Электромагнит с элементами управления

 

Использование: в схемах форсированного включения электромагнитов постоянного тока, запитываемых от источников переменного тока. Сущность изобретения: в электромагнит с элементами управления, содержащий обмотку 1, диод 2, несглаживающий мостовой выпрямитель 3-6, стабилизирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных первого токоограничивающего резистора 11 и стабилитрона 10, и релаксациоонный генератор 12 последовательности коротких импульсов , генерируемых с временной задержкой относительно моментов нулевых значений переменного напряжения на входе этого генератора, введены замыкающий магннеуправляемый вспомогательный контакт 26, второй тогоограничивающий резистор 25 и управляющийтиристор 9, что позволяет упростить схему электромагнит. 1 ил.

(s»s Н 01 F 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Г °, К ПАТЕНТУ

1а

Ю

О

О

О

0» а

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4874399/07 (22) 17.10.90 (46) 07.09.93. Бюл, М 33-36 (71) Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) Бугаев Г.А. (73) Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТ С ЭЛЕМЕНТАМИ

УПРАВЛЕНИЯ (57) Использование: в схемах форсированного включения электромагнитов постоянного тока, запитываемых от источников переменного тока. Сущность изобретения: в, RU 2000617 C электромагнит с элементами управления, содержащий обмотку 1, диод 2, несглаживающий мостовой выпрямитель 3-6, стабилизирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных первого токоограничивающего резистора 11 и стабилитрона 10, и релаксациоонный генератор 12 последовательности коротких импульсов, генерируемых с временной задержкой относительно моментов нулевых значений переменного напряжения на входе этого генератора, введены замыкающий магнитоуправляемый вспомогательный контакт 26, второй тогоограничивающий резистор 25 и управляющий.тиристор 9, что позволяет упростить схему электромагнит, 1 ил.

2000617

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для форсированного подключения электромагнитов постоянного тока к источникам переменного напряжения, Известно устройство для управления электромагнитом (авт.св. СССР N. 1467594, кл. Н 01 Н 47/32, 1989). Оно содержит управляемый тиристорный выпрямитель, фазоуправляющий релаксационный генератор, выполненный на однопереходном транзисторе с фазосдвигающей цепью, и форсирующую цепь, состоящую из диода. резистора и конденсатора, параллельно которому включен транзистор.

Устройство обеспечивает форсированное срабатывание электромагнита с плавным увеличением угла управления тиристором, уменьшающим пусковой ток обмотки электромагнита до величины ее рабочего тока, и быструю подготовку к повторному включению.

Недостаток данного устройства заключается в нечетком срабатывании электромагнита, обусловленном тем, что его обмотка питается от сети переменного тока по схеме однополупериодного выпрямления с шунтирующим диодом. Электромагнит получает энергию от сети только в положительные полупериоды питающего напряжения, а во время отрицательных полупериодов при непритянутом якоре электромагнита и, следовательно, низкой индуктивности его обмотки ток обмотки резко падает и тяговое усилие становится меньше противодействующего. Электромагнит срабатывает с рывками и задержками якоря в промежуточных положениях.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому и принятым за прототип является устройство для управления электромагнитом (авт.св. СССР N 983768, кл. Н 01 F 7/18, 1982), содержащее обмотку электромагнита, между выводами которой включен диод, несглаживающий мостовой выпрямитель, стабилизирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных токоограничивающего резистора и стабилитрона, и релаксационный генератор, вырабатывающий импульсы, управляющие тиристорами, включенными в два плеча моста.

В данном устройстве обмотка электромагнита питается по схеме двухполупериодного выпрямления. что обеспечивает его четкое срабатывание. Основным недостатком устройства — прототипа является его низкая надежность, обусловленная тем, что открывающий импульс подается одновременно на управляющие электроды двух ти5

55 ристоров, подключенных встречно-последовательно к диагонали переменного тока мостового выпрямителя. Одновременное открывание указанных тиристоров приводит к короткому замыканию и выходу их из строя, Кроме того, наличие двух тиристоров помимо четырех диодов в схеме мостового выпрямителя усложняет устройство.

