УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ КОНТАКТОРОМ Российский патент 1998 года по МПК H01H47/10 H02P1/40 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, а именно к низковольтному аппаратостроению, и может быть использовано в низковольтных комплектных устройствах (НКУ) и станциях управления с применением реверсивных электромагнитных контакторов.

Известны устройства управления реверсивным электромагнитным контактором (пускателем), применяемым для запуска, реверса, останова асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором (например, см. ТУ16-89 ИГФР. 644236.033ТУ, стр. 135, рис. 22), в которых управление реверсивным контактором осуществляется от той же сети переменного тока, от которой питается сам управляемый реверсивным контактором электродвигатель, т.е. реверсивный контактор выполнен с электромагнитами переменного тока. В этих устройствах для управления реверсивным контактором (пускателем) применяются кнопки управления: "Стоп", соединенная последовательно с электрической цепью, включающей в себя соединенные между собой параллельно две цепи: кнопку управления "Пуск 1", зашунтированную замыкающим контактом вспомогательной цепи контактора "Вперед" и соединенную с размыкающим контактом вспомогательной цепи контактора "Назад", подсоединенным к включающей катушке контактора "Вперед", и кнопку управления "Пуск 2", зашунтированную замыкающим контактом вспомогательной цепи контактора "Назад" и соединенную с размыкающим контактом вспомогательной цепи контактора "Вперед", в свою очередь соединенным с включающей катушкой контактора "Назад".

Недостатком этих устройств управления является относительно низкая надежность в эксплуатации, определяемая в основном низкой надежностью, характерной для электромагнитов переменного тока (выпадание и поломка короткозамкнутых витков, распушивание шихтованных магнитных систем, относительно низкая износостойкость и т.д.).

Поэтому в отрасли промышленности с повышенными требованиями к надежности функционирования электроаппаратуры в основном применяются электромагнитные аппараты (контакторы, пускатели, реле) с управлением на постоянном токе, не имеющие указанных недостатков. Например, в металлургии, характеризуемой тяжелым режимом работы, для управления асинхронными двигателями как с короткозамкнутым ротором, так и с фазным ротором, широкое применение нашли реверсивные контакторы переменного тока типов МК1-30 и МК2-30 (на номинальные токи 40 и 63 A соответственно). Для реверсирования электродвигателей постоянного тока также широкое применение находят контакторы постоянного тока типов МК1-20, МК2-20, МК3-20 и МК4-20. При этом устройство управления реверсивным контактором полностью идентично вышеописанному, за исключением рода тока цепи управления, т.е. в этом случае вся схема управления подключена к источнику питания постоянного тока, независимому от источника питания главной цепи - цепи электродвигателя (Пускатели электромагнитные серии ПМЛ ТУ16-91 ИГЕВ.644131.001ТУ, рис. 16, стр. 120).

На чертеже фиг. 1 представлена схема устройства управления реверсивным электромагнитным контактором с включающей катушкой постоянного тока, т.е. с цепью управления постоянного тока.

Как видно из фиг. 1, известное устройство, принятое за прототип, содержит выводы 1 и 2 для подключения источника питания, в данном случае источник постоянного тока. В остальном схема управления содержит те же элементы, что и устройство, взятое в качестве аналога.

В известном устройстве вторые клеммы замыкающих контактов вспомогательных цепей контакторов "Вперед" и "Назад" подключены соответственно к общей точке соединения клемм кнопки управления "Пуск 1" и размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Назад"; и к общей точке соединения клемм кнопки управления "Пуск 2" и размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Вперед" непосредственно. То есть, кнопки управления "Пуск 1" и "Пуск 2" шунтированы непосредственно замыкающими контактами вспомогательных цепей контакторов "Вперед" и "Назад" соответственно.

Однако, несмотря на повышенную по сравнению с первым случаем надежность, устройству управления также присущи недостатки, а именно - повышенная потребляемая мощность электромагнитами реверсивного контактора в режиме удерживания, перерасход обмоточной меди электромагнитов.

Техническим результатом изобретения является снижение потребляемой мощности и экономия материалов (обмоточной меди) устройства.

