УСТРОЙСТВО ФОРСИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ Российский патент 2000 года по МПК H01F7/18 

Изобретение относится к электромагнитным приводам устройств автоматики и управления, питающихся форсированно от источника знакопеременного напряжения, в частности, к приводам коммутационных аппаратов (реле, контакторов, магнитных пускателей и т.п.).

Известно [1] устройство форсированного управления электромагнитом от источника знакопеременного напряжения (фиг. 1), содержащее однофазный мостовой выпрямитель 1, к выходной диагонали которого (клеммы 4 и 5) подключена обмотка 7 электромагнита, а во входной диагонали (клеммы 2 и 3) последовательно с источником включена цепь из токоограничивающего резистора 8 и диода 9, шунтированная на время срабатывания размыкающим контактом 6, управляемым электромагнитом. В режиме срабатывания обмотка 7 электромагнита форсированно питается двухполупериодным выпрямленным напряжением, так как при этом ток в ней ограничивается лишь сопротивлением самой обмотки, а в режиме удержания электромагнит потребляет из сети ток, ограниченный и сопротивлением токоограничивающего резистора 8, лишь в один из полупериодов питающего напряжения, что снижает потребляемую устройством мощность.

Недостатком известного устройства является неэффективное использование в режиме удержания потребляемой устройством мощности, так как большая часть расходуется в виде тепла на токоограничивающем резисторе и не создает в электромагните удерживающего усилия, что приводит к необходимости увеличения массогабаритных показателей электромагнита. Другим недостатком этого устройства является необходимость использования дополнительных конструктивных элементов, необходимых для размещения и крепления токоограничивающего резистора.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству форсированного управления электромагнитом является устройство [2] (фиг. 2), содержащее две - пусковую 7 и удерживающую 8 обмотки, соединенные последовательно и согласно между собой и включенные между первой 4 и второй 5 выходными клеммами однофазного мостового выпрямителя 1, размыкающий контакт 6, управляемый электромагнитом, шунтирующий на время срабатывания удерживающую обмотку 8 электромагнита.

Недостатком его является то, что и в режиме срабатывания (пусковая) и в режиме удержания обмотки (пусковая и удерживающая) питаются двухполупериодным выпрямленным напряжением, потребляя из сети избыточную мощность в режиме удержания. Для уменьшения избыточной потребляемой мощности удерживающую обмотку 8 приходится выполнять из провода более малого диаметра (часто менее 0,08-0,1 мм), что резко увеличивает стоимость обмотки и электромагнитного устройства в целом и снижает ее функциональную надежность. Другим недостатком устройства является то, что в режиме срабатывания в удерживающей обмотке 8 протекает размагничивающий ток, затягивающий процесс срабатывания электромагнита и при большой частоте включений вызывающий увеличение потребляемой электромагнитом энергии, повышенный нагрев его пусковой обмотки 7.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы, снижение потребляемой мощности и стоимости устройства. Технический результат достигается тем, что устройство форсированного управления электромагнитом, содержащее диодный однофазный мостовой выпрямитель с двумя входными клеммами, первой и второй выходными клеммами, между которыми включены последовательно соединенные размыкающий контакт, управляемый электромагнитом, и его обмотка; другую обмотку, подключенную своим первым концом к общей точке соединения размыкающего контакта и обмотки электромагнита, дополнительно снабжено диодом, подсоединенным между вторым концом обмотки и одной из входных клемм мостового выпрямителя, причем дополнительный диод подсоединен через другую обмотку и размыкающий контакт к двум диодам мостового выпрямителя одноименным электродом. В качестве другой обмотки может быть использована и обмотка другого электромагнитного механизма.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительное введение в известное устройство форсированного управления электромагнитом диода, подсоединенного между вторым концом другой обмотки и одной из входных клемм мостового выпрямителя таким образом, что дополнительный диод подсоединен через другую обмотку и размыкающий контакт к двум диодам мостового выпрямителя одноименным электродом, позволило снизить: потребляемую мощность устройства за счет уменьшения до одного полупериода длительности протекания тока, потребляемого из сети переменного напряжения в режиме удержания; потребляемую энергию в режиме срабатывания за счет уменьшения времени срабатывания и исключения тепловых потерь в другой обмотке, магнитно связанной с ней; стоимость устройства за счет выполнения другой обмотки из провода большего диаметра, что компенсирует с избытком стоимость маломощного диода, а также за счет исключения использования контакта электромагнита, управляющего обмоткой другого электромагнитного механизма.

Потребление электромагнитом тока из сети лишь в один из полупериодов питающего напряжения позволяет выполнить его другую (удерживающую) обмотку из обмоточного провода большего диаметра, что упрощает ее намотку, исключая образования скрытых дефектов, а также обеспечивает и более высокую эксплуатационную надежность за счет большей механической прочности провода и его изоляции и снижения температуры нагрева обмоток.

