CS261505B1

CS261505B1 - Connecting the electromagnetic electronic power circuit

Info

Publication number: CS261505B1
Application number: CS86473A
Authority: CS
Inventors: Stefan Ing Ploskon
Original assignee: Stefan Ing Ploskon
Priority date: 1986-01-22
Filing date: 1986-01-22
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS47386A1

Abstract

Zapojenie elektronického napájacieho obvodu elektromagnetov je vhodné pre napájanie elektromagnetických zátaží roznych prvkov alebo zariadení, napr. pre relé, elektromagnetické uchopovacie hlavice priemyselných robotov a manipulátorov a pod. Podstata technického riešenia spočívá v pospájaní spínacích a impulzných elektronických obvodov pozostávajúcich z jedného PNP tranzistora, piatich NPN tranzistorov deviatich odporov, dvoch kondenzátorov, troch diód a elektromagnetu. Výhoda zapojenie elektronického, napájacieho obvodu elekroinagnetov spočívá v tom, že umožňuje pri zapnutí zvýšeným prúdom rýchlejšie zmagnetizovanie elektromagnetu na požadovaná hodnotu pre vytvorenie nutnej príťažnej sily. Počas príťahu elektromagnetom preteká prúd nutný len na vytvorenie prídržnej sily. Pri vypnutí elektromagnetu zapojenie opačné polarizovaným prúdom umožňuje rýchlejšie odmagnetizovanie s odstraněním remantného parazitného magnetizmu elektromagnetu.The connection of the electronic power supply circuit of electromagnets is suitable for powering electromagnetic loads of various elements or devices, e.g. for relays, electromagnetic gripping heads of industrial robots and manipulators, etc. The essence of the technical solution lies in connecting switching and pulse electronic circuits consisting of one PNP transistor, five NPN transistors, nine resistors, two capacitors, three diodes and an electromagnet. The advantage of the connection of the electronic power supply circuit of electromagnets lies in the fact that when switched on, it allows for faster magnetization of the electromagnet to the required value to create the necessary attractive force. During attraction, the current necessary to create the holding force flows through the electromagnet only. When the electromagnet is switched off, the connection with the oppositely polarized current allows for faster demagnetization with the removal of the remanent parasitic magnetism of the electromagnet.

Description

Vynález sa týká zapojenia elektronického napájacieho obvodu elektromagnetov vhodného pre napájanie elektromagnetických záťaží róznych prvkov a zariadení, najma pre uchopovacie hlavice priemyselných robotov a manipulátorovZ doteraz známých zapojení napájacích obvodov elektromagnetov sú také, ktoré využívajú buď kontaktně, alebo polovodičové spínače bez možnosti zrýchleného zmagnetizovania a odmagnetizovania elektromagnetov. Elektromagnety sú pri týchto zapojeniach napájané konštantným prúdom počas celej doby zmagnetizovania. Takéto riešenie kladie váčšie nároky na konštrukciu elektromagnetu z hladiska teplotných režimov a použitých materiálov.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the connection of an electronic electromagnetic power supply circuit suitable for supplying electromagnetic loads to various elements and equipment, in particular for industrial robot and manipulator gripping heads. . In these circuits, the electromagnets are supplied with a constant current throughout the entire magnetization period. Such a solution places greater demands on the construction of the electromagnet in terms of temperature regimes and materials used.

