CS261645B1

CS261645B1 - Switching devices for controlling electromagnetic elements

Info

Publication number: CS261645B1
Application number: CS869080A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Hlavonek
Original assignee: Hlavonek Jaroslav
Priority date: 1986-12-09
Filing date: 1986-12-09
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS908086A1

Abstract

Spínací zařízení pro ovládání elektromagnetických prvků, zejména u tvářecích strojů sestává z časovacího· obvodu, spínacího obvodu a napěťového· ovládacího· obvodu. Řídicí systém (1J je spojem jednak s prviním vstupem spínacího obvodu (2), jehož výstup je spojen s ovládaným prvkem (5) a jednak přes časovači obvod (3) se vstupem napěťového ovládacího obvodu (4), jehož výstup je spojen s druhým vstupem spínacího obvodu (2). Napěťově ovládací obvod (4) je tvořen impulzním modulátorem (41) a zdrojem impulzu (42J. Spínací obvod (2) sestává z prvního· a druhého spínacího prvku (21, 22), zdroje napětí (24) a oddělovacího obvodu (123 J.A switching device for controlling electromagnetic elements, especially in forming machines, consists of a timing circuit, a switching circuit and a voltage control circuit. The control system (1J is connected on the one hand to the first input of the switching circuit (2), the output of which is connected to the controlled element (5) and on the other hand, via the timing circuit (3) to the input of the voltage control circuit (4), the output of which is connected to the second input of the switching circuit (2). The voltage control circuit (4) consists of a pulse modulator (41) and a pulse source (42J. The switching circuit (2) consists of the first and second switching elements (21, 22), a voltage source (24) and a separation circuit (123 J.

Description

Spínací zařízení pro ovládání elektromagnetických prvků, zejména u tvářecích strojů sestává z časovacího· obvodu, spínacího obvodu a napěťového· ovládacího· obvodu. Řídicí systém (1J je spojem jednak s prviním vstupem spínacího obvodu (2), jehož výstup je spojen s ovládaným prvkem (5) a jednak přes časovači obvod (3) se vstupem napěťového ovládacího obvodu (4), jehož výstup je spojen s druhým vstupem spínacího obvodu (2). Napěťově ovládací obvod (4) je tvořen impulzním modulátorem (41) a zdrojem impulzu (42J. Spínací obvod (2) sestává z prvního· a druhého spínacího prvku (21, 22), zdroje napětí (24) a oddělovacího obvodu (123 J.A switching device for controlling electromagnetic elements, in particular in forming machines, consists of a timing circuit, a switching circuit and a voltage control circuit. The control system (1J) is connected both to the first input of the switching circuit (2), the output of which is connected to the actuated element (5), and through the timing circuit (3) to the input of the voltage control circuit (4) The voltage control circuit (4) comprises a pulse modulator (41) and a pulse source (42). The switching circuit (2) consists of a first and a second switching element (21, 22), a voltage source (24) and a pulse modulator. separating circuit (123 J.

Vynález se týká spínacího zařízení pro ovládání elektromagnetických prvků sestávajícího z časovacího obvodu, spínacího obvodu a napěťově ovládacího obvodu.The invention relates to a switching device for controlling electromagnetic elements comprising a timing circuit, a switching circuit and a voltage control circuit.

V současné době se pro spínání elektromagnetických prvků používá řada kontaktních i bezkontaktních spínačů. Jde především o elektromagnetické prvky, ovládající pohyb pracovní části strojního zařízení, jako jsou elektromagnetické, pneumatické a hydraulické ventily, stykače, pomocné relé a podobně.Currently, a number of contact and contactless switches are used for switching electromagnetic elements. These are mainly electromagnetic elements controlling the movement of the working part of the machinery, such as electromagnetic, pneumatic and hydraulic valves, contactors, auxiliary relay and the like.

