Электромагнит с форсировкой

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 56 4(51 Н 01 Р 7 1 РЕТЕН ИСАНИ 7 д ,гффч,. ЕЛЬСТВУ ВТОРСНОМУ СВ А. Соколов,.ин чес льство ССС 198. ство СССР 1980,(54) (5 я я содержащий1конденсатордиода и вывточника питподключен п в нег нод чет одом ти тиристора диода, ан дом треть ромагнита динен соды ния источи ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидет845183, кл. Н 01 Е 7/12. Авторское свидетел926730, кл. Н 01 Р 7/1 ЕКТРОМАГНИТ С ФОРСИРОВКОИ,обмотку, тиристор, дваа, три резистора, триоды для подключения исания, причем первый диодараллельно обмотке электанод первого диода соем иэ выводов для подключеика питания, другой вывод для подключения которого соединен с анодом тиристора, первый резистор и первый конденсатор, зашунтирован" ный вторым резистором, соединены последовательно и включены между анодом тиристора и анодом второго диода, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора и катодом третьего диода, второй конденсатор и третий резистор соединены последовательно и включены параллель.но тиристору, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности путем увеличени коэффициента форсировки и повышени надежности работы электромагнита,еден четвертый диод, причем ртого диода соединен с кастора, катод четвертого соединен с катодом первого д которого соединен с ано го диода.1456 1 О,больших коэффициентов форсировкитока электромагнита, и, следователь.20 ЗО Известно также устройство для управления электромагнитом, содержащее обмотку электромагнита, параллельно которой включен первый диод, анод которого подключен к одному зажиму источника питания, к другому зажиму которого подключен анод тиристора, управляющий электрод которого подключен к катоду второго диода, анод которого подключен к пер - вому конденсатору, подключенному к первому резистору, подключенному к аноду тиристора, второй резистор, подключенный параллельно первому конденсатору, второй конденсатор, О третий резистор и третий диод 2;1.Недостатками известного устройства являются большая мощность, потребляемая электромагнитом, и низкая надежность работы всего устройст ва.В установившемся режиме работы известного устройства мощность,1 14Изобретение относится к электро"- аппаратостроению и может быть использовано для форсированного включения исполнительных электромагнитных устройств систем автоматики, в частности в приводе тормозных систем двигателей со встроенными электромагнитными тормозами.Известно устройство для управления электромагнитом, обмотка которого подключена к источнику переменного тока через выпрямитель, содержащее включенные параллельно один другому резистор и токоограничивающий конденсатор, шунтированные ключевым полупроводниковым элементом,вцепь управления которого включены диод, резистор и конденсатор, шунтированный другим резистором 1 1Недостатками данного устройства являются большие габариты и масса токоограничивающего конденсатора, приводящие к увеличению габаритов и массы всего устройства, Это вызвано тем, что в установившемся режиме работы данного устройства амплитудное значение напряжения на ука.занном конденсаторе равно амплитудному значению напряжения источника питания, Вследствие этого номинальное напряжение, а следовательно, и пропорциональные ему масса и габариты токоограничивающего конденсатора в данном устройстве оказываются большими. потребляемая электромагнитом, зави-. сит от коэффициента форсировки, который определяется углом управления тиристора. Последний в свою очередь определяется соотношением между сопротивлением третьего резистора и емкостью второго конденсатора. Дляуменьшения потребляемой электромагнитом мощности, т.е. для получения но, для увеличения угла управлениятиристором необходимо значительно повышать постояннную времени цепи третьего резистора и второго конденсатора, увеличивая сопротивление третьего резистора и (или ) емкостьвторого конденсатора, что приводитк уменьшению напряжения на второмконденсаторе. Поскольку в установившемся режиме работы этого устройства ток в управляющем электроде тиристора, появляющийся одновременнос началом заряда второго конденсатора, определяется напряжением последнего, то при необходимости обеспечения больших углов управлениятиристором, напряжение на второмконденсаторе, а следовательно, и токв управляющем электроде тиристораоказываются недостаточными для надежного открывания тиристора, чтообуславливает низкую надежность работы всего устройства, При необходимости получения большего сниженицмощности, потребляемой электромагнитом, т,е. при попытке дальнейшегоувеличения коэффициента форсировки.