выходом формирователя форсажа торможения и управляющими входом дополнительного ключевого элемента выходного силового каскада, один из выходов для подключечия второй обмотки электромеханизма соединен с выводом для подключения положительного полюса источника питан я, а с другой через дополнительный ключевой элемент — с вы10 водом для подключения отрицательного полюса источника питания.