Jedním z rozhodujících parametrů těchto prvků je rychlost odezvy ma ovládací napětí. Dalším z rozhodujících faktorů, ovlivňující reakční čás prvku, je rychlost zániku proudu procházejícího cívkou & vyvolávající magnetický tok, který vyvolává silové účinky působící na mechanické části prvku. Rychlost je ovlivněna konstrukcí vlastního prvku, zejména ve velké míře indukčností cívky elektromagnetu prvku. Nevýhodou je, že rychlost zániku proudu je omezena mezním napětím spínače a velikostí rušení. Aby nebyly překročeny parametry spínače a velikost rušení byla pod povolenou úrovní, jsou k elektromagnetickým prvkům připojovány různé odrušovací cívky, které nám snižují rychlost poklesu proudu na potřebnou velikost, čímž se reakční časy prodlužují. Snižování rychlosti poklesu proudu a tím omezení napětí na spínači má vliv na životnost a spolehlivost spínače.One of the decisive parameters of these elements is the response speed and the control voltage. Another decisive factor affecting the reaction time of the element is the rate of dissipation of the current passing through the coil & inducing the magnetic flux, which causes the force effects acting on the mechanical part of the element. The speed is influenced by the design of the element itself, in particular to a large extent by the inductance of the coil of the electromagnet of the element. The disadvantage is that the rate of current dissipation is limited by the limit switch voltage and the amount of interference. In order not to exceed the switch parameters and the amount of interference below the permissible level, various EMC coils are connected to the electromagnetic elements, which reduce the speed of the current drop to the required size, thus extending the reaction times. Reducing the current drop rate and thus limiting the voltage on the switch affects the life and reliability of the switch.

Výše uvedené nevýhody současného stavu techniky do značné míry odstraňuje spínací zařízení pro ovládání elektromagnetických prvků podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že řídicí systém je spojen jednak s prvním vstupem spínacího obvodu, jehož výstup je spojen s ovládaným prvkem a jednak přes časovači obvod se vstupem napěťového ovládacího obvodu, jehož výstup je spojen s druhým vstupem spínacího obvodu. Další podstatou vynálezu je, že vstup napěťového ovládacího obvodu je spojen s prvním vstupem impulzního modulátoru, jehož druhý vstup je propojen se zdrojem impulzů a výstup je spojen s výstupem napěťového ovládacího obvodu. Jinou podstatou vynálezu je, že první vstup spínacího obvodu je propojen s prvním vstupem prvního spínacího prvku, jehož výstup je spojen přes druhý spínací prvek a oddělovací obvod s výstupem spínacího obvodu, jehož druhý vstup je propojen s druhým vstupem prvního spínacího prvku, kterého třetí vstup je spojen se zdrojem napětí.The above-mentioned disadvantages of the prior art largely eliminate the switching device for controlling the electromagnetic elements according to the invention, which is characterized in that the control system is connected to the first input of the switching circuit, the output of which is connected to the actuated element and an input of a voltage control circuit whose output is coupled to a second input of the switching circuit. Another aspect of the invention is that the input of the voltage control circuit is coupled to the first input of the pulse modulator, the second input of which is coupled to the pulse source and the output is coupled to the output of the voltage control circuit. Another aspect of the invention is that the first input of the switching circuit is connected to the first input of the first switching element, the output of which is connected via the second switching element and the separating circuit to the output of the switching circuit, the second input is connected to the second input of the first switching element. it is connected to a voltage source.

Výhodou spínacího zařízení podle vynálezu je zkrácení reakčních časů elektromagnetických prvků bez nutnosti zvyšovat rychlost poklesu proudu. Tím je zachována minimální úroveň rušení, zvýší se životnost spínacích prvků a sníží se i energetická náročnost ovládacích zařízení. Snížením energetických ztrát na elektromagnetickém prvku se sníží jeho teplota a zvýší se jeho životnost a spolehlivost.An advantage of the switchgear according to the invention is the shortening of the reaction times of the electromagnetic elements without the need to increase the current drop rate. This maintains a minimum level of interference, increases the service life of the switching elements and reduces the energy consumption of the control devices. Reducing the energy loss on an electromagnetic element will lower its temperature and increase its life and reliability.

Vynález blíže objasní přiložené výkresy, kde na obr. 1 je znázorněno blokově spínací zařízení pro ovládání elektromagnetických prvků, na obr. 2 je první příkladné provedení spínacího obvodu, na obr. 3 je druhé příkladné provedení spínacího obvodu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in greater detail in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows a block switching device for controlling electromagnetic elements; FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of a switching circuit;