Uvedený nedostatok rieši zapojenie elektronického napájacieho obvodu elektromagnetov podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že prvá vstupná svorka je spojená s prvým vývodom prvého odporu, ktorého druhý vývod je spojený s bázou prvého PNP tranzistore, ktorého emitor je spojený s kladnou zdrojovou svorkou a jeho kolektor je spojený súčasne s prvým vývodom štvrtého odporu, šiesteho odporu a deviateho odporu, pričom druhý vývod štvrtého odporu je spojený s bázou tretieho NPN tranzistore, ktorého emitor je spojený s prvou napájacou svorkou elektromagnetu a jeho kolektor je spojený súčasne s prvým vývodom piateho odporu a bázou štvrtého NPN tranzistore, ktorého emitor je spojený s prvou napájacou svorkou elektromagnetu a jeho kolektor je súčasne spojený s druhou vývodom piateho odporu, prvým vývodem prvého kondenzátora a katódou druhej diody, ktorej anoda je spojená s kladhým vývodom piateho odporu, prvým vývoivod prvého kondenzátora je súčasne spojený s prvým vývodom tretieho odporu, anodou prvej diody a emitorom druhého NPN tranzistore, ktorého kolektor je spojený s kladnou zdrojovou svorkou a jeho báza je spojená s katódou prvej diody a prvým vývodom druhého odporu, ktorého druhý vývod je spojený s prvou napájacou svorkou elektromagnetu a druhý vývod tretieho odporu je spojený s druhou napájacou svorkou elektromagnetu, pričom kolektor piateho NPN tranzistora je spojený taktiež s prvou napájacou svorkou elektromagnetu, ktorého báza je spojená s druhým vývodom šiesteho odporu a emitor piateho NPN tranzistora je spojený s prvým vývodom siedmeho odporu, ktorého druhý vývod je súčasne spojený s anódou tretej diódy a prvým vývodom druhého kondenzátora, ktorého druhý vývod je spojený s kolektorom šiesteho NPN tranzistora, ktorého báza je spojená s druhým vývodom deviateho odporu, pričom osmy odpor je zapojený medzi kladnú zdrojovú svorku a kolektor šiesteho NPN tranzistora, pričom druhá vstupná svorka, druhá napájacia svorka elektromagnetu, katóda tretej diódy a emitor šiestehoThis drawback resolves the connection of the electronic supply circuit of the electromagnets according to the invention, which is characterized in that the first input terminal is connected to a first terminal of a first resistor whose second terminal is connected to a base of a first PNP transistor whose emitter is connected to a positive source terminal and its the collector is connected simultaneously to the first terminal of the fourth resistor, the sixth resistor and the ninth resistor, the second terminal of the fourth resistor being connected to the base of the third NPN transistor, the emitter of which is connected to the first supply terminal of the electromagnet; the base of a fourth NPN transistor whose emitter is connected to the first supply terminal of the electromagnet and its collector is simultaneously connected to the second terminal of the fifth resistor, the first terminal of the first capacitor, and the cathode of the second diode whose anode is connected to the positive terminal of the fifth the first capacitor is simultaneously coupled to the first terminal of the third resistor, the anode of the first diode, and the emitter of the second NPN transistor whose collector is connected to the positive source terminal and its base is connected to the cathode of the first diode and the first terminal of the second resistor. the second terminal of the third resistor is connected to the second terminal of the electromagnet, the collector of the fifth NPN transistor is also connected to the first terminal of the electromagnet, the base of which is connected to the second terminal of the sixth resistor, and the emitter of the fifth NPN transistor is connected to the first terminal a resistor whose second terminal is simultaneously connected to the anode of the third diode and a first terminal of the second capacitor, the second terminal of which is connected to the collector of the sixth NPN transistor whose base is connected to the second terminal of the ninth resistance; and a collector of a sixth NPN transistor, the second input terminal, the second solenoid power terminal, the third diode cathode, and the sixth emitter

NPN tranzistora sú spojené so zápornou zdrojovou svorkou.The NPNs of the transistor are connected to the negative source terminal.

Výhoda zapojenia elektronického napájacieho obvodu elektromagnetov spočívá v tom, že pomocou polovodičových a pasivných prvkov umožňuje pri zapnutí zvýšeným prúdom rýchlejšie zmagnetizovanie elektromagnetu na požadovanú hodnotu pre vytvorenie nutnej príťažllvej sily. Počas prítahu elektromagnetom preteká prúd nutný len na vytvorenie prídržnej sily. Pri vypnutí elektromagnetu zapojenie opačné polarizovaným prúdom umožňuje rýchlejšie odmagnetizovanie s odstránením remantného parazitného magnetizmu elektromagnetu. Zapojenie elektronického napájacieho obvodu elektromagnetov podl'a vynálezu umožňuje konštruovať elektromagnety menších rozmerov z menej kvalitných materiálov.The advantage of connecting the electronic supply circuit of the electromagnets is that, by means of semiconductor and passive elements, it is possible to magnetize the electromagnet more rapidly to the desired value when it is switched on by an increased current, so as to generate the necessary load force. During the electromagnet solenoid flow, the current required only to create a holding force. When the solenoid is switched off, the reverse polarized current connection allows faster demagnetization with the elimination of the electromagnetic parasitic magnetism. The connection of the electronic supply circuit of the electromagnets according to the invention makes it possible to construct electromagnets of smaller dimensions from lower quality materials.

