Устройство для форсирования электромагнита постоянного тока Советский патент 1984 года по МПК H01F7/18 

Изобретение относится к промьшшен ной автоматике и может быть использо вано в станкостроении для привода гидравлических золотников с помощью электромагнитов постоянного тока Известно устройство для форсирова ния гидрораспределителя с электромаг нитом постоянного тока, содержащее форсирующий тиристор с конденсатором и резистором в цепи его управляющего электрода, а цепь разряда конденсато ра соединена размыкакяцим контактом реле, причем последовательно с элект ромагнитом включен замыкающий контак этого же реле, отключающий только постоянный ток, но включающий и форсирующее напряжение, и постоянный ток Г 3 . Указанное устройство обладает сле дующими недостатками: резистор и конденсатор в цепи управляющего электрода тиристора подби раются в соответствии с параметрами тиристора, что затрудняет серийное изготовление устройства; для управления устройством требуется замыкающий и размыкающий .контакты реле, причем размыкающий контакт реле, используемый для управления устройством, находится под фазным напряжением сети переменного тока, что исключает возможность монтажа этого реле в шкафу в общем блоке слаботочных низковольтных реле управления (по требованиям техники безопасности); кроме того, исключается возможность замены управляющих контактов транзисторами из-за высокого напряжения. Известно также устройство для фор сирования электромагнита постоянного тока, содержащее форсцрующий тиристор с конденсатором, резистором и оптронным тиристором в цепи управл ющего электрода форсирующего тиристо pa. Цепь разряда конденсатора обеспе чена последовательно соединенными ди нистром и слаботочным тиристором, пр чем управляющий электрод последнего включен в рассечку цепи элементов за щиты устройства от перенапряжений в момент отключения электромагнита от источника постоянного тока C2J. Это устройство имеет следующие не достатки: резистор и конденсатор в цепи управляющего электрода форсирующего тиристора подбираются в соответствии ,с параметрами этого тиристора, что затрудняет серийное изготовление устройства;элементы узла разряда конденсатора подбираются в зависимости от параметров слаботочных тиристоров, имеющих очень большое поле разброса. Эти два недостатка увеличивают объем работ при сборке устройства, что снижает один из основных показателей технологичности конструкции. Кроме того, критичность подобранных элементов в зависимости от параметров тиристоров снижает надежность устройства при возникновении экстремальных режимов работы. Например, при одновременно предельно допустимых нагреве и напряжении форсировки может не произойти автоматического отключения форсирующего напряжения, форсируемый электромагнит перегреется и будет поврежден. Или при предельном снижении напряжения постоянного тока и при слаботочном тиристоре, требующем для включения относительно большой импульс тока, конденсатор может не разрядиться, а в результате в следующем цикле работы форсировки электромагнита не произойдет. Целью изобретения является повышение технологичности устройства и его надежности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для формирования электромагнита постоянного тока, содержащее тиристор, динистор, оптронный тиристор, конденсатор, стабилитрон, замыкающий контакт управления, четыре диода, три резистора, выводы для подключения обмотки электромагнита, выводы для подключения источника постоянного тока и вывод для подключения фазы сети с заземленной нейтралью, причем анод .