Устройство для форсирования электромагнита постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H01F7/18 

Изобретение относится к промышленл ной автоматике и может быть использовано в станкостроении для привода гидравлических золотников с помощью электромагнитов постоянного тока.

Известны схемы импульсного форсирования, ускоряющие срабатывание электромагнита без значительных потерь мощности С 1.

Однако в этих схемах требуется большая величина форсировочной емкости. Схемы сравнительно сложны, имеют дополнительные диоды, резисторы и специальный трансформатор. Повышенное напряжение форсировки отключается коммутатором, состоящим из двух силовых тиристоров и коммутирующего конденсатора. Для управления этими тиристорами требуется дополнительная схема, состоящая, например, из триггера-распределителя и однокаскадных усилителей, или контактов реле. Заменить сами силовые тиристоры коммутатора контактами реле нельзя, так как они должны коммутировать большую мощность при высоком напряжении постоянного тока по сравнению с номинальным напряжением и мощностью электромагнита. Сложность этой схемы снижает ее надежность, вызывает дополнительные.Потери энергии. Кроме того, для этих форсирующих устройств требуются источники постоянного тока сравнительно больших напряжений и мощностей.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для форсирования гидрораспределителя с электромагнитом постоянно10го тока, содержащее форсирующий тиристор с конденсатором в цепи его управляющего электрода, цепь разряда

которого соединена размыкающим контактом реле, а последовательно с

15 электромагнитом включен замыкающий контакт этого же реле, отключающий только постоянный ток, но включающий форсирующее напряжение С2.

20

. Однако для управления устройством требуются замыкающий и размыкающий контакты реле. Размыкающий контакт реле, используемый для управления устройством, находится под фазным

25 напряжением сети переменного тока, что исключает возможность монтажа этого реле в шкафу в общем блоке слаботочных низковольтных реле управления (по требованиям техники безопас30ности) .Исключается возможность замены управляющих контактов транзисторами из-та высокого напряжения.

Время срабатывания электромагнита в большей степени зависит от фазы напряжения сети в момент включения электромагнита.

Целью изобретения является повышейие безопасности обслуживания устройетва путем снижения напряжения на п равляющих контактах и числа контактов до одного замыкающего контакта и уменьшение времени срабатывания электромагнита и нестабильности этого.времени.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для форсирования электромагнитов постоянного тока, содержащее замыкающий контакт, форсирующий тиристор, конденсатор, три диода и два резистора, анод форсирующего тиристора соединен с выводом для подключения фазы сети с заземленной нейтралью и через по следов но соединенные один из резисторов и один из диодов к одной из обкладок конденсатора , ка-тод форсирующего тиристора через другой резистор соединен с одним из выводов для подключения обмотки электромагнита, другой вывод для подключения которойзаземлен, катод другого диода соединен с управляющим электродом форсирующего тиристора, катод третьего диода соединен с одним выводом для подключения обмотки электромагнита, введены разрядный тиристор, два динистора, стабилитрон, четвертый, пятый и шестой диоды, третий и четвертый резисторы и оптронный тиристор, анод третьего диода через ключ управления соединен с выводом для подключения положительного полюса источника постоянного тока, отрицательный полюс которого заземлен и через последовательно соединенные четвертый диод, входную цепь оптрон-. ного тиристора и третий резистор с другим выводом для подключения обмотки электромагнита, выходная цепь тиристора включена между другой обкладкой конденсатора и анодом другого диода, анод разрядного тиристора-через один из динисторов подключен к одной обкладке конденсатора, катод разрядного тиристора соединен с одним выводом для подключения обмотки электромагнита, через пятый диод - с другой обкладкой конденсатора и через последовательно соединенные другой динистор, стабилитрон и шестой диод с другим выводом для подключения . обмотки электромагнита, управляющий электрод разрядного тиристора через четвертый резистор соединен с точкой соединения другого динистора и стабилитрона.

Кроме того, анод форсирующего тиристора соединен с двумя выводами для подключения трехфазной питающей, сети

через дополнительный стабилитрон и два дополнительных диода, катоды которых соединены,

На чертеже изображена электросхема предлагаемого устройства.

