PL239895B1 - Układ elektroniczny zawierający sterownik elektromagnesu - Google Patents

Description

PL 239 895 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest nowy i innowacyjny układ elektroniczny zawierający sterownik elektromagnesu, który może być stosowany w urządzeniach pracujących w miejscach o trudnych warunkach atmosferycznych.

Znane są różnego rodzaju układy elektroniczne i sterowniki.

Z patentu nr 163611 znany jest „Sterownik mocy prądu przemiennego”, który ma dwa zespoły rozłączne - płytę nośną i część główną sterownika. Do płyty nośnej przymocowane są: gniazdo segmentowe do połączeń układu wyzwalania bramkowego, uchwyt i gniazdo zatrzaskowe. Część główna sterownika ma tyrystorowy blok elektroizolowany przymocowany do radiatora, do którego przymocowane są również dwie prowadnice dolna i górna, płytki z obwodem drukowanym układu wyzwalania bramkowego oraz osłony dolna i górna z zamocowaną między nimi osłoną bezpiecznika.

Z patentu nr 199050 znany jest „Układ sterowania napędem elektromagnesowym stycznika”, który zawiera źródło prądu przemiennego włączone pomiędzy zaciski wejściowe zasilacza napędu elektromagnesowego, do których podłączona jest cewka przekaźnika podnapięciowego. Elementy sterownicze i zabezpieczeniowe i zestyk czynny przekaźnika podnapięciowego, włączone są w obwód źródła prądu przemiennego połączonego z zaciskami wejściowymi zasilacza napędu, który stanowi obwód AC zasilania przetwornika napięcia, którego pierwszy zacisk połączony jest poprzez element prostowniczy z wyjściem zasilacza napędu, połączonym poprzez zestyk bierny przekaźnika podnapięciowego i element prostowniczy z pierwszym zaciskiem przetwornika napięcia. Pomiędzy zestyk bierny przekaźnika podnapięciowego i element prostowniczy włączany jest pierwszy zacisk układu czasowego, którego drugi zacisk połączony jest z drugim zaciskiem wyjściowym przetwornika napięcia, połączonego z zaciskiem wyjściowym zasilacza napędu. Do zacisków wyjściowych zasilacza napędu, poprzez elementy łączeniowe zabezpieczeń nadprądowych podłączone są uzwojenia cynkowe stycznika.

Rozwiązanie według wynalazku ogranicza niedogodności wynikające ze stanu techniki, zapewniając bezawaryjną pracę układu w każdych warunkach atmosferycznych.

Istota wynalazku polega na tym, że do anody diody zwrotnej, przyłączonej swoją katodą do jednego zacisku przyłączeniowego cewki elektromagnesu, dołączony jest jeden zacisk toru prądowego łącznika półprzewodnikowego, zaś jego drugi zacisk dołączony jest do katody diody pomocniczej której anoda przyłączona jest do drugiego zacisku przyłączeniowego cewki elektromagnesu a ponadto, do połączonych razem anody diody i jednego zacisku toru prądowego łącznika dołączona jest anoda diody, której katoda dołączona jest do połączonych razem jednego zacisku łącznika półprzewodnikowego, jednego zacisku ogranicznika przepięć, anody diody i zacisku przyłączeniowego, natomiast drugi zacisk łącznika półprzewodnikowego i drugi zacisk ogranicznika przepięć dołączone są do zacisku prostownika; po podaniu pomiędzy zaciski, stałego lub przemiennego napięcia sterującego, wytwarzane jest napięcie pomocnicze VC, przy czym wraz z podaniem napięcia sterującego, zostaje załączony tranzystor powodujący, zasilenie przyłączonej do zacisków cewki elektromagnesu; zaś po zadziałaniu elektromagnesu, rozpoczyna się impulsowa praca tranzystora i ograniczenie prądu płynącego przez uzwojenie cewki, do wartości prądu podtrzymania; przy wyłączaniu elektromagnesu inicjowanym przez zanik napięcia sterującego podawanego pomiędzy zaciski, następuje wyłączenie tranzystorów, co powoduje odłączenie diody zwrotnej od uzwojenia elektromagnesu i ostateczne wyłączenie cewki elektromagnesu.

W układzie według wynalazku część magnetowodu jest z reguły ruchoma i zmienia swój stan od położenia wymuszanego siłą zwrotną, któremu odpowiada duża szczelina w obwodzie magnetycznym, do położenia gdy jest ona minimalna. Pierwsze położenie występuje gdy przez uzwojenie elektromagnesu nie płynie prąd; natomiast drugie położenie jest wymuszane przez płynący prąd. Aby nastąpiło przestawienie elektromagnesu z położenia pierwszego w drugie, wymagana jest duża siła. Zależna jest ona od prądu płynącego przez cewkę. Po wymuszeniu drugiego położenia, do utrzymania elektromagnesu w tym położeniu wystarczy siła minimalna, a więc również niewielki prąd. Potrzebne jest zatem zmniejszenie siły, a więc i zmniejszenie napięcia płynącego prądu, tak by nie nastąpiło zniszczenie uzwojenia na skutek wydzielających się w nim strat mocy.