тиристора соединен с выводом для подключения фазы сети с заземленной нейтралью и через последовательно соединенные первый резистор, первый диод, конденсатор и выходные выводы оптронного тиристора - с управляющим электродом тиристора, катод которого соединен с одним из выводов для подключения обмотки электромагнита и через послеовательно соединенные второй диод и замыкающий контакт управления с выводом для подключения положительного полюса источника постоянного тока, вывод для подключения отрицательного полюса которого соединен с другим выводом для подключения обмотки электромагнита и заземлен, причем третий диод, входные выводы оптронного тиристора и второй резистор соединены последовательно, указанная последовательная цепь через замыкающий контакт управления включена между выводами для подключения источника постоянного тока, введены второй и третий оптронные тиристоры четвертый и пятый резисторы, причем анод динистора подключен к точке соединения первого резистора и анода первого диода, а катод динистора через выходные выводы второго оптрон HOFO тиристора соединен с катодом тиристора, третий резистор и выходные выводы третьего оптронного тиристора соединены последовательно и подключены параллельно конденса- тору, входные выводы второго оптронного тиристора включены в.последовательную цепь, состоящую из третьего диода, входных выводов оптронного тиристора и второго резистора, стабилитрон, четвертый резистор и диод включены последовательно и соединены с выводами.для. подключения обмотки электромагнита, рходные выводы третьего оптронного тиристора и пятый резистор соединены последовател но и подключены параллельно четвертому резистору. Шунтирование цепи управления фор сирующего тиристора динистором и введением оптронным тиристором обеспечивает независимость времени пода чи повышенного напряжения для включения тиристора от разброса параметров последнего и возможность отка- заться от соответствующего индивидуального подбора элементов цепи управления, что сокращает трудоемкост сборки и повьпиает технологичность конструкции для серийного производства. Связь цепи защиты схемы от перен пряжений через оптронный тиристор с цепью разряда конденсатора увелич вает надежность устройства и обеспе чивает возможность его серийного из готовления без подстройки и подбора элементов узла разряда конденсатора что также повьщ1ает технологичность конструкции. На чертеже изображена электросхе ма предлагаемого устройства. Один вывод электро ;агнита 1 заземлен, а второй соединен с фазой сети переменного .тока с заземленной нейтралью через форсирующий тиристор 2. Последний обеспечивает кратковременную подачу форсирующего напряжения. Анод тиристора 2 подключен к фазе сети переменного тока и через резистор 3 соединен с анодом диода 4, катод которого через коднесатор 5 и выход оптронного тиристора 6 подключен к управляющему электроду тиристора 2. Анод динистора 7 соединен с анодом диода 4, а катод динистора 7 через выход оптронного тиристора 8 - с катодом тиристора 2. Вход оптронного тиристора 6 через вход оптронного тиристора 8 и токоограничивающий резистор 9 заземлен, а через диод 10 и через управляющий устройством замыкаиощий контакт 11 соединен с положительным полюсом источника постоянного тока, отрицательный полюс которого заземлен,. Кроме того, положительный полюс источника постоянного тока через замыкающий контакт 11, диод 12 подсоединен непосредственно к незаземленному выводу электромагнита 1. А заземленный вывод электромагнита 1 через цепь защиты элементом схемы от перенапряжений, состоящую из диода 13, резистора 14, входа оптронного тиристора 15 и стабилитрона 16, соединен с незаземленным выводом электромагнита 1, причем катоды диода 13 и стабилитрона 16 соединены друг с другом через резистор 17, образующий вместе.с резистором 14 делитель токов. Выход оптронного тиристора 15 через токоограничивающий резистор 18 образует,цепь разряда конденсатора 5. Устройство работает следующим образом. При команде на включение электромагнита 1 замыкается контакт 11. Через диод 10, входную цепь оптронного тиристора 6, входную цепь оптронного тиристора 8 и резистор 9 начинает протекать постоянный ток. Оптронные тиристоры 6 и 8 включаются, и возникает цепь заряда конденсатотза 5 током, выпрямленным по однополупериодной схеме через резистор 3, диод 4, выходную цепь оптронного тиристора 6, управляющий электрод тиристора 2 и электромагнит 1. Тиристор 2 открывается при каждой положительной

