Устройство для управления электромагнитом

(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРСКО(21) 4776637/07 (22) 03.01,90 (46) 30.01,92. Бюл. М 4 (71) Научно-исследова томатики Научно-про динения автоматики (72) Г,И, Стеценко (53) 621,318.3-5(088.8)(56) Авторское свидет М 1432621,кл. Н 01 Р томатическом режиме сигнала упр случае несрабатывания электрома тройство содержит регулируемый питания, задатчик режимов, измер ка, дифференцирующий блок, вы подключения обмотки электро элемент задержки, шину для уста тройства в исходное состояние, мента ИЛИ, элемент И, два тригге ждущий мультивибратор, два одно ра, элемент ЗАПРЕТ, нагрузочный запоминающий элемент, форми импульса срабатывания электро выпрямитель и коммутационный При замыкании коммутационн мента напряжение с выхода источ ступает на схему, Через обмотку магнита течет ток. Если электром срабатывает, то схема автоматиче мирует повторный сигнал на сраба После включения электромагнита ние осуществляется в экономичном 2 ил. тельский институт авизводственного обьеельство СС 7/18,1987 Известное устройство обладает тем недостатком, что не контролирует срабатывание подвижной системы электромагнита от управляющего сигнала, подаваемого на обматку электромагнита, Указанный недостаток известного устройства снижает эффективность управления электромагнитом.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство .для управления приводным электромагнитом, содержащее регулируемый источник питания, задатчик режимов, измеритель тока, причем выход задатчика режимов подключен к управляющему входу регулируемого источника питания, в выходной цепи Изобреке и можетния алек(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ (57) Изобретение относитс . ке и может быть испольэо ния электромагнитными а контакторы, бесконтактн ты и т.п.). применяемыми матического управления. Ц повышение эффективнос сти.управления за счет ф пульса срабатывания под электромагнита и повтор УПРАВЛЕНИЯ я к электротехнивано для управлеппаратами (реле, ые электромагнив системах автоель изобретения - ти и достоверноормирования имвижной системы ной подачивавтение относится к электротехнибыть использовано для управлетромагнитными аппаратами ы, бесконтактные электромагнирименяемыми в системах автомауправления,Известно устройство для управления электромагнитом, содержащее выводы для подключения обмотки электромагнита, электронный ключ, источник постоянного напряжения, элемент обратной связи, формирователь циклического режима, пере- счетный блок, электронный переключатель, задатчик тока возбуждения, элемент ИЛИ и элемент задержки,авления в гнита. Усисточник итель товоды для магнита, новки устри элера, ключ,. вибратоэлемент, рователь магнита, элемент, ого эленика по- электроагнит не ски фортывание. его питдрежиме.5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 которого включены измеритель тока и выводы для подключения обмотки приводного механизма, а также дифференцирующий блок, блок определения полярности, два элемента И, элемент ИЛИ, ЯЯ-триггер, элемент задержки и выход для подключения источника сигнала начальной установки. Выход измерителя тока подключен к входу дифференцирующего блока, выход которого соединен с входом блока определения полярности, первый выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выводом для подключения источника сигнала начальной установки, Второй вывод блока определения полярности подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с входом элемента задержки и первым входом задатчика режимов, а выход - с 5-входом ВЯ-триггера, й-вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, выход ЙЯ-триггера соединен с вторым входом задатчика режимов., Известное устройство обладает тем недостатком, что не контролирует срабатывание подвижной системы электромагнита от управляющего сигнала, подаваемого на обмотку электромагнита, а также не обеспечивает в автоматическом режиме повторную подачу управляющего сигнала на обмотку электромагнита в случае его несрабатывэния. Указанный недостаток снижает эффективность управления и достоверность срабатывания подвижной системы управляемого электромагнитного аппарата.Цель изобретения - повышение эффективности управления и достоверности срабатывания подвижной системы электромагнита зэ счет формирования импульса срабатывания подвижной системы электромагнита и повторной подачи в автоматическом режиме сигнала управления нэ обмотку управляемого аппарата при его не- срабатывании.