Устройство для форсированного управления электромагнитом постоянного тока

(19) 01 Е 7 ГОСУДАРСТВЕ ННЫ ЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТКРЫТИЯМ РЕТЕНИЯ ПИ ИЕИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОР вующего управления электр нного тока с пониженным и ргии, в частности к авиацион й тех нике. Цел ь и зоб р ение КПД. Введение в устр ора 12 и диода 9 обеспечив как при включении, т чении. В режиме удержан ьзования датчика тока 5 , триггера 7 и транзисто ается импульсный режи ,2 ил. ктротехнидля быстро(21) 4796288/07(56) Авторское свидетельство СССРЬ 957286, кл, Н 01 Н 47/32, 1981.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРСИРОВАННО-.ГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОМПОСТОЯННОГО ТОКА(57) Изобретение относится к элеке и может быть использовано постоя ем эне ческо увелич денсат ровку отклю испол тора 6 .печив ключа омагнитами отреблениной, космиетения ойство конает формиак и при, ия за счет , компарара 8 обеем работыИзобретение 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 малцй 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 соединен 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, эмит подключения источника управляющего на пряжения, второй диод 17, третий и четвер 30 тый транзисторы 18 и 19, вывод 20 дле 55 При отсутствии напряжения на выводе15 транзисторы 4,8,18 и 19 закрыты (фиг.2, момент времени т 1) конденсатор 12 заряжен через прямое сопротивление диода 9 до величины напряжения Ос под действием внутренней ЭДС обмотки 3, формируемой во 5 10 15 20 25 35 40 45 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 питанияНа 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 Оо и источника входного управляющего сигнала, причем первый вывод 1 для подклюяенщ обмотки электромагнита через коллектор -. эмиттер транзистора 4 подключен к перва му выводу датчика 5 тока, второй вывод ке торого соединен с общей шиной 16, баз 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 От, 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 базойтранзистора 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 13 для подключения источника питания Е.Работа устройства для управления электромагнитом постоянного тока заключается в следующем.время выключейия транзисторов 4 и 19 в предыдущем цикле работы.В момент времени т 2 на шину 15 поступает импульс Овх, транзисторы 8,4 и 19 отпираются и напряжение на правой обкладке конденсатора 12 оказывается приложен 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 т 2 напряжение на обкладке конденсатора 12 уменьшается. В момент напряжения тз конденсатор 12 разряжается и напряжение йа обмотке 3 электромагнита отановится равным величине напряжения Ео питания, кот 15 достигает величины, при которой падение . напряжение на датчике 5 тока превысит.напряжение на выводе 14 Оо, 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 транзистор 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 т 5 на вывод 20 посту-: 35 пает тактовый импульс, под действием которого триггер 6 возвращается в исходноесостояние, а транзистор 18 запирается и вобмотке происходит увеличение тока. Начиная с момейта времени т 5 ток в. 40обмотке 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 можетбыть установлена любым путем соответствующей установки частоты тактовых импульсов и опорного напряжения Оо. В момент времени т 6 формируется за дний фронт входного импульса, транзисторы 4,8,18 и 19 задираются. а конденсатор 12 заряжается через диод 9. По мере заряда конденсатора 12 напряжение на нем увеличивается, а ток через обмотку 3 уменьшает ся. В момент времени тв происходйт уменьшение тока до нуля. На фиг,2 для сравнения показана пунктиром линия тока 1 з,относящаяся к известным устройствам, . торое прикладывается через диод 17. В 20момент времени ц ток через датчик 5 тока 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 задирания транзисторов затрачивается на форсировку включения электромагнитного механизма, что повышает коэффициент полезного действия рассмотренного устройства управления электромагнитными механизмами.Формула и зоб рете н и яУстройство 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,отличающееся 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 ко,Пекарь Заказ 698 Тираж Подписное ВНИИ ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Производственноторой соединен с катодом второго диода и коллектором третьего транзистора, анод второго диода соединен с другой обклад 1 ЮьУил кой конденсатора и выводом для подключения положительного полюса источника питания.