PL203510B1 - Sposób i uk lad sterowania elektromagnesem, zw laszcza zaworu elektrohydraulicznego - Google Patents

Sposób i uk lad sterowania elektromagnesem, zw laszcza zaworu elektrohydraulicznego Download PDF

Info

Publication number
PL203510B1
PL203510B1 PL359168A PL35916803A PL203510B1 PL 203510 B1 PL203510 B1 PL 203510B1 PL 359168 A PL359168 A PL 359168A PL 35916803 A PL35916803 A PL 35916803A PL 203510 B1 PL203510 B1 PL 203510B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
current
electromagnet
value
anchor
holding
Prior art date
Application number
PL359168A
Other languages
English (en)
Other versions
PL359168A1 (pl
Inventor
Hermann Helmut
Rheiner Hans-Udo
Titschert Jens
Original Assignee
Dbt Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10212092A external-priority patent/DE10212092A1/de
Application filed by Dbt Gmbh filed Critical Dbt Gmbh
Publication of PL359168A1 publication Critical patent/PL359168A1/pl
Publication of PL203510B1 publication Critical patent/PL203510B1/pl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1805Circuit arrangements for holding the operation of electromagnets or for holding the armature in attracted position with reduced energising current
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • H01F7/1844Monitoring or fail-safe circuits

Description

Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób i uk lad sterowania elektromagnesem, zw laszcza zaworu elektrohydraulicznego, znajduj acy zastosowanie w podziemnych urz adzeniach elektrohydraulicznych. Do zasilania podziemnych, górniczych urz adze n elektrohydraulicznych, w szczególno sci obu- dów zmechanizowanych, ze wzgl edu na zabezpieczenie przeciwwybuchowe stosowane s a obwody pr adu sta lego o niskim napi eciu, bezpiecznym wzgl edem metanu, zwane potocznie obwodami samo- bezpiecznymi. Znane jest, na przyk lad z niemieckiego opisu patentowego DE 32 29 835 C2 rozwi azanie ste- rowania, w którym za pomoc a urz adzenia steruj acego przyporz adkowanego elektromagnesom pr ad trzymania obni zony jest w stosunku do pr adu wzbudzania do najni zszej warto sci. W górnictwie pod- ziemnym w zakresie elektromagnesów z odpowiednimi urz adzeniami steruj acymi wyst epuj a równie z elektromagnesy o obni zonym pr adzie trzymania. Przy obni zaniu warto sci pr adu trzymania do najni z- szego poziomu si la remanencji magnetycznej, wytwarzana podczas w laczania elektromagnesu, wyko- rzystywana jest do trzymania kotwicy i wraz z ni a elementu zamykaj acego zaworu hydraulicznego w jednej z dwóch pozycji w laczaj acych. Kotwica elektromagnesu i element zamykajacy zaworu hy- draulicznego z regu ly wracaj a do pozycji wyj sciowej po od laczeniu elektromagnesu w wyniku dzia lania sily powrotnej spr ezyny. Przy stosowaniu w podziemiach kopal n elektromagnesów jako elementów wykonawczych dla zaworów hydraulicznych, w obwodach ich zasilania musz a by c uwzgl ednione pewne wymogi. Pr ad wzbudzenia w fazie rozruchu musi by c ustalony na odpowiednio wysokim poziomie, aby samodzielnie przy wzrostach napi ec, lub przy podwy zszonym ci snieniu roboczym w cz esci hydraulicznej, zagwaran- towa c w laczenie zaworu hydraulicznego. W fazie trzymania poziom pr adu trzymania i si la trzymania, wygenerowana przy pomocy elektromagnesu, musz a by c odpowiednio wywa zone, aby w sposób pewny utrzyma c stan w laczenia przy wymienionych wierzcho lkach napi ec, wzgl ednie skokach ci snie- nia roboczego. Z drugiej strony przy tylko jednym samobezpiecznym obwodzie pr adu sta