Кисоответственно, увеличения углауправления тиристором например,до значений, близких к 180 открытьтиристор вообще не удается,Цель изобретения - уменьшениепотребляемой электромагнитом мощности путем увеличения коэффициента форсировки и повышение надежности егоработы,Указанная цель достигается тем,что в электромагнит с форсировкой,содержащий обмотку, тиристор, дваконденсатора, три резистора, три диода.и выводы для подключения источника питания, причем первый диодподключен параллельно обмотке электромагнита, анод первого диода соединен с одним из выводов для подключения источника питания, другой вывод для подключения которого соедин нен с анодом тиристора, первый ре3 1141456 зистор и первый конденсатор, зашунтированный вторым резистором, соединены последовательно и включены между анодом тиристора и анодом второго диода, катод которого соединен с уп-.равляющим электродом тиристора и катодом третьего диода, второй конденсатор и третий резистор соединены последовательно и включены параллельно тиристору, введен четвертый диод, причем анод четвертого Диода соединен с катодом тиристора, катод четвертого тиристора соединен с катодом первого диода, анод которого соединен с анодом третьего диода. , 5В предлагаемом электромагните в установившемся режиме работы третий диод, катод которого подключен к катоду второго диода и, следовательно, ,к управляющему электроду тиристора, 20 отделяет управляющий электрод тиристора от цепи заряда второго конденсатора. Четвертый же диод отделяет цепь заряда последнего от первого диода и обмотки электромагнита, не позволяя им шунтировать управляющий электрод тиристора при разряде второго конденсатора. При этом управляющий переход тиристора оказывается соединенным последовательно с вторым1 30 диодом и через источник питания - с третьим резистором и вторым конденсатором. Таким образом, в установившемся режиме работы электромагнита в положительный полупериод напряжения источника питания ток в управляющем электроде тиристораобусловлен током разряда второгоконденсатора и появляется, открывая тиристор, не одновременно с началом заряда второго конденсаФЬра, как это40 происходит в известном устройстве, а лишь после того, как второй конденсатор заряжается до напряжения источника питания и начинается его разряд. Это обеспечивает получение45 брльших углов управления тиристо-.ром, а следовательно, и потребление меньшей мощности за счет большего коэффициента форсировки электромагнита по сравнению с известным уст, 50.ройс тв ом . емкость второго конденсатора посравнению с известным устройством.Вследствие этого напряжение на втором конденсаторе и определяемыйим ток разряда, открывающий тиристор,оказываются заведомо большими, чемв известном устройстве. Это приводитк повышению надежности открываниятиристора, а опедовательно, и к повьппению надежности работы всегоэлектромагнита в целом.С другой сто.роны это также обуславливает возмож-,ность повышения быстродействия срабатывания. электромагнита за счет повышения коэффициента форсировки дбзначений, соответствующих большимуглам управления тиристора ( например, близких к 180 ), которые вообщене удается реализовать в известномустройстве.На чертеже изображена принцили-,альная схема электромагнита с форсировкой,Для получения одного и того же угла управления тиристором и коэффициента форсировки в предлагаемом 55 электромагните требуются в силу сказанного вьппе заведомо меньшие сопротивление третьего резистора и (или) Электромагнит с форсировкой включает в себя обмотку 1 электромагнита, параллельно которой подключен первый диод 2, Один из зажимов 3 обмдтки 1, соединенный с первым диодом 2, подключен к зажиму 4 источникапитания переменного тока через включенные согласно и последовательно четвертый диод 5 и тиристор 6. Управляющий электрод 7 тиристора 6 соединен с зажимом 4 источника переменного тока через последовательно включенные второй диод 8, первый конденсатор 9, зашунтированный вторым резистором 10, и первый резистор 11. Катод 12 третьего диода 13 подключен к катоду 4 диода 8, а анод 15 диода 13 соединен с анодом 16 диода 2 и с зажимом 17 источника переменного тока. Параллельно тиристору б включены соединенные последовательно третий резистор 18 и второй конденсатор 19.