SU805438A1 - Device for unirolar pulse boosting of electric mechanisms - Google Patents

Description

Изобретение относится к управлению электромеханизмами (ЭМ), например электромагнитами, магнитными плитами, ударными электромагнитными инструментами и др.The invention relates to the control of electromechanisms (EM), for example, electromagnets, magnetic plates, percussion electromagnetic instruments, etc.

Известно устройство однополярного импульсного управления механизмом, содержащее два источника питания - основной и форсировочный, два ключа и блок их управления И].A device for unipolar pulse control of the mechanism, containing two power sources - the main and boost, two keys and their control unit And].

Недостатком этого устройства является наличие неоптимальной тяговой характеристики из-за неэффективного закона управления ключами.The disadvantage of this device is the presence of non-optimal traction characteristics due to the ineffective key management law.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для однополярного импульсного форсирования электромеханизмов, содержащее два диода и две параллельные цепи, одна из которых образована последовательно соединенными первым ключом, обмоткой электромеханизма и вторым ключом, а вторая последовательно соединенными источниками — основным и форсирующим, при этом один из диодов включен между общей точкой источников и точкой соединения обмотки электромеханизма и второго ключа, которые шунтированы вторым диодом, два последовательно соединенных формирователя временных интервалов и двухвходовой элемент ИЛИ-Н5, выход которого соединен с управляющим входом ⁵ первого ключа, первый вход — с выходом второго формирователя, а второй вход — с входом первого формирователя [2].Closest in technical essence and the achieved result is a device for unipolar impulse forcing of electromechanisms, containing two diodes and two parallel circuits, one of which is formed by a series-connected first key, an electromechanical winding and a second key, and the second series-connected sources - main and boost, while one of the diodes is on between the common point of the sources and the connection point of the winding of the electromechanism and the second key, which are shunted by the second diode, two series-connected shaper time intervals and two-input element OR-H5, the output of which is connected to the control input⁵ the first key, the first input with the output of the second driver, and the second input with the input of the first driver [2].

Недостаток этого устройства заключается в том, что двухинтервальный однополярный закон управления становится неоптимальным по быстродействию для тех ЭМ, у которых соотношение указанных постоянных времени таково, что в конце второго интервала управления (интервал торможения) ток в обмот¹⁵ ке ЭМ становится меньше, чем это необходимо для надежного удержания подвижного звена ЭМ в конечном состоянии. Поэтому следует снова форсировать электромагнитный процесс, т.е. снова подключить обмотку ЭМ ²⁰ к форсирующему источнику: появляется третий интервал управленияThe disadvantage of this device is that the two-interval unipolar control law becomes non-optimal in terms of speed for those EMs for which the ratio of these time constants is such that at the end of the second control interval (braking interval) the current in the winding of ¹⁵ kE EM becomes less than necessary for reliable retention of the moving link EM in the final state. Therefore, the electromagnetic process should be forced again, i.e. reconnect the EM ²⁰ winding to the boosting source: a third control interval appears

Цель изобретения — реализация оптималт ного закона управления по быстродействию.The purpose of the invention is the implementation of the optimal control law for speed.

Эта цель достигается тем, что устройство для однополярного импульсного форсирования электромеханизмов снабжено дополнительным формирователем временных интервалов и двухвходовым элементом ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого формирователя, его выход — к управляющему входу второго ключа, вход дополнительного формирователя временных интервалов подключен к выходу второго формирователя, выход дополнительного формирователя временных интервалов подключен ко второму входу элемента ИЛИ.This goal is achieved by the fact that the device for unipolar pulse forcing of electromechanisms is equipped with an additional shaper of time intervals and a two-input OR element, the first input of which is connected to the output of the first shaper, its output is connected to the control input of the second key, the input of the additional shaper of time intervals is connected to the output of the second shaper , the output of the additional shaper time intervals connected to the second input of the OR element.