lego musi istnie c opcja zastosowania mo zliwie wielu zaworów elektrohydraulicznych do wlaczania i sterowania obudów zmechanizowanych, co pozwala ograniczy c materia loch lonno sc i koszty uk ladów zasilania. Zagadnienie to rozwi azane jest mi edzy innymi wynalazkiem zgodnym z opisem patentowym DE 32 29 835, stanowi acym punkt odniesienia do niniejszego wynalazku. Znane s a równie z, na przyk lad z niemieckich opisów patentowych DE 37 17 403 i DE 38 23 681 Al zawory, w których pomi edzy ko- twic a elektromagnesu a elementem zamykaj acym zaworu hydraulicznego istnieje element przenosz a- cy, na przyk lad d zwignia, pozwalaj acy na mo zliwie dok ladne wyregulowanie pozycji w laczaj acej i zre- dukowanie si ly w laczaj acej, powodowanej przez elektromagnes. W innym, znanym na przyk lad z opi- su patentowego EP 00 06 843 Al systemie dla zaworów elektrohydraulicznych redukcja pr adu trzyma- nia nast epuje po up lywie ustalonego czasu po zasterowaniu elektromagnesu. Znany jest ponadto, na przyk lad z brytyjskiego opisu patentowego GB 218 13 10 sposób stero- wania zaworem elektromagnetycznym zasilanym elektrycznie, w którym kotwica zaworu elektroma- gnetycznego przestawiana jest w dwie pozycje dla sterowania medium hydraulicznym. Do zmiany pozycji kotwicy s lu za dwie cewki. Napi ecie trzymania, maj ace wielko sc oko lo 50% warto sci napi ecia sterowania, utrzymuje kotwic e w pierwszej pozycji. Dla przestawienia kotwicy na drug a pozycj e przy od laczaniu drugiej cewki doprowadzany jest krótkotrwa ly impuls napi eciowy. Dodatkowo przestawie- nie kotwicy nadzorowane jest przez uk lad kontroli cewek. Sposób sterowania zgodnie z tym wynalaz- kiem nie wskazuje rzeczywistego pocz atku przestawienia kotwicy, wskazuj ac jedynie na ewentualn a mo zliwo sc osi agni ecia tego skutku. Zatem zgodnie z tym sposobem mozna jedynie stwierdzi c, ze kotwica w okre slonym momencie wykonuje ruch, co ma charakter czysto pomiarowo-obliczeniowy, a nie wykonawczy, a to nie jest wystarczaj ace do bezpiecznego sterowania uk ladami zasilaj acymi w warunkach zagro ze n górniczych. Wszystkie dotychczas znane oraz stosowane sposoby i uk lady pracy elektromagnesów zaworu elektrohydraulicznego maj a te wad e, ze dzia laj a w oparciu o sta ly, uzale zniony od napi ecia zasilania spadek pr adu. Przy uwzgl ednieniu istniej acych w obwodach pr adu zainstalowanych w wyrobiskach podziemnych, rezerwach napi ecia roboczego prowadzi to do tego, ze w fazie trzymania przep lywa pr ad o warto sci wi ekszej, ni z to jest konieczne i a z do prze laczenia fazy przyci agania na faz e trzyma- nia zu zywa si e wi ecej energii ni z faktycznie jest to konieczne. Marginalne zu zycie pr adu w odniesieniu do jednego elektromagnesu zwielokrotnia si e w przypadku sterowania kompleksem ponad dwustu sekcji obudowy pracuj acych w podziemnym wyrobisku. Dotychczas stosowana technika redukcji pr aduPL 203 510 B1 3 trzymania daje ma le mo zliwo sci ograniczenia tego zjawiska. St ad te z koniecznym jest umo zliwienie w la sciwego funkcjonowania zaworów hydraulicznych bez wzrostu zu zycia energii, zarówno przez pojedyncze zawory, jak i przez ca ly uk lad zasilaj aco-steruj acy. Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu i uk ladu sterowania elektromagnesem, zw laszcza zaworu elektrohydraulicznego, które umo zliwi a zredukowanie zu zycia energii przez po- szczególne elektromagnesy do wielko sci optymalnej. Istota sposobu wed lug wynalazku polega na tym, ze po zasterowaniu elektromagnesu na pod- stawie ci ag lego pomiaru dokonuje si e pomiaru warto sci pr adu w uzwojeniu cewki dla rozpoznania, oraz zweryfikowania pozycji ko ncowej ruchu kotwicy, po osi agni eciu której doprowadzony pr ad, b ed a- cy wielko sci a regulacyjn a obni za si e do najni zszej warto sci pr adu trzymania. Pierwszy, malej acy skok warto sci krzywej pr adowej w momencie jego wyst apienia stanowi rozpoznanie pocz atku ruchu kotwi- cy, a nast epujacy po nim, drugi, rosn acy skok warto sci krzywej oznacza osi agni ecie przez kotwic e pozycji ko ncowej. Dopiero nast epuj acy po tym sta ly wzrost warto sci pr adu powoduje obni zenie pr adu do najni zszej warto sci pr adu trzymania przez przeznaczone do tego celu urz adzenie steruj ace. Najlepiej jest, gdy urz adzenie steruj ace wykonuje si e jako regulator proporcjonalny, wyregulo- wuj acy doprowadzony pr ad do warto sci zadanej. Szczególnie korzystnym jest przy tym, gdy pr ad o warto sci zadanej parametryzuje si e przez oprogramowanie mikroprocesora, spe lniaj acego rol e regulatora proporcjonalno-ca lkuj acego. Dalsze udoskonalenie sposobu wed lug wynalazku uzyskuje si e wtedy, kiedy w fazie trzymania doprowadzony pr ad dzi eki sterowaniu pulsacyjnemu, w szczególno sci poprzez modulacj e d lugo sci impulsów, utrzymuje si e na poziomie równym najni zszemu poziomowi pr adu trzymania. Modulacja impulsów w fazie trzymania, w porównaniu z regulacj a konwencjonaln a napi eciem sterowania przy lo- zonym na uzwojeniu cewki, pozwala na zminimalizowanie strat mocy. Dodatkowo korzystnym jest ze wzgl edu na bie zace wykrywanie zak lóce n sterowania i zu zycia elek- tromagnesów, gdy w urz adzeniu steruj acym wykorzystuje si e mikroprocesor, którym wykrywa si e wzrosty w przebiegu krzywej mierzonej warto sci pr adu rzeczywistego, po czym porównuje si e je z warto sciami referencyjnymi dla stwierdzenia zak lóce n parametrów roboczych i/lub zu zycia elektromagnesów. Istota uk ladu sterowania wed lug wynalazku polega na tym, ze mikroprocesor elektromagne- tycznego urz adzenia steruj acego polaczony jest z opornikiem pomiarowym, s luzacym do pomiaru pr adu rzeczywistego, w laczonym z kolei w obwód cewki elektromagnesu elementu wykonawczego. Mikroprocesor lacznie z opornikiem pomiarowym stanowi urz adzenie pomiarowe, w którym przetwor- nik cyfrowo-analogowy mikroprocesora na podstawie pomierzonego spadku napi ecia na oporniku dokonuje oznaczenia pr adu. Na podstawie pomiarów pr adu rzeczywistego, jako warto sci regulacyjnej, mikroprocesor rozpoznaje ruch kotwicy elektromagnesu i wyregulowuje doprowadzany pr ad do zada- nej warto sci najni zszego poziomu pr adu trzymania. Korzystnym jest, gdy elektroniczne urz adzenie steruj ace sk lada si e z po laczonych ze sob a funkcjonalnie mikroprocesora i jednostki moduluj acej impulsów do nastawiania i utrzymywania dopro- wadzanego pr adu na najni zszym poziomie pr adu trzymania. Mikroprocesor, przyk ladowo typu JPC lub DSP, mo ze by c zintegrowany w obudowie urz adzenia, jako sta ly podzespó l elektromagnesu elementu wykonawczego. Jednocze snie mikroprocesor ten, przy zastosowaniu odpowiedniego oprogramowania steruj acego mo ze spe lnia c funkcj e regulatora proporcjonalnie-ca lkuj acego, który ze wskazywania ruchu kotwicy mo ze by c prze laczany na punkt wykrywania defektu mechanicznego, elektronicznego, lub magnetycznego w elektromagnesie. Dalsze obni zenie zu zycia jednostkowego pr adu przez elektromagnes uzyskuje si e wówczas, gdy elektroniczne urz adzenie steruj ace po laczone