Устройство для защиты соленоида

(32) ПриоритетОпубликовано 25,05.7 Государственный комитет оввта Министров СССРДата опубликования описания 27.08,7(54) УСТРОЙСТВО Изобретение относится к устройствам для защиты соленоида, используемого для создания сильного магнитного поля постоянного тока, преимущественно, в электрофизических установках.Энергия, запасаемая в соленоидах современных электрофизических установках, достигает единиц, иногда десятков мегаджоулей, а ток возбуждения - десятков килоампер, Обычно магнитное поле таких соленоидов необходимо регулировать во всем диапазоне по кусочно- линейному закону с точностью 10 в 4 в 10 вза время от одной минуты до часа и более, При этом накладываются ограничения на максимальное значение скорости изменения тока возбуждения соленоида, определяемые прочностью используемого материала и конструкцией установки.Известно устройство, содержащее управляемый источник питания, выход которого подключен к соленоиду, а вход через регулятор - к выходу сумматора, первый вход которого соединен с датчиком обратной связи, второй вход в через ключ к выходу блока задания напряжения, Указанная точность регулирования обеспечивается, в частности, использованием цифроаналогового преобразователя в блоке задания напряжения. Низкая надежность работы этого устройства вызвана относительной сложностью цифроаналогового преЗАЩИТЫ СОЛЕНОИДА образователя. Так, например, при единичном сбое в старшем разряде преобразователя напряжение на выходе блока задания может измениться на 50% его максимального значе ния, В результате скорость изменения токавозбуждения соленоида возрастет до значения, вызывающего срабатывание специальных устройств силовой защиты соленоида, Включение фильтра низкой частоты или блока сле жения и памяти между выходом блока задания и вторым входом сумматора, предотвращающих резкое изменение напряжения, уменьшает точность регулирования.Цель изобретения - повышение надежности 15 работы устройства без уменьшения точностирегулирования.Достигается это тем, что в устройство введен второй ключ, с помощью которого выход блока слежения и памяти подключен ко вто рому входу сумматора параллельно с упомянутым подключением выхода блока задания напряжения. Причем вход управления ключа подключен к тому из входов блока слежения и памяти, при поступлении сигнала управле ния на который блок переходит в режим памяти.На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство для защиты соленоида содер- ЗО жит источник питания 1, соленоид 2, датчикобратной связи 3, сумматор 4, регулятор 5, блок б слежения и памяти, входы 7 - 10 блока 6, выходы 11, 12 блока управления 13 ключами 1 К, 2 К и блоком слежения и памяти 6; вход 14 блока 13; блок 15 задания напряжения, фильтр 16 высокой частоты, пороговый элемент 17.Выход источника 1 соединен с соленоидом 2, а вход связан с датчиком 3 через сумматор 4 и регулятор 5, включенные последовательно. Блок слежения и памяти б своими входами 7 - 10 соединен соответственно с выходами 11, 12 блока управления 13 и его входом 14 и с первым входом ключа 1 К. Второй вход ключа 1 К связан с выходом 12 блока управления 13. Первый вход ключа 2 К подключен к входу 7 блока слежения и памяти б, второй - к выходу этого же блока. Выходы ключей 1 К, 2 К соединены параллельно и подключены к второму входу сумматора 4, К первому входу ключа 1 К подключены также выход блока задания 15 и вход фильтра 16, выход которого через пороговый элемент 17 соединен с блоком управления 13.В качестве источника 1 могут быть использованы, например, управляемый статический преобразователь или электромашинный генератор постоянного тока, в качестве датчика 3 - датчик поля или тока с соответствующими метрологическими характеристиками. Сумматор 4 как отдельный конструктивный элемент может отсутствовать, при этом его функции выполняет регулятор 5, построенный, например, на операционном усилителе с корректирующими цепями, реализующими передаточную функцию К%, В качестве блока слежения и памяти б может быть использован управляемый интегратор на операционном усилителе или на других элементах. При этом к точности интегратора особых требований не предъявляется, так как в режиме слежения достаточно иметь точность порядка 0,01, а в режиме памяти - постоянную времени разряда порядка 100 с. Реализация блока управления 13 определяется конкретным исполнением блока б и ключей 1 К, 2 К, в качестве которых могут быть использованы ключевые транзисторы или магнитоуправляемые контакты. При этом наиболее жесткие требования предъявляются к параметрам ключа 1 К в открытом (замкнутом) состоянии, ключа 2 К - в закрытом (разомкнутом) состоянии. Блок задания 15 представляет собой программируемый цифроаналоговый преобразователь с собственным генератором синхроимпульсов или полностью управляемый от вычислительной машины. В качестве фильтра 16 можно использовать дифференцирующую КС-цепь, в качестве элемента 17 - любой пороговый элемент с четной статической характеристикой и необходимой чувствительностью.Устройство работает следующим образом.Задающее напряжение У,о с выхода блока 15 поступает через открытый ключ 1 К на второй вход сумматора 4 и отрабатывается зам 10 работает в режиме слежения, и напряжение на его выходе С, повторяет напряжение УзюПри сбое в блоке 15 происходит увеличениемодуля производной ЙУ,О/сИ, срабатывает по роговый элемент 17, сигналом с выхода которого через блок управления 13 закрывается ключ 1 К, открывается ключ 2 К и блок б переводится в режим памяти. Напряжение У к моменту переключения блока б в режим па мяти не успевает значительно измениться изза высокой скорости изменения напряжения 1/,о и остается близким к величине напряжения У,о перед сбоем в блоке 15. По мере медленного спада напряжения У,ь воздействующего 25 на упомянутый контур регулирования как задающее, ток возбуждения соленоида снижается. В результате предотвращается быстрое изменение тока возбуждения соленоида и возникновение перенапряжений на соленоиде без З 0 срабатывания специальных устройств силовойзащиты.После устранения неисправности в блокезадания 15 производят сброс блока управления 13 в исходное состояние, переводя тем са мым блок 6 в режим слежения, а ключи 1 К,2 К, соответственно, в открытое и закрытое состояние. 40 45 50 55 60 65 кнутым контуром регулирования (регулятор 5 - регулируемый источник 1 - соленоид 2 - датчик 3 - первый вход сумматора 4). Помимо этого напряжение поступает на вход 10 блока 6 и вход фильтра 16. Параметры последнего согласованы с порогом срабатывания элемента 17 таким образом, что при максимальной величине производной д/,О/Й программного изменения напряжения У,о пороговый элемент 17 не срабатывает. Блок б Предмет изобретения Устройство для защиты соленоида от перенапряжений, содержащее блок слежения памяти, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, третий вход - с входом блока управления, четвертый вход соединен с первым входом первого ключа, выходом блока задания напряжения и входом фильтра высокой частоты, последовательно соединенным с пороговым элементом и блоком управления, источник питания, вход которого соединен с соленоидом, а выход в через регулятор напряжения с входом суммато ра, первый вход которого соединен с выходом датчика обратной связи, второй вход - с выходом первого ключа, второй вход которого связан с вторым выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, устройство содержит второй ключ, первый вход которого подключен к первому входу блока слежения и памяти, выход которого подключен к второму входу второго ключа, а выход последнего подключен к второму входу сумматора.471615Составитель В, КофманТехред И, Карандашова Редактор Е, ГончарКорректор Н. Учакина Заказ 2010/15 Изд. Мо 736 Тираж 833 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий . Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2