Podstata vynálezu bude ďalej objasněná pomocou přiloženého výkresu, na ktorom je schéma zapojenia elektronického napájacieho' obvodu elektromagnetov.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be further elucidated with reference to the accompanying drawing, in which there is a circuit diagram of an electronic supply circuit for electromagnets.

V kludovom stave prvá vstupná svorka 3 je spojená s prvým odporom 21, ktorý druhým vývodom je spojený s bázou prvého PNP tranzistora 4Í, ktorého kolektor je spojený súčasne s prvými vývodmi odporov 24, 26, 29. Báza tretieho NPN tranzistora 43 je spojená s druhým vývodom štvrtého odporu 24, pričom kolektor tretieho NPN tranzistora 43 je spojený s bázou štvrtého NPN tranzistora 44, ktorého kolektor je súčasne spojený s piatym odporom 25, katódou druhej diódy 12 s prvým vývodom prvého kondenzátora 31. Emitory NPN tranzistorov 43, 44 a druhý výved odporu 22 sú spojené s prvou napájacou svorkou 5 elektromagnetu 10. Prvý vývod odporu 22 je súčasne spojený s katódou prvej diódy 11 a bázou druhého NPN tranzistora 42, ktorého emitor je spojený s anódou prvej diódy 11, druhým vývodom prvého kondenzátora 31 a prvým vývodom tretieho odporu 23. Kolektor piateho NPN tranzistora 45 je spojený s prvou napájacou svorkou 5 elektromagnetu 10 a jeho báza je spojená s druhým vývodom šiesteho odporu 26. Emitor piateho NPN tranzistora 45 je spojený cez siedmy odpor 27 s anódou tretej diódy 13 a s druhým kondenzátorom 32, ktorého druhý vývod a prvý vývod osmého odporu 28 je spojený s kolektorom šiesteho NPN tranzistora 46, ktorého báza je spojená s druhým vývodom deviateho odporu 29.In the quiescent state, the first input terminal 3 is coupled to a first resistor 21, which is connected to the base of a first PNP transistor 41, whose collector is connected simultaneously to the first terminals of resistors 24, 26, 29. the outlet of the fourth resistor 24, wherein the collector of the third NPN transistor 43 is coupled to the base of the fourth NPN transistor 44, the collector of which is simultaneously coupled to the fifth resistor 25, the cathode of the second diode 12 with the first terminal of the first capacitor 31. the resistor 22 is connected to the first power terminal 5 of the solenoid 10. The first terminal of the resistor 22 is simultaneously coupled to the cathode of the first diode 11 and the base of the second NPN transistor 42 whose emitter is connected to the anode of the first diode 11, the second terminal of the first capacitor 31 and the first terminal. The collector of the fifth NPN transistor 45 is connected to the first power terminal 5 of the electromagnet 10 and its base is connected to the second terminal of the sixth resistor 26. The emitter of the fifth NPN transistor 45 is coupled through the seventh resistor 27 to the anode of the third diode 13 and to the second capacitor 32, the second terminal and the first terminal of the eighth resistor 28 is connected to the collector of the sixth NPN transistor 46. the base of which is connected to the second terminal of the ninth resistor 29.

Druhý vývod tretieho odporu 23, druhá napájacia svorka 6 elektromagnetu 10, katóda tretej diódy 13 a emitor šiesteho NPN tranzistora 46 sú spojené so zápornou zdrojovou svorkou 2. Kolektor druhého NPN tranzistora 42, anóda druhej diódy 12, druhý vývod osmého odporu 28 a emitor prvého NPN tranzistora 41 sú spojené s kladnou zdrojovou svorkou 1.The second terminal of the third resistor 23, the second power terminal 6 of the electromagnet 10, the cathode of the third diode 13, and the emitter of the sixth NPN transistor 46 are connected to the negative source terminal 2. The second NPN transistor 42 collector, the anode of the second diode 12 The NPNs of transistor 41 are coupled to the positive source terminal 1.