Один вывод электромагнита 1 за,землен, а второйсоединен с фазой сети переменного тока с заземленной нейтралью через последовательно подключенные токоограничивающий резистор 2 и форсирующий .тиристор 3. ПоследиТЙ обеспечивает кратковременную подачу форсирующего напряжения. Анод тиристора 3 подключен к фазе сети переменного тока и чеоез оезистоо 4 соединен с анодом диода 5, катод которого подключен к аноду введенного первого динистора б, соединенного своим катодом через разрядный тиристор 7 с точкой соединения токоограничивающего pe3 jCTOpa 2 и электромагнита 1. В это же точке катод тиристора 7 подключен к катоду второго введенного динистора 8. Анод динистора 8 через резистор 9 подключен к yпpaвляющeмi электроду тиристора 7, а через введенную цепочку защиты электромагнита от перенапряжений, состоящую из последовательно соединенных стабилитрона 10 и диода 11, - к заземленному выводу электромагнита 1. Катод диода 5 через конденсатор 12, выходную цепь введенного оптронного тиритстора 13 и диод 14 подключен к управляющему электроду тиристора 3. Катод второго динистора 8 соединен с анодом диода 15, замыкающего цепь разряда конденсатора 12. Диод 15 подключен к конденсатору 12 воим катодом. Общая точка между электромагнитом 1 и резистором 2 через диод 16 и заг кающий контакт 17, управляющий устройством, подключена к положительному полюсу источника постоянного тока, отрицательный полюс которого заземлен. Кроме того, положительный полюс источника постоянного тока череэ замыкающий контакт 17, диод 18, входную цепь оптронного тиристора 13 и резистор 19 соединен с отрицательным полюсом источника постоянного тока с помощью заземленного вывода электромагнита.

Когда подведены две фазы питающей сети, анод тиристора 3 подключен к ним через диоды 20 и 21, соединенные друг с другом своими катодами и стабилитрон 22 (на чертеже это подсоединение обведено пунктирной линией).

Устройство работает следующим образом.

При команде на включение электромагнита замыкается контакт 17. Через диод 18, входную цепь оптронного тиристора 13 и резистор 19 протекает постоянный ток. Оптронный тиристор 13 включается и возникает цепь заряда конденсатора 12 током, выпрямленным по однополупериодной схеме через реэистор 4, диод 5, выходную цепь оптронного тиристора 13, диод 14, управляющий электрод тиристора 3, режстор 2 и электромагнит 1. ТирЗистор 3 открывается при каждой положительной

полуволне фазного напряжения. На катушку электромагнита 1 через токоограничивающий и уменьшающий постоянную времени цепи резистор 2 подается (форсирующее, выпрямленное по однопо-о лупериодной схеме напряжение, и элект ромагнит срабатывает. Срабатывание происходит без вибрации, так как в . промежутках между полуволнами форсирующего напряжения, проходящими через тиристор, усилие возвратной пружины не может бтбросить назад якорь :Электромагнита вследствие пост ле|ния в катушку электромагнита через контакт 17 и диод 16 постоянного тока от источника постоянного напряжения. После того, как конденсатор 12 зарядится и затухнет колебательный переходный процесс, форсировка электромагнита 1 прекращается и якорь электромагнита удерживается притянутым постоянным током.

Во время размыкания контакта 17, отключающего электромагнит 1 от источника постоянного тока, электродвижущая сила самоиндукции электромагнита1. обуславливает возникновение тока в динисторе 8, стабилитроне 10 и диоде 11, часть которого ответвляется в управляющий электрод тиристора 7 через токоограничиваю1ций разистор 9, Тиристор 7 включается и емкость 12 разряжается черев динистор 6 тиристор 7 и диод 15, подготавливаясь к повторному циклу работыпосле нового замыкания контакта 17.

Динистор 6 снижает ток утечки конденсатора 12 через тиристор 7 и диод 15. Так, например, без динистора б тиристор 3 типа КУ201Л или КУ2р2Н не закрывается до отключения контакта 17 и форсирующее напряжение дайствует недопустимо долго.

