Устройство для управления двухобмоточным электромагнитом

О П И С А Н И Е750585ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистически кРеспублик(53) УДК 621.318. ,34 (088.8) по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХОБМОТОЧНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано во внешних устройствах электронно-вычислительных машин для преобразования электромагнитной энергии в механическую.Известно устройство, содержащее двухсторонний электромагнит, коммутаторы, инверторы и управляющий вход. При этом с каждой из двух обмоток электромагнита соединяется два коммутатора, а с входом одного из коммутаторов каждой обмотки - выход одного из инверторов. Вход каждого инвертора соединяется с управляющим входом 1.Недостатком устройства является то, что его конструкцией предусмотрено нарастание управляющего тока в обмотках электромагнита, обладающих значительной индуктивностью, в момент включения от нуля до номинальной величины и спад в момент выключения от номинальной величины до нуля, что обусловливает низкое быстродействие устройства.Известно также устройство для управления двухобмоточным электромагнитом, содержащее четыре коммутатора, попарно подключенных к обмоткам электромагнита и к источнику питания, а управляющие входы коммутаторов подключены к источнику управляющего сигнала через логический блок.Логический блок включает в себя два пнвертора и блок задержки 21.Однако в устройстве не предусмотрена, фиксация исходного состояния электромагнита, в результате чего при подаче питающих напряжений в устройство самопроизвольно фиксируется любое начальное положение якоря электромагнита, из-за чего сни 1 о жается стабильность работы.Кроме того, устройство потребляет значительное количество электроэнергии, сложно в наладке из-за необходимости подбора оптимальных токов включения и удержания для обеспечения стабильной работы изделий.15Цель изобретения - повышение надежности,Указанная цель достигается тем, что вустройстве для управления двухобмоточным электромагнитом логический блок выполнен на двух формирователях и четырех элементах И, И-НЕ, выходы трех из которых подключены ко входам коммутаторов, а четвертый элемент И, И - НЕ подсоединен ко второму и третьему элементам И, И - НЕ, при5о 455 О 55 чем вход первого формирователя подключен к четвертому элементу И, И-НЕ, выход этого формирователя соединен со входами второго и третьего элементов И, И - НЕ, а ко входу четвертого элемента И, И - НЕ подключены источник управляющего сигнала и второй формирователь, выход которого подключен к первому элементу И,И - НЕ. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы электромагнита.Устройство содержит электромагнит 1, состоящий из первой обмотки 2 выключения и второй обмотки 3 включения, Обмотка 2 выключения соединена с выходами первого коммутатора 4 и второго коммутатора 5. Вход второго коммутатора 5 подключен к прямому выходу логического элемента И, И - НЕ 6, один вход которого соединен с прямым выходом формирователя 7, второй. - с инверсным выходом логического элемента И, И - НЕ 8. Прямой выход логического элемента 8 подключен к входу формирователя 7 и одному из входов логического .элемента И, И - НЕ 9. Второй вход логического элемента 9 связан с прямым выходом формирователя 7, Инверсный выход логического элемента 9 соединен с входом первого коммутатора 4.Обмотка 3 включения связана с выходами третьего коммутатора 10 и четвертого коммутатора 11. Вход третьего коммутатора 10 подключен к прямому выходу логического элемента 9. Вход четвертого коммутатора 11 соединен с прямым выходом логического элемента И, И - НЕ 12, один вход которого связан с инверсным выходом логического элемента 6, второй - с инверсным выходом формирователя 13. Инверсный выход формирователя 13 подключен также к входу логического элемента 6. Четыре логических блока И, И - НЕ 6,8, 9,. 