V kludovom stave medzi výstupnými svor5 kami 3 a 4 je nízká napáťová úroveň, alebo svorky sú skratované. Potom prvý PNP tranzistor 41 je otvorený a otvorené sú a] NPN tranzistory 43, 45, 46. NPN tranzistory 42 a 44 sú zatvorené. Prvý kondenzátor 31 je nabitý s kladným potenciálom na vývode, ktorý je spojený s kolektorom štvrtého NPN tranzistora 44. Druhý kondenzátor 32 je vybitý.In the idle state between the output terminals 5 and 4, the voltage level is low or the terminals are shorted. Then, the first PNP transistor 41 is open and the NPN transistors 43, 45, 46 are open. The NPN transistors 42 and 44 are closed. The first capacitor 31 is charged with a positive potential at the terminal that is connected to the collector of the fourth NPN transistor 44. The second capacitor 32 is discharged.

Rozpojením vstupných svoriek 3, 4 alebo přivedením na nich vysokú napatovú úroveň s kladným potenciálom na prvú vstupnú svorku 3, prvý PNP tranzistor 41 sa zatvorí. Zatvorí sa taktiež třetí NPN tranzistor 43, čc spósobí otvorenie štvrtého NPN tranzistora 44, čím začne elektromagnetom tíJ pretekať prúd, ktorý na ňom vytvoří' úbytok napatia s kladným potenciálom na prvej napájacej svorke 5. Tento úbytok otvorí druhý NPN tranzistor 42, čím sa prvý kondenzátor 31 vybije v obvode kladná zdrojová svorka 1, kolektor — emitor druhého NPN tranzistora 42, prvý kondenzátor 31, kolektor — emitor štvrtého NPN tranzistora 44, elektromagnet 10 a záporná zdrojová svorka 2. Počas vybíjania prvého kondenzátora 31 preteká zvýšený prúd elektromagnetom 10, čo sposobuje jeho zrychlené zmagnetizovanie a tým aj zvýšenie príťažnej sily. Po vybití prvého kondenzátora 31, elektromagnetom 10 preteká len napájací prúd taký, ktorý postačuje na vytvorenie prídržnej sily elektromagnetů 10. Pri zatvorenom prvom PNP tranzistore 41 sú zatvorené taktiež NPN tranzistory 45 a 46.By disconnecting the input terminals 3, 4 or applying a high voltage level with positive potential to the first input terminal 3, the first PNP transistor 41 closes. Also, the third NPN transistor 43 closes, causing the fourth NPN transistor 44 to open, thereby causing a current to flow through the electromagnet t1, generating a positive voltage drop across the first power terminal 5. This drop opens the second NPN transistor 42, thereby opening the first NPN transistor 42. the capacitor 31 discharges the positive source terminal 1, the collector-emitter of the second NPN transistor 42, the first capacitor 31, the collector-emitter of the fourth NPN transistor 44, the solenoid 10, and the negative source terminal 2. During the discharge of the first capacitor 31 it causes accelerated magnetization and thus an increase in the pulling force. After the first capacitor 31 is discharged, only the supply current is flowing through the electromagnet 10 sufficient to provide the holding force of the electromagnets 10. When the first PNP transistor 41 is closed, the NPN transistors 45 and 46 are also closed.

V tomto stave sa druhý kondenzátor 32 nabíja v obvode kladná zdrojová svorka 1, osmy odpor 28, druhý kondenzátor 32, tretia dióda 13 a záporná zdrojová svorka 2 s kladným potenciálom na vývode spojeným s kolektorom šiesteho NPN tranzistora 46.In this state, the second capacitor 32 is charged in the positive source terminal 1, the eighth resistor 28, the second capacitor 32, the third diode 13, and the negative source terminal 2 with the positive potential at the terminal connected to the collector of the sixth NPN transistor 46.

