Способ коммутации обмотки линейного электромагнитного двигателя

(50 4 1 ъ Я 1 КОТИКА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТНЗЬСТБУ с СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(,71) Институт электродинамики АН УССР и Специальное конструкторско-,.технологическое бюро Института электродинамики АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР 9 801217, кл, Н 02 Р 8/00, 1981,Авторское свидетельство СССР У 743154, кл. Н 02 Р 7/62, 1980.Ратмиров В.А. Основы программно го управления станками. М.: Машино строение, 1978, с. 167.(54)(57) СПОСОБ КОММУТАЦИИ ОБМОТКИЛИНЕЙНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ДВИГАТЕЛЯ, состоящий во включении обмотки,измерении протекающего через неетока, отключении обмотки при достижении определенной силы тока, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повьппения КПД и надежностидвигателя, при каждом включении обмотки запоминают величину первогомаксимума тока, затем сравниваютток обмотки с этим значением и приих равенстве отключают обмотку.30 40 45 50 55 Изобретение относится к управлению электрическими машинами и можетбыть использовано для построениясистем управления длинноходовымиэлектромагнитными двигателями иустройствами с поочередно включаемыми обмотками.Цель изобретения - повышение КПДи надежности двигателя,На фиг, 1 изображено устройстводля управления электромагнитным двигателем, реализующее предлагаемыйспособ, на фиг. 2 - временные диаграммы работы отдельных узлов устройства управления электромагнитнымдвигателем, на фиг. 3 - схема амплитудного детектора.Устройство управления электромагнитным двигателем содержит выходной усилитель 1 мощности, подключенный к обмоткам 2 и 3 электромагнитного двигателя, шунтированным обратными диодами 4 и 5, и включающий в себя ключевые элементы 6 и 7,и датчики 8 и 9 тока, а также амплитудные детекторы 10 и 11, компараторы 12 и 13, элемент ИЛИ 14,распределитель 15 импульсов, формирователи 16 и 17 импульсов запуска.Вход 18 распределителя 15 импульсовявляется входом начальной установки последнего в исходное состояние.Временные диаграммы сигналов9-28 на элементах устройства приведены на фиг. 2.Одна из возможных схем амплитудного детектора (фиг. 3) состоитиз операционных усилителей 29 и 30,резистора 31 обратной связи диода32, конденсатора 33, зашунтйрованного ключом 34. Вход 35 являетсясигнальным входом амплитудного детектора (фиг. 3), вход 36 - управляющим входом, а выход 37 - выходомамплитудного детектора.В качестве распределителя 15импульсов в устройстве для коммутации обмотки двухфазного электромагнитного преобразователя (фиг,1),например двухтактного электромагнит.ного вибратора, можно использовать1 К-триггер с установочными входамиВБ, на один из которых поступаетсигнал начальной установки,При подаче питания иа устройство(фиг. 1) поочередной коммутации обмотки электромагнитного двигателяна вход 18 распределителя 15 имгальсов поступает импульс 19 устанорки в начальное состояние (узелформирования не показан),На первом выходе (Я) распределите 5ля 15 импульсов появляется единич"ный импульс 20 и нулевой импульс 21на его втором инверсном выходе (Ц).Работа устройства по предлагаемому способу происходит следующимобразом,Единичный импульс 20 с выходараспределителя 15 импульсов черезформирователь 16 импульсов запуска15поступает на управляющий вход ключевого элемента 6, например транзистора, выходного усилителя 1 мощности, включая его. Напряжение источника питания прикладывается к об.мотке 2 электромагнитного двигателя20и в ней начинает протекать ток 22.Одновременно единичный импульс 20с выхода формирователя 16 импульсовпоступает на управляющий вход 3625амплитудного детектора 1 О, размыкая ключ 34 (фиг. 3), и тем самымподготавливает амплитудный детектор1 О к работе, а нулевой импульс 21 свыхода формирователя 17 поступаетна управляющий вход 36 амплитудного детектора 11, замыкая ключ 34(фиг. 3), который шунтирует конден. сатор 33 и запрещает работу амплитудного детектора 11.