полуволне фазового напряжения. На катушку электромагнита 1 подается форсирующее, выпрямленное по однополупериодной схеме напряжение, и элекромагнит срабатывает. Срабатывание происходит без вибрации, так как в промежутках меяаду полуволнами форсирующего напряжения, проходящими чере тиристор 2, усилие возвратной пружины не может отбросить назад якорь электромагнита вследствие поступлени в катушку электромагнита 1 через контакт 11 и диод 12 постоянного тока от источника постоянного напряжения. После того, как напряжение конденсатора достигнет величины, достаточной для пробоя динистора 7, последний пробивается и через выход оптронного тиристора 8 шунтирует тиристор 2 во время каждой последующей полуволны напряжения.

Форсировка электромагнита 1 прекращается и якорь электромагнита удерживается притянутым постоянным током. Конденсатор 5 из-за диода 4 и оптронного тиристора 15 остается заряженным, В результате последующих положительных полуволн напряжения тиристор 2 остается закрытым.

После, отключения контакта 11 оптронный тиристор 8 разрывает цепь тока, поступающего в электромагнит 1 через дииистор 7.

Во время размыкания контакта 11, отключающего электромагнит 1 от источника постоянного тока, электродвиж тцая сила самоиндукции электромагнита обуславливает возникновение тока в диоде 13, резисторе 17 и стабилитроне 16, часть которого ответвляется через резистор 14 во входную цепь оптронного тиристора 15 Оптронньй тиристор 15 включается и конденсатор 5 разряжается, подготавливаясь к повторному циклу работы после нового замыкания контакта 11.

Преимуществом известного, устройства является использование элементов защиты устройства от перенапряжений для одновременного разряда

емкости, управляющей фopcиi)oвaниeм электромагнитаJ и включение, оптронного тиристора в цепь управляющего элерода, что позволяет устранить контакты реле из цепи повьшенного форсирующего напряжения.

г

в результате облегчается монтаж и обслуживание электрооборудования агрегатных станков и автоматических линий, так как. эти реле могут быть размещены в блоках слаботочных реле, где наличие напряжения выше 110 В не допускается.

В предлагаемом устройстве подключение динистора 7 и оптронного тиристора 8, шунтирующих диод 4, конденсатор 5, выход оптронного тиристора и управляющий электрод тиристора 2 обеспечивают независимость вьщержки времени (определяющей время форсирования электромагнита 1) от разброса параметров тиристора 2, Это дает возможность отказаться от индивидуального подбора номинальных величин резистора 3 и конденсатора 5 в соответствии с параметрами тиристора 2 при серийном производстве предлагаемого устройства. В устройстве резистор 3 может быть выбран для запаса с заведомо меньшим сопротивлением, а конденсатор 5 - с большей емкостью, чтобы их величины были пригодны для включения любого тиристора выбранного типа. Момент отключения тиристора 2 не зависит от его входны данных. В результате существенно повышается технологичность и надежность устройства. Такое повышение обеспечивае ся также передачей импульса из цепи защиты схемы от перенапряжений в цепь разряда конденсатора с помощь оптронного тиристора 15. Тем самым поле разброса параметров трех полупроводниковых приборов (слаботочного тиристора и двух динисторов) в цепи разряда известного устройства заменяется полем разброса одного оптронного тиристора 15 в предлагаемом устройстве.

Hi

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРСИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА ПОСТОЯННОГО ТОКА, со,держащее тиристор, динистор, оптронный тиристор, конденсатор, стабилитрон, замыкающий контакт управления, четь1ре диода, три резистора, выводы для подключения обмотки электромагнита, выводы для подключения источника постоянного тока и вывод для подключения фазы сети с заземленной нейтралью, причем анод тиристора соединен с выводом для подключения фазы сети с заземленной нейтралью и черед последовательно соединенные первый резистор, первый диод, конденсатор и выходные выводы оптронного тиристора - с управляющим электродом тиристора, катод которого соединен с одним из выводов для подключения . обмотки электромагнита и через последовательно соединенные второй диод и замыкающий контакт управления с выводом для подключения положи- тельного полюса источника постоянного тока, вывод для подключения отрицательного полюса которого сдединен с другим выводом для подключения обмотки электромагнита и заземлен, причем третий диод, входные выводы оптронного тиристора и второй резистор соединены последовательно и указанная последовательная цепь через замыкающий контакт управления включена между вьшодами для подключения источника постоянного тока, отличающееся тем, что., с целью повьшения технологичности устройства и его надежности, в него введены втоi рой и третий оптронные тиристоры, четвертый и пятый резисторы, причем (Л анод динистора подключен к точке соединения первого резистора и анода первого диода, а катод динистора через выходные выводы второго ОПТРОННО- (2 го тиристора соединен с катодом тирис тора, третий резистор и выходные выводы третьего оптронного тиристора соединены последовательно и подключены параллельно конденсатору, входные выводы второго оптронного тиристора 05 включены в последовательную цепь, со4: р1 стоящую из третьего диода, входных выводов оптронного тиристора и второго резистора, стабилитрон, четвертый. резистор и диод включены последователь но и соединены с выводами для подключения обмотки электромагнита, входные выводы третьего оптронного тиристора и пятый резистор соединены поЧследовательно и подключены параллельно четвертому резистору.

чии-й

;/

-ь

V/

f7

cz