Устройство для управления двухобмоточным электромагнитом

 

О П И С А Н И Е ()))750585

ИЗОБРЕТЕН Nfl

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик

Ф ъ б (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.01.79 (21) 2704052/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М,К, Н 01 F 7/18

Гасударственный комитет

СССР

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 25.07.80 (53) УДК 621.318. .34 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. И. Липко, Н. И. Шпак, Д. Д. Колос и В. Н. Семенюк (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХОБМОТОЧНЫМ

ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано во внешних устройствах электронно-вычислительных машин для преобразования электромагнитной энергии в механическую.

Известно устройство, содержащее двухсторонний электромагнит, коммутаторы, инверторы и управляющий вход. При этом с каждой из двух обмоток электромагнита соединяется два коммутатора, а с входом одного из коммутаторов каждой обмотки— выход одного из инверторов. Вход каждого инвертора соединяется с управляющим входом (1).

Недостатком устройства является то, что его конструкцией предусмотрено нарастание управляющего тока в обмотках электромагнита, обладающих значительной индуктивностью, в момент включения от нуля до номинальной величины и спад в момент выключения от номинальной величины до нуля, что обусловливает низкое быстродействие устройства.

Известно также устройство для управления двухобмоточным электромагнитом, содержащее четыре коммутатора, попарно подключенных к обмоткам электромагнита и к источнику питания, а управляющие входы коммутаторов подключены к источнику управляющего сигнала через логический блок.

Логический блок включает в себя два пнвертора и блок задержки (21.

Однако в устройстве не предусмотрена, фиксация исходного состояния электромагнита, в результате чего при подаче питающих напряжений в устройство самопроизвольно фиксируется любое начальное положение якоря электромагнита, из-за чего сни в жается стабильность работы.

Кроме того, устройство потребляет значительное количество электроэнергии, сложно в наладке из-за необходимости подбора оптимальных токов включения и удержания для обеспечения стабильной работы изделий.

Цель изобретения — повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для управления двухобмоточным электромагнитом логический блок выполнен на двух формирователях и четырех элементах И, И-НЕ, выходы трех из которых подключены ко входам коммутаторов, а четвертый элемент И, И вЂ” HF. подсоединен ко второму и третьему элементам И, И вЂ” НЕ, при750585

5 о

45 зо

$5 чем вход первого формирователя подключен к четвертому элементу И, И-НЕ, выход этого формирователя соединен со входами второго и третьего элементов И, И вЂ” НЕ, а ко входу четвертого элемента И, И вЂ” НЕ подключены источник управляющего сигнала и второй формирователь, выход которого подключен к первому элементу И,И вЂ” НЕ.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы электромагнита.

Устройство содержит электромагнит 1, состоящий из первой обмотки 2 выключения и второй обмотки 3 включения. Обмотка 2 выключения соединена с выходами первого коммутатора 4 и второго коммутатора 5.

Вход второго коммутатора 5 подключен к прямому выходу логического элемента И, И вЂ” НЕ 6, один вход которого соединен с прямым выходом формирователя 7, второй-с инверсным выходом логического элемента

И. И вЂ” НЕ 8. Прямой выход логического элемента 8 подключен к входу формирователя 7 и одному из входов логического .элемента И, И вЂ” HE 9. Второй вход логического элемента 9 связан с прямым выходом формирователя 7. Инверсный выход логического элемента 9 соединен с входом первого коммутатора 4.

Обмотка 3 включения связана с выходами третьего коммутатора 10 и четвертого коммутатора 11. Вход третьего коммутатора 10 подключен к прямому выходу логического элемента 9. Вход четвертого ком мутатора

1 l соединен с прямым выходом логического элемента И, И вЂ” НЕ 12, один вход которого связан с инверсным выходом логического элемента 6, второй — с инверсным выходом формирователя 13. Инверсный выход формирователя 13 подключен также к входу логического элемента 5 . Четыре логических блока И, И вЂ” НЕ 6,8, 9,. 12 и два формирователя 7, 13 образуют логический блок 14. Кроме того, вход логического элемента 8 соединен с источником 15 управления. Ко входам

16 и 17 подключен источник питания обмоток 2 и 3 электромагнита 1.

Устройство работает следующим образом.

