CS276151B6

CS276151B6 - An electromagnetic field source for controlling mechanical elements

Info

Publication number: CS276151B6
Application number: CS44490A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Ing Stusak; Otakar Ing Muller; Jaromir Ing Junek
Original assignee: Stusak Miroslav; Otakar Ing Muller; Jaromir Ing Junek
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1992-04-15
Also published as: CS9000444A2

Abstract

Předmětem řešení je zapojení zdroje elektromagnetického pole pro ovládání mechanických elementů, zejména kontaktů tak, aby se odstranilo namáhání budicí cívky proudem, jehož velikost je nutná pouze pro změnu polohy ovládaných kontaktů. Podstata řešení spočívá v tom, že budicí cívka (4) vykazuje dvě vinutí (5, 6), z nichž první vinutí (5) je napojeno svým vstupem (5.1) na napájecí kladný vodič (2) a druhé vinutí (6) svým výstupem (6.2) na napájecí záporný vodič (3), přičemž obě vinutí (5, 6) jsou vzájemně propojena diodou (7) tak, že výstup (B) prvního vinutí (5) je napojen na její anodu (7.1), která je první propojovací větví (9) napojena přes prvý rezistor (10) a kondenzátor (11), na napájecí záporný vodič (3) a vstup (12) druhého vinutí (6) je napojen na její katodu (7.2), která je druhou propojovací větví (13) napojena přes druhý rezistor (14) a kondenzátor (15) na napájecí kladný vodič (2).The subject of the solution is the connection of an electromagnetic field source for controlling mechanical elements, especially contacts, in such a way as to eliminate the stress on the excitation coil by a current whose magnitude is necessary only to change the position of the controlled contacts. The essence of the solution lies in the fact that the excitation coil (4) has two windings (5, 6), of which the first winding (5) is connected by its input (5.1) to the positive supply conductor (2) and the second winding (6) by its output (6.2) to the negative supply conductor (3), whereby both windings (5, 6) are interconnected by a diode (7) such that the output (B) of the first winding (5) is connected to its anode (7.1), which is connected by the first connecting branch (9) via the first resistor (10) and the capacitor (11) to the negative supply conductor (3), and the input (12) of the second winding (6) is connected to its cathode (7.2), which is connected by the second connecting branch (13) via the second resistor (14) and the capacitor (15) to the positive supply conductor (2).

Description

Předmět vynálezu se týká vytváření zdroje elektromagnetického pole pro ovládání mechanických elementů, zejména kontaktů, zahrnující budicí cívku, která je svým vydutím napojena napájecím kladným a záporným vodičem na zdroj stejnosměrné energie a rezistor s kondenzátorem. 'The subject of the invention relates to the creation of a source of electromagnetic field for controlling mechanical elements, in particular contacts, comprising an excitation coil which is connected by a bulge to a DC power supply and a resistor with a capacitor by a positive and negative supply conductor. '

Podle čs. autorského osvědčení č. 129434 je známo bezdotykové sepínání spínacího kontaktu permanentním magnetem, který je upraven na výkyvném raménku čidla přetrhu příze. Toto provedení vykazovalo určitou nespolehlivost a docházelo k trvalému sepnutí kontaktu, což mělo závažné důsledky v další funkci stroje.According to MS. Author's certificate No. 129434 discloses the non-contact closing of the switching contact by a permanent magnet, which is arranged on the pivoting arm of the yarn break sensor. This design showed some unreliability and there was a permanent closing of the contact, which had serious consequences for the further function of the machine.

Je známo čidlo přetrhu, kde vinutí cívky elektromagnetické spojky čidla přetrhu a sériově s ním i spínač čidla přetrhu, jsou připojeny na vývody napájecího stejnosměrného zdroje elektrické energie. Paralelně k vinutí cívky elektromagnetu je připojena ochranná dioda. Toto řešení však řeší problém jiskření, vyvolaný značnou indukční zátěží.A break sensor is known, where the windings of the coil of the electromagnetic clutch of the break sensor and, in series with it, the switch of the break sensor, are connected to the terminals of a DC power supply. A protection diode is connected in parallel to the winding of the solenoid coil. However, this solution solves the sparking problem caused by a considerable inductive load.

Je obecně znám způsob ovládání mechanických kontaktů elektromagnetickým polem, spočívající v buzení tohoto pole pomocí indukčnosti, která je připojována spínačem ke zdroji elektrické energie. Proud, který po připojení indukčnosti protéká, musí být tak veliký, aby vzniklé elektromagnetické pole uvedlo ovládané kontakty do nové polohy. Výhodou tohoto řešení je jednoduchost. Nevýhodou je skutečnost, že velikost proudu, tekoucího budicí cívkou v době, kdy kontakty již zaujaly novou polohu, je stejná, jako nutná velikost produ pro vyvolání této změny. Budicí cívka proto musí být dimenzována na trvalý průchod proudu o velikosti, která vyvolá elektromagnetické pole takové intenzity, jež bezpečně uvede kontakty do nové polohy.It is generally known to control the mechanical contacts by an electromagnetic field, consisting in exciting this field by means of an inductance which is connected by a switch to a source of electrical energy. The current flowing after the inductance is connected must be so large that the resulting electromagnetic field moves the controlled contacts to a new position. The advantage of this solution is simplicity. The disadvantage is that the magnitude of the current flowing through the excitation coil at the time when the contacts have already taken up a new position is the same as the necessary magnitude of the product to induce this change. The excitation coil must therefore be dimensioned for a continuous passage of current of a magnitude which produces an electromagnetic field of such intensity that it safely brings the contacts into a new position.

Úkolem je vyřešit zdroj elektromagnetického pole pro ovládání mechanických elementů tak, aby se odstranilo namáhání budící cívky v době držení kontaktů, tj. v době po ustálení děje, kdy kontakty již zaujaly novou polohu, proudem, jehož velikost je nutná pouze pro změnu polohy ovládaných kontaktů, přičemž by neměla vznikat energetická ztráta.The task is to solve the source of the electromagnetic field for controlling the mechanical elements so as to remove the stress of the excitation coil while holding the contacts, ie after stabilizing, when the contacts have already taken a new position, a current whose magnitude is necessary only to change the position , without energy loss.

Uvedený úkol řeší zdroj elektromagnetického pole, zahrnující budicí cívku, která je svým vinutím napojena napájecím kladným a záporným vodičem na zdroj stejnosměrné elektrické energie a rezistor s kondenzátorem, přičemž podstata nového řešení spočívá v tom, že budící cívka vykazuje dvě vinutí zapojená do série, z nichž první vinutí je napojeno na napájecí kladný vodič a druhé vinutí na napájecí záporný vodič, přičemž obě vinutí jsou vzájemně propojena diodou tak, že výstup prvního vinutí je napojen na její anodu, která je první propojovací větví napojena přes prvý rezistor a kondenzátor na napájecí záporný vodič a vstup druhého vinutí je napojen na její katodu, která je druhou spojovací větví napojena přes druhý rezistor a kondenzátor na napájecí kladný vodič.This task is solved by a source of electromagnetic field, comprising an excitation coil, which is connected by its winding to a positive and negative conductor to a source of direct current and a resistor with a capacitor, the essence of the new solution being wherein the first winding is connected to the supply positive conductor and the second winding to the supply negative conductor, both windings being interconnected by a diode such that the output of the first winding is connected to its anode, which is connected by a first connecting branch via a first resistor and capacitor to the supply negative. the conductor and the input of the second winding are connected to its cathode, which is connected by a second connecting branch via a second resistor and a capacitor to the supply positive conductor.

Výhodou tohoto řešení je, že po připojení této budicí cívky ke zdroji energie je každé z obou vinutí připojeno k tomuto zdroji přes vlastní rezistor a kondenzátor paralelně a takto se generuje elektromagnetické pole nutné pro změnu polohy ovládaného kontaktu. Po uplynutí doby určené časovou konstantou obou obvodů jsou obě vinutí připojena přes diodu ke zdroji energie sériově a generuje se elektromagnetické pole, nutné pouze pro udržení kontaktů v nové poloze. Přitom proud, tekoucí budicí cívkou v této době je menší, než proud v okamžiku připojení ke zdroji elektrické energie. V ustáleném stavu se kondenzátory neuplatní a nc ^ezistorech nedochází ke ztrátě energie. Protože intenzita elektromagnetického pole, potřebná pro zachování nové polohy kontaktů je menší, než intenzita, nutná pro dosažení této nové polohy, dochází tím k úspoře elektrické energie v ustáleném stavu. Přitom snížení intenzity elektromagnetického pole nastává bez vnějšího zásahu a bez energetických ztrát.The advantage of this solution is that after connecting this excitation coil to the power supply, each of the two windings is connected to this power supply via its own resistor and capacitor in parallel, thus generating the electromagnetic field necessary to change the position of the controlled contact. After the time determined by the time constant of both circuits has elapsed, both windings are connected via a diode to the power supply in series and an electromagnetic field is generated, necessary only to keep the contacts in the new position. The current flowing through the excitation coil at this time is less than the current at the time of connection to the power supply. At steady state, the capacitors do not operate and there is no power loss in the ncistors. Because the intensity of the electromagnetic field required to maintain the new position of the contacts is less than the intensity required to reach this new position, there is a saving of steady state electrical energy. At the same time, the reduction of the intensity of the electromagnetic field occurs without external intervention and without energy losses.

Příkladné provedení zapojení budicí cívky uvedeného elektromagnetického pole pro ovládání mechanických kontaktů je znázorněno na přiloženém výkrese, kde obr. 1 představuje principiální schéma zapojení zdroje elektromagnetického pole pro ovládání kontaktů, obr. 2 představuje časový průběh napětí J proudu odebíraného ze zdroje elektrické energie v čase £, kde čas to představuje okamžik připojení a čas tl začátek ustáleného stavu, kdy se již •5An exemplary embodiment of the connection of the excitation coil of said electromagnetic field for controlling mechanical contacts is shown in the accompanying drawing, where Fig. 1 shows a schematic diagram of the electromagnetic field source for controlling contacts, Fig. 2 shows the time course of voltage J of current drawn from electric , where time represents the moment of connection and time tl the beginning of the steady state, when already • 5

CS 276 151 86 2 generuje elektromagnetické pole pouze pro udržení nové polohy kontaktu. Ze zdroje £ elektrické energie vychází napájecí kladný vodič £ a záporný napájecí vodič £, přičemž do kladného vodiče 2 je zařazen spínač £7. Budicí cívka £ vytvářející elektromagnetické pole, vykazuje dvě vinutí 5, 6, která jsou zapojena za sebou do série. První vinutí £ je svým vstupem 5.1 napojeno na napájecí kladný vodič £. Druhé vinutí £ je napojeno svým výstupem 6.1 na napájecí záporný vodič £. Obě vinutí £, £ jsou vzájemně propojena diodou £tak, že výstup 8 prvního vinutí £ je napojen na její anodu 7.1, která je první propojovací větví £ napojena přes prvý rezistor 10 a kondenzátor 11 na napájecí záporný vodič £ a vstup 12 druhého vinutí £ je napojen na její katodu 7.2, která je druhou propojovací větví 13 napojena přes druhý rezistor 14 a kondenzátor 15 na napájecí kladný vodič 2. V okamžiku před připojením budící cívky £ pro ovládání kontaktu 16 ke zdroji £ elektrické energie jsou oba kondenzátory ££, 15 bez náboje, napětí na nich je nulové a pro připojení se začínají nabíjet proudem, tekoucím přes příslušná vinutí £, £ budicí cívky £ a sériové rezistory £0, ££. V této době se generuje v budící cívce £ elektromagnetické pole, nutné pro změnu polohy ovládaných kontaktů 16. Dioda 7 je přitom polarizována v závěrném směru. Napětí na kondenzátorech 11, 15 se zvyšuje až do okamžiku, kdy se dioda £ otevře. Proud pak protéká ze zdroje £ elektrické energie přes obě vinutí £, £ zapojená prostřednictvím diody £ do série, napětí na kondenzátorech £1, ££ se již dále nezvyšuje a generuje se pole pro udržení kontaktu ££ v nové poloze. Obvod je nyní v ustáleném stavu. Ve spojení s diagramem na obr. 2 se v časovém intervalu to až tl kondenzátor ££ nabíjí proudem, tekoucím ze zdroje £ elektrické energie přes rezistor 10 a první vinutí £. Stejně tak se nabíjí kondenzátor 15 pres rezistor ££ a druhé vinutí £. Obě vinutí £, £ budicí cívky £ se jeví jako paralelně připojená ke zdroji £ elektrické energie, dioda 7 je uzavřena a proud, tekoucí vinutími £, £ vyvolává elektromagnetické pole, nutné pro změnu polohy ovládaných kontaktů. Obě vinutí £, £ musí být provedena v takovém smyslu, aby se jejich pole sčítala. V okamžiku tl dosáhnou napětí na kondenzátorech ££, 15 takové velikosti, že se dioda £ dostane do vodivého stavu. Proud ze zdroje £ elektrické energie se nyní uzavírá přes prvé vinutí £, diodu £ a druhé vinutí £. Tato vinutí £ a £ jsou nyní připojena ke zdroji £ elektrické energie sériově, proud jimi tekoucí je menší než v prvé fázi, tj. v intervalu to až tl a generuje pouze elektromagnetické pole, nutné pro udržení kontaktu 16 v nové poloze. Okamžikem t£ se obvod dostává do stabilního stavu, kondenzátory 11, 15 a rezistory £0, 14 se přestávají uplatňovat. V okamžiku po odpojení od zdroje £ elektrické energie zůstává dioda £ otevřena, dokud se energie naakumulovaná ve vinutích £, £ a kondenzátorech ££, 15 nepřemění v teplo na rezistorech £0, ££. Po jejich vybití je obvod připraven pro opětovné použití. 