Układ elektroniczny zawierający sterownik elektromagnesu posiada stałe lub przemienne napięcie sterujące dołączane jest do zacisków (1) i (2) jednofazowego mostka prostowniczego (3). Do zacisków wyjściowych (4) i (5) mostka dołączone są układy zasilaczy (6) i (10) wytwarzające napięcia pomocnicze VCC i VC. Napięcie VCC służy do zasilania układu procesorowego (7), wysterowującego przez układ (8) zasilany napięciem VC, bramkę łącznika półprzewodnikowego (16), korzystnie

Claims (1)

1. PL 239 895 B1 tranzystora. Układ (9) włączony pomiędzy zaciski (4) i (5) prostownika (3) i dołączony do napięcia VCC, zapewnia standaryzację warunków pracy sterownika elektromagnesu przy załączaniu układu (7). Napięcie VC dołączone jest przez diodę (11) do bramki tranzystora (12). Jeden z zacisków głównego toru prądowego tranzystora (12) dołączony jest przez diodę (13) do wyjściowego zacisku (19), natomiast drugi do wspólnego połączenia anod diod (14) i (15). Katoda diody (14) dołączona jest do zacisku wyjściowego (18) a katoda diody (15) do zacisku wyjściowego (19). Jeden z zacisków głównego toru prądowego tranzystora (16) dołączony jest do zacisku wyjściowego (19) a drugi do zacisku (5) prostownika (3). Równolegle do zacisków głównego toru prądowego tranzystora (16), dołączony jest warystorowy ogranicznik przepięć (17). Do zacisków wyjściowych (18) i (19) dołączane są końce uzwojenia cewki elektromagnesu napędowego.

   Działanie układu rozpoczyna się po podaniu pomiędzy zaciski (1) i (2), stałego lub przemiennego napięcia sterującego. Z niego, wytwarzane jest napięcie pomocnicze VC oraz z pewnym opóźnieniem VCC do zasilania procesora sterującego (7). Wraz z podaniem napięcia sterującego, poprzez układ (8) zostaje wysterowany i załączony w sposób ciągły tranzystor (16) powodujący, zasilenie przyłączonej do zacisków (18) i (19) cewki elektromagnesu a więc jego zadziałanie. Po pewnym czasie, już po zadziałaniu elektromagnesu, rozpoczyna się impulsowa praca tranzystora (16) i ograniczenie prądu płynącego przez uzwojenie cewki, do wartości prądu podtrzymania. Sygnał o określonym współczynniku wypełnienia, generowany jest przez układ (7) i poprzez układ sterownika (8) zostaje podany na bramkę tranzystora (16). Wysterowany jest również tranzystor (12) zapewniający włączenie diody zwrotnej przy impulsowej pracy tranzystora (16).

   Przy wyłączaniu elektromagnesu inicjowanym przez zanik napięcia sterującego podawanego pomiędzy zaciski (1) i (2), następuje wyłączenie tranzystorów (12) i (16). Wyłączenie tranzystora (12) powoduje odłączenie diody zwrotnej (14) od uzwojenia elektromagnesu a więc uniemożliwienie przepływu przez nią prądu. Przy ostatnim wyłączeniu pracującego impulsowo tranzystora (16), następuje ostateczne wyłączenie cewki elektromagnesu ale już bez diody zwrotnej. Dzięki temu skrócony zostaje czas własny tego typu stycznika, przy otwieraniu. Energia cewki przy wyłączaniu tranzystora (16) wytracana jest w warystorowym ograniczniku przepięć (17).

   Przy dużej częstości pracy elektromagnesu, kolejne jego załączenia następują co kilka sekund. Aby warunki początkowe tych załączeń były powtarzalne, zastosowano układ (9) rozładowujący pojemności w układzie zasilania (6), w chwili zaniku napięcia sterującego podawanego pomiędzy zaciski (1) i (2).

   Rozwiązanie według wynalazku przedstawiono na załączonym rysunku - fig 1 - przedstawiającym schemat ideowo-blokowy sterownika elektromagnesu i w przykładzie wykonania.

   P r z y k ł a d wykonania:

   Układ elektroniczny zawierający sterownik elektromagnesu, przeznaczony zwłaszcza do współpracy z napędami elektromagnesowymi styczników, w którym do anody diody zwrotnej (14), przyłączonej swoją katodą do jednego zacisku przyłączeniowego (18) cewki elektromagnesu, dołączony jest jeden zacisk toru prądowego łącznika półprzewodnikowego (12), zaś jego drugi zacisk dołączony jest do katody diody pomocniczej (13) której anoda przyłączona jest do drugiego zacisku przyłączeniowego (19) cewki elektromagnesu a ponadto, do połączonych razem anody diody (14) i jednego zacisku toru prądowego łącznika (12) dołączona jest anoda diody (15) której katoda dołączona jest do połączonych razem jednego zacisku łącznika półprzewodnikowego (16), jednego zacisku ogranicznika przepięć (17), anody diody (13) i zacisku przyłączeniowego (19), natomiast drugi zacisk łącznika półprzewodnikowego (16) i drugi zacisk ogranicznika przepięć (17) dołączone są do zacisku (5) prostownika (3). Sterownik zawiera układ (9) połączony jednym końcem z zaciskiem (4) prostownika (3) i drugim, z zaciskiem (5) prostownika (3) oraz dodatkowo dołączony jest do zasilacza (6) wytwarzającego pomocnicze napięcie VCC, dzięki czemu po zaniku napięcia sterującego pomiędzy zaciskami (1) i (2), następuje wymuszone rozładowanie pojemności wyznaczającej czas ciągłego przewodzenia tranzystora (16) przy załączaniu.

   Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ elektroniczny zawierający sterownik elektromagnesu, którym połączone są ze sobą zasilacze, zaciski, mostek prostowniczy, elementy przewodzące, anody, katody, tranzystor i cewki, znamienny tym, że do anody diody zwrotnej (14), przyłączonej swoją katodą