При включении напряжения питания запускается формирователь 13. С его выхода импульс отрицательной полярности поступает на вход логического элемента 8 и, независимо от того, какой сигнал приходит при включении питания на управляющий вход

15, обеспечивает отрицательный уровень на прямом выходе логического элемента 8. Отрицательный уровень напряжения с прямого выхода элемента 8 поступает на вход элемента 9 и инвертируется. Положительный уровень с инверсного выхода элемента 9 включает первый коммутатор 4. Одновременно отрицательный сигнал с выхода формирователя 13 поступает на вход элемента

12 и низким уровнем напряжения с его пря 5

ЗО

40 мого выхода запрещает включение четвертого коммутатора 11 на время работы формирователя 13. При включении напряжения питания на прямом выходе формирователя 7 имеется низкий уровень напряжения, который поступает на входы логических элементов 6 и 9 и обеспечивает отрицательный уровень на их прямых выходах, запрещая включение второго и четвертого коммутаторов 5 и 11. На инверсных выходах элементов 6 и 9 имеет место высокий уровень напряжения.

Таким образом, в момент включения электропитания через обмотку 2 выключения протекает ток удержания через первый коммутатор 4, при этом ток в обмотке 3 включения отсутствует.Г1о окончании работы фор. мирователя 13 íà его инверсном выходе и на входе логического элемента 12 появляется высокий уровень напряжения, который разрешает включение четвертого коммутатора 1 положительным уровнем напряжения с инверсного выхода .логического элемента 6.

Следовательно, в выключенном состоянии электромагнита 1 в обмотках 2 выключения и 3 включения протекают заранее заданные одинаковые по величине токи удержания через первый и четвертый коммутаторы 4 и 11. При этом якорь удерживается у сердечника, на котором находится обмотка

2 выключения.

В выключенном положении электромагнита 1 в установившемся состоянии на управляющем входе 15 имеется низкий уровень напряжения.

При включении электромагнита на управляющем входе 15 и на одном из входов логического элемента 8 появляется высокий уровень напряжения. На второй вход элемента 8 подается также высокий уровень напряжения с инверсного выхода формирователя 13. С прямого выхода элемента 8 высокий уровень напряжения запускает формирователь 7, на прямом выходе которого и на первых входах элементов 6 и 9 устанавливается высокий уровень напряжения.

На второй вход элемента 9 поступает высокий уровень напряжения с выхода элемента 8. С прямого выхода элемента 9 высокий уровень напряжения включает третий коммутатор 10. С инверсного выхода элемента 9 отрицательный уровень напряжения выключает первый коммутатор 4. На второй вход элемента 6 поступает отрицательный уровень напряжения с инверсного выхода элемента 8. С прямого выхода элемента 6 низкий уровень напряжения запрещает ьключение второго коммутатора 5.

С инверсного выхода элемента 6 поступает высокий уровень напряжения на один из входов логического элемента 12, на втором входе которого имеется также высокий уровень напряжения с выхода формировате750585 зо

Форму га изобретения

5 ля 13. С прямого выхода элемента 12 высокий уровень напряжения держит четвертый коммутатор 11 включенным.

Таким образом, на время включения электромагнита включается третий коммутатор 10 и выключается первый коммутатор

4, при этом четвертый коммутатор 11 остается включенным, а второй коммутатор 5 выключенным. В обмотке 2 выключения ток уменьшается до нуля. А в обмотке 3 включения ток нарастает от тока удержания до некоторой величины, равной сумме токов, протекающих через третий и четвертый коммутаторы 10 и 11. Происходит переключение якоря суммарным током электромагнита 1 от обмотки 2 выключения к обмотке 3 включения.

Через некоторое время на выходе формирователя 7 появляется низкий уровень напряжения. Сигнал поступает на входы логических элементов 6 и 9. С инверсного выхода элемента 9 высокий уровень напряжения включает первый коммутатор 4. С прямого выхода элемента 9 низкий уровень напряжения выключает третий коммутатор 10.

С прямого выхода элемента 6 низкий уровень напряжения удерживает второй коммутатор 5 в выключенном состоянии. С инверсного выхода элемента 6 высокий уровень напряжения поступает на вход логического элемента 12, на второй вход которого, подается высокий уровень напряжения с выхода формирователя 13, и удерживает включенным четвертый коммутатор 11.

Следовательно, в обмотке 3 включения ток уменьшается до величины, равной току удержания, протекающему через четвертый коммутатор 11. Ток в обмотке 2 выключения равен току удержания, протекающему через первый коммутатор 4. Токи удержания по величине остаются неизменными. Якорь при этом удерживается у обмотки 3 включения.

