Устройство для форсированного управления электромагнитом постоянного тока

 

Изобретение относится к электротёхнике и может быть использовано для быстродействующего управления электромагнитами постоянного тока с пониженным потреблением энергии, в частности к авиационной, космической технике. Цель изобретения - увеличение КПД. Вёедение в устройство конденсатора 12 и диода 9 обеспечивает формировку как при включении, так и при, отключении. В режиме удержания за счет использования датчика тока 5. компаратора 6, триггера 7 и транзистора 8 обеспечивае^тся импульсный режим работы ключа. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>5 Н 01 F 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

1

U (21) 4796288/07 (22) 11.01.90 (46) 23.02.92. Бюл. N. 7 . (75) В.И.Турченков (53) 621,318.3.52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . М 957286, кл. Н 01 Н 47/32, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРСИРОВАННО-.

ГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для быстро„„SU „„1714693 А1 действующего управления электромагнитами постоянного тока с пониженным потреблением энергии, в частности к авиационной, космической технике. Цель изобретения увеличение КПД. Введение в устройство конденсатора 12 и диода 9 обеспечивает формировку как при включении, так и при, отключении. В режиме удержания за счет использования датчика тока 5, компаратора 6, триггера 7 и транзистора 8 обесУ печивается импульсный режим работы ключа. 2 ил.

1714693

Изобретение относится к устройствам автоматики и предназначено для управления электромагнитом постоянного тока с пониженным потреблением энергии.

Известно устройство для форсированного управления электромагнитом постоянного тока, содержащее выводы для подключения обмотки электромагниту, датчик тока, компаратор, триггер, два транзи стора, диод, два резистора, конденсатор, выводы для подключения источника питанйя, генератора тактовых импульсов и источника входного управляющего сигнала, причем первый вывод для подключения обмотки электромагнита через коллектор— змиттер первого транзистора подключен к первому выводу датчика тока, второй вывод соединен с общей шиной, база второго транзистора соединена с выводом для подключения источника управляющего сигнала

Недостатком известного устройства является малый коэффициент полезного действия.

Целью изобретения .является увеличение коэффициента полезного действия.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для форсированного управления электромагнитом постоянного тока, содержащее выводы для подключения обмотки электромагнита, ключ, датчик тока, компаратор., триггер, два транзистора, диод, два резистора, конденсатор,.выводы для подключения источника питания, генератора тактовых импульсов и источника входного управляющего сигнала, причем первый вывод для подключения обмотки электро-. магнита через коллектор — эмиттер первого транзистора соединен с первым выводом датчика тока, другой вывод которого соеди нен с общей шиной, база второго транзистора соединена с входом для подключения источника входного управляющего сигнала, введен второй диод, третий транзистор и вывод для подключения источника тактовых импульсов, причем инвертирующий вход компаратора соединен с выводом для подключения источника опорного напряжения, неинвертирующий вход компаратора — с выходом датчика тока, выход компаратора

Подключен к одному из входов триггера, другой вход которого соединен с выводом для подключения источника тактовых импульсов, а выход через первый резистор — с базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной. а коллектор — с эмиттером третьего транзистора и базой первого транзистора, коллектор третьего транзистора через второй резистор соединен с базой четвертого транзистора, эмитподключения источника управляющего на пряжения, второй диод 17, третий и четвер

30 тый транзисторы 18 и 19, вывод 20 для

55 При отсутствии напряжения на выводе

15 транзисторы 4,8,18 и 19 закрыты (фиг.2, момент времени ц) конденсатор 12 заряжен через прямое сопротивление диода 9 до ве1 личины напряжения Uc под действием внутренней ЭДС обмотки 3, формируемой во

50 тер которого соединен с первым выводом конденсатора и катодом первого диода, анод которого соединен с первым выводом для подключения обмотки электромагнита, второй вывод для подключения соединен с катодом второго диода и коллектором четвертого транзистора, анод второго диода соединен с вторым выводом конденсатора и выводом для подключения источника питания, .

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы напряжений.

Устройство содержит выводы 1 и 2 для подключения обмотки 3 электромагнита, первый транзистор 4, датчик 5 тока, компаратор 6, триггер 7, второй транзистор 8, диод 9, резисторы 10 и 11, конденсатор 12, выводы 13-15 для подключения источника питания Е, опорного напряжения U0 и источника входного управляющего сигнала, причем первый вывод 1 для подключен щ обмотки электромагнита через коллекторэмиттер транзистора 4 подключен к перве му выводу датчика 5 тока, второй вывод ке*. торого соединен с общей шиной 16, баа» транзистора 8 соединена с выводом 15 дщ подключения источника тактовых импульсов, причем неинвертирующий вход компаратора 6 соединен с первым выводом датчика 5 тока, выход компаратора 6 подключен к одному из входов триггера 7, другой вход которого подключен к выводу 20 тактовых импульсов UT, а вЫход через резистор 10 соединен с базой третьего транзистора 18, эмиттер которого соединен с общей шиной 16, а коллектор - с эмиттером транзистора 8 и с базой транзистора 4, коллектор транзистора 8 соединен через резистор 11 с базой транзистора 19. эмиттер которого соединен с первым выводом конденсатора 12 и катодом диода 9, анод которого соединен с выводом 1, вывод,2 соединен с катодом диода 17, анод которого соединен с вторым выводом конденсатора

12 и выводом 13для подключения источника питания E.

Работа устройства для управления электромагнитом постоянного тока заключается в следующем.

1714693 время выключейия транзисторов4 и 19 в предыдущем цикле работы.

В момент времени tg на шину 15 поступает импульс U>, транзисторы 8,4 и 19 отпираются и напряжение на правой обкладке конденсатора 12 оказывается приложен- 5 ным к обмотке 3 электромагнита, через которую потечет ток разряда конденсатора 12. и сама обмотка оказывается подключенной к суммарному напряжению источника пита-. ния Ео и. напряжения на обкладке конден-. 10 сатора 12, в связи с чем ток через обмотку 3 нарастает значительно быстрее, чем если бы она была подсоединена только к одному напряжению Е, С момента времени t2 напряжение на обкладке конденсатора 12 уменьшается. В момент напряжения гз конденсатор 12 разряжается и напряжение йэ обмотке 3 электромагнита отановится рав. ным величине напряжения Ео питания, ко-, 15 торое прикладывается через диод 17. В 20 момент времени ц ток через датчик 5 тока достигает величины, при которой падение напряжение на датчике 5 тока превысит.напряжение на выводе 14 U, на выходе компаратора 5 сформируется высокий положительный потенциал, под действием которого триггер срабатывает и.переходит во второе устойчивое состояние, при котором на его выходе формируется высокий потенциал, под действием которого транзи-. 30 стор 18 насыщается, вследствие чего транзистор 4 запирается и в обмотке 3 происходит спад тока, протекающего через диод 8 и насыщенный транзистор 19. .

В момент времени tg на вывод 20 посту- 35 пает тактовый импульс, под действием которого триггер 6 возвращается в исходное состояние, а транзистор 18 запирается и в обмотке происходит увеличение тока.

Начиная с момейта времени t5 ток в. 40 обмотке 3 электромагнита периодически возрастает и убывает, а его средняя величина меньше тока его включения. Величина среднего значения тока через обмотку элек-. тромагнита после его включения може г быть установлена любым путем соответствующей установки частоты тактовых импульсов и опорного напряжения Uo. относящаяся к известным устройствам, а.

В момент времени те формируется за- 50 дний фронт входного импульса, транзисторы 4,8,18 и 19 запираются. а конденсатор 12 заряжается через диод 9. По мере заряда конденсатора 12 напряжение на нем увеличивается. а ток через обмотку 3 уменьшает- 55 ся. В момент времени ts происходит уменьшение тока до нуля. На фиг.2 для сравнения показана пунктиром линия тока .1з, сплошной линией — ток в рассматриваемом устройстве. Из приведенных эпюр видно, что время увеличения и время уменьшения значительно меньше, чем в известных устройствах, а следовательно, производительность работы зле ктромеханиз ма с рассмотреНным. устройством значительно выше.

Энергия, накопленная на конденсаторе

12, в момент запирания транзисторов затрачивается на форсировку включения электромагнитного механизма, что повышает коэффициент полезного действия рассмотренного устройства управления электромагнитными механизмами.

Формула изобретения

Устройство для форсированного управления электромагнитом постоянного тока, содержащее выводы для подключения обмотки электромагнита, ключ, датчик тока, компаратор, триггер, два транзистора, диод, два резистора, конденсатор, выводы для . подключения источника питания опорного напряжения и источника входного управляющего сигнала, причем первый вывод для подключения обмотки электромагнита через ключ подключен к одному из выводов датчика тока, другой вывод которого соединен. с выводом для подключения отрицательного полюса источника питания, база второго транзистора соединена с выводом для подключения источника входного управляющего сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, в него введен второй диод, третий транзистор и вывод для подключения источника тактовых импульсов, причем инвертирующий вход компаратора соединен с выводом для подключения источника опорного напряжения, неинвертирующий вход компаратора — с выходом датчика тока, выход компаратора подключен к одному из входов триггера, другой вход которого соединен с выводом для подключения источника тактовых импульсов, а выход через первый резистор соединен с базой первого транзистора, эмиттер которого. соединен с выводом для подключения отрицательного полюса источника питания, а коллектор —. с эмиттером второго транзистора и управляющим входом ключа, коллектор второго транзистора через второй резистор подключен к базе третьего транзистора, эмиттер которого соединен с одной из обкладок конденсатора и катодом первого диода, анод которого соединен с первым выводом для подключения обмотки электро-. магнита, второй вывод для подключения ко1714693

Ео

Составитель Т.Турченков

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король:

Редактор С.Пекарь

Заказ 698 Тираж Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 торой соединен с катодом второго диода и коллектором третьего транзистора, анод второго диода соединен с другой обклад-. кой конденсатора и выводом для подключения положительного полюса источника питания. !