Электромагнит с форсировкой работает следущцим образом.После подключения источника питания переменного тока тиристор 6 в течение времени заряда первого кон; . денсатора 9 пропускает положительные полуволны напряжения источника питания на обмотку 1 электромагнита при небольших углах управления. При этом на обмотке 1 электромагнита протекает большой ток форсировки, под действием которого происходит быстрое срабатывание электромагнита.1141456 Составитель А, КаретниковТехред Л.Коцюбняк Корректор О,Тигор Редактор Е. Папп Тираж 679 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Заказ 504/39 Филиал ПП "Патент", г, Ужго 1 од, ул. Проектная, 4 После того, как первыи конденсатор 9 заряжается до амплитудного напряжения истоника питания и ток в ветви управления, образованной последовательно включенными вторым диодом, 5 первым конденсатором 9 и первым резистором 11, перестает протекать, тиристор 6 продолжает управляться с помощью второго конденсатора 19, третьего резистора 18, третьего диода 13 10 и четвертого диода 5. В положительный полупериод напряжения источника питания второй конденсатор 19 начинает заряжаться. Ток заряда замыкается через третий резистор 18, чет вертый диод 5, обмотку 1 электромагнита и источник питания, причем в силу активно-емкостного характера этой цепи напряжение на втором конденсаторе 19 отстает по фазе от напряже ния источника питания.В процессе заряда второго конденсатора 19 диод 13 заперт, ток в управляющем электроде 7 отсутствует и тиристор 6 остается закрытым, После 25 того, как напряжение на втором конденсаторе 19 достигает своего максимального значения и становится равным напряжению источника питания, во второй половине положительного ЗО полупериода конденсатор начинает разряжаться через третий резистор 18, источник питания, третий диод 13 и управляющий электрод 7. Ток разряда второго конденсатора 19 протекает по управляющему электроду 7 и открывает тиристор 6.Таким образом, в установившемся режиме работы электромагнита тиристор 6 пропускает меньшую часть положительной полуволны напряженияисточника питания на обмотку 1 электромагнита, работая при больших углах управления. При этом средние значения напряжения на обмотку 1 и тока в 45 последней ограничиваются до значений, достаточных для удержания якоря электромагнита. Четвертый диод 5 препятствует шунтированию управляю. щего электрода 7 и первым диодом 2 и обмоткой 1 электромагнита при раз ряде второго конденсатора 19. Третий диод 13 замыкает цепь разряда второго конденсатора, а также служит для защиты управляющего перехода тиристора 6.После отключения устройства от источника питания первый конденсатор 9 разряжается на второй резистор 1 О, подготавливая устройство для следующего включения. В предлагаемом электромагните,так же, как и в известном устройстве, угол управления тиристором 6 вустановившемся режиме работы зависит от постоянной времени цепи второго конденсатора и третьего резистора. Однако благодаря тому, что управляющий переход тиристора соединенпоследовательно с третьим диодом ичерез источник питания с третьимрезистором и вторым конденсатором,ток в управляющем электроде тиристора, открывающий последний, появляется уже не одновременно с началомзаряда второго конденсатора, как визвестном устройстве, а лишь послетого, как второй конденсатор зарядится до напряжения источника питания и начнется его разряд. Это обеспечивает получение больших угловуправления тиристором, а следовательно, и уменьшение потребляемойэлектромагнитом мощности за счетувеличения коэффициента форсировки.Кроме того, это позволяет использовать меньшие сопротивления третьегорезистора и (или ) емкость второгоконденсатора, обеспечивая тем самымнапряжение на втором конденсатореи ток его разряда достаточными длянадежного открытия при больших углахуправления последним, а следовательно, и более высокую надежность работы электромагнита в целом,