Устройство для форсирования электромагнита постоянного тока

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ н 964243 Совэ СоветскихСоциалистическихРеспубликВ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 30. 12. 80 (21) 3227096/24-07 151) М, Кл.э с присоединением заявки М -Н 01 Р 7/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет " Опубликовано 07,1082, Бюллетень М 9 37 ЮЗ УДК 621318. . 3-52 (088. 8) Дата опубликования описания 07.10. 82:уен, А. капиев, ю. н. ивенский и а. и. кскч 1 ф втентвс.ЕХйк;ь цврДЦ,П вМинское специальное конструкторское бюро автоматических линий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРСИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА ПОСТОЯННОГО ТОКАИзобретение относится к промышленной автоматике и может быть использовано в станкостроении для приводагидравлических золотников с помощьюэлектромагнитов постоянного тока.Известны схемы импульсного Форсирования, ускоряющие срабатываниеэлектромагнита без значительных потерь мощности 11,Однако в этих схемах требуетсябольшая величина форсировочной емкости. Схемы сравнительно сложны,имеют дополнительные диоды, резисторы и специальный трансформатор. Повышенное напряжение форсировки отключается коммутатором, состоящим издвух силовых тиристоров и коммутирующего конденсатора. Для управленияэтими тиристорами требуется дополнительная схема, состоящая, например,из триггера-распределителя и однокаскадных усилителей, или контактов ре"ле. Заменить сами силовые тиристорыкоммутатора контактами реле нельзя,так как они должны коммутироватьбольшую мощность при высоком напряжении постоянного тока по сравнениюс номинальным напряжением и мощностьюэлектромагнита. Сложность этой схемыснижает ее надежность, вызывает дополнительные,гаотери 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 постоянного тока, содержащее форсирующий тиристор с конденсатором в цепи его управляющего электрода, цепь разряда которого соединена размыкающим контактом реле, а последовательно с электромагнитом включен замыкающий контакт этого же реле, отключающий только постоянный ток, но включающий форсирующее напряжение2,Однако для управления устройствомтребуются замыкающий и размыкающий контакты реле. Размыкающий контакт реле, используемый для управления устройством, находится под фазным напряжением сети переменного тока, что исключает возможность монтажа этого реле в шкафу в общем блоке слаботочных низковольтных реле управления (по требованиям техники безопас ности),исключается возможность замены управляющих контактов транзисторами из-ча высокого напряжения,Время срабатывания электромагнитав большей степени зависит от Фазынапряжения сети в момент включенияэлектромагнита.5Целью изобретения является повыше-,ние безопасности обслуживания устройства путем снижения напряжения на управляющих контактах и числа контактовдо одного замыкающего контакта и 10уменьшение времени срабатывания электромагнита и нестабильностИ этого.времени,Укаэанная цель достигается тем,что в устройство для Форсирования 15электромагнитов постоянного тока, содержащее замыкающий контакт, форсирующий тиристор,. конденсатор, три диодаи два резистора, анод форсирующеготиристора соединен с выводом для под ключения фазы сети с заземленной нейтралью и через последовательно соединенные один из резисторов и один иэдиодов к одной из обкладок конденсатора, катод форсирующего тиристорачерез другой резистор соединен с одним из выводов для подключения обмотки электромагнита, другой вывод дляподключения которойэаземлен, катоддругого диода соединен с управляющимэлектродом Форсирующего тиристора,катод третьего диода соединен с одним выводом для подключения обмоткиэлектромагнита, введены разрядныйтиристор, два динистара, стабилитрон,четвертый, пятый и шестой диоды, тре тий и четвертый резисторы и оптронный тиристор, анод третьего диода через ключ управления соединен е выво"дом для подключения положительногополюса источника постоянного тока, 40отрицательный полюс которого эаземлени через последовательно соединенныечетвертый диод, входную цепь оптрон-,ного тиристора и третий реэистор -с другим выводом для подключения обмотки электромагнита, выходная цепьтиристора включена между другой обкладкой конденсатора и анодом другогодиода, анод разрядного тиристора через один из динисторов подключен кодной обкладке конденсатора, катодразрядного тиристора соединен с однимвыводом для подключения обмотки элект.