Электромагнитный коммутационный аппарат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Сеавтскин

Социалистические

Рвспттблкк (ii) 886084

4 б

4 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (5t)IVL. Кл. (22) За н алеко 25.03.80 (2! ) 2898557/24-07 с присоединением заявки №вЂ”

Н 01 Н 9/56

Ртеуаарстеенный кемитет

СССР не аелам нэаеретеннй н открытий (28) П риоритет

Опубликовано 30.11.81. Бюллетень № 44 (53) УДК 621.308. .6 (088.8) Дата опубликования описания 30.11.81. В. А. Борисов, Э. Г. Гольцман, Г. П. Свинц и |О". В. Софронов

Чувашский государственный университет им Й. Н. Ульянова и Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КОММУТАЦИОННЪ|Й

АППАРАТ

Изобретение относится к электроаппаратостроению и может быть использовано при разработке электромагнитнътх коммутационных аппаратов с управлением от сети переменного тока, например контакторов, магнитных пускателей, реле, выключателей и тд.

Включение электромагнитного аппарата с управлением от сети переменного тока может произойти в любую произвольную фазу питающего напряжения, что приводит при многократных включениях к существенному раэбросу скорости в момент замыкания контактов, а следовательно, времени их вибрации. Существуют определенные значения начальной фазы питающего напряжения, при которых скорость соударения контактов, а значит и время вибрации контактов могут быть нщменьшими (11.

При включении аппарата в наиболее благоприятную фазу питающего напряжения можно обеспечить наименьшую скорость замыкания контактов, наименьшее время нх вибрации, а следовательно, наивысшую износостойкость и включающую способность аппарата.

Известны устройства, содержащие фазовращатель, бесконтактный ключ, включающий нагрузку, вспомогательный источник питания элементов устройства, формирователь импульсов, выход которого выполнен со средней точкой. Импульс одной полярности осуществляет подготовку (отпирается один из тиристоров), а импульс другой полярности срабатывание устройства (2).

Однако эти устройства не могут быть использованы для коммутационных аппаратов с присоединением к внешней схеме и управлением по одной и той же двухпроводной линии, так как требуют специального дополнительного источника питания.

Наиболее близким.к предлагаемому является устройство, содержащее две клеммы (два полюса), цепи управления для включения катушки управления аппарата посредством приложения к ним управляющего напряжения переменного тока, к одной из клемм подключена катушка управления, а между второй клеммой и другиМ концом катушки включен вспомогательный коммутационный элемент, управляемый

886084

В !

О

30 фазочувствительной схемой, включенной также между указанными клеммами, причем выход фазочувствительной схемы соединен со входом коммутирующего элемента. Устройство осуществляет запрет на включение катушки электромагжгга в начальную фазу питающего напряжения вблизи 90 и 270 эл. град. Включение катушки при этом осуществляется на однополупериодное выпрямленное напряжение после перехода напряжения через нулевое значение (3J

Однако известное устройство обладает недо- . статочной включающей способностью аппарата, так как он осуществляет включение вблизи нуля напряжения, а не в наиболее благоприятную фазу питающего напряжения, которая для разных аппаратов может бьць различной, и;новышенной способностью, определяемой тем, что питание обмотки осуществляется вьшрямленным током, что по сравнению с питанием электрапеременным напряжением требует введения в схему элементов, ограничивающих ток в обмотке после срабатьвания электромагнита.

Цель изобретения — упрощение и повышение включающей способности коммутационного аппарата.

Указанная цель достигается тем, что в коммуталионный аппарат, содержащий клеммы для подключения источника питания переменного тока, к одной иэ которых непосредственно подключен один вывод катушки коммутационного аппарата, а к другой клемме подключен другой вывод указанной катушки через вспомогательный коммутирующий элемент, и фазочувствительный орган управления вспомогательным коммутирующим элементом, соединенный с клеммами для подключения источника питания переменного тока через резистор, введен элемент выдержки времени, который включен между выходом фазочувствительной схемы управления вспомогательным коммутирующим элементом и входом этого элемента.

На фиг. 1 представлен коммутационный аппарат, блок-схема", на фиг. 2 — то же, риншьпиальная схема; на фиг. 3 — временные диаграммы.

К полюсу l источника питания переменного тока подсоединен один конец втяпвающей катушки 2 аппарата, второй конец которой через вспомогательный коммутирующий элемент 3 подключен к другому полюсу 4 источника питания переменного тока. Между полюсами 1 и

4 включены фазочувствительный орган 5 и элемент 6 выдержки времени, вход которого соединен с выходам фаэочувствительного органа, а выход — со входом коммутирующего элемента. Аппарат имеет контактную систему 7 и управляется выключателем 8.

Устройство работает следующим образом.

4

При замыкании выключателя 8 втягивающая катушка 2 аппарата, остается в обесточенном состоянии до тех пор, пока не включится вспомогательный коммутирующий элемент 3, например тиристор, управляемый элементами 5 и 6.