Řídicí systém 1 je spojen jednak s prvním vstupem spínacího obvodu 2 a jednak přes časovači obvod 3 se vstupem napěťového ovládacího obvodu 4, jehož výstup je spojen s druhým vstupem spínacího obvodu 2. Výstup spínacího obvodu 2 je propojen s ovládaným prvkem 5. První vstup spínacího obvodu 2 je propojen s prvním vstupem prvního spínacího prvku 21, jehož výstup je spojen přes druhý spínací prvek 22 a oddělovací obvod 23 s výstupem spínacího obvodu 2. Druhý vstup spínacího obvodu 2 je propojen s druhým vstupem prvního spínacího prvku 21, na jehož třetí vstup je připojen zdroj 24. Vstup napěťového ovládacího obvodu 4 je propojen s prvním vstupem impulzního modulátoru 41, jehož druhý vstup je spojen se zdrojem 42 impulzů a výstup je spojen s výstupem napěťového ovládacího obvodu 4. Časovači obvod 3 může být tvořen monostabilním klopným obvodem.The control system 1 is connected to the first input of the switching circuit 2 and through the timing circuit 3 to the input of the voltage control circuit 4, the output of which is connected to the second input of the switching circuit 2. The output of the switching circuit 2 is connected to the actuated element 5. circuit 2 is connected to the first input of the first switching element 21, the output of which is connected via the second switching element 22 and the separating circuit 23 to the output of the switching circuit 2. The second input of the switching circuit 2 is connected to the second input of the first switching element 21 a power supply circuit 24 is connected. The input of the voltage control circuit 4 is coupled to the first input of the pulse modulator 41, the second input of which is coupled to the pulse source 42 and the output is connected to the output of the voltage control circuit 4.

Na obr. ^!2 je znázorněno první příkladné provedení spínacího obvodu 2 podle vynálezu. První vstup spínacího obvodu 2 je propojen s prvním vstupem prvního spínacího prvku 21, na jehož druhý vstup je připojen zdroj 24 napětí. Druhý vstup spínacího obvodu 2 je propojen s prvním vstupem druhého spínacího prvku 22, jehož výstup je spojen přes oddělovací obvod 23 s výstupem spínacího obvodu 2. Výstup prvního spínacího prvku 21 je spojen s druhým vstupem druhého spínacího prvku 22. ^Fig.! 2 shows a first exemplary embodiment of a switching circuit 2 according to the invention. The first input of the switching circuit 2 is coupled to the first input of the first switching element 21, to whose second input a voltage source 24 is connected. The second input of the switching circuit 2 is connected to the first input of the second switching element 22, the output of which is connected via a separation circuit 23 to the output of the switching circuit 2. The output of the first switching element 21 is connected to the second input of the second switching element 22.

Na obr. 3 je znázorněno druhé příkladné provedení spínacího obvodu 2 podle vynálezu. První vstup spínacího obvodu 2 je propojen s prvním vstupem hradla 25, jehož druhý vstup je propojen s druhým vstupem spínacího obvodu 2. Výstup hradla 25 je spojen s prvním vstupem druhého spínacího prvku 22, jehož výstup je spojen přes oddělovací obvod 23 s výstupem spínacího obvodu 2. Na druhý vstup druhého spínacího prvku 22 je připojen zdroj 24 napětí.FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of a switching circuit 2 according to the invention. The first input of the switching circuit 2 is connected to the first input of the gate 25, the second input of which is connected to the second input of the switching circuit 2. The output of the gate 25 is connected to the first input of the second switching element 22. 2. A voltage source 24 is connected to the second input of the second switching element 22.

Vyšle-li řídicí systém 1 signál k sepnutí, sepne spínací obvod 2, a na ovládaném prvku 5 se objeví jmenovité napětí. Časovači obvod 3 vyšle po časovém intervalu, na který je nastaven, signál do napěťového ovládacího obvodu 4. Signál na výstupu napěťového ovládacího obvodu 4 změní v součinnosti se spínacím obvodem 2 napětí na ovládaném prvku 5 tak, že dojde k poklesu proudu elektromagnetu ovládaného prvku 5 ,na hodnotu, při které nedochází ještě ke změně stavu mechanické Části ovládaného prvku 5. Jakmile řídicí systém 1 vyšle signál k rozepnutí, rozepne spínací obvod 2 a na elektromagnetu ovládaného prvku 5 začne klesat proud. Vzhledem k tomu, že proud elektromagnetu ovládaného prvku 5 je blízko hranice, kdy dochází ke změně stavu mechanické části ovládaného prvku 5, jeho malá změna při rozepnutí spínacího obvodu 2 změní stav ovládaného prvku 5 v krátkém časovém intervalu a tím se podstatně zkrátí reakční doba ovládaného prvku 5. Maximální napětí působí jen po krátkou dobu, a je možno překročit podstatně jmenovité napětí ovládaného prvku 5 a urychlit tak změnu jeho stavu.If the control system 1 sends a switch-on signal, the switch-on circuit 2 closes and the nominal voltage appears on the actuated element 5. The timing circuit 3 sends a signal to the voltage control circuit 4 after a set period of time for which it is set. The signal at the output of the voltage control circuit 4, in cooperation with the switching circuit 2, changes the voltage on the control element 5 so that , to a value at which the state of the mechanical part of the actuating element 5 does not yet change. As soon as the control system 1 sends an opening signal, the switching circuit 2 opens and the current on the actuator solenoid 5 starts to drop. Since the current of the electromagnet of the actuated element 5 is close to the limit at which the state of the mechanical part of the actuated element 5 changes, its small change when the switching circuit 2 is opened changes the actuated state 5 in a short time interval. The maximum voltage is only applied for a short time, and it is possible to exceed the substantially nominal voltage of the actuated element 5 and thus to accelerate the change of its state.