jest równolegle z dwoma odr ebnymi opornikami pomiarowymi w laczonymi w obwody odpowiadaj acych im cewek dwóch elektromagnesów elementu wykonawczego, usytuowanych obok siebie we wspólnej obudowie z materia lu ferromagnetycznego. Zasadnicz a zalet a sposobu i uk ladu wed lug wynalazku jest optymalizacja zu zycia energii elek- trycznej doprowadzanej do uk ladów sterowania. Jest to umo zliwione z jednej strony poprzez stwier- dzenie, ze si la elektromagnetycznego elementu wykonawczego jest proporcjonalna do przep lywu pr adu, a z drugiej strony oparte na stwierdzeniu, ze ruch elementu wykonawczego wyzwala przeci- windukcj e w uzwojeniu elektromagnesu, która kondensuje si e w pr adzie rzeczywistym w uzwojeniu cewki. Zatem bezpo srednie rozpoznanie ruchu kotwicy w stosunkowo krótkich przedzia lach czaso- wych inicjuj acych jej ruch daje mo zliwo sc optymalizacji regulacji zu zycia energii. Ogólnie rzecz ujmu- jac, po zasterowaniu elektromagnesu, na uzwojeniu cewki mierzone s a stale dwie zmiany wielko sci na krzywej pr adu rzeczywistego. Pierwsza zmiana w postaci skoku nast epuje przy rozpocz eciu ruchuPL 203 510 B1 4 kotwicy, a druga wraz z zako nczeniem tego ruchu. Poniewa z z pocz atkiem i ko ncem ruchu kotwicy nast epuje zmiana pr adu rzeczywistego, wyra zaj aca si e skokiem krzywej na wykresie, mo zliwym jest na bazie sta lego nadzoru pr adu rzeczywistego na uzwojeniu cewki znalezienie optymalnego momentu dla obni zenia warto sci doprowadzanego pr adu do warto sci pr adu trzymania. Dodatkow a zalet a tak sposobu, jak i uk ladu wed lug wynalazku jest to, ze sta ly pomiar warto sci pr adu rzeczywistego w uzwo- jeniu cewki umo zliwia nie tylko optymalizacje pr adu trzymania, ale przyczynia si e równie z do wykry- wania zak lóce n eksploatacyjnych, oraz stanu zu zycia elektrohydraulicznych urz adze n w laczaj acych. Przyk ladowo nat ezenie pr adu na pocz atku ruchu kotwicy stanowi kryterium prawid lowej pracy rucho- wej. Zbyt wysoki, potrzebny do zainicjowania ruchu kotwicy pr ad wskazuje na pocz atek korozji, uszkodzenie, b ad z te z zbyt wysokie ci snienie w laczaj ace. Równie z czas dziel acy dwie zmiany na przebiegu charakterystyki pr adu mo ze by c wykorzystany jako kryterium do diagnozowania b ledów, które mog a powstawa c jako krótkie spi ecia w cewce magnetycznej przy zbyt wysokim pr adzie rzeczy- wistym, przerywanie sygna lów w obwodzie przy braku pr adu lub zbyt niskim napi eciu w obwodzie roboczym, b ad z te z jako k lopoty z uziemieniem przy zani zonym poziomie wymaganego pr adu trzyma- nia, mimo ca lkowicie sprawnego mikroprocesora. Tak ze samo w odniesieniu do uk ladu wed lug wyna- lazku istotnym jest wykonywanie sta lego pomiaru pr adu rzeczywistego w uzwojeniu cewki i rozpozna- wanie ruchu kotwicy, aby przy pomocy opornika pomiarowego i mikroprocesora móc ustali c optymalny czas dokonania redukcji pr adu trzymania. Dodatkowo dzi eki wykonaniu obudowy z materia lu ferroma- gnetycznego, wskutek wy zszej zawarto sci zelaza, przy sta lym pr adzie cewki, osi agnac mo zna wzrost sily magnetycznej. Wynalazek jest blizej obja sniony w przyk ladzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia schemat ideowy elektrohydraulicznego zaworu steruj acego z dwoma pojedynczymi elektromagnesami oraz dwoma zaworami wielodro znymi i przynale znym uk ladem steruj acym, a fig. 2 wykres krzywej pr adu w elektromagnesie z redukcj a pr adu trzymania wed lug sterowania dokonanego zgodnie z wyna- lazkiem. Elektrohydrauliczny zawór steruj acy 