Если анод форсирующего тиристора 3 подключен не на одну фазу напряжения трехфазной питающей сети, а к двум фазам через диоды 20 и 21, то в течение одного периода переменного тока электромагнит форсируется двумя полуволнами напряжения вместо одной. Стабилитрон 22 обеспечивает периоди ческое исчезновение форсирующего.тока и соответствующее отключение тиристора после окончания форсировки, несмотря на ЭДС самоиндукции электромагнита (отсутствие полуволны напряжения третьей фазы не гарантирует этого).

Использование элементов защиты устройства от перенапряжений для одновременного разряда емкости, управляющей фокусированием электромагнита, И включение оптронного тиристора в

цепь управляющего электрода форсирующего тиристора 3 отличает предлагаемое устройство от известного, так как устраняет повышенное напряжение (например, 220 В переменного тока относительно земли) с контактов реле. Ликвидируется размыкающий контакт реле, который находится под полным фазным напряжением во время работы электцэомагнита.

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

Подсоединение анода тиристора 3, через вентили 20 и 21 к двум фазам питсцощей сети вместо одной обеспечивает форсирование электромагнита двумя полуволнами фазных напряжений в течение каждого периода переменного тока и тем самым уменьшает время срабатывания электромагнита и нестабильность этого времени. . . Испытания опытных образцов предлагаемого устройства с силовыми тиристорами типа КУ201 и КУ202, а в цепи разряда емкости с тиристорами типа КУ101Е и динисторами КН102И при форсировке электромагнитов типа ЗУ6202 с гидрораспределителями типа Р102, электро 8гнитных муфт ЭТМ112 и ЭТМ134 а также реле типа КДР и РЭН18 сократили время включения этих аппаратов в четыре-шесть раз.

Формула изобретения

1. Устройство для форсирования электромагнита постоянного тока, содержащее замыкающий контакт, форсирующий тиристор, конденсатор, три диода и два резистора, анод форсирующего тиристора соединен с выводом для подключения фазы сети с заземленной нейтралью и через последовательно соединенные один из резисторов и один из диодов к одной из обкладок конденсатора, катод форсирующего тиристора через другой резистор соединен с одним из выводов для подключения обмотки электромагнита, другой вывод для подключения которой заземлен, катод другого диода соединен с управляющим электродом форсирующего тиристора, катод третьего диода соединен с одним выводом для подключения обмотки электромагнита о т личающееся тем, что, с целью повышения безопасности обслуживания устройства путем снижения напряжения на управляющих контактах и числа контактов до одного замыкающего контакта, в него введены разрядHfcift тиристор, два динистора, стабилич-рон, четвертый, пятый и шестой диоды, третий и четвертый резисторы ,и оптронный тиристор, анод третьего диода через ключ управления соединен с выводом для подключения положительного полюса источника постоянного тока, отрицательный полюс которого заземлен и через последовательно соединенные четвертый диод, входнхгю Члепь оптронного тиристора и третий- 1 езистор - с другим выводом для подключения обмотки электромагнита, выходная цепь оптронного тиристора включена между другой обкладкой конденсатора и анодном другого диода, анод разрядного тиристора через один из динисторов подключен к одной обкладке конденсатора, катод разрядного тиристора соединен с одним выводом для подключения обмотки электр(агнита, через пятый диод - с другой обкладкой конденсатора и через по.следователь 0 соединенные другой ди истор с йбйритрон и шестой ди ; ,««4 4. :

..FW

од - С другим выводом для подключения обмотки электромагнита, управляющий электрод разрядного тиристора через четвертый резистор соединен с точкой соединения другого динистора и стабилитрона.

2. Устройство по п. 1, от л ичающееся тем, что, с целью уменьшения времени срабатывания и нестабильности этого времени, анод

форсирующего тиристора соединен с двумя выводами для подключения трехфазной питающей сети через дополнительный стабилитрон и два дополнительных диода, катоды которых соединены.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Михайлов О. П. и др. Электромагнитные и магнитные устройства

в станкостроении. М., Машиностроение, 1974, с. 141-152.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2626566/24-07,

кл. Н 01 F 7/18, 19784

to.