V prvním příkladném provedení spínacího obvodu 2 na obr. 2 vyšle řídicí systém 1 ovládací signál, který sepne první spínací prvek 21 tvořený například tranzistorem. Na druhý spínací prvek 22 tvořený jedním případně dvěma tranzistory je připojeno napětí zdroje 24 napětí. Druhý spínací prvek 22 je buzen impulzy z impulsního· modulátoru 41, který je napájen ze zdroje 42 impulzů. Oddělovací obvod 23 je sestaven z transformátoru a usměrňovače. Při sepnutí prvního spínacího prvku 21 se objeví na ovládaném prvku 5 jmenovité napětí. Po změně stavu ovládaného prvku 5 vyšle monostabllní klopný obvod 31 signál do impulzního modulátoru 41. Střída impulzů se změní tak, že napětí na ovládaném prvku 5 se zmenší.In the first exemplary embodiment of the switching circuit 2 in FIG. 2, the control system 1 sends a control signal that closes the first switching element 21 formed, for example, by a transistor. A voltage source 24 is connected to the second switching element 22 formed by one or two transistors. The second switching element 22 is driven by pulses from a pulse modulator 41 which is supplied from a pulse source 42. The separation circuit 23 is composed of a transformer and a rectifier. When the first switching element 21 is closed, the nominal voltage 5 appears on the actuating element 5. After changing the state of the actuated element 5, the mono-stable flip-flop 31 sends a signal to the pulse modulator 41. The pulse duty is changed so that the voltage on the actuated element 5 is reduced.

V druhém příkladném provedení spínacího obvodu 2 na obr. 3 vyšle řídicí systém 1 signál, který otevře hradlo 25 a na ovládaném prvku 5 se objeví jmenovité napětí. Po určitém časovém intervalu daném časovacím obvodem 3 signál z monostabilního klopného obvodu 31 zmenší pomocí impulzního modulátoru 41 střídu signálu a na ovládaném prvku 5 poklesne napětí.In the second exemplary embodiment of the switching circuit 2 in FIG. 3, the control system 1 sends a signal that opens the gate 25 and the nominal voltage appears on the actuated element 5. After a certain period of time given by the timing circuit 3, the signal from the monostable flip-flop 31 decreases the duty cycle by the pulse modulator 41 and the voltage drops on the actuated element 5.

Spínací zařízení podle vynálezu lze použít tam, kde je nutná vysoká reakčiní rychlost prvku, zvláště u strojních zařízení s velkou pracovní rychlostí a nutností přesného zastavování pracovní části stroje například u tvářecích strojů jako jsou lisy, strojní nůžky, tvářecí automaty apod.The switching device according to the invention can be used where a high reaction speed of the element is required, especially in machinery with a high working speed and the need to precisely stop the working part of the machine for example in forming machines such as presses, shears, forming machines and the like.

Claims

SUBJECT

A switching device for controlling electromagnetic elements comprising a timing circuit, a switching circuit and a voltage control circuit, characterized in that the control system (1) is connected to the first input of the switching circuit [1].

2], the output of which is connected to the control element (5) and, secondly, via a timing circuit (3) to the input of the voltage control circuit (4), the output of which is connected to the second input of the switching circuit (2).

Switching device according to claim 1, characterized in that the input of the voltage control circuit (4) is connected to the first input of the inventive pulse modulator (41), the second input of which is connected from the pulse source (42) and the output is connected to the voltage output. the control circuit (4).

Switching device according to Claims 1 and 2, characterized in that the first input of the switching circuit (2) is connected to the first input of the first switching element (21), the output of which is connected via the second switching element (22) and the separation circuit (23). ) with an output of a switching circuit (2), the second input of which is connected to the second input of the first switching element (21), the third input of which is connected to the voltage source (24).

3 sheets of drawings