На- чертеже представлена .схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

. . Выходной каскад выполнен на двух управляемых ключах 1 и 2, вентилях 3 и 4 и источниках питания 5 (основной) и б (форсиру· ющий). При указанной на схеме полярности общая точка источников соединена с положительным выводом вентиля 3, отрицательный вывод которого соединен с одним из выводов нагрузки (обмотки электромеханизмов) 7 и одним из выходных выводов управляемого ключа 2, второй выходной вывод которого соединен с положительным полюсом источника 6 и отрицательным выводом вентиля 4, положительный вывод которого в свою очередь соединен со вторым выводом обмотки электромеханизма 7 и выходным выводом ключа 1. Второй выходной вывод ключа 1 соединен с отрицательным полюсом источника 5.. . The output stage is made on two controlled keys 1 and 2, valves 3 and 4, and power sources 5 (main) and b (forcing). With the polarity indicated in the diagram, the common point of the sources is connected to the positive terminal of valve 3, the negative terminal of which is connected to one of the load terminals (windings of electromechanisms) 7 and one of the output terminals of the controlled key 2, the second output terminal of which is connected to the positive pole of source 6 and the negative the output of valve 4, the positive output of which is in turn connected to the second output of the winding of the electromechanism 7 and the output output of the key 1. The second output output of the key 1 is connected to the negative field 5 ohm source.

Блок управления содержит формирователи временных интервалов 8 и 9, двухвхоАовой логический элемент ИЛИ—НЕ 10, третий формирователь 11 временных интервалов и двухвходовой логический Элемент - ИЛИ 12. Выход первого формирователя 8 соединен со входом второго формирователя 9 и первым входом элемента 12. Выход второго формирователя 9 соединен со входом третьего формирователя 11 и с первым входом элемента 10. Вторые входы элементов 12 и 10 соединены соответственно с выходом формирователя И и с входом первого формирователя 8, являющимся входом устройства. Выходы элементов 10. и 12 соединены соответственно с управляющими входами ключей 1 и 2.The control unit contains shapers of time intervals 8 and 9, a two-input logic element OR — NOT 10, a third shaper 11 of time intervals and a two-input logic element — OR 12. The output of the first driver 8 is connected to the input of the second driver 9 and the first input of element 12. The output of the second driver 9 is connected to the input of the third driver 11 and to the first input of the element 10. The second inputs of the elements 12 and 10 are connected respectively to the output of the driver And and to the input of the first driver 8, which is the input of the devices . The outputs of the elements 10. and 12 are connected respectively to the control inputs of the keys 1 and 2.

В зависимости от сигналов, поступающих на вход, устройство может работать как в режиме одиночных включений, так и в режиме периодических включений и выключений. Выключенное состояние ЭМ соответствует наличию на входе устройства высокого потенциала (понятие ’’высокий потенциал” в данном употреблении условно и означает напряжение в несколько вольт,’’единица”). При этом на выходах формирователей 8, 9, 11,Depending on the signals arriving at the input, the device can operate both in the mode of single switching on and in the mode of periodic switching on and off. The off state of the EM corresponds to the presence of a high potential at the input of the device (the concept ’’ high potential ”in this use is conditional and means a voltage of several volts,’ ’unit”). Moreover, at the outputs of the shapers 8, 9, 11,

805438 4 устанавливаются низкие потенциалы (напряжение, близкое к нулю, — условимся называть это ’’нулем”), на выходах элементов 10 и 12 — низкие потенциалы.805438 4 low potentials are set (voltage close to zero - let's agree to call it ’’ zero ”), at the outputs of elements 10 and 12 - low potentials.