Ток обмотки 2, протекая через 35 датчик 8 тока, вызывает на нем падение напряжения, пропорциональноетоку 22 обмотки 2, которое поступает на сигнальный вход 35 амплитудного детектора 10. Амплитудный детектор 10(и 11) служит для запоминания значения экст ремума (, на фиг. 2) входного напряжения, пропорционального току 22 обмотки 2, и его хранения на конденсаторе 33 (фиг. 3). Экстреъ. мум функции входного напряжения соответствует максимуму тока 22 включенной обмотки 2 при движении якоря электромагнитного двигателя.В цепь обратной связи амплитудного детектора 10 (фиг. 3) включен повторитель на операционном усилителе 30, уменьшающий погрешность детектирования, обусловленную напряжением смещения нуля, входными токами и конечным усилением операционного усилителя 29, ключ 34, шунтирующий конденсатор 33, предназначендля сброса напряжения, хранимого и амплитуде детектора, Вход ключа 34 является управляющим входом амплитудного детектора.Сигнал 23 (фиг. 2 с выхода 37 амплитудного детектора 10 поступает на второй вход компаратора 12, на первый вход которого приходит сигнал с резистивного датчика 8 тока, пропорциональный току 22 обмотки 2.Компаратор производит сравнение мгновенных значений напряжений 42 и 23 (на 24, фиг. 2, показано совмещение напряжений 22 и 23. На выходе компаратора 12 формируется импульс 25, когда напряжение 23 (24 - обозначено пунктиром ) больше напряжения 22 (24 - обозначено.сплошной линией). Момент времени совпадающий с передним фронтом импульса 25, соответствует максимальному значению тока 22 включенной обмотки 2 при движении якоря, а момент времени 1, совпадающий с задним фронтом импульса 25, соответствует равенству максимального значения тока 22 при движении якоря, значению тока 22 той же обмотки 2 после окончания движения якоря электромагнитного двигателя.Импульс 25 с выхода компаратора 12 через элемент ИЛИ 4 поступает на счетный вход распределителя 15 импульсов, на выходе 1 которого появляется сигнал 20 логического нуля и сигнал 21 логической единицы - на выходе Ц .С выхода ч распределителя 15 импульсов импульс 20 нулевого уровня,поступая через формирователь 16 на управляющий вход ключевого элемента 6 выходного усилителя 1 мощности, приводит к его размыканию (закрытию) . Одновременно импульс 20 поступает на управляющий вход 36 амплитудного детектора 10 (вход ключа 34, шунтирующего конденсатор 33, на фиг, 3). Конденсатор 33 ампли-тудного детектора 10 разряжается, а открытый ключ 34, шунтирующий его, запрещает работу амплитудного детектора 10. 1202008Импульс 21 еДиничного уровня свыходараспределителя 15 импульсов через формирователь 17 импульсов запуска поступает на управляю-.5 щий вход ключевого элемента 7 выход.ного усилителя 1 мощности и приводит к его замыканию и подключениюнапряжения источника питания к обмотке 3 электромагнитного двигателя О Одновременно импульс 21 поступаетна управляющий вход 36 амплитудного детектора 11, размыкая его ключ34, шунтирующий конденсатор 33(фиг, 3 ), разрешая запоминание и 5 хранение нового экстремума 27 напряжения, поступающего с выхода датчика 9 тока на сигнальный вход 35амплитудного детектора 11.Сравнение мгновенных значений 20 напряжений 26 и 21 на компараторе3 приводит к формированию на еговыходе импульса 28, посредством которого происходит дальнейшее поочередное переключение (коммутация) 25 обмоток 2 и 3 электромагнитногодвигателя. В дальнейшем процесскоммутации обмоток 2 и 3 повторя-.ется.Так как момент коммутации опредеЗ 0 ляется не уставкой тока, а информацией, полученной с датчика тока омоменте перемещения якоря, то изменение внешних параметров, напримернапряжения источника питания илимеханической нагрузки, не влияет на .работу устройства поочередной коммутации обмоток электромагнитногодвигателя, что повышает надежностьработы.40 Применение данного способа управления электромагнитным преобраэо,вателем позволяет повысить КПДэлектромагнитного двигателя, максимально использовать электромагнит.45 ную энергию, поступающую в егообмотки, так как коммутация их происходит сразу после окончания перемещения, а не при достюкении токомустановившегося значения. При та0 ком способе управления увеличивается быстродействие системы и улучшается плавность хода при длинноходовом перемещении.,гаж 645 Подписно чиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4