Устройстю для управления электромагнитныммеханизмом

О П И С А Н И Е (и)826449ИЗЬЬРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическиеРеспублик(22) Заявлено 15,08,79 (21) 2810082/24-07с присоединением заявки Ле -ао делам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 30,04.81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЬМ МЕХАНИЗМОМИзобретение относится к системам автоматического управления и регулирования, в частности, может быть использовано в устройствах импульсного управления электромагнитным механизмом с форсированным включением.Известно импульсное устройство для управления индуктивной нагрузкой, содержащее развязывающий диод,10 ключевой элемент, включенный между клеммами источника питания последовательно с обмоткой электромагнитного механизма Г 1 .Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает формирования начального (пускового) импульса тока в индуктивной нагрузке в заданном интервале времение 20Это обусловлено темт что фиксация максимального значения возрастающего по экспоненте тока как в первом, так и в последующих циклах работы осуществляется путем сравнения падения напряжения на дополнительном низкоомном резисторе с опорным напряжением порогового переключателя, а фиксация минимапьного значения убывающего по экспоненте тока само- индукции определяется собственным гистерезисом переключения порогового переключателя.Наиболее близким к предлагаемому по техническим средствам и достигаемому результату является устройство, содержащее развязывающий диод, ключевой элемент, включенный между клеммами источника питания последовательно с обмоткой электромагнитного механизма, шунтированной пороговым элементом, выполненным на последовательно соединенных стабилитроне и диоде 21.Недостатком этого устройства является то, что оно имеет недостаточную стабильность момента отсечки начального тока и коэффициента запол3 8264нения импульсов при воздействии .окружающей среды,Цель изобретения - стабилизациямомента отсечки начального (пускового) тока и коэффициента заполненияимпульсов путем устранения влиянияпостоянного времени индуктивной нагрузки.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство снабжено пер Овым моностабильным элементом, выполненным на реле времени и логическом элементе ИЛИ-НЕ и вторым моностабильным элементом, выполненнымна втором реле времени и логическомэлементе НЕ, вход которого черезразвязывающий диод подключен к точке соединения ключевого элемента иобмотке электромагнитного механизма,а выход оптически соединен со входомпервого реле времени и с одним извходов логического элемента ИЛИ-НЕ,выход которого соединен со входомключевого элемента, а другой вход -с выходом первого реле времени, входкоторого. соединен с клеммой источника питания,На чертеже представлена электрическая принципиальная схема пред-.лагаемого устройства,Устройство содержит первый моностабильный элемент, выполненный напервом реле 1 времени и логическомэлементе ИЛИ-НЕ 2, ключевой элемент3, обмотку электромагнитного механизма - нагрузку 4, шунтированную пороговым элементом 5 непосредственнои через развязывающий диод 6 - вторым моностабильным элементом, выполненным на втором реле 7 времени илогическом элементе НЕ 8,Реле времени выполнены пб мостовой схеме, состоящей из времязадающей ЙС-цепи - резисторы 9, 10, конденсаторы 11, 12 и делителя опорного напряжения - резисторы 13-16,нуль-индикатора -полевые транзисторы 17, 18, Логические элементыИЛИ-НЕ, НЕ выполнены по комбинационной переключающей схеме на транзисторах 19-23, диодах 24-27. Ключевой элемент выполнен на транзисторах 28, 29, включенных по схеме составного транзистора. С помощью резисторов 30-36 обеспечивается запирание транзисторов при отсутствии сигнала на их входе. Резисторы 37-42 304050 49предназначены для ограничения соответствующих токов транзисторов.Пороговый элемент выполнен на по.следовательно-встречно включенных стабилитроне 43 и диоде 44, соединенных анодами (катодами) с обмоткой электромагнитного механизма в проводящем направлении для тока самоиндукции, С помощью оптоэлектронных ключевых элементов 45, 46 обеспечивается коммутация цепи разряда времязадающего конденсатора через резистор 47 и управление логическим элементом ИЛИ-НЕ, Конденсатор 48 - форсирующий, конденсатор 49 и резистор 50 " элементы частотной коррекции. Кроме того, устройство имеет клеммы 51-53 источника питания,Устройство работает следующим образом,При подаче на клеммы 51, 52 питающего напряжения и на клемму 53 входного сигнала, конденсатор 11 начинает заряжаться через резистор 9. Транзисторы 19, 20 закрыты, так как на оба входа логического элемента ИЛИ-НЕ 2 сигналы не подаются, Так как в базу транзистора 21 от клеммы 53 через диод 25 и резисторы 13, 14 к клемме 52 течет ток, последний насыщается, подключая базовую цепь через ограничивающий ток резистор 39 к клеммам 53, 52,в результате чего транзисторы 28, 29 насыщаются, подключая нагрузку 4 к клеммам 51, 52 источника питания. В нагрузке течет возрастающий по экспоненте начальный (пусковой) ток, действие которого будет наблюдаться до момента достижения напряжения на конденсаторе 11 порога нуль- индикатора - транзистора 17, а при его достижении последний срабатывает, изменяя состояние логического элемента ИЛИ-НЕ, при