Поставленная цель достигается тем; чтов известное устройство, содержащее регулируемый источник питания, задатчик режимов, измеритель тока, элемент задержки; дифференцирующий блок, выводы для подключения обмотки электромагнита, вывод для подключения сигналов установки устройства в исходное состояние, первый триггер, первый элемент ИЛИ и первый и второй элементы И, выход задатчика режимов подключен к входу регулируемого источника питания, первый вывод для подключения обмотки электромагнита подключен к первому выводу измерителя тока, вывод для подключения сигнала установки устройства в исходное состояние подключен к первому входу первого элемента ИЛИ. введены коммутационный элемент, ключ, нагрузочный элемент, запоминающий элемент, формирователь импульса срабатывания, выпрямитель, второй и третий элементы ИЛИ, ждущий мультивибратор, первый и второй одновибраторы и второй триггер, При этом задатчик режимов имеет один вход, а первый вход первого элемента И - инверсный. Выход регулируемого источника питания подключен к первому контакту коммутационного элемента, второй контакт которого подключен к входу первого одновибратора и к входу ключа, Выход первого одновибратора подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки. Выход второго элемента ИЛИ подключен к входу ждущего мультивибратора, выход которого подключен к первому входу второго элемента И. Второй вход второго элемента И подключен к прямому выходу первого триггера, выход второго элемента И подключен к первому, входу третьего элемента ИЛИ; второй вход которого подключен к инверсному выходу первого триггера и к входу задэтчика режимов, выход третьего элемента ИЛИ подключен к входу управления ключа. Выход ключа подключен к второму выводу для подключения, обмотки электромагнита, к первому входу первого элемента И и к входудифференцирующего блока, Выход дифференцирующего блОка подключен к Й-входу второго триггера, Б-вход второго триггера подключен к выходу первого элемента ИЛИ. Инверсный выход второго триггера подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к входу второго одновибратора. Выход второго одновибратора подключен к входу элемента задержки и второму входу первого элемента ИЛИ. Вывод для подключения сигнала установки устройства в исходное состояние подключен к Я-входу первого триггера, Й-вход которого подключен к выходу выпрямителя. вход выпрямителя подключен к выходу формирователя импульса срабатывания, неинвертирующий вход которого подключен к первому выводу нагрузочного элемента и к первому выводузапоминающего элемента. Инвертирующийвход формирователя подключен к второму выводу нагрузочного элемента и к первому выводу для подключения обмотки электромагнита, Второй вывод запоминающего элемента и второй вывод измерителя токапредназначены для подключения к нулево- го триггера 24 подключен к второму входу му выводу источника питания. первого элемента И 11, выход которого подНа фиг. 1 приведена функциональная ключен к входу второго одновибратора 23. схема устройства; на фиг, 2 - диаграммы, Выход второго одновибратора 23 подклюпоясняющиеработуустройства, 5 чен к входуэлемента 4 задержки и второмуНа фиг, 1 представлены регулируемый входу первого элемента ИЛИ 10. Вывод 8 источник 1 питания, задатчик 2 режимов, для подключения сигнала установки устрой- измеритель 3 тока, элемент 4 задержки, ства в исходное состояние. подключен к 3- дифференцирующий блок 5, выводы 6 и 7 входу первого триггера 9, й-вход которого для подключения обмотки электромагнита, 10 подключен к выходу выпрямителя 18. Вход вывод 8 для подключения сигналов установ- выпрямителя 18 подключен к выходу формики устройства в исходное состояние, пер- рователя 17 импульса срабатывания электвый триггер 9, первый элемент ИЛИ 10, ромагнита, неинвертирующий вход первый 11 и второй 12 элементы И, комму- которого подключен к первому выводу натационный элемент 13, ключ 14, нагрузоч грузочного элемента 15 и к первому вывоный элемент 15, запоминающий элемент 16, ду за поми на ющего элемента 16. формирователь 17 импульса срабатывания Инвертирующий вход формирователя 17 подвижной системы электромагнита, вы- подключен к второму выводу нагрузочного прямитель 18, второй 19 и третий 20 элемен- элемента 15 и к первому выводу 6 для подты ИЛИ, ждущий мультивибратор 21, 20 ключения обмотки электромагнита. Второй первый 22 и второй 23 одновибраторы и вывод запоминающего элемента 16 и втовторой триггер 24, Выход захватчика 2 режи- рой вывод измерителя 3 тока предназначемов подключен к входу регулируемого ис- ны для подключения к нулевому выводу точника 1 питания. Первый вывод 6 для источника питания.