Устройство для форсированного включения электромагнита

 

Изобретение относится к устройствам автоматики и может быть использовано для управления электромагнитами постоянного тока, пускателями, электромуфтами. Цель изобретения — уменьшение потребления электроэнергии. В устройстве использованы основной 10 и дополнительный 4,источники питания. Сигнал, снимаемый с датчика 9 тока, воздействует на дифференцирующий усилитель 11. выходной сигнал которого через усилитель-ограничитель 13 и формирователь 12 переключает триггер 2, Электромагнит 8 переходит в режим удержания. 2 ил.(/)С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s Н 01 F 7/18

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4776240/07 (22) 02.01,90 (46) 15.02.92. Бюл. N. 6 (71) Конструкторское бюро приборостроеHMR Научно-производственного объединения "Точность" (72) Ю.Ф. Бондаренко. Н.Н, Коечкин, P.Â.

Санов и А,В. Владимиров (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1471227, кл. Н 01 F 7/18, 1987, Авторское свидетельство СССР

¹ 1 1 66183, кл. Н 01 F 7/18, 1983.

„„Я2 „„1 712970 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРСИРОВАННОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА (57) Изобретение относится к устройствам автоматики и может быть использовано для уп равления электромагнитами постоянного тока. пускателями, электромуфтами. Цель изобретения — уменьшение потребления электроэнергии. В устройстве использованы основной 10 и дополнительный 4 источники питания. Сигнал. снимаемый с датчика

9 тока, воздействует на дифференцирующий усилитель 11, выходной сигнал которого через усилитель-ограничитель 13 и формирователь 12 переключает триггер 2.

Электромагнит 8 переходит в режим удержания. 2 ил.

1712970

Изобретение относится к устройствам автоматики и может быть использовано для управления электромагнитами постоянного тока, пускателями. электромуфтами.

Известно устройство для форсирован- 5 . ного управления электромагнитом постоянного тока. содержащее выводы для подключения обмотки электромагнита, два

I силовых ключа, два диода, компаратор, задатчик тока возбуждения, счетчик импуль- 10 сов, элемент обратной связи, выводы для подключения источника постоянного напряжения, триггер и элемент И, Недостаткам данного устройства является то, что источник постоянного напряже- 15 ния должен обладать низким внутренним сопротивлением при любом направлении потребляемого тока, Источник допускает рекуперацию энергии.

Наиболее близким к предлагаемому яв- 20, ляется устройство для форсированного включения электромагнита. содержащее выводы для подключения обмотки управления электромагнита, основной и дополнительный источники питания, два ключевых 25 элемента. формирователь временных интервалов, диод и стабилитрон.

Существенным недостатком данного устройства является большое потребление электроэнергии. особенно при высоких час- 30 татах коммутации. Этот недостаток может ограничивать область применения устройства при его запитке от автономного источника питания, Цель изобретения — уменьшение по- 35 требления устройством электроэнергии.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для форсированного включения электромагнита, содержащее выводы для подключения обмотки управления элек- 40 тромагнита, основной и дополнительный источники питания, два ключевых элемента, диод и стабилитрон, причем уп раел я ющий вход второго ключевого элемента соединен с входом устройства, первые выводы перво- 45 го и второго ключевых элементов и осноеного источника питания объединены, второй вывод первого ключевого элемента соединен с первым выводом дополнительного источника питания, второй вывод которого 50 соединен с первым выводом для подключения обмотки управления электромагнита и через диод — с вторым выводом второго ключевого элемента, а стабилитрон включен между первым и вторым выводами второго 55 ключевого элемента, введены датчик тока, дифференцирующий усилитель, усилительограничитель, формирователь и триггер, при этом датчик тока включен между вторым выводом основного источника питания и BTopblM выводом для подключения обмотки управления электромагнитом, второй вывод для подключения обмотки управления соединен с входом сброса триггера через последовательно соединенные дифференцирующий усилитель. усилитель-ограничитель и формирователь, вход первого ключевого элемента соединен с выходом триггера, вход установки которого соединен с входом устройства.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграммы его функционирования.

Устройство для форсированного включения электромагнита содержит входную шину 1, триггер 2, первый 3 и второй 5 ключевые элементы, выводы для подключения основного 10 и дополнительного 4 источников питания, диод 6, стабилитрон 7, выводы для подключения обмотки 8 электромагнита, датчик 9 тока. дифференцирующий усилитель 11, формирователь 12 и усилитель-ограничитель 13.

Входная шина 1 устройства соединена с входом установки триггера 2 и входом управления второго ключевого элемента 5.

Первые выводы первого 3 и второго 5 клюневых элементов, стабилитрона 7 и основного источника 10 питания объединены.

