Коммутатор индуктивных нагрузок

Изобретение позволяет лирования,уменьшитьгии и увелимутатора, Умутирующих2, и диодочевой элемнительныи д8 с гистер10 шины пи В 15ологический интельство СССР1/04, 1966.ельство СССРК 17/64 э 1983,зок можн орган механических исполнительных например реле, двигателей и Предложенное устройство цел но использовать в случаях б числа сильноточных нагрузок необходимо обеспечение миниь потребляемой энергии, 2 ил,.п.ообразьшогокогда ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Т 0 РСН 01/1, СВИДЕТЕП:(57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано длякоммутации индуктивных нагрузок вразличных схемах управления и регуощность потребляемои энер чить быстродействие комстройство содержит п комэлементов 1, и нагрузок 3, конденсатор 4, клюнт 5, дроссель 6, дополиод 7, пороговый элемент зисом, первую 9 и вторую ания, В качестве нагрурименять обмотки электроИзобретение относится к автоматике и служит для коммутации индуктивнЬх нагрузок в различных схемах управления и регулирования,В качестве нагрузок можно, например, применять обмотки электромеханических исполнительных органов(реле, двигателей и т,д,), Поедлагаемый коммутатор наиболее ьлесообразно использовать в случаях большого числа сильноточных нагрузок, гденеобходимо обеспечение минимумапотребляемой энергии,Цель изобретения - уменьшениепотребляемой мощности и повышениебыстродействия коммутатора,На фиг, 1 изображен коммутаториндуктивных нагрузок, на фиг2Временные. диаграммы переходного процесса на основных элементах коммутатора,Коммутатор (фиг, 1) содержит икоммутирующих элементов 1, и нагрузок 2, и диодов 3, конденсатор 4,ключевой элемент 5, дроссель 6, дополнительный диод 7, пороговый элемент 8 с гистерезисом, первую 9 и вторую 10 шины питания,Первый вывод каждого коммутирующего элемента 1 подключен к первойшине 9 питания, а второй через соответствующую нагрузку 2 - к второйшине 10 питания и через соответствующий диод 3 - к первым выводам конденсатора 4 и ключевого элемента 5.Второй вывод ключевого элемента 5подключен через дроссель б к второйшине 10 питания и через дополнительный диод 7 к первой шине 9 питания,а управляющий вход соединен с выходом порогового элемента 8 с гистереэисом, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому выводу конденсатора 4 и первойшине 9 питания,На диаграммах (фиг, 2) обозначены: 1 - ток в отключенной нагрузке 2 0 - напряжение в точке соеФдинения конденсатора 4, ключевогоэлемента 5 и диодов 3 относительношйны 9 питания (которое без учетападения напряжения на открытом диоде3 равно напряжению на отключенномкоммутирующем элемента 1) Б - напряжение на выходе порогового элемента 8 1 - ток через дроссель бй ЬБ - напряжение в точке соединения3ключевого элемента 5, дросселя б и 90/97 2дополнительного диода 7 относительношины 9 литания, Ер - напряжение питания, Б - напряжение на открытом5дополнительном диоде 7- времяначала переходного процесса,с , з - время, когда напряжение Б,достигает порога срабатывания порогового элемента 8,зфвремя, когда напряжение Б достигает порога отпускания порогового элемента 8, с,- время, когда токчерез дроссель 6 становится равнымнулю,Коммутатор работает следующимобразом.В статическом режиме диоды 3 иключевой элемент 5 закрыты, Во времяпереходного процесса, когда какойнибудь из коммутирующих элементов 120закрывается за счет ЭДС самоиндукцииего нагрузки 2 открывается соответствующий диод 3, и ток отключеннойнагрузки 2 начинает протекать через25 данный диод 3, заряжая конденсатор 4,Когда напряжение на его первом выводе, измеряемое относительно первой шины 9 питания, достигает уровнясрабатывания порогового элемента 8,ВОоно срабатывает, и ключевой элемент5 открывается,При этом в дросселе 6 происходитнакопление энергии, его ток начинает возрастать и после того, как онстановится больше, чем суммарный35 ток через отключенную нагрузку 2, напряжение на первом выводе конденсатора 4 начинает уменьшаться, Приснижении этого напряжения до уровняотпускания порогового элемента 8 онсрабатывает и закрывает ключевойэлемент 5. ЭДС самоиндукции дросселя6 открывает дополнительный диод 7,и ток дросселя начинает протекатьпо цепи шина 10 питания, дроссель45 6 и дополнительный диод 7 шина 9питания, возвращая энергию, накопленную в дросселе 6, в источник питания.В результате этого происходит рекуперация части энергии, накопленной50 в нагрузке. При этом напряжениена первом выводе конденсатора 4, заряжаемого током отключенной нагрузки,вновь начинает возрастать до тех пор,пока напряжение на нем не достигнет55 уровня срабатывания порогового элемента 8, после чего весь процессповторяется снова до тех пор, покаток в нагрузке не станет равным нулю, 1390797Такое построение схемы позволяетдобиться рекуперации основной частиэнергии, накопленной в нагрузках, итаким образом уменьшить потребляемуюустройством мощность. Наибольший эф 5фект достигается при коротких вклю"чениях сильноточных нагрузок,Предлагаемый коммутатор обеспечивает также при прочих равных условиях более высокое быстродействие посравнению с известным устройством,так как на отключенных нагрузках 2во время переходного процесса поддерживается приблизительно постоянноенапряжение, не зависящее от того,в каком состоянии находится ключевойэлемент 5, Так, выбрав уровень срабатывания порогового элемента 8 немного меньшим, чем предельно допустимое напряжение на коммутирующих элементах 1, получают максимально возможное быстродействие коммутатора,поскольку на нагрузку 2 во время переходного процесса постоянно поддерживается напряжение, приблизительноравное разности между предельно допустимым напряжением на коммутирующих элементах 1 и напряжением питания Еп. А это напряжение в основноми определяет время задержки на отключение.Кроме того, предлагаемый коммутатор целесообразно применять в тех случаях, когда предельно допустимоенапряжение на коммутирующих элементах меньше удвоенного максимальновозможного напряжения питания. Формула изобретенияКоммутатор индуктивных нагрузок, содержащий и коммутирующих элементов, первый вывод каждого коммутирующего элемента соединен с первой шиной питания, а второй вывод через соответствующую нагрузку - с второй шиной питания и через соответствующий диод - с первым выводом конденсатора, первый вывод дополнительного диода соединен с первой шиной питания, управляющий вход ключевого элемента соединен с выходом порогового элемента с гистереэисом, первый вход которого соединен с первым выводом конденсатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности и повышения быстродействия, введен дроссель, первый вывод которого соединен с вторым вы" водом конденсатора и второй шиной ф питания, второй вывод дросселя соединен с вторым выводом дополнительного диода и через ключевой элементс первым выводом конденсатора, второй вход порогового элемента с гистереэисом соединен с первой шиной питания.1390797 1 у 1 ю 8 ур писн 1784/56 Тираж ИИПИ Государстве по делам изобрет 5, Москва, Ж,омитета открыти 4/ 13 ая жгород, ул. Проектная, 4 зводственно-полиграфическое предприятие,Составитель Г,Терешина актор Н,Тупица Техред И,Дидык Корректор В. Бутяга