подключения обмотки электромагнита под Режим работы формирователя 17 имключен к первому выводу измерителя 3 то- пульса срабатывания электромагнита вы-. ка. Вывод 8 для подключения сигнала бран так, что при подаче питания на схему установки устройства в исходное состояние устройства (фиг. 1) на выходе формироватеподключен к первому входу первого эле- ля 17 устанавливается отрицательное намента ИЛИ 10, причем задатчик режимов 30 пряжение(фиг. 2 л), под действием которого имеет один вход, а первый вход первоГо заперт выпрямитель 18. Вследствие этого элемента И 11 - инверсный. Выход регули.- на входустановки в нулевое состояниетригруемого источника 1 питания подключен к гера 9 поступает уровень логического нуля, первому контакту коммутационного эле- а режим работы одновибраторов 22 и 23 мента 13, второй контакт которого под выбран так, что на их выходах (при подаче ключен к входу первого одновибратора 22 питания) устанавливается нулевой уровень и к входу ключа 14. Выход первого одно- напряжения фиг, 2 г. ж).вибратора 22 подключен к первому входу устройство работает следующим обравторого элемента ИЛИ 19, второй вход ко- зом.торого подключен к выходу элемента.4 за Перед началом работы схемы к первом У держки. Выход второго элемента ИЛИ 19 6 и второму 7 выводам для подключения подключен к входу ждущего мультивибра- обмотки электромагнита подключают обтора 21, выход которого подключен к пер- мотку управляемого аппарата, а на шину 8 вому входу второго элемента И 12. Второй установки устройства в исходное состояние вход. второго элемента И подключен к пря подают короткий импульс (фиг, 2 а), для усмому выходу первого триггера 9. Выход вто- тановки устройства в исходное состояние, рого элемента И подключен к первому под действие которого, триггер 9 устанаввходу третьего элемента ИЛИ 20, второй ливается в единичное состояние, на его вход которого подключен к инверсному прямом выходе устанавливается логичевыходупервоготриггера 9 и к входуэадат ская единица (фиг. 2 в), а на инверсном чика 2 режимов, Выход третьего элемента выходе - логический ноль, который посту- ИЛИ 20 подключен к входу управленияклю- пает на первый вход элемента ИЛИ 20;ключ ча 14, выход ключа 14 подключен к второму 14 остается в разомкнутом состоянии; через выводу 7 для подключения обмотки электро- элемент ИЛИ 10 триггер 24 устанавливается магнита, к первому входу йервого элемента 55 в единичное состояние, а на его инверсном И 11 и к входу дифференцирующего блока выходе устанавливается логический ноль 5. Выход дифференцирующего блока под- (фиг, 2 з),ключен к В-входу второго триггера 24, - Для управления электромагнитом замы- вход которого подключен к выходу первого кают коммутационный элемент 13 и напряэлемента ИЛИ 10. Инверсный выход второ- .жение с выхода источника поступает навремени между точками 25 и 26, фиг. 2 д) поступает на обмотку электромагнита, а пройдя через обмотку электромагнита, - на измеритель 3 тока;Ток в.обмотке электромагнита нарастает по определенному закону,.Если подвижная система электромагнита не срабатывает, то нарастание тока в обмотке электромагнита происходит без характерного провала (момент времени между точками 25 и 26, фиг. 2 е, сплошная линия),а напряжение на неинвертирующий вход подается через интегрирующую цепь, состоящую из нагрузочного элемента 15 и эапоминающего элемента 16, в результате чегоформа напряжения на неинвертирующем входе является сглаженной по отношению к форме тока срабатывания, и ивменение сигнала на неинвертирующем входе запаздывает по отношению к изменению сигнала на инвертирующем входе (момент времени между точками 25 и 26, фиг. 2 е, пунктирная линия),Отсутствие характерного провала на кривой тока срабатывания электромагнита приводит к тому, что напряжения на входах формирователя 17 нарастают и напряжение на неинвертирующем входе не достигает значения напряжения на инвертирующем входе, вследствие чего на выходе формирователя 17 сохраняется отрицательное напряжение (фиг. 2 л), которым заперт выпрямитель 18. На выходе выпрямителя 18 сохраняется уровень логического нуля, который поступает на В-вход установки в нулевое состояние триггера 9 и не изменяет его состояние, вследствие чегона инверсном выходе триггера 9 сохраняется уровень логического нуля, который поступаетна вход задатчика 2 режимов и не приводит пего срабатыванию, а на прямом выходе триггере 9 сохраняется уровеньлогической единицы, который поступает на 20 253035 40 45 50 55 вход одновибратора 22, который срабатывает и формирует на выходе импульс (фиг. 2 г), который через элемент ИЛИ 19 поступает на вход ждущего мультивибратора 21, на выходе которого формируется импульс(фиг.2 д), который поступает на первый вход элемента И 12, который срабатывает, так как нввтором входе элемента И 12 присутствуетлогическая единица с прямого выхода триг-гера 9(фиг. 2 в). 