Двухобмоточный электромагнит с форсировкой Советский патент 1991 года по МПК H01F7/18 H01H47/00 

Изобретение относится к электроаппа- ратостроению и может быть использовано в электромагнитных приводах контакторов постоянного и переменного тока с главным замыкающим контактом.

Целью изобретения является повышение надежности функционирования, быстродействия при. срабатывании и уменьшение массогабаритных показателей электромагнита.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы двух- обмоточного электромагнита с форсировкой с подключением третьего диода соответственно анодом к первой клемме нагрузки и катодом к второй клемме нагрузки; на фиг.З и 4 - схемы электромагнита, применимые как при питании от источника постоянного, так и переменного напряжения с использованием дополнительного диода, включенного последовательно с размыкающим контактом управления.

Двухобмоточный электромагнит содержит (фиг.1) две обмотки 1 и 2, включенные

последовательно и согласно в магнитном отношении. При этом обмотка 1 может быть выполнена пусковой, а обмотка 2 - удерживающей. Три последовательно соединенных диода 3-5, два из которых 3 и 4 включены согласно между собой и параллельно к обмоткам 1 и 2, а третий диод 5 подключен к ним встречно и анодом к первой клемме 6 нагрузки 7. Вторая клемма 8 нагрузки 7 соединена с отрицательным полюсом 9 источника постоянно напряжения. Замыкающий контакт 10 управления с нефиксируемым замкнутым положением подключен одной клеммой к общей точке соединения обмоток 1,2 и диодов 3,4, а другой клеммой подключен к положительному полюсу 11 источника питания. Между отрицательным полюсом 9 источника и анодом диода 3 включен размыкающий контакт 12 управления, который может быть и с нефиксируемым разомкнутым положением. Между полюсом 11 источника питания и первой клеммой 6 нагрузки 7 включен замыкающий контакт контактора, включающий и отключающий нагрузку 7.

Ё

О

Јь

VJ о о с

В электромагните (фиг.2) третий диод 5 подключен к второй клемме 8 нагрузки катодом, замыкающий контакт управления 10 подсоединен к отрицательному полюсу 9, а размыкающий контакт управления 12 - к положительному полюсу 11 источника питания, а также изменено направление подключения диодов 3 и 4, В электромагните (фиг.З и 4) последовательное размыкающим контактом 12 управления и встречно диоду 3 включен дополнительно диод 14.

Электромагнит работает следующим образом.

Для включения нагрузки 7 замыкается контакт 10 управления. При этом от полю- са11 источника через замкнутый контакт 10, обмотку 1 и замкнутый контакт 12 протекает пусковой ток. В магнитной системе происходит быстрое нарастание магнитного потока. В обмотке 2 наводится ЭДС взаимоиндукции, направленная в звездочку (), но встречно включенные диоды 4 и 5 исключают протекание размагничивающего тока в цепи обмотки 2. Таким образом, скорость нарастания потока не будет зави- сеть ни от параметров обмотки 2, ни от параметров нагрузки 7. Это увеличивает степен форсировки и быстродействие электромагнита. В некоторый момент времени замкнется контакт 13 контактора и через полюс 11, замкнутый контакт 13, через первую клемму 6, нагрузку 7 и клемму 8 потечет ток nat рузки. После замыкания контакта 13 и перемещения якоря электромагнита из начального положения в конечное контакт 10 управления должен быть отключен. При этом в первый момент большой пусковой ток обмотки 1 будет замыкаться через диод 3, уменьшаясь во времени, а ток в обмотке

2будет нарастать с нулевого значения, про- текал через контакт 13, диод 5, обмотку 1 и замкнутый контакт 12. Когда мгновенные значения токов в обмотках 1 и 2 сравняются,

диод 3 закроется. Установившееся значение тока в обмотках 1 и 2 будет определять- ся практически напряжением источника питания и суммарным сопротивлением об- могок, обеспечивая МДС, достаточную для удержания якоря в притянутом положении, Для отключения нагрузки 7 размыкается контакт 12 управления. Открываются диоды

3и 4 и токи обмоток 1 и 2 замыкаются через открывшиеся диоды 3 и 4, выделяя на активном сопротивлении обмоток и диодов запа- сеннуювэлектромагните электромагнитную энергию. Тем самым ограничивается величина перенапряжений на контакте 12 и обмотках 1 и 2 и повышается надежность функционирования электромагнита.

Когда мгновенная МДС обмоток станет меньше МДС возврата, начинается обратное движение подвижных частей контактора. Происходит размыкание контакта 13, на котором загорается и гаснет дуга. Перенапряжения, возникающие на контакте 13 и нагрузке 7 при ее активно-индуктивном характере в процессе погасания дуги, не могут оказать никакого влияния на элементы схемы управления, так как контакты 10 и 12 управления разомкнуты. Это также повышает надежность функционирования электромагнита. После погасания дуги контакт 12 управления может быть возвращен в исходное состояние и электромагнит будет готов к новому включению.