Pri zmene stavu na vstupných svorkách 3, 4 na nízku úroveň, alebo ich skřetovaním prvý PNP tranzistor 41 sa zatvorí. Týmto sa otvorí třetí NPN tranzistor 43, čo sposobí zatvorenie štvrtého NPN tranzistora 44 a elektromagnetom 10 přestane pretekať prúd od kladnej zdrojovej svorky 1, čím sa zatvorí aj druhý NPN tranzistor 42. Zatvorením prvého PNP tranzistora 41 otvárajú sa NPN tranzistory 43 a 46, čím sa začne vybíjať druhý kondenzátor 32 v obvode elektromagnet 10, kolektor — emitor piateho NPN tranzistora 45, siedmy odpor 27, druhý kondenzátor 32, kolektor — emitor šiesteho NPN tranzistora 46. Elektromagnetom 10 preteká opačný prúd ako přetékal v predchádzajúcom stave, čo sposobí zrýchlené odmagnetizovanie elektromagnetu 10 a tým aj rýchlejšie zrušenie príťažnej sily a vytvorenie malej odpudivej sily.When the state of the input terminals 3, 4 is changed to low or intersected by them, the first PNP transistor 41 closes. This opens the third NPN transistor 43, causing the fourth NPN transistor 44 to close and the electromagnet 10 to cease to flow from the positive source terminal 1, thereby also closing the second NPN transistor 42. Closing the first PNP transistor 41 opens the NPN transistors 43 and 46, thereby the second capacitor 32 in the circuit of the electromagnet 10, the collector-emitter of the fifth NPN transistor 45, the seventh resistor 27, the second capacitor 32, the collector-emitter of the sixth NPN transistor 46 starts to discharge. The opposite current flows over the electromagnet 10 as it overflows. of the electromagnet 10 and thereby more quickly abolish the pulling force and create a small repulsive force.

Prvá dióda 11 chrání přechod báza — emitor druhého NPN tranzistora 42 proti záporným napaťovým špičkám, ktoré vznikajú pri vypnutí elektromagnetů 10. Diódy 12 a 13 zabezpečujú nabíjanie a vybíjanie kondezátora 31 a 32 v požadovanom smere, ako to bolo> popísané už predtým.The first diode 11 protects the base-emitter transition of the second NPN transistor 42 from the negative voltage spikes that occur when the electromagnets 10 are switched off. The diodes 12 and 13 provide for charging and discharging capacitors 31 and 32 in the desired direction, as previously described.

Zapojenie elektronického napájacíeho obvodu elektromagnetov podía vynálezu je možné všeobecne použiť pre napájanie všetkých druhov elektromagnetov, najma pre elektromagnety, ktoré sa používajú ako prítahové magnety. S výhodou zapojenie je možné využit pri konštrukcii elektronických relé, čím sa dajú dosiahnuť vyššie technické parametre a účinky.The connection of the electronic supply circuit of the electromagnets of the invention can generally be used to supply all kinds of electromagnets, in particular for electromagnets which are used as thrust magnets. Advantageously, the wiring can be used in the construction of electronic relays, whereby higher technical parameters and effects can be achieved.

Claims

261503 kami 3 and 4 is a low voltage level, but the shorts are shorted. Thereafter, the first PNP transistor 41 is open and the a] NPN transistors 43, 45, 46 are open. The NPN transistors 42 and 44 are closed. The first positive-capacitance capacitor 31 is at the terminal, which is connected to the collector of the fourth NP transistor 44. The second capacitor 32 is discharged. By disconnecting the input terminals 3, 4 or bringing to them a high voltage level with a positive potential for the first input! terminal 3, the first PNP transistor 41 is formed. Also, the third NPN transistor 43 is closed, causing the fourth NPN transistor 44 to open, thereby causing the electromagnetic current to flow to produce a voltage potential with a positive potential at the next supply terminal 5. This loss of the second NPN transistor 42, thereby discharging the first capacitor 31 in the circuit of the positive source terminal 1, the collector-emitter of the second NPP transistor 42, the first capacitor 31, the collector-emitter of the fourth NPN transistor 44, the electromagnet 10 and the negative source terminal