котором транзистор 21 и соответственно транзисторы 28, 29 закрываются, отключая нагрузку от клемм 51, 52 источника питанияВ этот момент в индуктивной нагрузке возникает ЭДС само- индукции, поддерживающаяся протекание убывающего по экспоненте тока само- индукции, замыкающегося через шунтирующий нагрузку пороговый элемент 5. Образованное на последнем стабилизированное напряжение прикладывается через развязывающий диод 6 ко второму моностабильному элементу826449 6 денсатор 11 и уровнем опорного напряжения, образованного на выходе дели" теля на резисторах 13, 14. Выдержка временных интервалов воздуктивной нагрузке устанавливаетсявыбором времени выдержки второгомоностабильного элемента и постоянной времени разрядной ВС-цепи - ре 0 Минимальная частота колебаний ограничивается интервалом времени на собственной экспоненте убывающего тока самоиндукции, в течение которого обеспечивается образование стабилизированного напряжения на пороговом элементе, необходимого для функционирования второго моностабильного элемента.Максимальная частота ограничивается быстродействием моностабильных элементов и возрастанием вероятности возникновения незатухающих колебаний из-за увеличения взаимозависимости коммутационных помех и наводок.Таким образом, точность и стабильность временных интервалов колебаний тока в индуктивной нагрузке обеспечивается структурой выполнения предлагаемого устройства и выбором элементной базы.Преимуществом предлагаемого устройства перед известными техническими решениями является то, что в нем структурно устраняется влияние постоянной времени индуктивной нагрузки на 1 очность .и стабильность временных интервалов колебаний тока в индуктивной нагрузке. 35 Устройство для управления электромагнитным механизмом, содержащее развязывающий диод, ключевой элемент, включенный между клеммами источнйка питания последовательно с обмоткой электромагнитного механизма, шунтированной пороговым элементом, выполненным на последовательно соединенных стабилитроне и диоде, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью стабилизации момента отсечки пускового тока и коэффициент заполнения импульсов путем устранения влияния постоянной времени индуктивной нагрузки, оно снабжено первым Начинается заряд конденсатора12 через резистор 10, Транзистор 22закрыт, так как на вход логическогоэлемента НЕ сигнал не подается. Таккак в базу транзистора 23 через растающего и убывающего токов в индиод 27 и резистор 41 течет ток,последний насыщается, в результатечего от общей точки соединения основного ключевого элемента и обмотки индуктивной нагрузки, через раз- . зистор 47, конденсатор 11,вяэывающий диод 6, резистор 42, кклемме 51 течет входной ток оптоэлектронных элементов 45, 46, вспомогательные выходные транзисторыкоторых насыщаются. При этом с помощью одного из них замыкается цепьразряда конденсатора 11 через резистор 47, с помощью другого подаетсячерез резистор 38 входной сигнал навторой вход логического элемента 20ИЛИ-НЕ 2 - транзистор 20, обеспечивающий установившееся состояние, поскольку сигнал с его первого входаснимается, так как при разряде конденсатора 11 транзистор 19 выключается.При достижении напряжения на конденсаторе 12 порога срабатываниятранзистора 18, последний срабатывает, насыщая транзистор 22, выключая транзистор 23. В результатеэтого с помощью оптоэлектронныхэлементов 45 46 размыкается цепьразряда конденсатора 11 и включается транзистор 20. С этого моментаизменяется состояние логическогоэлемента ИЛИ-НЕ на первоначальноетак как на оба его входа сигналыне подаются. Начинается заряд конденсатора 1 и разряд через затвористок транзистора 18, резистор 16конденсатора 12, устанавливая схемувторого моностабильного элемента в Формула изобретенияисходное состояние до начала повторения цикла работы. Далее цикл работь повторяется. Причем время действия возрастающего по экспонентетока в нагрузке при повторном циклеотсчитывается не от нулевого уровнянапряжения на конденсаторе 1, а50от некоторого остаточного напряжения,до которого последний через резистор47 разряжается за время действия второго моностабильного элемента.55Выдержкавремени действия пускового импульса тока устанавливаетсявыбором постоянной времени времязадающей ВС-цепи - резистор 9, конСоставитель В. РыковаТехред Е.Гаврилешко Коррект ак мчик Тираж 784рственного комитета СС изобретений и открытий а, ЖРаушская наб,каз 2525/73 ВНИИПИ Госуд по, делам 113035 Москписное П "Патент , г, Ужгород, ул. Проект Фили 7 826449 8 моностабнльнцм элементом, выполнен- ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со ным на реле времени и логическом входом ключевого элемента, а друэлементе ИЛИ-НЕ и вторым моноста- гой вход - с выходом первого реле бильным элементом, выполненным на времени, вход которого соединен с втором реле времени и логическом клеммой источника питания. элементе НЕ, вход которого через раз- Источники информации, вязывающий диод подключен к точке принятые во внимание прн экспертизе соединения ключевого элемента и об. Патент США У 3560821, мотке электромагнитного механизма, кл. Н 02 К 29/04, 1971. а выход оптически соединен со вхо 2. Авторское свидетельство СССР дом первого реле времени и одним по заявке 9 2787598/24-07, из входов логического элемента кл. Н О Н 47/32, 1979.