Способ управления резонансным электромагнитным приводом

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления резонансными электромагнитными приводами. Технический результат состоит в обеспечении при заданном времени срабатывания минимальной скорости посадки якоря. Способ управления резонансным электромагнитным приводом, имеющий два этапа - этап разгона и этап торможения, заключается в том, что на этапе разгона в начальный момент времени отключают питание удерживающей обмотки привода и ожидают достижения якорем среднего положения, что указывает на завершение этапа разгона якоря и начало этапа торможения. На этапе торможения включают питание подхватывающей обмотки привода, в которой формируется ток, создающий силу электромагнитного притяжения, компенсирующую величину потерь. На этапе разгона в удерживающей обмотке привода формируют ток обратной полярности, компенсирующий замедляющее действие постоянных магнитов. На этапе торможения определяют положение якоря путем интегрирования измеряемой скорости якоря, а величину тока, необходимого для компенсации потерь, формируемого в подхватывающей обмотке привода, вычисляют с учетом отклонения реальной и желаемой кинетической энергии якоря.

 

Изобретение относится к области мехатроники, а именно к управлению резонансными электромагнитными приводами.

Известен способ управления (Патент US 6340008 В1) резонансным электромагнитным приводом, позволяющий обеспечить переключение привода с минимальной скоростью посадки якоря. Сущность способа заключается в следующем. В начальный момент времени отключается напряжение питания обмотки удерживающего электромагнита и ожидается начало движения якоря. По моменту начала движения якоря определяется время трогания и величина сил сопротивления движению. Далее якорь перемещается под действием силы, создаваемой пружинами. При приближении якоря к полюсу включается питание на подхватывающую обмотку электромагнитного привода и начинается регулирование тока в ней таким образом, чтобы обеспечить минимальную скорость посадки якоря. Регулирование тока производится по рассогласованию текущей скорости якоря и эталонной зависимости скорости якоря от его положения, заданной таблично. Ширина зоны регулирования тока выбирается по величине сил сопротивления движению, определяемых на этапе трогания.

Основным недостатком данного способа управления является то, что величина зоны регулирования выбирается только по силам сопротивления, действующим на этапе трогания, что не позволяет учитывать возмущающие воздействия на следующих этапах.

Известен способ управления (Патент US 6536387 В1) резонансным электромагнитным приводом с контроллером компенсации потерь, позволяющий обеспечить переключение привода, снизив при этом силу удара якоря о полюс. Способ заключается в следующем. В начальный момент времени отключается напряжение питания отпускающей обмотки привода, после чего по датчику положения отслеживается положения якоря. После достижения якорем среднего положения включается напряжение питания подхватывающей обмотки электромагнита и определяется величина потерь. Далее в зависимости от величины потерь в подхватывающей обмотке привода формируется определенная величина тока и производится вычисление энергии, передаваемой якорю за счет силы электромагнитного притяжения в процессе движения якоря. Когда величина подводимой энергии становится равной величине потерь, отключается напряжение питания подхватывающей обмотки и в течение определенного времени ожидается достижение якорем полюса. Если по истечении времени якорь не достигает полюса, привод переходит в аварийный режим.

Недостатком данного способа управления является то, что в качестве потерь учитываются только аэродинамические потери и потери, вызванные силами трения, и тот факт, что для определения потерь используются табличные данные, полученные в ходе проведения дополнительных экспериментов.

Задача изобретения состоит в обеспечении при заданном времени срабатывания минимальной скорости посадки якоря.

Поставленная задача решается с помощью способа управления, имеющего два этапа - этап разгона и этап торможения, и заключающегося в том, что на этапе разгона в начальный момент времени отключают питание удерживающей обмотки привода и ожидают достижения якорем среднего положения, что указывает на завершение этапа разгона якоря и начало этапа торможения. На этапе торможения включают питание подхватывающей обмотки привода, в которой формируется ток, создающий силу электромагнитного притяжения, компенсирующую величину потерь. На этапе разгона в удерживающей обмотке привода формируют ток обратной полярности, компенсирующий замедляющее действие постоянных магнитов. На этапе торможения определяют положение якоря путем интегрирования измеряемой скорости якоря, а величину тока, необходимого для компенсации потерь, формируемого в подхватывающей обмотке привода, вычисляют с учетом отклонения реальной и желаемой кинетической энергии якоря.

Техническим результатом изобретения является достижение механической системой резонансного электромагнитного привода свойств, присущих идеальной (консервативной) системе привода, а именно плавность разгона и торможения якоря, время переключения якоря, определяемое значениями жесткости пружин и массой перемещающихся частей привода, нулевая скорость посадки якоря, за счет обеспечения компенсации потерь потенциальной энергии пружин.

Сущность способа заключается в следующем. Если электромагнитный привод имеет нейтральную магнитную систему, то на этапе разгона, в начальный момент времени, отключается напряжение питания удерживающей обмотки привода и ожидается достижения якорем среднего положения. Если же электромагнитный привод имеет поляризованную магнитную систему, то на этапе разгона в удерживающей обмотке формируется ток обратной полярности, компенсирующий замедляющее действие постоянных магнитов. При достижении якорем среднего положения завершается этап разгона и начинается этап торможения. При этом, если было включено напряжение питания удерживающей обмотки привода, оно отключается и включается питание подхватывающей обмотки привода, в которой формируется величина тока, необходимого для компенсации потерь. Величина потерь определяется по отклонению реальной и желаемой кинетической энергии якоря, которые в свою очередь определяются по величинам скорости и положения якоря. Значение положения определяется путем интегрирования измеряемого значения скорости. Минимизация отклонения реальной и желаемой кинетической энергии якоря позволяет добиться максимального быстродействия привода при минимальной скорости посадки якоря.

Использование для регулирования отклонения кинетической энергии якоря позволяет учитывать влияние возмущающих воздействий без введения дополнительных обратных связей и обеспечивает достижение минимальной скорости посадки якоря при заданном времени срабатывания привода, что в свою очередь позволяет снизить шум при переключении привода и износ деталей привода, т.е. продлить срок службы привода.

Способ управления резонансным электромагнитным приводом, включающий два этапа - этап разгона и этап торможения, на этапе разгона в начальный момент времени отключают питание удерживающей обмотки привода и ожидают достижения якорем среднего положения, что указывает на завершение этапа разгона якоря и начало этапа торможения, на этапе торможения включают питание подхватывающей обмотки привода, в которой формируется ток, создающий силу электромагнитного притяжения, компенсирующую величину потерь, отличающийся тем, что на этапе разгона в удерживающей обмотке привода формируют ток обратной полярности, компенсирующий замедляющее действие постоянных магнитов, на этапе торможения определяют положение якоря путем интегрирования измеряемой скорости якоря, а величину тока, необходимого для компенсации потерь, формируемого в подхватывающей обмотке привода, вычисляют с учетом отклонения реальной и желаемой кинетической энергии якоря.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в составе быстродействующих автоматических выключателей. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах бесконтактного магнитного подвеса, центрирования и демпфирования вращающихся тел, в различных видах магнитных подшипников для высокоскоростных шпинделей, центрифуг и центробежных измельчителей материалов.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к форсированным электромагнитным приводам, и может быть использовано для форсированного питания катушки электромагнита коммутационного аппарата от источника постоянного и переменного напряжения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в составе быстродействующих автоматических выключателей. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к схеме включения поляризованного электромагнита постоянного тока, использующегося в качестве исполнительного элемента в системах управления.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в изделиях, содержащих электромагнит постоянного тока, например в электромагнитных реле, контакторах и т.п.

Изобретение относится к области вооружения, в частности к электромагнитным пусковым установкам. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромагнитных приводах постоянного тока с форсированным управлением устройств автоматики и управления, в частности в приводах коммутационных аппаратов (реле, контакторов, магнитных пускателей и т.п.).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в лечебно-профилактических учреждениях и санаторно-курортных учреждениях. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электромагнитными приводами различных устройств. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах ударного действия с линейным электромагнитным двигателем, например в приводах электромагнитных прессов и в других импульсных устройствах с поступательным движением рабочего органа.

Изобретение относится к гидравлическим клапанам и предназначено для использования в системах для извлечения жидких углеводородов. .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для приведения в действие механических устройств, находящихся в жидкой или газообразной среде под повышенным давлением.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным приводам коммутационных аппаратов. .

Изобретение относится к электромагнитному приводу для выключателя, в частности в области техники среднего напряжения с по крайней мере одним магнитнитопроводом, который ограничивает воздушный зазор, с расположенной в воздушном зазоре, направляемой подвижно относительно магнитнитопровода подвижной частью, с по крайней мере одним постоянным магнитом и с по крайней мере одним нагружаемым током проводником, причем проводник или проводники при движении подвижной части по крайней мере частично находится/находятся в магнитном потоке, созданном постоянным магнитом или постоянными магнитами.

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к области электротехники, а более конкретно к устройствам форсированного питания электромагнитных приводов постоянного тока от сети переменного тока.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к приводам тормозных устройств. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности, к узлам и агрегатам транспортных средств. .

Изобретение относится к поршневым двигателям внутреннего сгорания (ДВС), а более конкретно к устройствам электромагнитного привода клапанов в газораспределительном механизме, который работает без распределительного вала.
Наверх