Устройство управления поляризованным электромагнитом Российский патент 2024 года по МПК H01F7/18 H01H47/32 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим аппаратам управления, и может быть использована в коммутационных аппаратах с приводом на основе поляризованного электромагнита.

Известны технические решения [1, 2] устройств управления выходным органом реле времени в виде электромагнитного реле на основе поляризованного электромагнита, содержащего обмотку управления и нормально замкнутый (размыкающий) контакт поляризованного электромагнита, накопительный конденсатор, транзисторный ключ, обеспечивающий разряд накопительного конденсатора через обмотку и разделительный диод.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является схема исполнительного органа реле времени в виде электромагнитного реле на основе поляризованного электромагнита [1], содержащая обмотку управления и нормально замкнутый (размыкающий) контакт поляризованного электромагнита, накопительный конденсатор, последовательно соединенный с обмоткой, разделительный диод, транзисторный ключ, база которого соединена с нуль-органом, обеспечивая управление транзисторным ключом от органа выдержки времени из двух транзисторов разного типа проводимости (составной транзистор).

Недостатком данного технического решения является наличие электрического контакта поляризованного реле в схеме управления электромагнитом, что приводит к усложнению схемы, повышает трудоемкость изготовления и снижает надежность коммутационного устройства в целом.

Задачей изобретения является осуществление возможности управления поляризованным электромагнитом коммутационного аппарата без использования внутренних электрических контактов, что приводит к упрощению схемы, снижает трудоемкость изготовления, повышает надежность аппарата путем исключения возможных искрообразований, приводящих к развитию аварийной ситуации.

Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение схемы, снижение трудоемкости изготовления, повышение надежности аппарата путем исключения возможных искрообразований, приводящих к развитию аварийной ситуации.

Этот технический результат достигается исключением из схемы внутреннего контакта поляризованного коммутационного электрического аппарата и введением дополнительного диода, включенного параллельно эмиттерному переходу транзисторного ключа и подключением базы транзисторного ключа к средней точке цепи, состоящей из обмотки поляризованного электромагнита и накопительного конденсатора, причем коллектор транзисторного ключа подключен к катоду разделительного диода.

Отличительной особенностью заявляемого технического решения является подключение коллектора транзисторного ключа к катоду разделительного диода, включенного последовательно с обмоткой поляризованного электромагнита, а его анод к клемме положительной полярности. Эмиттер транзиторного ключа подсоединен к аноду дополнительно введенного диода, причем анод диода через второй токоограничивающий резистор соединен с клеммой положительной полярности, а его катод соединен с клеммой отрицательной полярности и базой транзисторного ключа, которая через первый токоограничивающий резистор подключена к средней точке цепи, состоящей из обмотки поляризованного электромагнита и накопительного конденсатора, а параллельно накопительному конденсатору включен резистор, сопротивление которого больше на два и более порядка активного сопротивления обмотки.

Из уровня техники неизвестно устройство управления поляризованным электромагнитом коммутационного аппарата, обладающее совокупностью признаков заявляемого технического решения. Поэтому можно сделать вывод, что техническое решение обладает новизной.

Сущность заявляемого технического решения поясняется фигурой 1.

На фиг. 1 изображена электрическая схема устройства управления поляризованным электромагнитом коммутационного аппарата.

Заявляемое устройство управления поляризованным электромагнитом (фиг. 1) содержит положительную 1 и отрицательную 2 клеммы питания, разделительный диод 4, обмотку управления 8 поляризованного электромагнита, накопительный конденсатор 10, транзисторный ключ на транзисторе 6, вспомогательный диод 5, токоограничивающие резисторы 3, 7, 9.

В исходном состоянии конденсатор 10 разряжен по параллельным цепям, состоящим из обмотки 8, резистора 3 и резистора 9. При подаче питания с помощью внешнего замыкающего контакта 11 транзистор 6 вводится в режим отсечки обратным напряжением между эмиттером и базой, равным прямому падению напряжения на диоде 5, которое обеспечивается цепью резистора 7. При этом создаются условия заряда конденсатора 10 по цепи диода 4 и полного сопротивления обмотки 8 до установившегося напряжения, равного разности напряжения питания и падения напряжения на обмотке, обусловленным протеканием электрического тока через резистор 3 в цепи базы транзистора 6, предназначенного для последующего его насыщения при снятии напряжения питания.

