Электромагнит с форсированным включением Советский патент 1993 года по МПК H01F7/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в различных устройствах автоматики и управления, использующих электромагнитный привод, например в контакторах, реле, муфтах и т.п. при питании их от источников постоянного и переменного напряжения.

Цель изобретения - уменьшение массо- габаритных показателей электромагнита путем увеличения степени его форсировки.

Выполнение токоограничивающего элемента в виде секции первой обмотки упрощает устройство и позволяет уменьшить потребляемую электромагнитом мощность в сработанном состоянии.

На фиг.1 представлен электромагнит с форсированным включением, в котором в качестве вспомогательного контакта использован размыкающий контакт, управляемый подвижными частями элект- ромагнита; в электромагните, представленном на фиг.2, использован размыкающий контакт внешнего устройства, а токоограни- чивающий элемент выполнен в виде секции первой обмотки; на фиг.З изображен вари- ант с. использованием замыкающего магни- тоуправляемого контакта, размещенного вне обмоток возбуждения и .ферромагнитных частей магнитной цепи электромагнита.

Электромагнит с форсированным.вклю- чением (фиг. 1) содержит первую Т и вторую 2 обмотки, четвертый 3, первый 4, третий 5, второй 6 диоды, токоограничивающий элемент 7, вспомогательный контакт 8, находящийся в .замкнутом состоянии в течение времени срабатывания и размыкающийся после срабатывания электромагнита, и два вывода для подключения источника питания, первый 10 из которых соединен с анодом первого диода 4 и катодом второго диода 6, анод которого соединен с анодом третьего диода 5. Первый вывод, помеченный звездочкой, первый обмотки 1 соединен с первым выводом вспомогательного контакта 8, Катод первого диода 4 соединен с вторым выводом вспомогательного контакта 8 и первым выводом второй обмотки 2, второй вывод которой соединен с анодом третьего диода 5, соединенного катодом через токоограничивающий элемент с первым выводом первой обмотки 1 и с катодом четвертого диода. Второй вывод первой обмотки 1 и анод четвертого диода соединены с вторым выводом 9 для подключения источника питания. Все диоды могут быть вклю- чены и с противоположным направлением. Еслм используется источник питания постоянного напряжения, то положительный его полюс (+) подключается к выводу 10, при противоположном включении диодов положительный полюс источника подключается к выводу 9.

Электромагнит (фиг. 1) работает следующим образом. Для вкллючения электромагнита на выводы 9, 10 подается напряжение источника питания. При указанной полярности подключения источника питания диод 3 запирается, а диод 4 открывается и через него начинает протекать нарастающий ток, замыкающийся от вывода 10 через диод 4, контакт 8, обмотку 1 на вывод 9. По достижении током в обмотке 1 значения тока срабатывания начинается перемещение подвижных частей электромагнита. При определеном положении подвижной части электромагнита размыкается контакт 8 и последовательной с первой обмоткой 1 включается вторая обмотка 2, третий диод 5 и токоограничивающий элемент 7. Сопротивления этих элементов уменьшают ток, потребляемый электромагнитом в сработанном положении.

При использовании для питания источника переменного тока в положительный полупериод питающего напряжения ток, потребляемый от источника, протекает также через диод 4, контакт 8 и обмотку 1, и диоды 3, 5, б закрыты, В следующий полуНерйбд ток, потребляемый 6т источника протекает от вывода 9 через диод 3, контакт 8, обмотку 2, диод 6 к выводу 10. Диоды 4 и 5 закрыты, а ток Обмотки 1 замыкается через открытый диод 3. В третий полупериод потребляемый из сети ток протекает по тем же элементам, что и в первый пблупериод, а ток обмотки 2 замыкается через диоды 4 и 6, последний открывается. Происходит срабатывание электромагнита и контакт 8 размыкается, При этом потребляемый от источника ток в течение половины перирда питающего напряжения протекает от вывода ТО через дй- оД 4, обмотку 2, затем через диод 5 и. токоограничивающий элемент 7, обмотку 1 к выводу 9. В следующий полупёрйод питающего напряжения диод 5 закрыт обратным напряжением источника, ток обмотки 1 замыкается через диод 3, а в обмотке 2 - через диоды 4 и 6. Таким образом, после размыкания контакта 8 электромагнит питается Однополупёриодным выпрямленным напряжением. : .-. , . ;- -;:

Выполнение токоограничивающего элемента 7 в виде секции первой обмотки (фиг.2 и 3) позволяет упростить электромагнит ив ряде случаев уменьшить его габариты, так как отпадает необходимость в использовании конструктивных элементов для крепления токоограничивающего элемента и выделения места для его установки. При этом токоограничивающий элемент создает

дополнительную МДС в режиме удержания якоря в притянутом положении. Это расширяет эксплуатационные возможности электромагнита при использовании его в качестве удерживающего электромагнита и позволяет уменьшить потребляемую им мощность.

В качестве вспомогательного контакта 8 возможно использование размыкающего контакта другого аппарата, подвижная часть которого механически не связана с подвижными частями электромагнита. Возможно использование в качестве вспомогательного магнитоуправляемого замыкающего контакта, управляемого полем возбуждения электромагнита, замыкающимся вблизи его воздушных зазоров. Первоначально (фиг.З) контакт 8 размокнут, При подаче на вывод 10 положительного потенциала ток протекает через диод 4, обмотку 2, диод 5, токограничибающий элемент 7 и обмотку 1. В магнитной цепи электромагнита возбуждается поле, недостаточное для его срабатывания но достаточное для срабатывания магнитоуправляемого контакта 8. Его замыкание. обеспечивает форсированное включение электромагнита, и магнитное поле вблизи воздушных его зазоров резко уменьшается. МаЖитОуправляемый контакт размыкается, обеспечивая последовательное включение обмоток и токоограни- чивающего элемента и уменьшение потребляемого тока в режиме удерживания.

Протекание токов в обмотках электромагнита с коэффициентом связи меньше единицы в течение всего периода питающего напряжения позволяет в режиме включения обеспечить большую величину

постоянной составляющей МДС в сравнении с прототипом, а значит и уменьшить массогабаритные показатели электромагнита.

Фор м у ла изобретения

1. Электромагнит с форсированным включением, содержащий две обмотки, три диода, токоограничивающий элемент, вспомогательный контакт, находящийся в замкнутом состоянии в течение времени срабатывания и размыкающийся после срабатывания электромагнита, и два вывода для подключения источника питания, первый из которых соединен с первым выводом

первого диода и вторым выводом второго диода, первый вывод которого соединен с первым выводом третьего диода, при этом первый вывод первой обмотки соединен с первым выводом вспомогательного контакта, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массогабаритных показателей электромагнита путем увеличения степени форсировки, в него введен четвертый диод, второй вывод первого диода соединен с вторым выводом вспомогательного контакта и с первым выводом второй обмотки, второй вывод которой соединен с первым выводом третьего диода, вторым выводом соединен- ного через токоограничивающий элемент с

первым выводом первой обмотки и с вторым выводом четвертого диода, при этом второй вывод первой обмотки и первый вывод четвертого диода соединены с вторым выводом для подключения источника питания.

2. Электромагнит по п. 1, о т л и ч а га- щи и с я тем, что, с целью упрощения, токоограничйвающмй элемент выполнен в виде секции первой обмотки.

tpt/г.З

Использование: в устройствах автоматики и управления с электромагнитным приводом постоянного и переменного тока. Сущность изобретения: в электромагнит с форсированным включением, содержащий две обмотки 1,2, три диода 4, 6, 5, токоогра- ничивающий элемент 7, вспомогательный контакт 8, находящийся в замкнутом состоянии в течение времени срабатывания и размыкающийся после срабатывания элект- ромагнита, введен четвертый диод 3, что позволяет уменьшить массогабаритные показатели электромагнита путем увеличения степени форсирбвки. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.