10Сигнал логической единицы с выходаэлемента И 12 через элемент ИЛИ 20 поступает на управляющий вход ключа 14, что приводит к его замыканию. При этом напряжение с выхода источника 1 питания через коммутационный элемент 13 и ключ 14 на время действия импульса (интервал второй вход элемента И 12 и подготавливает его срабатывание,Одновременно управляющее напряжение поступает на первый инверсный вход элемента И 11 и запрещает его срабатывание, а по переднему фронту этого напряжения дифференцирующим блоком 5 формируется импульс (фиг, 2 ж), под действием которого, триггер 24 устанавливается в нулевое состояние, На инверсном выходе триггера 24 устанавливается сигнал логической единицы (фиг, 2 з), который поступает на второй вход элемента И 11.По окончании действия сигнала управления (момент времени - точка 26, фиг, 2 д) снимается сигнал запрета с первого инверсного входа элемента И 11, что приводит к его срабатыванию, так как на его втором входе присутствует логическая единица с инверсного выхода триггера 24, которая через элемент И 11 поступает на вход одновибратора 22, который срабатывает и формирует на выходе импульс (фиг, 2 и), под действием которого через. элемент ИЛИ 10 триггер 24 устанавливается в единичное состояние, Вследствие этого на его инверсном выходе устанавливается логический ноль (фиг, 2 з, момент времени - точка 26), а пройдя элемент 4 задержки, время 1 з которого выбрано из условия обеспечения восстановления схемы для последующих срабатываний электромагнита, указанный импульс (фиг, 2 к) через элемент ИЛИ 1.9 поступает на вход ждущего мультивибратора 21, на выходе которого формируется, импульс (фиг. 2 д), который поступает на первый вход элемента И 12 и, аналогично вышеизложенному, снова формируется управляющий сигнал на обмотку электромагнита,Если подвижная система электромагнита срабатывает, то нарастание тока в обмотке электромагнита происходит с характерным провалом (фиг. 2 е, момент вре- мени между точками 27 и 28, сплошная линия), обусловленным движением подвижной системы электромагнита. Напряжение с измерителя 3 тока поступает на входы формирователя 17. При этом в момент достижения напряжением на неинвертирующем входе (фиг, 2 е, пунктирная линия) напряжения на инвертирующем входе (фиг, 2 е, сплошная линия) формирователь 17 скачком переходит в область положительного насыщения (фиг. 2 л), тем самым формируется передний фронт импульса на выходе формирователя 1.7, а в соответствии с характером изменения тока в обмотке электромагнита, когда напряжение на инвертирующем входе формирователя 17 достигает значения напряжения. на неинвер- Формула изобретения тирующем входе (фиг. 2 е); формирователь Устройство для управления электромаг скачком переходит в область отрицатель- нитом, содержащее регулируемый источни ного насыщения, тем самым формируется питания, эадатчик режимов, измеритель задний фронт импульса (фиг, 2 л) на выходе 5 тока, элемент задержки, дифференцируюформирователя 17, характериэующийаобой щий блок, выводы для подключения обмотсрабатывание подвижной системы элект- кизлектромагнита; выводдля подключения ромагнита. Импульс с выхода формирова- сигналов установки устройства в исходное теля 17 через выпрямитель 18 поступает состояние, первый триггер, первый элена вход установки в нулевое состояние 10 мент ИЛИ и первый и второй элементы И, триггера 9 и по заднему фронту этого им- выход задатчика режимов подключен к вхопульса триггер 9 устанавливается в нуле- ду регулируемого источника питания, первоесостояние, вследствиечегона прямом вый вывод для подключения обмотки выходе триггера 9 устанавливается логиче- электромагнита подключен к первому вывоский ноль (фиг. 2 в), под действием которо ду измерителя тока, выводдля подключения го закрывается элемент И 12, а на сигнала установки устройства в исходное инверсном выходе устанавливается логи- состояние подключен к первому входу перческая единица, которая черезэлементИЛИ вого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я 0 поступает на управляющий вход ключа тем, что, с целью повышения эффективности 14, который остается в замкнутом состоя управления.