УСТРОЙСТВО ФОРСИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ Российский патент 2005 года по МПК H01F7/18 

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

Известно [1] устройство форсированного управления двухобмоточным электромагнитом от источника переменного и постоянного напряжения (фиг.1), содержащее клеммы 1 и 2 питания, однофазный мостовой диодный выпрямитель 3, подключенный входной диагональю к клеммам 1 и 2 питания, размыкающий контакт 4 и обмотку 5 электромагнита, подключенные в выходную диагональ однофазного мостового диодного выпрямителя 3, другая обмотка 6 электромагнита включена согласно в магнитном отношении с обмоткой 5 параллельно размыкающему контакту 4.

Недостатком устройства является повышенный электрический износ контакта 4, коммутирующего большой пусковой выпрямленный (или постоянный при питании от источника постоянного напряжения) ток, вследствие чего снижается ресурс аппарата. Другим недостатком этого устройства является протекание в обмотке 6 размагничивающего тока, затягивающее процесс срабатывания электромагнита и при большой частоте включений вызывающее увеличение потребляемой энергии, повышенный нагрев электромагнита.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству форсированного управления электромагнитом, питающимся от источника переменного, либо постоянного напряжения является устройство [2] (фиг.2), содержащее клеммы 1 и 2 питания, однофазный мостовой диодный выпрямитель 3, подключенный входной диагональю к клеммам 1 и 2 питания, размыкающий контакт 4 и обмотку 5 электромагнита, подключенные в выходную диагональ однофазного мостового диодного выпрямителя 3, последовательную цепь, составленную из другой обмотки 6 и первого диода 7, подключенного непосредственно к одной из клемм 2 питания.

Недостатком устройства является повышенный износ контакта 4, коммутирующего выпрямленный либо постоянный значительный пусковой ток электромагнита. Снижение срока службы контакта 4 особенно существенно с ростом пускового тока и электромагнитной постоянной времени обмотки 5, что имеет место с ростом номинального тока коммутационного аппарата (реле, контактора, магнитного пускателя).

Техническим результатом изобретения является повышение срока службы размыкающего контакта, что позволяет экономить дорогостоящий контактный материал, как правило, содержащий остродефицитное серебро.

Технический результат достигается тем, что в устройство форсированного управления электромагнитом, содержащее клеммы питания, однофазный мостовой диодный выпрямитель, подключенный входной диагональю к клеммам питания, размыкающий контакт и обмотку электромагнита, подключенные в выходную диагональ однофазного мостового диодного выпрямителя, последовательную цепь, составленную из другой обмотки и первого диода, подключенного непосредственно к одной из клемм питания, введена цепь, состоящая из последовательно соединенных второго диода и конденсатора и подключенная параллельно размыкающему контакту, причем второй диод соединен согласно с первым диодом и подключен между концом другой обмотки, несвязанным с первым диодом и точкой соединения размыкающего контакта и обмотки электромагнита. В качестве другой обмотки может быть использована магнитно-связанная обмотка или обмотка другого электромагнитного механизма.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительное введение в известное устройство форсированного управления электромагнитом цепи, состоящей из последовательно соединенных второго диода и конденсатора, подключенной параллельно к размыкающему контакту, причем второй диод соединен согласно с первым диодом и подключен между концом другой обмотки несвязанным с первым диодом и точкой соединения размыкающего контакта и обмотки электромагнита, позволило увеличить срок службы размыкающего контакта и уменьшить расход контактного материала при его изготовлении за счет уменьшения времени горения дуги на размыкающемся контакте.

На фиг.3 приведена электрическая схема предлагаемого устройства форсированного управления электромагнитом.

Устройство содержит клеммы 1 и 2 питания, однофазный мостовой диодный выпрямитель 3, подключенный входной диагональю к клеммам 1 и 2, размыкающий контакт 4, обмотку 5 электромагнита, подключенные в выходную диагональ однофазного мостового диодного выпрямителя, последовательную цепь, составленную из другой обмотки 6 и первого диода 7, подключенного непосредственно к одной из клемм 2, цепь, состоящую из последовательно соединенных второго диода 8 и конденсатора 9 и подключенную параллельно к размыкающему контакту 4, причем второй диод 8 соединен согласно с первым диодом 7 и подключен между концом другой обмотки 6 несвязанным с первым диодом 7 и точкой соединения размыкающего контакта 4 и обмотки 5 электромагнита.