Технический результат достигается тем, что устройство управления реверсивным электромагнитным контактором, содержащее два вывода для подключения источника питания, кнопку управления "Стоп", подсоединенную между первым выводом для подключения источника питания и параллельной цепью, состоящей соответственно из последовательно включенных обмотки контактора "Вперед", размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Назад", кнопки управления "Пуск 1" и обмотки контактора "Назад", размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Вперед", кнопки управления "Пуск 2"; причем общие точки обмоток контакторов подсоединены ко второму выводу для подключения источника питания, а к общей точке соединения кнопок управления "Стоп", "Пуск 1", "Пуск 2" подсоединены первыми клеммами замыкающие контакты вспомогательных цепей контакторов "Вперед" и "Назад", дополнительно снабжено токоограничивающим элементом, один вывод которого подключен к общей точке соединения клемм кнопки управления "Пуск 1" и размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Назад", а другой - к общей точке соединения клемм кнопки управления "Пуск 2" и размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Вперед", а вторые клеммы замыкающих контактов вспомогательных цепей контакторов "Вперед" и "Назад" подсоединены к общей точке соединения соответственно кнопки управления "Пуск 1", размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Назад" и кнопки управления "Пуск 2", размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Вперед" через токоограничивающий элемент.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительное снабжение известного устройства управления реверсивным электромагнитным контактором токоограничивающим элементом, один вывод которого подключен к общей точке соединения клемм кнопки управления "Пуск 1" и размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Назад", а другой - к общей точке соединения клемм кнопки управления "Пуск 2" и размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Вперед", а вторые клеммы замыкающих контактов вспомогательных цепей контакторов "Вперед" и "Назад" подсоединены к общей точке соединения соответственно кнопки управления "Пуск 1", размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Назад" и кнопки управления "Пуск 2", размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Вперед" через токоограничивающий элемент, позволило снизить потребляемую мощность реверсивного электромагнитного аппарата за счет уменьшения тока в цепи катушки во включенном режиме работы, получить экономию обмоточной меди, снизить массу аппарата и его габариты за счет сокращения числа витков катушек.

На фиг. 2 приведена схема предлагаемого устройства управления. Как видно из фиг. 2, оно содержит выводы 1 и 2, токоограничивающий элемент 3, кнопки управления "Пуск 1", "Пуск 2", "Стоп", включающие катушки B, H контакторов "Вперед" и "Назад", соединенные последовательно с кнопками "Пуск 1" и "Пуск 2" через размыкающие контакты вспомогательной цепи контакторов "Назад" и "Вперед" соответственно.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. Для запуска двигателя в одном из направлений, например "Вперед", оператор должен нажать на кнопку "Пуск 1". При этом катушка B контактора "Вперед" оказывается подключенной на полное напряжение источника питания и потребляет ток по цепи: клемма 1, контакты кнопок управления "Стоп", "Пуск 1" размыкающий контакт вспомогательной цепи контактора "Назад", через катушку B, клемму 2. Контактор "Вперед" размыкает размыкающий контакт B вспомогательной цепи и прерывает протекание по катушке H незначительного тока, ограничиваемого суммарным сопротивлением токоограничивающего элемента 3 и обмотки H; замыкает свои главные контакты, включенные в цепь электродвигателя (на фиг. 2 не показаны), а затем и замыкающий контакт B вспомогательной своей цепи. При отпускании кнопки "Пуск 1" катушка B контактора "Вперед" не отключается, т.к. питание ее будет осуществляться по цепи: клемма 1, кнопка управления "Стоп", замкнутый контакт B вспомогательной цепи контактора "Вперед", токоограничивающий элемент 3, размыкающий контакт H вспомогательной цепи контактора "Назад", катушка B и клемма 2.

В первоначальный момент ток в цепи катушки B ограничивается только ее сопротивлением. После включения контактора и размыкания контакта кнопки управления "Пуск 1" ток в цепи катушки B будет ограничиваться также дополнительно вводимым в цепь катушки токоограничивающим элементом. Это снижает потребляемую катушкой мощность, а значит и самого контактора во включенном состоянии. В качестве токоограничивающего элемента может быть применен резистор или последовательно включенные удерживающие обмотки катушек контакторов, одна из удерживающих обмоток и т.п.

Так как в режиме удерживания при притянутом якоре не требуется больших МДС, то такое введение токоограничивающего элемента позволяет также сократить число витков катушек, а значит снизить расход меди и массу аппарата.