Поляризованный электромагнит срабатывает. В установившемся режиме через обмотку протекает ток, величина которого зависит от сопротивления резистора 3. Сопротивление резистора 3 выбирается на два и более порядка выше активного сопротивления обмотки.

Таким образом, во включенном состоянии потребляемая мощность коммутационного аппарата в основном определяется мощностью, рассеиваемой на резисторе 3 и резисторе 9, так как суммарное сопротивление параллельно включенных резисторов 3 и 9 следует выбирать на два и более порядка большим сопротивления обмотки 8.

Необходимо иметь ввиду, что потребляемая резистором 3 мощность будет тем меньше, чем больше статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером. Поэтому в качестве транзистора 6 рекомендуется применять составные транзисторы, включенные по схеме Дарлингтона.

При снятии напряжения питания p-n переходы диодов 4, 5 смещаются в обратном направлении и протекание тока через резистор 7 прекращается. По цепи резистора 3 в базу транзистора 6 поступает ток, отпирающий его. Транзистор 6 насыщается, обеспечивая протекание тока от заряженного конденсатора 10 через обмотку 8 в обратном направлении от нуля до некоторого максимального значения. При достижении током значения тока возврата электромагнита происходит его возврат в исходное состояние.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания и формулы изобретения:

1. Методические указания по техническому обслуживанию промежуточных реле РП 8, РП 9, РП 11, РП 12, РП 16, РП 17, РП 18, реле времени РВ 01, РВ 03, РСВ 13, РСВ 14: РД 153-34.0-35.647-99: утвержден Департаментом стратегии развития и научно-технической политики РАО «ЕЭС России» 05.07.1999. - М.: Служба передового опыта ОРГРЭС, 2000. - 32 с. - URL: https://www.cheaz.ru/assets/images/production/5-urz/2-elmeh-micro-urz/4-r-promejutoch/1-rp-8/%D0%A0%D0%94%20153-34.0-35.647-99.pdf (дата обращения: 21.09.2023).

2. Зайцев Ю.М. Электромехатронное реле времени // Труды Академии электротехнических наук Чувашской Республики - 2003. - № 4. - С. 83-86.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим аппаратам управления, и может быть использовано в коммутационных аппаратах с приводом на основе поляризованного электромагнита. Технический результат заключается в упрощении схемы, повышении надежности аппарата за счет исключения возможных искрообразований, приводящих к развитию аварийной ситуации. Этот технический результат достигается за счет введения дополнительного диода, включенного параллельно эмиттерному переходу транзисторного ключа, и подключения базы транзисторного ключа к средней точке цепи, состоящей из обмотки поляризованного электромагнита и накопительного конденсатора, причем коллектор транзисторного ключа подключен к катоду разделительного диода, что позволило исключить из схемы внутренний контакт поляризованного коммутационного электрического аппарата. 1 ил.

Устройство управления поляризованным электромагнитом, содержащее положительную и отрицательную клеммы питания, обмотку управления поляризованного электромагнита, разделительный диод, обмотку управления, накопительный конденсатор, транзисторный ключ на транзисторе, токоограничивающие резисторы, отличающееся тем, что коллектор транзиторного ключа подсоединен к катоду разделительного диода, включенного последовательно с обмоткой поляризованного электромагнита, а его анод - к клемме положительной полярности, эмиттер транзиторного ключа подсоединен к аноду дополнительно введенного диода, причем анод диода через токоограничивающий резистор соединен с клеммой положительной полярности, а его катод соединен с клеммой отрицательной полярности и базой транзисторного ключа, которая через токоограничивающий резистор подключена к средней точке цепи, состоящей из обмотки поляризованного электромагнита и накопительного конденсатора, а параллельно накопительному конденсатору включен резистор, причем суммарное сопротивление этого резистора и параллельно включенного токоограничивающего резистора в цепи базы на два и более порядков больше активного сопротивления обмотки.