Электромагнит с элементами управления

)5 Н 01 Е 7/18 Комитет Российской Федерации о патентам и товарным знакам ОПИСАНИЕ ИЗО Н АТЕ 2 3-36 научно-исследова нструкторский и тех тут релестроения научно-исследов нструкторский и те ут релестроения(57) Использование: вного включения элекного тока, запитывапеременного тока. Су С ЭЛЕМЕНТАМ(73) Всероссийскительский, проектно-кнологический инстит схемах форсированромагнитов постоянмых от источников щность изобретения: в электромагнит с элементами управления содержащий обмотку 1, диод 2, несглажи вающий мостовой выпрямитель 3-6 стабилизирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных первого токоограничивающего резистора 11 и стабилитрона 10, и релаксациоонный генератор 12 последовательности коротких импульсов, генерируемых с временной задержкой относительно моментов нулевых значений переменного напряжения на входе этого генератора, введены замыкающий магнитоуправляемый вспомогательный контакт 26, второй тогоограничивающий резистор 25 и управляющий.тиристор 9, что позволяет упростить схему электромагнит, 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для форсированного подключения электромагнитов постоянного тока к источникам переменного напряжения,Известно устройство для управления электромагнитом (авт.св, СССР М 1467594, кл. Н 01 Н 47/32, 1989). Оно содержит управляемый тиристорный выпрямитель, фазоуправляющий релаксационный генератор, выполненный на однопереходном транзисторе с фазосдвигающей цепью, и форсирующую цепь, состоящую из диода. резистора и конденсатора, параллельно которому включен транзистор.Устройство обеспечивает форсированное срабатывание электромагнита с плавным увеличением угла управления тиристором, уменьшающим пусковой ток обмотки электромагнита до величины ее рабочего тока, и быструю подготовку к повторному включению.Недостаток данного устройства заключается в нечетком срабатывании электромагнита, обусловленном тем, что его обмотка питается от сети переменного тока по схеме однополупериодного выпрямления с шунтирующим диодом. Электромагнит получает энергию от сети только в положительные полупериоды питающего напряжения, а во время отрицательных полупериодов при непритянутом якоре электромагнита и, следовательно, низкой индуктивности его обмотки ток обмотки резко падает и тяговое усилие становится меньше противодействующего. Электромагнит срабатывает с рывками и задержками якоря в промежуточных положениях.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому и принятым за прототип является устройство для управления электромагнитом (авт,св. СССР М 983768, кл. Н 01 Р 7/18, 1982), содержащее обмотку электромагнита, между выводами которой включен диод, несглаживающий мостовой выпрямитель, стабилизирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных токоограничивающего резистора и стабилитрона, и релаксационный генератор, вырабатывающий импульсы, управляющие тиристорами, включенными в два плеча моста.В данном устройстве обмотка электромагнита питается по схеме двухполупериодного выпрямления. что обеспечивает его четкое срабатывание. Основным недостатком устройства - прототипа является его низкая надежность, обусловленная тем, что открывающий импульс подается одновременно на управляющие электроды двух ти 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ристоров, подключенных встречно-последовательно к диагонали переменного тока мостового выпрямителя, Одновременное открывание указанных тиристоров приводит к короткому замыканию и выходу их из строя, Кроме того, наличие двух тиристоров помимо четырех диодов в схеме мостового выпрямителя усложняет устройство.Цель изобретения состоит в повышении надежности работы электромагнита с элементами управления.Цель достигается тем, что в электромагнит с элементами управления, содержащий обмотку, между выводами которой включен диод, несглаживающий мостовой выпрямитель, стабилизирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных первого токоограничивающего резистора и стабилитрона, и релаксационный генератор, введены замыкающий магнитоуправляемый вспомогательный контакт, второй токоограничивающий резистор и управляющий тири- стор,Техническая сущность предложенной схемы управления электромагнитом состоит в следующем. Во-первых, управляющий тиристор включен согласно полярности выходного напряжения выпрямителя, что исключает возможность приложения к тиристору напряжения обратной полярности. Во-вторых, релаксационный генератор выполнен с постоянной временной задержкой генерации коротких импульсов, обеспечивающей протекание тока удерживания через обмотку электромагнита при притянутом якоре; режим форсированного питания обмотки электромагнита задает и прекращает вспомогательный магнитоуправляемый контакт, состояние которого однозначно определяется положением якоря электромагнита при его включенной обмотке.Первое указа 1 чное отличие данной схемы от схемы-прототипа является весьма существенным, поскольку устраняет основную причину возможного выхода из строя тиристора. Второе отличие существенно повышает надежность работы устройства в целом, обеспечивая однозначный переход от форсированного к нефорсированному режиму питания обмотки электромагнита в функции положения его якоря.В известных устройствах управления режимом питания электромагнитов с помощью управляющих тиристоров и релаксационных генераторов переход от форсированнсго к нефорсированному режиму осуществляется в функции времени, При этом возможны как случаи незавершенного срабатывания электромагнита при по 200061710 15 20 25 30 35 40 45 50 ниженном напряжении питания, когда его якорь движется замедленно и не успевает притянуться до истечения времени форсировки, так и случаи излишне сильного удара якоря при его притяжении с повышенной скоростью под действием повышенного напряжения в питающей сети. Оба указанных вида отклонений неблагоприятны с точки зрения надежности работы устройства.На чертеже представлена принципиальная схема предложенного электромагнита с элементами управления.