1 (fig. 1), zbudowany w postaci modu lowej, posiada obudow e 2 elementu wykonawczego 3 z materia lu ferromagnetycznego z dwoma elektromagnesami 4, 5, z których ka zdy posiada nie narysowan a kotwic e, poruszaj ac a si e od pozycji wyj sciowej do pozycji w laczaj acej - tam i z powrotem - pod wp lywem przep lywu pr adu przez przynale zne, nie narysowane uzwojenie cewki. Do obudowy 2 elementu wykonawczego 3 zamocowany jest ko lnierzowo blok zaworowy 6, zawieraj acy dwa wielodro zne zawory hydrauliczne 7, 8, które za pomoc a elektromagnesów 4, 5 mog a by c w laczane nie- zale znie od siebie. W przedstawionej na rysunku (fig. 1) sytuacji zawór hydrauliczny 7 znajduje si e w pozycji w laczaj acej, w której przy lacze odbiornika A 1 po laczone jest z przewodem wysokoci snienio- wym P, podczas gdy zawór hydrauliczny 8 znajduje si e w pozycji wyj sciowej, w której przy lacze odbior- nika A 2 po laczone jest z przewodem sp lywowym T. Elektrohydrauliczny zawór 1 posiada ponadto zamo- cowan a do obudowy 2 elementu wykonawczego 3 obudow e 9 urz adzenia steruj acego 10, którego jed- nym z zada n jest aktywizacja redukcji pr adu trzymania w fazie trzymania elektromagnesów 4, 5, co zo- stanie szerzej omówione w dalszym opisie. Elektromagnesy 4, 5 polaczone s a poprzez urz adzenie steruj ace 10 z nadrz ednym sterowa- niem scianowym i zasilane poprzez przewody 11, 12, b ad z magistral e BUS, pr adem sta lym z obwodu pr adu sta lego. Urz adzenie steruj ace 10 wyposa zone jest w mikroprocesor 13 stanowi acy regulator do redukcji pr adu trzymania, oraz jednostk e modulacyjn a 14 d lugo sci pulsacji, maj ac a za zadanie reduk- cje doprowadzonego pr adu do najni zszego poziomu pr adu trzymania z jednoczesnym wyeliminowa- niem strat energii i przegrzewania. Po przerwaniu dop lywu pr adu do uzwojenia cewek elektromagne- sów 4, 5 ich kotwice i elementy zamykaj ace zaworów hydraulicznych 7, 8 cofni ete s a za pomoc a spr e- zyn powrotnych 15, 16 do pozycji wyj sciowej. Sposób wed lug wynalazku wyt lumaczony b edzie na bazie wykresu krzywej pr adu w czasie (fig. 2). Na wykresie zobrazowane s a trzy krzywe a, b, c, przy czym krzywa a przedstawia regulowany zgodnie z wynalazkiem i mierzony przep lyw pr adu rzeczywistego na uzwojeniu cewki jednego z elektromagne- sów 4, 5 po zasterowaniu i przep lywie przez elektromagnes 4, 5, krzywa b przedstawia mierzony przebieg pr adu w cewce przy wy laczonym ruchu kotwicy, a krzywa c obrazuje mierzony przebieg pr a- du przy elektromagnesie 4, 5 z uruchomion a kotwic a ale bez redukcji pr adu trzymania. Wzrost pr adu w uzwojeniu cewki jednego elektromagnesu 4, 5 o indukcyjno sci L i oporno sci R, przy przy lo zeniu sta lego napi ecia U mo zna zobrazowa c równaniem:PL 203 510 B1 5 () ? ? ? ? ? ? ? ? - = L txR e x R U t I 1 Przy elektromagnesie 4, 5 z uzwojeniem cewki i kotwic a, w zwi azku z ruchem kotwicy w fazie jej przyci agania powstaje w uzwojeniu cewki przeciwindukcja, która na krzywej a uwidacznia si e krótkim spadkiem pr adu I pobranego przez cewk e pomi edzy momentem T 1 przypadaj acym na rozpocz ecie ruchu kotwicy, a momentem T 2 , w którym ko nczy si e ruch kotwicy, a sama kotwica osi aga pozycj e w laczenia. Moment T 0 odpowiada zasterowaniu wzgl ednie w laczeniu przyk ladowo elektromagnesu 4, przy czym elektroniczne urz adzenie steruj ace 10 dopuszcza tu stosunkowo wysoki przep lyw pr adu, aby kotwica elektromagnesu 4 mog la przezwyciezy c si le sprezyn powrotnych 15, 16, zaworu hydrau- licznego 7, 8 i sile zamykaj