Предлагаемое устройство (фиг.3) работает следующим образом. Для включения электромагнита на клеммы 1 и 2 питания подается напряжение. При использовании источника постоянного напряжения положительный потенциал должен быть подан на клемму 2 (фиг.3). К обмотке 5 через диоды однофазного мостового диодного выпрямителя 3, контакт 4 прикладывается напряжение источника и по ней протекает пусковой ток, обеспечивающий срабатывание электромагнита. Это вызывает размыкание контакта 4 и большой пусковой ток, протекавший по нему, перетекает в параллельную цепь, составленную из второго диода 8 и конденсатора 9, существенно снижая длительность воздействия на контакт 4 электрической дуги. Одновременно с ростом напряжения на конденсаторе 9 нарастает ток в другой обмотке 6. При этом установившийся ток, потребляемый устройством от источника питания, будет определяться активным суммарным сопротивлением обмоток 5 и 6, и поэтому он меньше пускового. При снятии напряжения с клемм 1 и 2 ток в обмотках 5 и 6 уменьшается, замыкаясь через один из диодов однофазного мостового диодного выпрямителя 3, первого диода 7 и второго диода 8. Подвижная система электромагнита возвращается в исходное положение, замыкается контакт 4, создавая путь для разряда конденсатора 9 через обмотку 5, диод однофазного мостового диодного выпрямителя 3, первый диод 7, другую обмотку 6. Это исключает бросок тока при замыкании контакта 4, что также уменьшает износ контакта и обеспечивает увеличение срока его службы.

На фиг.4 приведен вариант выполнения устройства, когда размыкающий контакт 4 подсоединен к диодам анодной группы однофазного мостового диодного выпрямителя 3.

В случае питания устройства от источника знакопеременного напряжения принципиальное отличие в режиме работы заключается в том, что после размыкания контакта 4 последовательно подключенные обмотки 5 и 6 питаются лишь частью напряжения источника (напряжением одной его полярности).

В качестве размыкающего контакта 4 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 6 в устройстве может быть выполнена в виде второй (удерживающей) обмотки форсируемого электромагнита и, в частности, может быть магнитно связана с первой его обмоткой 5 при соответствующем выполнении магнитной системы электромагнита. Одна 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.

Одна обмотка в устройстве может представлять обмотку (или обмотки) другого электромагнита (или электромагнитов), включенных различным образом (параллельно, последовательно, последовательно-параллельно).

Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает повышение эффективности его функционирования и затрат на его изготовление.

Источники информации

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

2. Патент РФ 2153726. Устройство форсированного управления электромагнитом. Опубликовано в БИ №27.07.2000.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромагнитных приводах устройств автоматики и управления, питающихся форсированно от источника постоянного и переменного напряжения, в частности, в приводах коммутационных аппаратов (реле, контакторов, магнитных пускателей и т.п.). Технический результат заключается в повышении срока службы размыкающего контакта. Для этого устройство содержит клеммы питания, однофазный мостовой диодный выпрямитель, размыкающий контакт, обмотку электромагнита, последовательную цепь, составленную из другой обмотки и первого диода, последовательно соединенные конденсатор и второй диод, подключенные параллельно размыкающему контакту, причем второй диод соединен согласно с первым диодом и подключен между концом другой обмотки, несвязанным с первым диодом, и точкой соединения размыкающего контакта и обмотки электромагнита. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство форсированного управления электромагнитом, содержащее клеммы питания, однофазный мостовой диодный выпрямитель, подключенный входной диагональю к клеммам питания, размыкающий контакт и обмотку электромагнита, подключенные в выходную диагональ однофазного мостового диодного выпрямителя, последовательную цепь, составленную из другой обмотки и первого диода, подключенного непосредственно к одной из клемм, отличающееся тем, что в него введена цепь, состоящая из последовательно соединенных второго диода и конденсатора и подключенная параллельно размыкающему контакту, причем второй диод соединен согласно с первым диодом и подключен между концом другой обмотки, несвязанным с первым диодом, и точкой соединения размыкающего контакта и обмотки электромагнита.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обмотки магнитно связаны и включены согласно.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что одна обмотка является обмоткой другого электромагнитного механизма.4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что одна обмотка является последовательно включенными обмотками других электромагнитов.5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что одна обмотка является параллельно включенными обмотками других электромагнитов.6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что одна обмотка является параллельно-последовательно включенными обмотками других электромагнитов.