Ромагнита, через пятый диод - с другой обкладкой конденсатора и черезпоследовательно соединенные другойдинистор, стабилитрон и шестой диодс другим выводом для подключенияобмотки электромагнита, управляющийэлектрод разрядного тиристора черезчетвертый резистор соединен с тачкой 60соединения другого динистора и стабнлитрона.Кроме того, анод Форсирующего тиристора соединен с двумя выводами дляподключения трехфазной питающей сети 65 через дополнительный стабилитрон и два дополнительных диода, катоды которых соединены.На чертеже изображена злектросхема предлагаемого устройстваОдин вывод электромагнита 1 заземлен, а второйсоединен с фазой сетипеременного тока с заземленной ней-тралью через последовательно подключенные токаограничивающий резистор 2и форсйрующий .тиристор 3. Последний обеспечивает кратковременную подачу Форсирующего напряжения. Анод тиристора 3 подключен к фазе сети переменного тока и чеоез оезистоо 4 соепиненс анодом диода 5. катод которого подключен к аноду введенного первогодинистора б, соединенного своим катодом через разрядный тиристор 7 с точкой соединения токоограничивающегорезстора 2 и электромагнита 1. В этойже точке катод тиристора 7 подключенк катоду второго введенного динистора 8, Анод динистора 8 через резистор9 подключен к управляющемя электродутиристора 7, а через введенную цепочку защиты электромагнита ат перенапряжений, состоящую из последовательносоединенных стабилитрона 10 и диода11, - к заземпенному выводу электромагнита 1. Катод диода 5 через конденсатор 12, выходную цепь введенногооптронного тиритстора 13 и диод 14подключен к управляющему электродутирнстора 3. Катод второго динистора8 соединен с анодом диода 15, эамыка.ющего цепь разряда конденсатора 12.Диод 15 подключен к конденсатору 12своим катодом. Общая точка междуэлектромагнитом 1 и резистором 2 черездиод 1 б и заь 4 ыкающий контакт 17, управляющий устройством, подключена кположительному полюсу источника постоянного тока, отрицательный полюскоторого заэемлен. Кроме того, положительный полюс источника постоянного тока через замыкающий контакт 17,диод 18, входную цепь оптронного тиристора 13 и резистор 19 соединен сотрицательным полюсом источника постоянного тока с помощью заземленного вывода электромагнита.Когда подведены две Фазы питающейсети, анод тиристора 3 подключен кним через диоды 20 и 21, соединенныедруг.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. Черездиод 18, входную цепь оптронноготиристора 13 .и резистор 19 протекаетпостоянный ток, Оптронный тиристор 13включается и возникает цепь зарядаконденсатора 12 током, выпрямпеннымпо однополупериодной схеме через ре"зистор 4, диод 5, выходную цепь оптронного тиристора 13, диод 14, управляющий электрод тиристора 3, резистор 2 и электромагнит 1. Тиристор 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- лупериодной схеме напряжение, и электромагнит срабатывает. Срабатывание происходит без вибрации, так как н . промежутках между полуволнами форсирующего напряжения, проходящими через тиристор, усилие возвратной пру жины не может бтбросить назад якорь электромагнита вследствие поступления в катушку электромагнита через контакт 17 и диод 16 постоянного тока от источника постоянного напряже . ния. После того, как конденсатор 12 зарядится и затухнет колебателыый переходный процесс, форсировка электромагнита 1 прекращается и якорь электромагнита удерживается притяну тым постоянным током.Во время размыкания контакта 17, отключающего электромагнит 1 от ис точника постоянного тока, электродви жущая сила самоиндукции электромагни- З 0 та 1. обуславливает возникновение тока в динисторе 8, стабилитроне 10 и диоде 11, часть которого ответвля" ется в управляющий электрод тиристора 7 через токоограничивающий резис- З 5 тор 9, Тиристор 7 включается и емкость 12 разряжается черен динистор 6, тиристор 7 и диод 15, подготавливаясь к повторному циклу работыпосле нового замыкания контакта 17.40Динистор 6 снижает ток утечки конденсатора 12 через тиристор 7 и диод 15. Так, например, без динистора 6 тиристор 3 типа КУ 201 Л или КУ 292 Н не.