Второй вывод первого ключевого элемента

3 подключен к первому выводу дополнительного источника 4 питания, вторая шина которого подключена к первому выводу диода 6 и первому выводу обмотки 8 управления, второй вывод которой соединен с датчиком 9 тока и входом дифференцирующего усилителя 11, выход которого через усилитель-ограничитель 13 и формирователь 12 соединен с входом сброса триггера

2. Второй вывод диода 6 соединен с втЬрыми выводами второго ключевого элемента 5 и стабилитрона 7, а второй вывод датчика 9 тока соединен с вторым выводом основного источника 10 питания.

Триггер 2 может быть выполнен на микросхеме 564 ТМ2, 0-вход которой соединен с источником питания, à S-вход — с общей шиной, Первый 3 и второй 5 ключевые элементы могут быть выполнены на основе транзистора 2Т827. В качестве диода 6 может быть использован прибор 2Д213А: стабилитрона 7-2Д816А; датчика тока — любой низкоомный резистор, например С2-2320м-2Вт. Формирователь 12 может быть выполнен на микросхеме 564 АГ1. В качестве компаратора может быть использована микросхема 521 САЗ.Устройство работает следующим образом.

При поступлении входного сигнала (фиг.

2а) триггер 2 устанавливается в единичное состояние и замыкает ключ 3, при этом к

1712970

ЗО

50 обмотке 8 управления прикладывается напряжение, равное сумме напряжений основного и дополнительного источников питания (фиг, 2б). Через замкнутый ключ 5 ток не протекает, так как к диоду 6 приложено запирающее напряжение дополнительного источника 4 питания. Под действием суммы напряжений источников питания в обмотке управления возникает ток, который преобразуется. в напряжение с помощью датчика 9 тока (фиг. 2в). В момент времени

t1 якорь электромагнита начинает трогаться с упора, а в момент времени t2 он завершает свое движение (фиг, 2в). При этом на выходе дифференцирующего усилителя 11 вырабатывается отрицательный импульс (фиг, 2г), задний фронт которого свидетелЬствует об окончании движения электромагнита. Сигнал с дифференцирующего усилителя нормируется по амплитуде .с помощью усилителя-ограничителя 13 (фиг. 2д) и задним фронтом запускает формирователь 12 (фиг, 2е), который вырабатывает сигнал на сброс триггера 2 (фиг. 2е, ж). Первый ключ 3 размыкается и ток основного источника питания протекает теперь через обмотку управления и ключ 5, так как открывается диод

6 приложенным к нему напряжением источника 10 питания. По окончании входного . импульса ключ 5 размыкаемся (фиг. 2а,б) и ток в обмотке 8 управления спадает до нуля по цепи стабилитрон 7 — основной источник

10 питания. . С приходом следующего входного импульса процесс повторяется. . Таким образом, за счет отключения дополнительного источника питания точно в момент окончания движения якоря электромагнита удается существенно уменьшить потребление электроэнергии.

Например, при частоте коммутации 100

Гц и разбросе времени срабатывания электромагнита 2-5 мс в известном устройстве необходимо выбирать длительность импульса, вырабатываемого формирователем временных интервалов, более 5 мс (в противном случае может не.сработать электромагнит). Если теперь принять следующие допущения: напряжение основного источника питания (Е н) 10 В. дополнительного (Едоп) — 40 В, .сопротивление управляющей обмотки1Р) — 10 Ом, ее индуктивность (L)—

100 мГ, а время срабатывания 2 мс, тогда в известном устройстве максимальный ток

1 потребления за время действия входного импульса приблизительно равен:

1=(Еос„+Едо )/К х(1-ехр(-t/ г)), где г=1 /R;

1=5 мс:

1=1,97 А, В предлагаемом устройстве момент отключения дополнительного источника питания точно определяется и поэтому время t срабатывания электромагнита можно считать равным 2 мс. Следовательно, из приведенной формулы следует, что 1=0,91 А.

Таким образом, в данном случае потребление электроэнергии сократилось на

53%.

Формула изобретения

Устройство для форсированного включения электромагнита, содержащее выводы для подключения обмотки управления электромагнита, выводы для подключения основного и дополнительного источников питания, два ключевых элемента, диод и стабилитрон, причем управляющий вход второго ключевого элемента соединен с входом устройства, первые выводы первого и второго ключевых элементов и первый вывод для подключения основного источника питания объединены, второй вывод первого ключевого элемента соединен с первым выводом для подключения дополнительного источника питания, второй вывод для подключения которого соединен с первым выводом для подкл ючения обмотки управления электромагнита и через диод— с вторым выводом второго ключевого элемента; стабилитрон включен параллельно ключевому элементу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потребления электроэнергии, в него введены датчик тока, дифференцирующий усилитель. усилительограничитель, формирователь и триггер, причем датчик тока включен между вторыми выводами для подключения обмотки управления электромагнитом и основного источника питания, второй вывод для подключения обмотки управления электромагнита соединен с входом сброса триггера через последовательно соединенные дифференцирующий усилитель, усилитель-ограничитель и формирователь, управляющий вход первого ключевого элемента соединен с выходом триггера, вход установки которого соединен с входом устройства.

1712970

Составитель Ю.Бондаренко

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Редактор М.Петрова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 538 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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