При скачкообразном изменении состояния на входе устройства (сброс напряжения до ’’нуля”) запускается формирователь 8- (все формирователи запускаются при отрицательном dU/dt на их входах) с его выхода ’’единица” через элемент 12 открывает ключ 2, и одновременно с выхода элемента 1Q ’’единица” открывает ключ 1. В нагрузке под действием напряжения, равного сумме напряжений двух источников (форсирующего и основ15 ного), начинает нарастать ток, и процесс этот происходит за время, соответствующее длительности первого интервала управления. После окончания действия импульса с выхода формирователя 8 ключ 2 выключается, одновремен· ₂₀ но, вследствие изменения состояния формирователя 9, с Выхода элемента 10 ’’нуль” выключает ключ. 1. В нагрузке начинается процесс спада тока по цепи - вентиль 4, источник б и вентиль 3 (при этом энергия, накоплен₂₅ пая в магнитной цепи нагрузки, возвращается в источник). Длительность этого процесса соответствует длительности второго интервала управления. По окончании этого интервала формирователь 9 вернется в исходное состоя₃₀ ние, при этом откроется ключ 2 (благодаря наличию двух ’’нулей” на входах элемента 10\ запустится формирователь 11, и через элемент 12 ’’единица” с его выхода откроет ключ 2. В нагрузке снова начнется процесс нарастания . тока под действием суммы двух напряжений ³⁵ (третий интервал управления). По окончании действия импульса с выхода формирователя 11 ключ 2 выключается, и нагрузка останется подключенной через ключ 1 и вентиль 3 к источнику 5, при этом подвижное звено ⁴⁰ ЭМ будет удерживаться в конечном состоянии до тех пор, пока На входе устройства не появится ’’единица”. При выключении ключа 1 спад тока в нагрузке происходит по цепи — вентиль 4, источник 6, вентиль 3 (опять, как 45 и за время второго интервала управления, происходит возврат энергии в источник). Благодаря использованию в устройстве· дополнительного формирователя и дополнительного логического элемента появилась воэ50 можность сформировать третий, интервал управления, т.е. реализовать оптимальное безвибрационное управление ЭМ определенного типа (тяговые электромагниты, магнитные плиты, ударные электромагнитные инструменты и др.).When an abrupt change in the state at the input of the device (voltage drop to “zero”) starts the driver 8- (all the drivers start at a negative dU / dt at their inputs) from its output, “unit” opens the key 2 through element 12, and simultaneously with the output of element 1Q “unit” opens key 1. In the load, under the action of a voltage equal to the sum of the voltages of two sources (boost and main), the current begins to increase, and this process takes place over a time corresponding to the duration of the first control interval. After the end of the pulse from the output of the shaper 8, the key 2 is turned off, at the same time · ₂₀ but, due to a change in the state of the shaper 9, from the output of the element 10 "zero" turns off the key. 1. In the load, the process of current decay along the circuit begins - valve 4, source b and valve 3 (in this case, the energy accumulated ₂₅ shares in the magnetic circuit of the load is returned to the source). The duration of this process corresponds to the duration of the second control interval. At the end of this interval, shaper 9 will return to its initial state ₃₀ , and key 2 will open (due to the presence of two “zeros” at the inputs of element 10 \, shaper 11 will start, and through element 12, “one” will open key 2 from its output. In the load, the process of increasing current starts again under the action of the sum of two voltages ³⁵ (third control interval) .After the end of the pulse from the output of the shaper 11, key 2 is turned off, and the load remains connected through key 1 and valve 3 to source 5, while the movable link ⁴⁰ EM will have hold in the final state until “1” appears at the input of the device. When the key 1 is turned off, the current drops in the load through the circuit - valve 4, source 6, valve 3 (again, like 45 and during the second control interval , energy is returned to the source.) Thanks to the use of an additional driver and an additional logical element in the device, it became possible to form a third, control interval, i.e. implement optimal vibration-free control of a certain type of EM (traction electromagnets, magnetic plates, percussion electromagnetic instruments, etc.).

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР №385340, кл. Н 01 Н 47/02, 1970.1. USSR author's certificate No. 385340, cl. H 01 H 47/02, 1970. 2.Авторское свндетельспо СССР N 558321, кл. Н 01 Н 47/02, 1977:2. Authors svdetelspo USSR N 558321, cl. H 01 H 47/02, 1977: