СХЕМА ПИТАНИЯ МНОГОКАТУШЕЧНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИНСТРУМЕНТА

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве схемы питания многокатушечного электромагнитного инструмента ударного действия.
Известна схема питания электромагнитного молотка, содержащая две катушки селеноидов, соединенные последовательно, и два полупроводниковых диода, образующих однофазную однополупериодную схему выпрямления, при этом один зажим источника переменного тока включен в точку соединения катушек, а второй - в точку соединения упомянутых диодов /1/. Данная схема питания проста и надежна. Она нашла применение во многих электромагнитных инструментах ударного действия, однако эффективность ее мала из-за большого рассеивания магнитного потока.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является схема питания четырехкатушечного электромагнитного молотка, содержащая источник трехфазного переменного тока, два диода, включенные в первые две фазы источника напряжения, катушки прямого хода, катушки обратного хода, работой которых управляет механический безыскровый переключатель /2/. Данная схема нашла широкое применение во многокатушечных электромагнитных инструментах ударного действия, однако ей свойственны и недостатки, среди которых основными являются:
необходимость в источнике переменного тока, низкое быстродействие, малый ресурс работы, отсутствие гальванической развязки между источником и катушками, что ограничивает использование схемы питания при большом числе катушек.
Технический результат полезной модели заключается в устранении указанных недостатков.
Требуемый технический результат достигается тем, что в схеме питания многокатушечного электромагнитного инструмента, выполненного на броневых сердечниках, с расположенными на них катушками прямого и обратного хода, содержащая источник напряжения и однофазные однополупериодные схемы выпрямления по числу катушек, отличающаяся тем, что введен преобразователь постоянного напряжения в переменное, в качестве источника напряжения применен источник постоянного напряжения, подключенный ко входу преобразователя постоянного напряжения в переменное, который выполнен в виде автогенератора с положительной трансформаторной обратной связь, с силовым трансформатором, число вторичных обмоток которого равно числу катушек, при этом каждая вторичная обмотка силового трансформатора, через соответствующую однофазную однополупериодную схему выпрямления подключена к соответствующей катушке, а направление включения вторичных обмоток, подключенных к катушкам прямого хода относительно указанных схем выпрямления, противофазно направлению включения вторичных обмоток, подключенных к катушкам обратного хода.
На чертеже показана принципиальная электрическая схема питания многокатушечного электромагнитного инструмента ударного действия с пятью катушками.
Схема содержит источник постоянного напряжения 1, преобразователь 2 постоянного напряжения в переменное, содержащий полупроводниковый коммутатор 3, силовой трансформатор 4 с вторичными обмотками 5, 6, 7, 8 и 9, три катушки прямого хода 15, 16, 18 и две катушки обратного хода 17, 19, каждая из катушек расположена на броневом сердечнике и однофазные однополупериодные схемы выпрямления 10, 11, 12, 13, 14, при этом полупроводниковый коммутатор 3 подключен к источнику постоянного напряжения 1, катушки прямого хода 15, 16, 18 подключены к вторичным обмоткам 5, 6 и 8 трансформатора 4 через однофазные однополупериодные схемы выпрямления 10, 11, 13, а катушки обратного хода 17, 19 подключены к вторичным обмоткам 7 и 9 трансформатора 4 через однофазные однополупериодные схемы 12, 14, направление включения обмоток 5, 6, 8 относительно схем выпрямления 10, 11, 13 противофазно направлению включения обмоток 7 и 9 относительно схем выпрямления 12, 14, преобразователь 2 постоянного напряжения в переменное выполнен в виде автогенератора с трансформаторной обратной связью. Броневые сердечники катушек 15...19 могут быть одноплоскостными или цилиндрическими, при этом материал, из которого они изготавливаются, может быть шихтованным или сплошным, содержащим кольцевое ярмо и пару полюсов конусной формы, между которыми размещаются катушки. Полупроводниковый
коммутатор 3 автогенератора обычно содержит два транзистора, которые переключаются сигналами обмоток обратной связи (не показаны) трансформатора 4. Напряжения вторичных обмоток 5...9 трансформатора 4 имеют прямоугольную форму, при этом катушки прямого хода 15, 16 и 18 срабатывают при полуволне одной полярности прямоугольного напряжения вторичных обмоток 5...7, а катушки обратного хода 7 и 9 срабатывают при полуволне противоположной полярности прямоугольного напряжения вторичных обмоток 7 и 9 трансформатора 4. Ввиду высокой крутизны прямоугольных напряжений вторичных обмоток 5...9 все электромагниты 15...19 срабатывают практически мгновенно, чем и достигается повышенное быстродействие. Частота выходного прямоугольного напряжения зависит от приложенного напряжения и может быть регулируемой, поэтому скорость перемещения бойка электромагнитного инструмента может быть любой. Коэффициент полезного действия автогенератора с трансформаторной обратной связью высокий и может достигать значений 0,9...0,95.
Схема питания многокатушечного инструмента работает следующим образом. При подключении источника постоянного напряжения 1 к автогенератору с трансформаторной обратной связью 2 один из транзисторов полупроводникового коммутатора открывается, а второй закрывается, так как на их переходах база-эмиттер поступают /1/ соответствующие сигналы с обмоток обратной связи трансформатора 4. Так как транзисторы работают в режиме насыщения, и их переключения происходят практически мгновенно, то открывающийся транзистор откроется полностью, а транзистор соседнего
плеча полностью закроется, при этом во вторичных обмотках трансформатора 4 сформируется положительный прямоугольный импульс. В следующий момент времени транзисторы поменяются местами и во вторичных обмотках 5...9 трансформатора 4 сформируется отрицательный импульс прямоугольного напряжения. Прямоугольные напряжения вторичных обмоток 5, 6 и 8 выпрямляются с помощью схем выпрямления 10, 11 и 13 при положительной полуволне, а прямоугольные напряжения обмоток 7 и 9 выпрямляются с помощью схем выпрямления 12 и 14 при отрицательной полуволне. Под действием выпрямленных напряжений в один полу период срабатывают электромагниты 15, 16 и 18, а в другой полупериод - электромагниты 12 и 14, чем и достигается соответствующий ход ударного механизма.
Таким образом предложенная схема питания надежна, экономична, имеет большой ресурс работы и может быть использована для переключения любого практического числа катушек, что позволит повысить эффективность электромагнитного инструмента за счет формирования большой ударной силы.
Источники, принятые во внимание
1. Мещеряков Л.К., Ушаков Б.Ф. Электрификация и автоматизация военно-инженерных работ. - М.: ВИА, 1980, стр.23, рис.1.9.
2. Ручные электрические машины ударного действия. Подд ред. Н.П.Ряшенцева. - М.: Недра, 1970, стр.61, рис.35а.