Устройство для включения контактора со стабилизацией рабочего тока катушки Советский патент 1982 года по МПК H01H47/32 H01F7/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ КОНТАКТОРА СО СТАБИЛИЗАЦИЕЙ РАБОЧЕГО ТОКА КАТУШКИ

1

Изобретение относится к устройствам управления контактором электромагнитного пускателя и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, особенно в горной промышленности в протяженных низковольтных сетях с мощными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями, при частых пусках которых происходит значительное колебание напряжения.

Известны устройства управления контактором, в которых для уменьшения тока Б рабочем режиме последовательно с катушкой включен ограничивающий резистор, защунтированный размыкающимся вспомогательным контактом контактора. В период включения катущки контактора, ограничивающий резистор закорочен и через катушку проходит ток достаточной величины для включения контактора. С включением контактор разрывает вспомогательный контакт, шунтирующий ограничивающий резистор, и ток через катушку в рабочем режиме снижается }.

Недостатком этого устройства является то, что вспомогательный контакт контактора, шунтирующий ограничивающий резистор, разрывается несколько раньше окончания

процесса включения и происходит отскакивание магнитных систем с дугообразование;м на главных контактах, что приводит к свариванию главных контактов аварийной ситуации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство управления контактором постоянного тока взрывозащищенного магнитного пускателя типа ПВИ, содержащее катушку контактора со сглаживающим конденсатором, включенную через ограничивающий резистор, защунтированный размыкающимся контактом реле форсировки, на выпрямитель, который через замыкающий контакт промежуточного реле и второй ограничивающий резистор присоединен на трансформатор напряжения, а реле форсировки включено на выпрямитель последовательно с добавочным резистором и размыкающимся вспомогательным контактом контактора.

С включением реле форсировк, шунтируется ограничивающий резистор, включается контактор, размыкается вспомогательный контакт контактора, в цепи форсировки и ток через катушку контактора ограничивается 2.

Недостатками этого устройства являются ненадежная работа реле форсировки, возникновение перенапряжений с крутым фронтом с большой скоростью нарастания значительной величины кратковременных импульсов тока, которые вызывают пробой диодов выпрямительного моста и изоляции катушки. В протяженных шахтных низковольтных сетях при пуске маш.ных асинхронных электродвигателей происходит значительное колебание напряжения. Достаточный ток через катушку контактора выбирают при минимальном напряжении, а при номинальном напряжении и перенапряжении происходит повышенный нагрев катушки и это снижает срок ее службы.

Цель изобретения - повышение надежности работы контактора.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержашее выводы для подключения катушки контактора, один из которых соединен с одним из выходов мостового выпрямителя, один из входов которого через токоограничивающий резистор подключен к одному из выводов первичной обмотки трансформатора напряжения и к одному из выводов для подключения источника питания, другой вход мостового выпрямителя соединен с другим выводом первичной обмотки трансформатора напряжения и через контакт управления - с другим выводом для подключения источника питания, введены тиристорный нереверсивный широтно-импульсный преобразователь с рабочим и вспомогательным тиристорами, дифференцируюш,ая цепь, импульсный трансформатор, переменный резистор, другой мостовой выпрямитель, табилитрон, и выводы для подключения замыкающего контакта контактора, причем анод рабочего тиристора соединен с другим выводом для подключения катушки контактора, катод подключен к другому выходу первого мостового выпрямителя, а управляющий электрод соединен с одним из выходов другого мостового выпрямителя, другой выход которого подключен к точке соединения катода вспомогательного тиристора и одного из выводов вторичной обмотки импульсного трансформ.атора, другой вывод которой подключен к управляющему электроду вспомогательного тиристора, один из выводов первичной обмотки импульсного трансформатора соединен с подвижным выводом переменного резистора, выводы которого соединены с выводами для подключения катушки контактора, другой вывод первичной обмотки импульсного трансформатора через стабилитрон соединен с одним из выводов для подключения замыкающего контакта контактора, другой вывод для подключения которого соединен с одним выводом первого мостового выпрямителя, входы другого мостового выпрямителя через дифференцирующую цепь подключены к выводам

вторичной обмотки трансформатора напряжения.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства включения контактора со стабилизацией рабочего тока катушки.

Устройство включения контактора со стабилизацией рабочего тока катушки содержит катущку 1 контактора, включенную последовательно через рабочий тиристор 2 тиристорного широтно-импульсного преобразователя 3, диодный мост 4, ограничивающий резистор 5 на первичную обмотку 6 трансформатора напряжения, которая через замыкающий контакт 7 реле управления подключена к сети 8. Цепь управления рабочего тиристора 2 тиристорного широтно-импульсного преобразователя 3 подключена через двухполупериодный выпрямитель 9, дифференцирующую цепь. 10 с конденсатором И, резистором 12 и ограничивающими стабилитронами 13 на вторичную обмотку 14 трансформатора напряжения. Вспомогательный тиристор 15 тиристорного широтно-импульсного преобразователя 3 включен через коммутирующий конденсатор 16 параллельно рабочему тиристору 2. Точка соединения вспомогательного тиристора 15 и накопительного конденсатора 16 присоединена через резистор 17 к положительному полюсу диодного моста 4. Параллельно катушке 1 контактора подключены переменный резистор 18 и диод 19. Цепь управления вспомогательного тиристора 15 подключена параллельно встречно направленному диоду 20 на вторичную обмотку 21 импульсного трансформатора, первичная обмотка 22 которого через замыкающийся вспомогательный контакт 23 контактора и стабилитрон 24 подключена на резисторный делитель напряжения, в качестве которого используется переменный резистор 18.

При срабатывании промежуточного реле его замыкающий контакт 7 включает трансформатор напряжения в сеть 8. Наводится

0 ЭДС во вторичной обмотке 14 трансформатора напряжения и через дифференциальную цепь 10 формируются импульсы, которые двухполупериодным выпрямителем 9 преобразуются в однополярные импульсы и подают на управляющий электрод рабочего тиристора 2 тиристорного широтно-импульсного преобразователя 3. Рабочий тиристор 2 открывается и через катушку 1 по цепи: первичная обмотка трансформатора напряжения 6, ограничивающий резистор 5, диодный мост

0 4, рабочий тиристор 2 проходит ток, достаточный для включения контактора. Одновременно через открытый рабочий тиристор 2 и резистор 17 заряжается коммутирующий конденсатор 16. Включается контактор и замыкает свой вспомогательный замыкающий

контакт 23 в цепи первичной обмотки 22 импульсного трансформатора. При достижении напряжения на резисторном делителе 18 пробоя стабилитрона 24 со вторичной обмотки 21 импульсного трансформатора подается на цепи управления вспомогательного тиристора 15 отпирающий импульс. За счет тока разряда коммутирующего конденсатора 16, протекающего через вспомогательный тиристор 15 навстречу анодному току рабочего тиристора 2, рабочий тиристор 2 в момент равенства нулю суммарного тока запирается на промежуток времени до импульса во втором полупериоде. С приходом следующего отпирающего импульса процесс коммутации повторяется.

При колебаниях напряжения в сети или появлении пиков перенапряжений при пусках и отключениях мощных асинхронных электродвигателей напряжение на резисторном делителе 18 раньще или позже по времени в каждый полупериод достигает величины пробоя стабилитрона 24 и тока через катущку 1 стабилизируется. За счет этого средняя величина тока через катушку 1 в рабочем режиме выбрана минимально возможной для надежного удержания контактора во включенном состоянии и составляет 1/20 от тока в период включения контактора, тогда как в схемах без стабилизации тока не снижает ниже 1/12-1/10. Так как Джоулевое тепло пропорционально квадрату тока, поэтому количество тепла выделяемое в катущке со стабилизацией тока в 3-4 раза меньще, чем без стабилизации тока. И даже при колебаниях и пиках перенапряжения катущка не перегревается.

Предлагаемое устройство включения контактора со стабилизацией рабочего тока катущки простое по конструкции, не имеет подвижных элементов, вызывающих отказы, стабилизацией тока в рабочем режиме исключается перегрев катущки контактора, что повыщает надежность в работе. Это устройство может быть применено в сетях с больщой амплитудой колебания напряжения, особенно в горной промыщленности во взрывозащищенных электромагнитных пускателях.

Формула изобретения

Устройство для включения контактора со стабилизацией рабочего тока катущки, содержащее выводы для подключения катушки контактора, один из которых соединен с

одним из выходов мостового выпрямителя, один из входов которого через токоограничивающий резистор подключен к одному из выводов первичной обмотки трансформатора напряжения и к одному из выводов для подключения источника питания, другой вход мостового выпрямителя соединен с другим выводом первичной обмотки трансформатора напряжения и через контакт управления - с другим выводом для подключения источника питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы контактора, в него введены тиристорный нереверсивный широтно-импульсный преобразователь с рабочим и вспомогательным тиристорами, дифференцирующая цепь, импульсный трансформатор, переменный резистор, другой мостовой выпрямитель, стабилитрон и выводы для подключения замыкающего контакта контактора, причем анод рабочего тиристора соединен с другим выводом для подключения катушки контактора, катод подключен к другому выходу первого мостового выпрямителя, а управляющий электрод соединен с одним из выходов другого мостового выпрямителя, другой выход которого подключен к точке соединения катода вспомогательного тиристора и одного из выводов вторичной обмотки импульсного трансформатора, другой вывод которой подключен к управляющему электроду вспомогательного тиристора, один из выводов первичной обмотки импульсного трансформатора соединен с

0 подвижным выводом переменного резистора, выводы которого соединены с выводами для подключения катушки контактора, другой вывод первичной обмотки импульсного трансформатора через стабилитрон соединен с одним из выводов для подключения замы5 каюшего контакта контактора, другой вывод для подключения которого соединен с одним выводом первого мостового выпрямителя, входы другого мостового выпрямителя через дифференцирующую цепь подключены к выводам вторичной обмотки трансформатора напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Озерной М. И. Горная электротехника. М., Углетехиздат, 1957, с. 117-162.

2. Лейбов Р. М., Озерной М. И. Электрофикация подземных работ. М., «Недра, 1972, с. 143-161.