Для запуска двигателя в другом направлении, т.е. реверсирования двигателя, необходимо нажать на кнопку управления "Стоп". При этом катушка B контактора "Вперед" теряет питание, размыкает свой замыкающий контакт B вспомогательной цепи контактора и замыкающий размыкающий контакт B вспомогательной цепи контактора, включенный в цепь катушки H контактора "Назад", подготавливая его к включению. Затем необходимо нажать на кнопку управления "Пуск 2". При этом все повторится в той же последовательности, что и при запуске в направлении "Вперед", но только вращение двигателя будет происходить в обратном направлении (за счет смены чередования фаз или направления протекания тока в статорной обмотке электродвигателя постоянного тока - на фиг. 2 не показано). В первоначальный момент катушка контактора "Назад" получит питание по цепи: клемма 1, кнопка управления "Стоп", кнопка управления "Пуск 2", размыкающий контакт B вспомогательной цепи контактора "Вперед", катушка H, клемма 2. Затем точно также в цепь катушки вводится токоограничивающий элемент 3, и катушка H получает питание по цепи: клемма 1, кнопка управления "Стоп", замкнутый замыкающий контакт H вспомогательной цепи контактора "Назад", токоограничивающий элемент 3, замкнутый размыкающий контакт B вспомогательной цепи контактора "Вперед", катушка H, клемма 2.

Следовательно, введение определенным образом токоограничивающего элемента в известное устройство позволяет получить экономию меди, электроэнергии, уменьшить массу и материалоемкость аппарата.

Устройство управления реверсивным электромагнитным контактом содержит два вывода для подключения источника питания, кнопку управления "Стоп", подсоединенную между первым выводом для подключения источника питания и параллельной цепью, состоящей из последовательно включенных обмотки контактора "Вперед" ("Назад"), вспомогательного размыкающего контакта контактора "Назад" ("Вперед") кнопки "Пуск 1" ("Пуск 2"), причем общие точки обмоток контакторов подсоединены ко второму выводу для подключения источника питания, а к общей точке соединения кнопок "Стоп", "Пуск 1", "Пуск 2" подсоединены первыми клеммами вспомогательные замыкающие контакты контакторов "Вперед" и "Назад", шунтирующие кнопки "Пуск 1" и "Пуск 2" соответственно, дополнительно снабжено токоограничивающим элементом, один вывод которого включен к клеммам, и кнопки "Пуск 1" и размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Назад" , а другой - к клеммам кнопки "Пуск 2" и размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Назад", а вторые клеммы вспомогательных замыкающих контактов "Вперед" и " Назад" подсоединены соответственно к общей точке соединения кнопки " Пуск 2" и вспомогательного размыкающего контакта контактора "Вперед" и кнопки "Пуск 1" и вспомогательного размыкающего контакта контактора "Назад". Техническим результатом является снижение потребляемой мощности и экономия материалов. 2 ил.

Устройство управления реверсивным электромагнитным контактором, содержащее два вывода для подключения источника питания, кнопку управления "Стоп", подсоединенную между первым выводом для подключения источника питания и параллельной цепью, состоящей соответственно из последовательно включенных обмотки контактора "Вперед", размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Назад", кнопки управления "Пуск 1" и обмотки контактора "Назад", размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Вперед", кнопки управления "Пуск 2", причем общие точки обмоток контакторов подсоединены к второму выводу для подключения источника питания, а к общей точке соединения кнопок управления "Стоп", "Пуск 1", "Пуск 2" подсоединены первыми клеммами замыкающие контакты вспомогательных цепей контакторов "Вперед" и "Назад", отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено токоограничивающим элементом, один вывод которого подключен к общей точке соединения клемм кнопки управления "Пуск 1" и размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Назад", а другой - к общей точке соединения клемм кнопки управления "Пуск 2" и размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Вперед", а вторые клеммы замыкающих контактов вспомогательных цепей контакторов "Вперед" и "Назад" подсоединены к общей точке соединения соответственно кнопки управления "Пуск 1", размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Назад" и кнопки управления "Пуск 2", размыкающего контакта вспомогательной цепи контактора "Вперед" через токоограничивающий элемент.