Выключение электромагнита 1 происходит при появлении низкого уровня напряжения на управляющем входе 15, с управляющего входа которого сигнал поступает на вход элемента 8 и с прямого выхода элемента 8 запускает формирователь 7. На прямом выходе формирователя 7 появляется высокий уровень напряжения, который поступает на первые входы логических элементов 6 и 9. На второй вход элемента 9 поступает низкий уровень напряжения с прямого выхода элемента 8. С инверсного выхода элемента 9 высокий уровень напряжения удерживает первый коммутатор 4 включенным. С прямого выхода элемента 9 низкий уровень запрещает включение третьего коммутатора 10. На второй вход элемента б поступает высокий уровень напряжения с инверсного выхода элемента 8. С прямого выхода элемента 6 высокий уровень напряжения включает второй коммутатор 5. С го

25 инверсного выхода элемента 6 низкий уровень напряжения подается на вход элемента 12 и с прямого его выхода выключает четвертый коммутатор 11.

Таким образом, на время выключения электромагнита 1 через обмотку 2 выключения протекает ток, по величине равный сумме тока удержания и тока включения, протекающих через первый и второй коммутаторы и 5. Ток в обмотке 3 включения отсутствует. Происходит переключение якоря от обмотки 3 включения к обмотке 2 выключения. Через некоторое время на выходе формирователя 7 появляется низкий уровень напряжения, который поступает на входы логических элементов 6 и 9. Высокий уровень напряжения с инверсного выхода элемента 9 удерживает первый коммутатор 4 включенным, низкий уровень напряжения с прямого выхода элемента 9 запрещает включение третьего коммутатора 10. Кроме того, низкий уровень напряжения с прямого выхода элемента 6 выключает второй комму татор 5. Высокий уровень напряжения с инверсного выхода элемента 6 поступает на вход элемента 12, на второй вход подается высокий уровень свыхода фор,мирователя 13 и включает четвертый коммутатор 11.

Следовательно, в выключенном состоянии электромагнита 1 в обмотке 2 выключения протекает ток удержания через первый коммутатор 4, а в обмотке 3 включения— ток удержания чере" четвертый коммутатор

11. При этом якорь удерживается у обмотки

2 выключения.

Таким образом, в момент включения питающих напряжегшй на время работы формирователя 13 запрещается включение второго коммутатора 5, третьего коммутатора

10 и четвертого коммутатора 11 и разрешается включение первого коммутатора 4. Это приводит к тому, что в обмотке 2 выключения протекает ток удержания через первый коммутатор 4, при этом электромагнит ! устанавливается в исходное выключенное состояние. Путем фиксации исходного состояния электромагнита 1 при включении питания исключается возможность самопроизвольного запуска устройств, в которых применяется предлагаемое устройство, что повышает надежность.

Устройство для управления двухобмоточным электромагнитом, содержащее четыре коммутатора, попарно подключенные к обмоткам электромагнита и к источнику питания, а управляющие входы ком мутаторов подключены к источнику управляюшего сигнала через логический блок, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, логический блок выполнен на двух формиро750585

7 вателях и четырех элементах И, И вЂ” HE, выходы трех из которых подключены ко входам коммутаторов, а четвертый элемент И, И-НЕ подсоединен ко второму и третьему элементам И, И вЂ” НЕ, причем вход первого формирователя подключен к четвертому элементу И, И вЂ” НЕ, выход этого формирователя соединен со входами второго и третьего элементов И, И вЂ” НЕ, а ко входу четвертого элемента И, И вЂ” НЕ подключены источник

8 управляющего сигнала и второй формирователь, выход которого подключен к первому элементу И, И вЂ” НЕ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Вели кобритации № 962722, кл. Н 1 Р, 1962:

2. Авторское свидетельство СССР № 538341, кл. Н 01 F 7/18, 1972.

750585

I< =2уд, 1 Ы.

ОЮмоткя бкй юм ение й) Хгуд уд 6к

ФР2.2

Составитель О. Наказная

Редактор А. Маковская Техред К. Шуфрич Корректор Е. Папп

Заказ 4476/22 Тираж 844 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП сПатент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Одлютка

Ьиючсиию

0) Г д

Ь июуенное ф сосяоюние (Ькпюченное ( а сосвоуние!!

2 Ьакпн)ченное ф сосвояние

1„ "