ac a elementu zamykaj acego zaworu hydraulicznego 7, 8. Pomi edzy cza- sami T 0 a T 1 w uzwojeniu cewki elektromagnesu 4, 5 przep lywa, przyk ladowo nie regulowany elektro- nicznym urz adzeniem steruj acym 10, pr ad wzbudzania z wykorzystaniem ca lego b ed acego do dyspozy- cji napi ecia roboczego w obwodzie pr adu sta lego. W momencie T 1 rusza kotwica elektromagnesu 4, 5. Ten ruch generuje przeciwindukcj e w uzwojeniu cewki elektromagnesu 4, 5, która zgodnie z wynalaz- kiem mierzona jest opornikiem pomiarowym R 1 dla elektromagnesu 4, wzgl ednie opornikiem pomia- rowym R 2 dla elektromagnesu 5 i rejestrowana. W fazie ruchu kotwicy, do elektromagnesu 4, 5 mo ze by c nadal doprowadzony pr ad o najwy zszym poziomie wzbudzenia, lub te z doprowadzany pr ad w momencie T 1 mo ze zosta c wyregulowany. Rzeczywisty pobór pr adu przez uzwojenie cewki zaistnia ly na przynale znym oporniku pomiaro- wym R 1 lub R 2 elektromagnesu 4, 5 szybko opada i na krzywej a w przedziale czasowym T 1 i T 2 wyka- zuje przebieg malej acy. Do momentu T 2 przebieg przyrostu pr adu rzeczywistego zmienia si e i znów jest rosn acy. Ten moment T 2 drugiej zmiany przebiegu mierzonego pr adu rzeczywistego stanowi optymalny moment dla zainicjowania redukcji pr adu trzymania, poniewa z w tym czasie, równie z ele- ment zamykaj acy zaworu hydraulicznego 7, 8 osi aga pozycj e wlaczaj ac a i rozpoczyna si e faza trzy- mania elektromagnesu 4, 5. Za pomoc a mikroprocesora 13 realizowana jest funkcja regulatora, któ- rym przyk ladowo zgodnie z oprogramowaniem jest regulator proporcjonalno-ca lkuj acy, a który bazuj ac na wykonanym za pomoc a oporników pomiarowych R 1 lub R 2 pomiarze pr adu rzeczywistego redukuje pr ad doprowadzony do uzwojenia cewki elektromagnesu 4, 5 do najnizszego poziomu pr adu trzyma- nia. Warto sc pr adu trzymania, przy której zagwarantowane jest osi agni ecie pozycji otwarcia elementu zamykaj acego zaworu hydraulicznego 7, 8, tak ze przy wahaniach ci snienia w odbiorniku A 1 , A 2 mo ze zostac sparametryzowana jako wartosc zadana dla mikroprocesora 13. Wówczas mikroprocesor 13 reguluje doprowadzony pr ad w ten sposób, ze zmieniona warto sc pr adu rzeczywistego wyrównywana jest do warto sci zadanej. Poniewa z jako parametr regulacyjny s lu zy nadal zmierzony pr ad rzeczywisty, napi ecia ni zsze, lub wahania napi ecia zasilania nie powoduj a niezamierzonego w laczania elektroma- gnesu 4, 5, a poziom pr adu trzymania potrzebny do tej czynno sci zostaje zachowany. Sygna l wyj- sciowy mikroprocesora 13, jako regulatora proporcjonalno-ca lkuj acego doprowadzany jest do jednost- ki modulacyjnej 14 d lugo sci impulsów, która w drodze sterowania pulsacyjnego utrzymuje pr ad trzy- mania na najni zszym poziomie. W praktyce obni zenie pr adu trzymania nie nast epuje w momencie T 2 , lecz po up lywie czasu powrotnego w momencie T 3 , w którym urz adzenie steruj ace 10 ma za zadanie wykrycie i zweryfiko- wanie niweluj acego wahania napi ecia pr adu pobieranego przez uzwojenie cewki uruchomionego elek- tromagnesu 4, 5. Rozpi etosc czasowa pomi edzy momentem T 2 , gdy nast epuje rzeczywista zmiana znaku na krzywej mierzonego pr adu rzeczywistego, a momentem T 3 , kiedy nast epuje redukcja pr adu trzymania, stanowi czasokres bezpiecze nstwa, który korzystnie mo ze by c wyregulowany za pomoc a oprogramowania dla mikroprocesora 13. Sposób wed lug wynalazku i nowa metoda redukcji pr adu trzymania pozwala na osi agni ecie pr adu w laczania na poziomie 160 mA, przy czym