'CS 276 151 86 2 generates an electromagnetic field only to maintain the new contact position. The positive supply conductor £ and the negative supply conductor £ emerge from the power supply £, and a switch £ 7 is included in the positive conductor 2. The excitation coil 6 generating the electromagnetic field has two windings 5, 6 which are connected in series. The first winding £ is connected by its input 5.1 to the positive supply conductor £. The second winding £ is connected by its output 6.1 to the negative supply conductor £. The two windings £, £ are interconnected by a diode £ so that the output 8 of the first winding £ is connected to its anode 7.1, which is connected by a first connecting branch £ via a first resistor 10 and a capacitor 11 to the negative supply conductor £ and the input 12 of the second winding £. is connected to its cathode 7.2, which is connected by a second connecting branch 13 via a second resistor 14 and a capacitor 15 to a positive supply conductor 2. At the moment before connecting the excitation coil £ for controlling the contact 16 to the power supply £, both capacitors ££, 15 without charge, the voltage on them is zero and for connection they start to charge with current flowing through the respective windings £, £ of the excitation coil £ and the series resistors £ 0, ££. At this time, an electromagnetic field is generated in the excitation coil 6, which is necessary to change the position of the actuated contacts 16. The diode 7 is polarized in the closing direction. The voltage across the capacitors 11, 15 increases until the diode £ opens. Current then flows from the source £ of electric energy through the two windings £, £ connected in series by the diode £, the voltage on the capacitors £ 1, ££ no longer increases and a field is generated to keep the contact ££ in the new position. The circuit is now in a steady state. In connection with the diagram in FIG. Likewise, the capacitor 15 is charged via the resistor ££ and the second winding £. Both windings £, £ of the excitation coil £ appear to be connected in parallel to the power supply £, the diode 7 is closed and the current flowing through the windings £, £ generates the electromagnetic field necessary to change the position of the controlled contacts. Both windings £, £ must be made in such a way that their fields add up. At time t1, the voltages on the capacitors £, 15 reach such a magnitude that the diode £ becomes conductive. The current from the power source £ is now closed via the first winding £, the diode £ and the second winding £. These windings £ and £ are now connected in series to the power supply £, the current flowing through them is smaller than in the first phase, i.e. in the interval to t1 and generates only the electromagnetic field necessary to keep the contact 16 in the new position. At the moment t 6, the circuit reaches a stable state, the capacitors 11, 15 and the resistors £ 0, 14 cease to apply. At the moment after disconnection from the power supply £, the diode £ remains open until the energy accumulated in the windings £, £ and the capacitors ££, 15 is converted into heat on the resistors £ 0, ££. After discharging them, the circuit is ready for reuse. '

Claims

PATENT CLAIMS

An electromagnetic field source for controlling mechanical elements, in particular contacts, comprising an excitation coil which is connected by its winding to a source of direct current by a positive and negative supply conductor, characterized in that the excitation coil (4) has two windings (5, 6), of which the first winding (5) is connected by its input (5.1) to the supply positive conductor (2) and the second winding (6) by its output (6.2) connected to the supply negative conductor (3), both windings (5, 6) being interconnected by a diode (7) so that the output (8) of the first winding (5) is connected to its anode (7.1), which is connected by the first connecting branch (9) via the first resistor (10) and capacitor (11) to the negative supply the conductor (3) and the input (12) of the second winding (6) is connected to its cathode (7.2), which is connected by a second connecting branch (13) via a second resistor (14) and a capacitor (15) to the positive supply conductor (2) .