Электромагнит (фиг.2) работает аналогично описанному, изменятся лишь направления протекания токов по элементам схемы форсировки. Кроме того, при замкнутом контакте 12 и разомкнутом контакте 10 по обмоткам 1 и 2 протекает ток начального подмагничивания,

Электромагнит (фиг.З и 4) позволяет включать нагрузку 7 как к источнику постоянного, так и к источнику переменного напряжения. При подключении к источнику постоянного напряжения электромагнит по фиг. 3 и 4 работает аналогично электромагниту, представленному на фиг.1 и 2. При этом наличие диода 14 исключает включение нагрузки 7 при неправильной полярности подключаемого источника и предохраняет диод 3 от выхода из строя. Это повышает надежность работы как нагрузки, когда направление протекания тока должно быть однозначным, так и электромагнита. При подключении к полюсам источника переменного напряжения наличие диода 14 обеспечивает однополупериодное питание пусковой обмотки 1. Так, когда к полюсу 11 приложено положительное напряжение (фиг.З) при замкнутом контакте 10, ток начинает протекать через обмотку 1, диод 14 и контакт 12, В конце положительного полупериода питающего напряжения ток в обмогке 1 начинает уменьшаться и при смене полярности диод 14 запирается, а ток обмотки 1 замыкается через открывшийся диод 3, При смене полярности напряжения через нагрузку 7,диод 5, обмотку 2 и замкнутый контакт 10 протекает намагничивающий ток в течение этой полуволны напряжения.

В следующий полупериод напряжения ток будет нарастать в обмотке 1, а в обмотке 2 он будет замыкаться через открывшийся диод 4. Обеспечивается двухполупериодное питание электромагнита. Это увеличивает

МДС предлагаемого электромагнита в процессе срабатьг чния, за счет этого увеличивается степень форсировки, что позволяет уменьшить era массогабаритные показатели. После замыкания контакта 13 контактора контакт 10 управления может быть разомкнут. При этом обмотки 1 и 2 оказываются также включенными последовательно и согласно в магнитном отношении и обтекаются в сработанном состоянии контактора однополупериодно выпрямленным током. Отключение контактора и нагрузки также осуществляется размыканием контакта 12 управления. Таким образом обеспечивается возможность питания нагрузки от сети переменного напряжения и управления контактора от той же самой сети. Это расширяет эксплуатационные возможности контактора.

Использование предлагаемого электромагнита позволяет повысить надежность функционирования, быстродействие при срабатывании контактора, уменьшить его массогабаритные показатели, расширить эксплуатационные возможности контактора. Это в конечном итоге позволяет снизить себестоимость, сократить текущие издержки в эксплуатации.

Формула изобретения 1. Двухобмоточный электромагнит с форсировкой, содержащий главный замыкающий контакт, две обмотки, три диода, замыкающий и размыкающий контакты управления, выводы для подключения источника питания и выводы для подключения нагрузки, причем обмотки включены последовательно и согласно в магнитном отношении, диоды включены последовательно, первый и второй из них - согласно, а третий - встречно им и последовательно с одной из обмоток, первый вывод для подключения нагрузки соединен через главный замыкающий контакт с одним из выводов для подключения источника питания, второй вывод для подключения нагрузки соединен с дру- гим выводом для подключения источника

питания непосредственно, один из выводов замыкающего контакта управления соединен с одним из выводов для подключения источника питания, один из выводов последовательной цепи, включающей в себя обмотки, соединен с одним из выводов размыкающего контакта управления, от л и- чающийся тем, что, с целью повышения надежности функционирования, быстродействия при срабатывании и уменьшения

массогабаритных показателей электромагнита, третий диод включен между одним из выводов для подключения нагрузки и другим выводом указанной выше последовательной цепи, первый диод включен

параллельно одной из обмоток, а второй диод - параллельно другой обмотке, точка соединения обмоток подключена к другому выводу замыкающего контакта управления, другой вывод размыкающего контакта управления соединен с другим выводом для подключения источника питания.

2.Электромагнит по п. 1,отличающийся тем, что третий диод соединен с первым выводом для подключения нагрузки анодом.

3.Электромагнит по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что третий диод соединен с вторым выводом для подключения нагрузки катодом.

4.Электромагнит по пп, 1.2 или 3, о т л и- чающийс я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и повышения надежности, в него введен четвертый диод, включенный между одним выводом

размыкающего контакта управления другим выводом последовательной цепи, включающей обмотки встречно первым двум диодам.

8. В.

876

Изобретение относится к электроаппа- ратостроению и может быть использовано в электромагнитных приводах контакторов постоянного и переменного тока с главным замыкающим контактом. Целью изобретения является повышение надежности функционирования, быстродействия срабатывания и массогабаритных показателей электромагнита. Повышение быстродействия обеспечивается как начальным подмагничиванием, так и исключением нагрузки из цепи протекания тока форсировки.Используемые в устройстве диоды, обеспечивая развязку электрических цепей и выпрямление тока, надежно защищают его от опасных перенапряжений. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.