На фиг. 3 приведена электрическая схема предлагаемого устройства форсированного управления электромагнитом. Устройство содержит диодный однофазный мостовой выпрямитель 1 с двумя входными клеммами 2, 3, первой 4, второй 5 выходными его клеммами, размыкающий контакт 6, обмотку 7 электромагнита, другую обмотку 8, диод 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Для включения электромагнита на клеммы 2, 3 мостового выпрямителя 1 подается знакопеременное напряжение источника питания. К обмотке 7 электромагнита при этом прикладывается двухполупериодное выпрямленное напряжение и по ней протекает пусковой ток, обеспечивающий срабатывание электромагнита. Это вызывает размыкание контакта 6 и последовательное включение обмоток 7 и 8 на однополупериодное выпрямленное напряжение, обеспечиваемое диодом 9 и двумя диодами мостового выпрямителя 1 в режиме удержания. При запертом состоянии диода мостового выпрямителя, подсоединенного между клеммами 2, 5, ток в обмотках 7 и 8 в течение полупериода питающего напряжения поддерживается за счет ЭДС самоиндукции и замыкается через диод, включенный между клеммами 3, 5, и диод 9. На фиг.4 приведен вариант выполнения устройства, когда размыкающий контакт, управляемый электромагнитом, подсоединен к диодам анодной группы мостового выпрямителя. Работа устройства при этом происходит аналогично. В устройствах на фиг. 3 и фиг.4 в режиме удержания ток потребляется от источника питания лишь в один из его полупериодов и ограничивается суммарным сопротивлением обмоток 7 и 8, обеспечивая нормальное удержание якоря в притянутом положении и допустимый тепловой режим обмоток.

В качестве размыкающего контакта 6 может быть использован: собственный вспомогательный контакт электромагнита, механически управляемый его подвижными элементами; магнитоуправляемый контакт, помещенный в область магнитного поля электромагнита или постоянных магнитов и управляемый одним из известных способов; контакт внешнего коммутационного аппарата, включающая обмотка которого коммутируется контактом форсируемого электромагнита.

Другая обмотка в устройстве может быть выполнена в виде второй (удерживающей) обмотки форсируемого электромагнита и, в частности, может быть магнитно связана с первой его обмоткой при соответствующем выполнении магнитной системы электромагнита. Другая обмотка в устройстве может быть обмоткой другого электромагнитного механизма, который должен (по логике работы схемы автоматики) включаться после срабатывания форсируемого электромагнита. При этом исключается использование для управления им дополнительного контакта форсируемого электромагнита, что дополнительно снижает стоимость заявляемого устройства форсированного управления.

Таким образом, введение в известное устройство дополнительного маломощного диода, подключенного соответствующим образом, позволяет снизить потребляемую им мощность и его стоимость.

Источники информации
1. А. С. 773778 (СССР). Устройство для форсированного включения электромагнита. - Опубл. в Б.И., 1980. N 39.

2. LOVATO S.P.A. Componenti e sistemi per automazione. General catalogue. 1993.

Изобретение относится к электромагнитным приводам устройств автоматики и управления, питающихся форсированно от источника знакопеременного напряжения, в частности к приводам коммутационных аппаратов. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы, снижение потребляемой мощности и стоимости устройства. Устройство форсированного управления электромагнитом, содержащее диодный однофазный мостовой выпрямитель, между выходными клеммами включены последовательно соединенные размыкающий контакт, управляемый электромагнитом, и его обмотка, другую обмотку, подключенную своим первым концом к общей точке соединения размыкающего контакта и обмотки электромагнита, дополнительно снабжено диодом, подсоединенным между вторым концом обмотки и одной из входных клемм мостового выпрямителя, причем дополнительный диод подсоединен через другую обмотку и размыкающий контакт к двум диодам мостового выпрямителя одноименным электродом. В качестве другой обмотки может быть использована и обмотка другого электромагнитного механизма. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство форсированного управления электромагнитом, содержащее диодный однофазный мостовой выпрямитель с двумя входными клеммами, между которыми включены последовательно соединенные размыкающий контакт, управляемый электромагнитом, и его обмотка, другую обмотку, подключенную своим первым концом к общей точке соединения размыкающего контакта и обмотки электромагнита, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено диодом, подсоединенным между вторым концом другой обмотки и одной из входных клемм мостового выпрямителя, причем дополнительный диод подсоединен через другую обмотку и размыкающий контакт к двум диодам мостового выпрямителя одноименным электродом. 2. Устройство форсированного управления электромагнитом по п.1, отличающееся тем, что обмотки магнитно связаны и включены согласно. 3. Устройство форсированного управления электромагнитом по п.1, отличающееся тем, что обмотка является обмоткой другого электромагнитного механизма.