Цель изобретения состоит в повышении надежности работы электромагнита с элементами управления.

Цель достигается тем, что в электромагнит с элементами управления, содержащий обмотку, между выводами которой включен диод, несглаживающий мостовой выпрямитель, стабилизирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных первого токоограничивающего резистора и стабилитрона, и релаксационный генератор, введены замыкающий магнитоуправляемый вспомогательный контакт, второй токоограничивающий резистор и управляющий тиристор, Техническая сущность предложенной схемы управления электромагнитом состоит в следующем. Во-первых, управляющий тиристор включен согласно полярности выходного напряжения выпрямителя, что исключает возможность приложения к тиристору напряжения обратной полярности. Во-вторых, релаксационный генератор выполнен с постоянной временной задержкой генерации коротких импульсов, обеспечивающей протекание тока удерживания через обмотку электромагнита при притянутом якоре; режим форсированного питания обмотки электромагнита задает и прекращает вспомогательный магнитоуправляемый контакт, состояние которого однозначно определяется положением якоря электромагнита при его включенной обмотке.

Первое указа1чное отличие данной схемы от схемы-прототипа является весьма существенным, поскольку устраняет основную причину возможного выхода из строя тиристора. Второе отличие существенно повышает надежность работы устройства в целом, обеспечивая однозначный переход от форсированного к нефорсированному режиму питания обмотки электромагнита в функции положения его якоря.

В известных устройствах управления режимом питания электромагнитов с помощью управляющих тиристоров и релаксационных генераторов переход от форсированнсго к нефорсированному режиму осуществляется в функции времени, При этом возможны как случаи незавершенного срабатывания электромагнита при по2000617

20

30

40

50

55 ниженном напряжении питания, когда его якорь движется замедленно и не успевает притянуться до истечения времени форсировки, так и случаи излишне сильного удара якоря при его притяжении с повышенной скоростью под действием повышенного напряжения в питающей сети. Оба указанных вида отклонений неблагоприятны с точки зрения надежности работы устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема предложенного электромагнита с элементами управления.

Схема содержит обмотку 1 электромагнита постоянного тока, между выводами которой включен диод 2, шунтирующий эту обмотку. Одним выводом обмотка 1 подключена к диагонали постоянного тока несглаживающего мостового выпрямителя, выполненного иэ диодов 3 — 6. причем диагональ переменного тока выпрямителя соединена с выводами 7 и 8 для подключения к питающей сети переменного тока. Управляющий тиристор 9 включен последовательно с обмоткой 1 к диагонали постоянного тока выпрямителя согласно полярности напряжения этого выпрямителя.

Схема содержит также стабилизирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных стабилитрона 10 и первого токоограничивающего резистора 11 и подключенную выводом этого резистора к диагонали постоянного тока выпрямителя и аноду тиристора, а выводом стабилитрона к катоду тиристора и выводу обмотки 1 электромагнита. Параллельно стабилитрону 10 входом включен релаксационный генератор

12, в состав которого входят транзисторы 13 и 14, конденсатор 15, диод 16 и резисторы

17-22. Выходом генератор 12 через резистор 23 соединен с управляющим электродом тиристора 9, причем управляющий переход тиристора шунтирован резистором

24. Между анодом и управляющим электродом тиристора 9 включены последовательно соединенные второй токоограничивающий резистор 25 и замыкающий магнитоуправляемый вспомогательный контакт 26, расположенный в зоне магнитного потока выпучивания рабочего зазора электромагнита.