12 и два формирователя 7, 13 образуют логический блок 14. Кроме того, вход логического элемента 8 соединен с источником 15 управления. Ко входам 16 и 17 подключен источник питания обмоток 2 и 3 электромагнита 1. Устройство работает следующим образом, При включении напряжения питания запускается формирователь 13. С его выхода импульс отрицательной полярности поступает на вход логического элемента 8 и, независимо от того, какой сигнал приходит при включении питания на управляющий вход 15, обеспечивает отрицательный уровень на прямом выходе логического элемента 8. Отрицательный уровень напряжения с прямого выхода элемента 8 поступает на вход элемента 9 и инвертируется. Положительный уровень с инверсного выхода элемента 9 включает первый коммутатор 4, Одновременно отрицательный сигнал с выхода формирователя 13 поступает на вход элемента 12 и низким уровнем напряжения с его пря 20 25 ЗО 35 40 мого выхода запрещает включение четвертого коммутатора 11 на время работы формирователя 13. При включении напряжения питания на прямом выходе формирователя 7 имеется низкий уровень напряжения, который поступает на входы логических элементов б и 9 и обеспечивает отрицательный уровень на их прямых выходах, запрещая включение второго и четвертого коммутаторов 5 и 11. На инверсных выходах элементов 6 и 9 имеет место высокий уровень напряжения. Таким образом, в момент включения электропитания через обмотку 2 выключения протекает ток удержания через первый коммутатор 4, при этом ток в обмотке 3 включения отсутствует.Г 1 о окончании работы фор мирователя 13 на его инверсном выходе и на входе логического элемента 12 появляется высокий уровень напряжения, который разрешает включение четвертого коммутатора 1 положительным уровнем напряжения с инверсного выхода, логического элемента 6.Следовательно, в выключенном состоянии электромагнита 1 в обмотках 2 выключения и 3 включения протекают заранее заданные одинаковые по величине токи удержания через первый и четвертый коммутаторы 4 и 11. При этом якорь удерживается у сердечника, на котором находится обмотка 2 выключения.В выключенном положении электромагнита 1 в установившемся состоянии на управляюгцем входе 15 имеется низкий уровень напряжения.При включении электромагнитана управляющем входе 15 и на одном из входов логического элемента 8 появляется высокий уровень напряжения. На второй вход элемента 8 подается также высокий уровень напряжения с инверсного выхода формирователя 13. С прямого выхода элемента 8 высокий уровень напряжения запускает формирователь 7, на прямом выходе которого и на первых входах элементов 6 и 9 устанавливается высокий уровень напряжения. На второй вход элемента 9 поступает высокий уровень напряжения с выхода элемента 8. С прямого выхода элемента 9 высокий уровень напряжения включает третий коммутатор 10. С инверсного выхода элемента 9 отрицательный уровень напряжения выключает первый коммутатор 4. На второй вход элемента 6 поступает отрицательный уровень напряжения с инверсного выхода элемента 8. С прямого выхода элемента 6 низкий уровень напряжения запрещает ьключение второго коммутатора 5.С инверсного выхода элемента 6 поступает высокий уровень напряжения на олин из входов логического элемента 12, на втором входе которого имеется также высокий уровень напряжения с выхода формировате750585 зо 35 40 45 Формула изобретения 50 55 5ля 13. С прямого выхода элемента 12 высокий уровень напряжения держит четвертый коммутатор 11 включенным.Таким образом, на время включения электромагнита включается третий коммутатор 10 и выключается первый коммутатор 4, при этом четвертый коммутатор 11 остается включенным, а второй коммутатор 5 выключенным. В обмотке 2 выключения ток уменьшается до нуля. А в обмотке 3 включения ток нарастает от тока удержания до некоторой величины, равной сумме токов, протекающих через третий и четвертый коммутаторы 10 и 11. Происходит переключение якоря суммарным током электромагнита 1 от обмотки 2 выключения к обмотке 3 включения. Через некоторое время на выходе формирователя 7 появляется низкий уровень напряжения. Сигнал поступает на входы логических элементов 6 и 9. С инверсного выхода элемента 9 высокий уровень напряжения включает первый коммутатор 4. С прямого выхода элемента 9 низкий уровень напряжения выключает третий коммутатор 10. С прямого выхода элемента 6 низкий уровень напряжения удерживает второй коммутатор 5 в выключенном состоянии, С инверсного выхода элемента 6 высокий уровень напряжения поступает на вход логического элемента 12, на второй вход которого, подается высокий уровень напряжения с выхода формирователя 13, и удерживает включенным четвертый коммутатор 11.