moment T 3 nast e- puje po oko lo 100 ms po uruchomieniu przynale znego elektromagnesu 4, 5. Pr ad trzymania oscyluje w granicach oko lo 35 mA. Sta ly pomiar pr adu rzeczywistego w uzwojeniu cewki elektromagnesu 4, 5 mo zna wykorzysta c równie z do zidentyfikowania elektrycznych, elektronicznych lub magnetycznych zak lóce n pracy w elektrohydraulicznym zaworze 1. Przy w laczonej przeciwindukcji mo ze zosta c wyemitowany sygna l ostrzegawczy, ze przynale zny elektromagnes nie zosta l zalaczony. Je sli za s ponad proporcjonalnie wyd lu za si e okres czasu mi edzy momentami T 1 i T 2 , mo ze to swiadczy c o zu zyciu zaworu. Tak ze moment T 1 i dokonany w nim pomiar napi ecia pr adu mo ze by c analizowany pod k atem ewentualnegoPL 203 510 B1 6 wyst apienia zu zycia. Je zeli elektromagnesy 4, 5 pod laczone s a do magistrali danych BUS, stan wla- czenia kotwicy mo ze zosta c wstecznie zweryfikowany poprzez nadzorowanie powrotu kotwicy do po- zycji wyj sciowej po od laczeniu elektromagnesu 4, 5. PL

Claims (8)

  1. Zastrze zenia patentowe 1. Sposób sterowania elektromagnesem, zw laszcza zaworu elektrohydraulicznego, o dwukie- runkowym i dwupozycyjnym sterowaniu pozycjami w laczeniowymi, pod laczonego do samobezpiecz- nego obwodu pr adu sta lego i uruchamiaj acego element zamykaj acy zaworu hydraulicznego, w którym dokonuje si e sta lego pomiaru warto sci pr adu w uzwojeniu cewki po zasterowaniu elektromagnesu i jego warto sciowania, przy czym za pomoc a elektronicznego uk ladu steruj acego uzwojeniem cewki elektromagnesu w fazie przyci agania kotwicy doprowadza si e pr ad wzbudzania, a w fazie trzymania kotwicy doprowadza si e pr ad trzymania o warto sci ni zszej od pr adu wzbudzania, znamienny tym, ze po zasterowaniu elektromagnesu (4, 5) dokonuje si e pomiaru warto sci pr adu w uzwojeniu jego cewki dla rozpoznania oraz zweryfikowania pozycji ko ncowej ruchu kotwicy, po osi agni eciu której doprowa- dzany pr ad, b ed acy wielko scia regulacyjn a obni za si e do najni zszej warto sci pr adu trzymania, przy czym pierwszy, malej acy skok warto sci krzywej pr adowej w momencie (T 1 ) stanowi rozpoznanie po- cz atku ruchu kotwicy, a nast epuj acy po nim drugi, rosn acy skok warto sci krzywej pr adowej w momen- cie (T 2 ) oznacza osi agni ecie przez kotwic e pozycji ko ncowej, a dopiero nast epny, sta ly wzrost warto- sci pr adu w okresie od momentu (T 2 ) do momentu (T 3 ) powoduje obni zenie pr adu do najni zszej warto- sci pr adu trzymania przez przeznaczone do tego celu urz adzenie steruj ace 10.
  2. 2. Sposób wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze urz adzenie steruj ace (10) wykonuje si e jako regulator proporcjonalny, wyregulowuj acy doprowadzony pr ad do warto sci zadanej.
  3. 3. Sposób wed lug zastrz. 2, znamienny tym, ze pr ad o warto sci zadanej parametryzuje si e po- przez program sterowania.
  4. 4. Sposób wed lug jednego z zastrz. 1 do 3, znamienny tym, ze w fazie trzymania doprowa- dzony pr ad dzi eki sterowaniu pulsacyjnemu, w szczególno sci poprzez modulacj e d lugo sci impulsów, utrzymuje si e na poziomie równym najni zszemu poziomowi pr adu trzymania.
  5. 5. Sposób wed lug jednego z zastrz. 1 do 4, znamienny tym, ze w urz adzeniu steruj acym (10) wykorzystuje si e mikroprocesor (13), którym wykrywa si e wzrosty w przebiegu krzywej mierzonej war- to sci pr adu rzeczywistego, po czym porównuje si e je z warto sciami referencyjnymi dla stwierdzenia zak lóce n warunków roboczych i/lub zu zycia elektromagnesów.