Электромагнит работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения питающей сети на выводы 7 и 8 оно выпрямляется мостом из диодов 3 — 6 и через обмотку 1 электромагнита прикладывается к переходу анод-катод тиристора 9 и к цепи из стабилитрона 10 и первого токоограничиваю;цего резистора 11. Часть этого напряжения, выделяющаяся на стабилитроне 10. приводит в действие релаксационный re«ератор 12. Генератор 12 выдает короткие импульсы, генерируемые с временной задержкой относительно моментов нулевых значений переменного напряжения на входе генератора. Эти импульсы. поступая через резистор 23 на управляющий электрод тиристора 9, открывают последний, в результате чего по обмотке 1 электромагнита начинает протекать ток. Этот ток по своей величине недостаточен для притягивания якоря электромагнита, но создаваемый им магнитный поток выпучивания в рабочем зазоре.электромагнита воздействует на магнитоуправляемый контакт 26 и приводит к

его замыканию. При замкнутом контакте 26 управляющий электрод тиристора 9 получает питание через второй токоограничивающий резистор 25 в начале каждого полупериода напряжения, тиристор 9 остается открытым практически постоянно и Ilo обмотке 1 электромагнита протекает большой пусковой ток, в результате чего электромагнит форсированно срабатывает.

После срабатывания электромагнита при притянутом положении его якоря поток выпучивания рабочего зазора исчезает и контакт 26 размыкается. Тиристор 9 начинает открываться импульсами генератора 12, сдвинутыми во времени относительно моментов нулевых значений напряжения, в результате чего обмотка 1 электромагнита обтекается небольшим током удержания.

Проведенная экспериментальная проверка подтвердила работоспособность предложенного электромагнита с элементами управления, Технико-экономическая эффективность его по сравнению с устройством-прототипом состоит в резком повышении надежности работы за счет исключения опасного для тиристора режима работы при обратном напряжении на переходе анод-катод и одновременном протекании по управляющему электроду открывающего тока. Кроме того, упрощается схема благодаря исключению одного иэ двух тиристоров, что также повышает надежность работы.

Формула изобретения

Электромагнит с элементами управления. содержащий обмотку, между выводами которой включен диод, несглаживающий мостовой выпрямитель, стабилизирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных первого токоограничивающсго резистора и стабилитрона, и релаксационный генератор последовательности коротких импульсов, генерируемых с временной задержкой относительно моментов н <левых

2000617

Составитель Г.Бугаев

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор Т.Юрчикова

Тираж Подписное

НПО "ПОИСК" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Заказ 3079

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 значений перемеммого напряжения на входе этого генератора, причем диагональ перемемного тока мостового выпрямителя соединена с выводами для подключения к питающей сети переменного тока, первый вывод обмотки электромагнита соедимен с первым выводом диагонали постоянного тока мостового выпрямителя, при этом упомянутый диод включен встречно полярности выходного напряжения мостового выпрямителя, второй вывод обмотки электромагнита соединен с выводом стабилитрона стабилизирующей цепи, управляющий вход релаксационмого генератора включен параллельно стэбилитрому, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью упрощения, в него введены замыкающий магнитоуправляемый

° сг1омогательный контакт. второй токоограмичивэющий резистор и управляющий тиристор, который включен между вторыми выводами обмотки электромагнита и,диагонали постоянного тока мостового выпрямителя согласно полярности выходного напряжения этого выпрямителя, замыкающий магнитоуправляемый вспомогательный контакт расположен в зоне потока выпучивания рабочего зазора электромаг5 нита. вспомогательный контакт и второй токоограничивающий резистор соединен последовательно и включены между анодом и управляющим электродом управляющего тиристора, выход релаксационного генера10 торэ соединен с управляющим электродом этого тиристора. стабилизирующая цепь выводом первого токоограничивающего резистора подключена к второму выводу диагонали постоянного тока мостового вы15 прямителя, которыЯ лыполнен в виде диодного моста, при этом релаксационный генератор выполнен с постоянной временной задержкой генерации коротких импульсов относительно моментов нулевых

20 значений переменного тока напряжения на его входе, обеспечивающей протекание тока удержания через обмотку электромагнита при притянутом якоре.