Схема содержит обмотку 1 электромагнита постоянного тока, между выводами которой включен диод 2, шунтирующий эту обмотку. Одним выводом обмотка 1 подключена к диагонали постоянного тока несглаживающего мостового выпрямителя, выполненного иэ диодов 3 - 6. причем диагональ переменного тока выпрямителя соединена с выводами 7 и 8 для подключения к питающей сети переменного тока. Управляющий тиристор 9 включен последовательно с обмоткой 1 к диагонали постоянного тока выпрямителя согласно полярности напряжения этого выпрямителя.Схема содержит также стабилизирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных стабилитрона 10 и первого токоограничивающего резистора 11 и подключенную выводом этого резистора к диагонали постоянного тока выпрямителя и аноду тиристора, а выводом стабилитрона к катоду тиристора и выводу обмотки 1 электромагнита. Параллельно стабилитрону 10 входом включен релаксационный генератор 12, в состав которого входят транзисторы 13 и 14, конденсатор 15, диод 16 и резисторы 17-22. Выходом генератор 12 через резистор 23 соединен с управляющим электродом тиристора 9, причем управляющий переход тиристора шунтирован резистором 24. Между анодом и управляющим электродом тиристора 9 включены последовательно соединенные второй токоограничивающий резистор 25 и замыкающий магнитоуправляемый вспомогательный контакт 26, расположенный в зоне магнитного потока выпучивания рабочего зазора электромагнита.Электромагнит работает следующим образом. При подаче переменного напряжения питающей сети на выводы 7 и 8 оно выпрямляется мостом из диодов 3 - 6 и через обмотку 1 электромагнита прикладывается к переходу анод-катод тиристора 9 и к цепи из стабилитрона 10 и первого токоограничиваю;цего резистора 11. Часть этого напряжения, выделяющаяся на стабилитроне 10. приводит в действие релаксационный генератор 12. Генератор 12 выдает короткие импульсы, генерируемые с временной задержкой относительно моментов нулевых значений переменного напряжения на входе генератора. Эти импульсы. поступая через резистор 23 на управляющий электрод тиристора 9, открывают последний, в результате чего по обмотке 1 электромагнита начинает протекать ток. Этот ток по своей величине недостаточен для притягивания якоря электромагнита, но создаваемый им магнитный поток выпучивания в рабочем зазоре. электромагнита воздействует на магнитоуправляемый контакт 26 и приводит к его замыканию. При замкнутом контакте 26 управляющий электрод тиристора 9 получает питание через второй токоограничивающий резистор 25 в начале каждого полупериода напряжения, тиристор 9 остается открытым практически постоянно и по обмотке 1 электромагнита протекает большой пусковой ток, в результате чего электромагнит форсированно срабатывает.После срабатывания электромагнита при притянутом положении его якоря поток выпучивания рабочего зазора исчезает и контакт 26 размыкается. Тиристор 9 начинает открываться импульсами генератора 12, сдвинутыми во времени относительно моментов нулевых значений напряжения, в результате чего обмотка 1 электромагнита обтекается небольшим током удержания.Проведенная экспериментальная проверка подтвердила работоспособность предложенного электромагнита с элементами управления,Технико-экономическая эффективность его по сравнению с устройством-прототипом состоит в резком повышении надежности работы за счет исключения опасного для тиристора режима работы при обратном напряжении на переходе анод-катод и одновременном протекании по управляющему электроду открывающего тока, Кроме того, упрощается схема благодаря исключению одного иэ двух тиристоров, что также повышает надежность работы. Формула изобретения Электромагнит с элементами управления. содержащий обмотку, между выводами которой включен диод, несглаживающий мостовой выпрямитель, стабилизирующую цепь, состоящую из последовательно соединенных первого токоограничивающсго резистора и стабилитрона, и релаксационный генератор последовательности коротких импульсов, генерируемых с временной задержкой относительно моментов н левых2000617 Составитель Г.БугаевТехред М.Моргентал Корректор А.Козориз Редактор Т,Юрчикова Тираж Подписное НПО "ПОИСК" Роспатента113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3079 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 значений перемеммого напряжения на входе этого генератора, причем диагональ переменного тока мостового выпрямителя соединена с выводами для подключения к питающей сети переменного тока, первый вывод обмотки электромагнита соедимен с первым выводом диагонали постоянного тока мостового выпрямителя, при этом упомянутый диод включен встречно полярности выходного напряжения мостового выпрямителя, второй вывод обмотки электромагнита соединен с выводом стабилитрона стабилизирующей цепи, управляющий вход релаксационмого генератора включен параллельно стабилитрому, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью упрощения, в него введены замыкающий магнитоуправляемыйсг 1 омогательный контакт, второй токоограмичивающий резистор и управляющий тиристор, который включен между вторыми выводами обмотки электромагнита и,диагонали постоянного тока мостового выпрямителя согласно полярности выходного напряжения этого выпрямителя, замыкающий магнитоуправляемый вспомогательный контакт расположен в зоне потока выпучивания рабочего зазора электромаг нита. вспомогательный контакт и второй токоограничивающий резистор соединен последовательно и включены между анодом и управляющим электродом управляющего тиристора, выход релаксационного генера торэ соединен с управляющим электродомэтого тиристора. стабилизирующая цепь выводом первого токоограничивающего резистора подключена к второму выводу диагонали постоянного тока мостового вы прямителя, которыЯ лыполнен в виде диодного моста, при этом релаксационный генератор выполнен с постоянной временной задержкой генерации коротких импульсов относительно моментов нулевых 20 значений переменного тока напряжения наего входе, обеспечивающей протекание тока удержания через обмотку электромагнита при притянутом якоре.