и достоверности срабатывания нии. Указанный сигнал также поступает на подвижной системы электромагнита за счет вход эадатчика режимов 2, который изме- формирования импульса срабатывания поняет режим работы источника 1 питания, движной системы электромагнита и повтор- переводя его в экономичный режим удержа- ной подачи в автоматическом режиме сигнала ния электромагнита в сработанном состоя управления наобмоткууправляемогоаппарании (фиг, 2 е). та при его несрабатывании. в него введеныПо окончании управления электромаг- коммутационный элемент, ключ, нагрузочнитом размыкаюткоммутационныйэлемент ный элемент, запоминающий э, ф(фиг, .б). осстановление схемы в исход- мирователь импульса срабатывания, ное состояние осуществляется аналогично 30 выпрямитель, второй и третий элементы вышеизложенному, за исключением тригге- ИЛИ, ждущий мультивибратор, первый и втора, для установки которого в первоначаль- рой одновибраторы и второй триггер, причем ное состояние необходимо подать импульс задатчик режимов имеет один вход, а пер(фиг. 2 а), на шину В установки устройства в . вый вход первого элемента И - инверсный, исходное состояние, 35 выход регулируемого источника питанияИспользование изобретения обеспечи- подключен к первому контакту коммутацивает повышение эффективности управле- онного элемента, второй контакт которого ния и достоверности срабатывания подключен к входу первого одновибратора подвижной системы управляемого злект- и к входу ключа, выход первого одновибраромагнита. Это выражается в том, что 40 тора подключен к первому входу второго предлагаемого устройство по сравнению с элемента ИЛИ, второй вход которого подизвестным обеспечивает не только подачу ключен к выходу элемента задержки. выход управляющего, сигнала на обмотку электро- второго элемента ИЛИ подключен к входу магнита и удержание его в сработанном со- ждущего мультивибратора, выход которого стоянии в экономичном режиме работы 45 подключен к первому входу второгоэлеменрегулируемого источника питания, но и та И, второй вход второго элемента И подобеспечивает управление работой электро- ключен к прямому выходу первого триггера, магнита с фиксированием срабатывания ето выход второго элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второйКроме того, предлагаемое устройство 50 вход которого подключен .к инверсному обеспечивает в автоматическом режиме выходу первого триггера и к входу задатформирование повторного воздействия чика режимов, выход третьего элемента управляющего сигнала на обмотку электро- ИЛИ подключен к входу управления ключа, магнита при несрабатывании его подвиж- выход ключа подключен к второму выводу ной системы, что позволяет парировать 55 для подключения обмоткиэлектромагнита, сбои в работе подвижной системы управля- к первому входу первого элемента И и к емого аппарата и это, как следствие, позво- входу дифференцирующего блока, выход ляет повысить надежность устройств дифференцирующего блока подклеен к В- автоматики. где используется управляемый входу второго триггера, Я-вход второготриггера подключен к выходу первого эле1709402 12 15 мента ИЛИ, инверсный выход второго триггера подключен к второму входу первого элемента И, выход которого г 1 одключен к входу второго одновибратора, выход второго одновибратора подключен к входу элемента задержки и второму входу первого элемента ИЛИ, вывод для подключения сигнала установки устройства в исходное состояние подключен к 8-входу:первого триггер, й-вход которого подключен к выходу выпрямителя, вход выпрямителя подключен к выходу формирователя импульса срабатывания, неинвертирующий вход которого подключен к первому выводу нагру- эочного элемента и к первому выводу запоминающего элемента, инвертирующий б вход формирователя импульса срабатывания подключен к второму выводу нагрузочного элемента и к первому выводу для подключения обмотки электромагнита, второй вывод запоминающего элемента и 10 второй вывод измерителя тока предназначены для подключения к нулевому выводу питания.1709402 Составитель Г. СтеценТехред М.Моргентал Кор ктор Э. Слиган ка оивводстввнно-ивдатвв ьский комбинат "Латант", г. Ужгород, уп.Гагарина, 101 Заказ 430 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5