  6. 6. Uk lad sterowania elektromagnesem, zw laszcza zaworu elektrohydraulicznego, w którym element zamykaj acy zaworu hydraulicznego poruszany jest dwukierunkowo i przyjmuje dwie pozycje za pomoc a po laczonej z nim ruchowo i usytuowanej wspó losiowo kotwicy elektromagnesu elementu wykonawczego, zasilanego z obwodu pr adu sta lego, a uzwojenie cewki elektromagnesu po laczone jest z elektronicznym urz adzeniem steruj acym, podaj acym w fazie przyci agania kotwicy prad o warto- sci pr adu wzbudzania, natomiast w fazie trzymania kotwicy doprowadzaj acym pr ad o warto sci najni z- szego pr adu trzymania, znamienny tym, ze mikroprocesor (13) elektronicznego urz adzenia steruj a- cego (10) polaczony jest z opornikiem pomiarowym (R 1 , R 2 ) pr adu rzeczywistego, w laczonym w ob- wód cewki elektromagnesu (4, 5).
  7. 7. Uk lad wed lug zastrz. 6, znamienny tym, ze elektroniczne urz adzenie steruj ace (10) sk lada sie z po laczonych funkcjonalnie ze sob a mikroprocesora (13) i jednostki modulacyjnej (14) impulsów do nastawiania i utrzymywania doprowadzonego pr adu na najni zszym poziomie pr adu trzymania.
  8. 8. Uk lad wed lug zastrz. 7 albo 8, znamienny tym, ze elektroniczne urz adzenie steruj ace (10) po laczone jest dwoma równoleg lymi, odr ebnymi opornikami pomiarowymi (R 1 , R 2 ) wlaczonymi w ob- wody odpowiadaj acych im cewek dwóch elektromagnesów (4, 5) elementu wykonawczego (3) usytu- owanych we wspólnej obudowie (2) wykonanej z materia lu ferromagnetycznego.PL 203 510 B1 7 RysunkiPL 203 510 B1 8 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 z l. PL
PL359168A 2002-03-19 2003-03-14 Sposób i uk lad sterowania elektromagnesem, zw laszcza zaworu elektrohydraulicznego PL203510B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10212092.7 2002-03-19
DE10212092A DE10212092A1 (de) 2002-03-19 2002-03-19 Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Elektromagneten an einem eigensicheren Gleichstromkreis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL359168A1 PL359168A1 (pl) 2003-09-22
PL203510B1 true PL203510B1 (pl) 2009-10-30

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11569017B2 (en) Diagnostic device and method for solenoid valves
US6985345B2 (en) Method and a device for operating an electro-magnet on an intrinsically safe direct current circuit
CA2247809C (en) Method and apparatus for sensing armature position in reluctance electromagnetic actuators
CN102448653B (zh) 焊接***、丝驱动***和对具有电源供应器自动配置的丝送进器切换电源的方法
CN101354944A (zh) 具有至少两个绕组的电磁致动器
US4870364A (en) Method of, and apparatus for, monitoring the operation of electromagnetic hydraulic valves
EP2149890B1 (en) A single coil actuator for low and medium voltage applications.
JP7184523B2 (ja) 少なくとも1つの継電器を作動させるための回路構成
US20010016802A1 (en) Circuit arrangement for measured value detection, transfer and analysis
JP6933786B1 (ja) 電力量計の開閉器の接点状態検出方法及び電力量計の開閉器駆動回路
PL203510B1 (pl) Sposób i uk lad sterowania elektromagnesem, zw laszcza zaworu elektrohydraulicznego
CN101944442B (zh) 由磁性补偿装置的伺服控制和包括该装置的接触器
US20130320250A1 (en) Electronic flow control method for a spring diaphragm irrigation control valve using a pulsed signal
DE19535211A1 (de) Schaltungsanordnung zur Regelung eines elektromagnetischen Antriebes in einem Schaltgerät
CN101082253A (zh) 用于一种入口保护装置的封闭装置
US10848086B2 (en) System for preventing transformer saturation
CN1898755B (zh) 用于控制电磁铁所操作的射流阀的电路装置
EP0872645B1 (en) Electrohydraulic device for driving and remotely controlling a hydraulic distributor
EP1235322B1 (en) Voltage stabiliser for electrical energy transmission and distribution applications
CN104197073A (zh) 具有综合流动感应能力的微型阀
EP3621090B1 (en) A coil actuator for low and medium voltage applications
WO2016120888A1 (en) Locking arrangement for electrical enclosure
JPH01101472A (ja) 接点寿命検出装置
KR20000013601A (ko) 가스메타용 전자밸브
EP3525224A1 (en) Electrical assembly