На выходе фазочувствительного органа 5 появляется сигнал лишь в определенную фазу напряжения, например, в то время, когда напряжение питания переходит через нуль. Послепоявления сигнала на входе элемента 6 выдержки времени он отсчитывает заданное время, конкретную величину которого определяют исходя из наиболее благоприятной для срабатьвания фазы питающего напряжения, по истечении которого подается сигнал на срабатьвание вспо могательного коммутирующего элемента 3. Обмотка 2 ири этом подключается к сети в нужную фазу напряжения, электромагнит срабатывает и замыкает контакты 7 с наименьшей

/ скоростью, а следовательно, и с наименьшим временем вибрации.

Вспомогательный коммутирующий элемент 3 содержит (фиг. 2) тиристор 9, включенньй в диагональ мостовой схемы выпрямления, соб23 раиной на диодах 10 — 13. Управляющий переход тиристора 9 подсоединен к выходной обмотке

14 блокинг-генератора, выполненного на транзисторе 15, диодах 16 и 17, резисторах 18-22 и содержащего две друтие обмотки 23 и 24.

3О Фазочувсшительиый орган 5 содержит вьшрямительиый мост, собранный на диодах 25 — 28.

K выходу моста подсоединены формирователь синхроннзирующих импульсов, выполненный на резисторах 29 и 30 и транзисторе 31, а также сглаживающий фильтр на конденсаторе 32 и резисторе 33. Диод 34 разделяет вход формирователя синхронизирующих имнульсэв в источник постоянного напряжения, используемый для питания элементов схемы. Накопио .тельный конденсатор 35 подсоединен через

40 встречно-включенные диоды 36 и 37 к выходу формирователя синхронизирующих импульсов и к па раметрическому стабилизатору напряжения, соб,ранному на резисторе 38 и стабилитроне 39.

К общей точке диодов 36 и 37 подсоединен

43 дииистор 40, напряжение включения коа рого выше напряжения стабилизации стабилитрона 39.

Элемент 6 выдержки времфни собран по мостовой схеме на резисторах 41 — 44 и конденсаторе 45, в диагональ которой включен аналог однопереходного транзистора 46. Выход элемента выдержки времени соединен со входной цепью блокинг-генератора.

Схема работает следующим образом.

В произвольный момент времени tp замыкания ключа 8 управления на схему подается напряжение. В точке. 47 появляется выпрямленное напряжение. Напряжение на конденсаторе 32

886084 6 способность электромагнитного аппарата с управлением от сети переменного тока.

5 (точка 48) возрастает. В моменты времени t и tq в точке 49 появляются импульсы напряжения, заряжающие накопительный конденсатор

35, который одновременно заряжается и через диод 37.

На фиг. 3 представлены также диаграммы в точках 50 и 51. Когда напряжение на конденсаторе 35 становится больше напряжения на стабилитроне 39, диод 37 запирается и заряд конденсатора 35 осуществляется только импульсами, поступающими с выхода формирователя синхронизирующих импульсов. В момент времени t> лри поступлении с выхода формирователя очередного синхронизирующего импульса напряжение на конденсаторе 35 становится равным напряжению переключения динистора 40

ОВ, который включается и подает напряжение от стабилитрона 39 на элемент выдержки speменя и блокинг-генератор. В момент времени

t происходит срабатывание аналога однопереходного транзистора 46 (точка 52), запускаетса блокинг-генератор, срабатывает тиристорный ключ 9. Катушка 2 аппарата включается в заранее выбранную наиболее благоприятную фазу питающего напряжения. Блокинг-генератор выдает на управляющий переход тиристора 9 импульсы и обеспечивает его открытое состояние. . При отключении ключа управления схема обесточивается и электромагнит аппарата возвращается в исходное положение.

Использование изобретения благодаря уменьшению времени вибрации контактов позволяет чвеличить износостойкость и коммутационную

Формула изобретения

Электромагнитный коммутационный аппарат, содержащий клеммы для подключения источника питания переменного тока, к одной из которых непосредственно подключен один вывод катушки коммутационного аппарата, а к другой

tO j через вспомогательный коммутирующий элемент подключен другой вывод укаэанной катушки, и фазочувствительный орган управления вспомо. гательным коммутирующим элементом, соединенный с клеммами для подключения источни15 ка питания переменйого тока через резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения изиосоустойчивости и включающей. способности аппарата, в него введен элемент выдержки времени, который включен между

20 выходом фазочувствительного органа управления вспомогательным коммутирующим элементом и входом этого элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

25 1. Софронов N. В. и Свинцов Г. П. Индукционный датчик для измерения перемещений и скорости подвижных частей электрических аппарат. Сборок "Электрические машины и аппараты". Вын. 6, 1978, с. 206 — 212. эо 2. Клепарская Л. Г. Синхронизированные . выключатели. М., "Энергия", 1973, с. 41, рис. 14.

3. Патент Японии и 51 — 32297, кл. 58 G О, 1976 (щвтотип) .

886084

Составитель А. Андреев

Редактор Е . Дичинская Техред Т.Маточка

Корректор A Лзятко

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. I роектная, 4 Заказ 10568/82 Тираж 787 .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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