Следовательно, в обмотке 3 включения ток уменьшается до величины, равной току удержания, протекающему через четвертый коммутатор 11. Ток в обмотке 2 выключения равен току удержания, протекающему через первый коммутатор 4. Токи удержания по величине остаются неизменными. Якорь при этом удерживается у обмотки 3 включения. Выключение электромагнита 1 происходит при появлении низкого уровня напряжения на управляющем входе 15, с управляющего входа которого сигнал поступает на вход элемента 8 и с прямого выхода элемента 8 запускает формирователь 7. На прямом выходе формирователя 7 появляется высокий уровень напряжения, который поступает на первые входы логических элементов 6 и 9. На второй вход элемента 9 поступает низкий уровень напряжения с прямого выхода элемента 8. С инверсного выхода элемента 9 высокий уровень напряжения удерживает первый коммутатор 4 включенным. С прямого выхода элемента 9 низкий уровень запрещает включение третьего коммутатора 10. На второй вход элемента б поступает высокий уровень напряжения с инверсного выхода элемента 8. С прямого выхода элемента 6 высокий уровень напряжения включает второй коммутатор 5. С о 15 20 и инверсного выхода элемента 6 низкий уровень напряжения подается на вход элемента 12 и с прямого его выхода выключает четвертый коммутатор 11.Таким образом, на время выключения электромагнитачерез обмотку 2 выключения протекает ток, по величине равный сумме тока удержания и тока включения, протекающих через первый и второй коммутаторыи 5. Ток в обмотке 3 включения отсутствует. Происходит переключение якоря от обмотки 3 включения к обмотке 2 выключения. Через некоторое время на выходе формирователя 7 появляется низкий уровень напряжения, который поступает на входы логических элементов 6 и 9. Высокий уровень напряжения с инверсного выхода элемента 9 удерживает первый коммутатор 4 включенным, низкий уровень напряжения с прямого выхода элемента 9 запрещает включение третьего коммутатора 10, Кроме того, низкий уровень напряжения с прямого выхода элемента 6 выключает второй комму- татор 5. Высокий уровень напряжения с инверсного выхода элемента 6 поступает на вход элемента 12, на второй вход подается высокий уровень с выхода формирователя 13 и включает четвертый коммутатор 11,Следовательно, в выключенном состоянии электромагнита 1 в обмотке 2 выключения протекает ток удержания через первый коммутатор 4, а в обмотке 3 включения - ток удержания через четвертый коммутатор 11. При этом якорь удерживается у обмотки 2 выключения. Таким образом, в момент включения питающих напряжений на время работы формирователя 13 запрещается включение второго коммутатора 5, третьего коммутатора 10 и четвертого коммутатора 11 и разрешается включение первого коммутатора 4. Это приводит к тому, что в обмотке 2 выключения протекает ток удержания через первый коммутатор 4, при этом электромагнитустанавливается в исходное выключенное состояние. Путем фиксации исходного состояния электромагнита 1 при включении питания исключается возможность самопроизвольного запуска устройств, в которых применяется предлагаемое устройство, что повышает надежность. Устройство для управления двухобмоточным электромагнитом, содержащее четыре коммутатора, попарно подключенные к обмоткам электромагнита и к источнику питания, а управляющие входы коммутаторов подключены к источнику управляюшего сигнала через логический блок, отшчающееся тем, что, с целью повышения надежности, логический блок выполнен на двух формиро7вателях и четырех элементах И, И - НЕ, выходы трех из которых подключены ко входам коммутаторов, а четвертый элемент И, И-НЕ подсоединен ко второму и третьему элементам И, И - НЕ, причем вход первого формирователя подключен к четвертому элементу И, И - НЕ, выход этого формирователя соединен со входами второго и третьего элементов И, И - НЕ, а ко входу четвертого элемента И, И - НЕ подключены источник 8управляюшего сигнала и второй формирователь, выход которого подключен к первому элементу И, И - НЕ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритации962722,кл. Н 1 Р, 1962:2. Авторское свидетельство СССР538341, кл, Н 01 Г 7/18, 1972,1 гуд 1 "уд В ь О. Наказнаяуфрич Редактор А.МаковскаяЗаказ 4476/22ЦНИИПИ Госупо делам113035, Москва,Филиал ППП Пате Ш Корректор Е. ПапПодписноекомитета СССРи открытийщская наб., д. 4/5род, ул. Проектная, 4 бдлютка Ькиючеиия 0( 7 ЮТ Ьыкпюченноеф сосщояние Составител Техред К. Тираж 844 арственного изобретений Ж - 35, Рау т, г. Ужго