закрывается до отключения контакта 17 и форсирующее напряжение действует 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 50 в течение одного периода переменного тока электромагнит форсируется двумя полуволнами напряжения вместо одной. Стабилитрон 22 обеспечивает периодическое исчезнонение форсирующего тока 55 и соответствующее отключение тиристора после окончания форсировки, несмотря на ЭДС самоиндукции электромагнита (отсутствие полунолны напряжения третьей фазы не гарантирует этого). ,6 рИспользование элементов защиты устройства от перенапряжений для одновременного разряда емкости, управляющей форсированием электромагнита, ,и включение оптронного тиристора в цепь управляющего электрода форсирующего тиристора 3 отличает предлагаемое устройство от известного, так как устраняет поньыенное напряжение (например, 220 В переменного тока относительно земли) с контактов реле, Ликвидируется размыкающий контакт реле, который находится под полным Фазным напряжением во время работы электромагнита.В результате облегчается монтаж и обслуживание электрооборудования агрегатных станков и автоматических линий, так как эти 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 питающей сети вместо одной обеспечивает форсирование электромагнита двумя полуволнами Фазных напряжений н 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 КУ 201 и КУ 202, а н цепи разряда емкости с тиристорами типа КУ 101 Е и динисторами КН 102 И при Форсировке электромагнитон типа ЗУ 6202 с гидрораспределителями типа Р 102, электромЯгнитных муфт ЭТМ 112 и ЭТМ 134, а также реле типа КДР и РЭН 18 сократили время включения этих аппаратов в четыре-шесть раз.Формула изобретения1. 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 последонательно 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 ныводом для подключения обмотки электромагнита, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения безопасности обслуживания устройства путем снижения напряжения на управляющих контактах и числа контактов до одного замыкающего контакта, в него введены разряд,еффь ФлрЬ Составитель А. КаретникоРедактор Л. Филиппова ТехредМ.Рейвес Корректор В. Бут аказ 7642/34 ВНИИПИ по д 113035, Тираж 761 осударственног ам изобретений осква, Ж, Р одписно комитета СССРи открытий ушская наб., д, 4 филиал ППП Патент"., г, Ужгород, ул. Проектн 7ный 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 положитель.ного полюса источника постоянного тока, отрицательный полюс которого эаэемлен и через последовательно соединенные четвертый диод, входную цепь оптронного тиристора и третий ю 10 резистор - с другим выводом для подключения обмотки электромагнита, выходная цепь оптронного тиристора включена между другой обкладкой конденсатора и анодом другого диода, 15 .анод разрядного тиристора через один иэ динисторов подключен к одной обкладке конденсатора, катод разрядного тиристора соединен с одним вы-. воцсм для подключения обмотки электромагнита, через пятый диод - с другой обкладкой конденсатора и через последовательне, соединенные другой дийистрр,сффитрон и шестой дню. М од - с другим выводом для подключения обмотки электромагнита, управля;юший электрод разрядного тиристорачерез четвертый резистор соединен сточкой соединения другого динистораи стабилитрона.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюуменьшения времени срабатывания инестабильности этого времени, анодфорсирующего тиристора соединен сдвумя выводами для подключения трехфазной питающей сети через дополнительный стабилитрон и два дополнительныхдиода катоды которых соединены.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Михайлов О. П. и др. Электромагнитные и .магнитные устройствав станкостроении. М., ыМашиностро"ение", 1974, с. 141-152.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке й 2626566/24-07,кл. Н 01 Р 7/18, 1978.