2. During discharging of the first condenser 31, the increased current flows through the electro magnet 10, which causes its accelerated magnetization and hence the increased force. After discharging the first capacitor 31, the solenoid 10 only flows through the supply current that is sufficient to produce the holding force of the electromagnet 10. Also, the NPN transistors 45 and 46 are closed in the closed first PNP transistor 41. In this state, the second capacitor 32 is positive in the circuit. the source terminal 1, the eighth resistor 28, the second capacitor 32, the third diode 13 and the negative source terminal 2 with the positive potential at the terminal connected to the collector of the sixth NPN of the transistor 46. When the input terminals 3, 4 are changed to a low level or their imperial the first PNP transistor 41 is closed. This opens the third NPN transistor 43, which closes the fourth NPN of the transistor 44a and stops the current from the positive source terminal 1 by the solenoid 10, thereby also forming the second NPN transistor 42. Closing the first PNP transistor 41 opens the NPN transistors 43 and 46 to start discharging the second capacitor 32 in the electromagnet 10, the NPN collector NPN transistor 45, the seventh resistor 27, the second capacitor 32, the sixth NPN transistor 46 collector. the current flowing in the previous state, which accelerates the demagnetization of the electromagnet 10 and thereby more rapidly abolishes the load and creates a small repulsive force. The first diode 11 protects the transition base-emitter of the second NPN transistor 42 against the negative voltage peaks that arise! when the electromagnet 10 is switched off. Diodes 12 and 13 provide charging and discharging of the consoles 31 and 32 in the desired direction, as previously described. The electromagnetic power supply circuit of the invention can be generally used to power all kinds of electromagnets, especially electromagnets, which are used as pull magnets. Advantageously, the wiring can be utilized in the construction of electronic relays, whereby higher technical parameters and effects can be achieved. OBJECTIVE The connection of the electromagnetic power supply circuit consists of a positive negative source terminal, two input terminals, two power supply terminals of the electromagnet, three diodes, nine resistors, two capacitors, one PNP transistor and five NPN transistors connected to each other, that they produce switching and pulse electronic circuits, characterized in that the first input terminal (3) is connected by a first terminal of the first resistor (21), the second terminal of which is connected to the base of the first PNP transistor (41) whose emitter is connected with a positive terminal (1) and its collector coupled to the first terminal of the fourth resistor (24), sixth resistor (26) and the ninth resistor (29), the second terminal of the fourth resistor (24) being coupled to the base of the third NPN transistor (43), the emitter of which is connected to the first supply terminal (5) of the electromagnet (10) and its collector is connected simultaneously with the first output of the fifth resistor (25) and the base w the fourth NPN transistor (44), whose emitter is coupled to the first power terminal (5) of the electromagnet (10), and its collector is simultaneously connected to the second terminal of the fifth (25), the first terminal of the first cone ( 31) and the cathode of the second diode (12), the anode of which is connected to the positive source terminal (1J, the second terminal of the first capacitor (31) being simultaneously connected to the first terminal of the third resistor (23), the first-diode a-node ( the emitter of the second NPN transistor (42) whose collector is coupled to the positive terminal (1) and its base is connected to the cathode diode (11) and the first terminal of the second resistor (22), of which the second terminal is coupled to the first power terminal (5) of the electromagnet (10) and the second terminal of the third terminal (23) is connected to the second power terminal (6) of the electromagnet (10), the connector of the fifth NPN of the transistor (45) also connected to the first a power terminal (5) of the electromagnet (10), the base of which is connected to dr the angled outlet of the sixth resistor (26) and the emitter of the fifth NPN trazistor (45) 201503 7 is coupled to the first seventh conductor terminal (27), the second terminal of which is connected to the anode of the third diode (13) with the first conductor of the second condenser (32) ), the second terminal being connected to the sixth NPN transistor (46) collector, the terminal of which is connected to the second terminal of the terminal (29), the eighth resistor (28) being connected between the positive terminal (1) and a sixth NPN transistor collector (46), wherein the second input terminal (4), the second supply terminal (6) of the electromagnet (10), the cathode of the third diode (13), and the emitter of the sixth NNPN transistor (46) are coupled to the negative source terminal (2) . 1 sheet of drawings