Устройство для управления электромагнитом

)юеудерстееииыЯ кфяитет СССР ию целая иэебретеииЯ и открытиЯДата ояубликования ояисания 25,01.82(72) Авторы изобретения Г.П. Свинцов, Ю.В. Софронов и В.Г. Гри 71) Заявител вашскии государствен ТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОИАГНИТОМ содержащее обмотку, аунтированнуюдиодом, последовательно соединенныйс обмоткой ключ, выполненный на транзисторе с резистором и стабилитрономв цепи базы, и вспомогательный конф такт, шунтирующий на период включения транзистор Ш .Недостатком этого усляется недостаточная наза повьеиенного износа в1 Фго контакта, разрываащеновой ток в обмотке,Цель изобретения " повышение надежности устройства для управления1 Вэлектромагнитом.Указанная цель достигается тем,что в устройство для управления эленромагнитом, содержащее клеммы дляподключения источника выпрямленногонапряжения, клеммы для подключенияобмотки электромагнита, параллельнокоторым включен диод, последователь.но соединенный с клеммами для подключения обмотки электромагнита тройства явдежность изспомогательно-.го большой пус Изобретение относится к области электроаппаратостроения и может быть использовано для управления обмотками приводных электромагнитных контакторов, магнитных пускателей и реле управления.Известно устройство для форсированного включения электромагнита, обмотка которого подключена к источнику через балластный резистор, шунтированный вспомогательным контактом электромагнита Ц 3 ..Недостатками этого устройства являются большие потери мощности на балластном элементе и интенсивный износ вспомогательного контакта, что снижает надежность функционирования устройства в целом.Наиболее близким к предлагаемому по техническим средствам и достигаемому результату является устройство для форсированного включения элект ромагнита, питающегося от источника переменного тока через выпрямитель ф,1 иверситет м. Й."М:Ульяновф90032ключ, выполненный на транзисторе, вцейь базы которого включена последовательная цепочка из стабилитрона ирезистора, и клеммы для подключениявспомогательного контакта электро- %магнита, введен другой резистор, причем этот другой резистор включен последовательно с креммами для подключения вспомогательных контактов электромагнита, а укаэанная последовательная цепочка включена параллельно последовательной цепочке из стабилитрона и одного резистора.Кроме того, с целью повышения надежности и уменьшения величины пульсации тока и рассеиваемой на обмотке электромагнита мощности в устройство введены другой диод, другойтранзистор другой стабилитрон и делитель напряжения на двух резисторах, 26причем база другого транзистора через другой стабилитрон соединена сточкой соединения резисторов делителя напряжения, который включен междуклеммами для подключения источника 25выпрямленного напряжения, эмиттер другого транзистора соединен с эмиттеромпервого транзистора, а коллектор другого транзистора соединен с анодамипервого стабилитрона и другого диода, зепричем катод другого диода подключенк базе первого транзистора, Крометого, в устройство введен другой стабилитрон, который подключен последовательно к клеммам для подключениявспомогательных контактов.На фиг. 1 и 2 представлены электрические схемы устройства для управления электромагнитом; на фиг. 3 временные диаграммы токов и напряжений, поясняющиеработу схемы; нафиг, 4 - электрическая схема устройства с дополнительным стабилитроном.В устройстве последовательно собмоткой 1 электромагнита, аунтированной диодом 2, включен транзистор 3со стабилитроном 4 и резистором 5в цепи базы, параллельно которым через резистор 6 подключен вспомогательный контакт 7, управляемый электромагнитом (фиг. 1),К эмиттеру транзистора 3 подаетсяпульсирующее напряжение. При этом поцепи базы транзистора 3 через резистор 6, контакт 7, а при достижении входного пульсирующего напряжения величины напряйейия стабилизациистабилитрона 4 и через резистор 5,протекает ток, Величина сопротивления резистора 6 выбрана такой, что при напряжении питания, достаточно близком к нулевому значению, транзистор 3 входит в режим насыщения и практически вся полуволна выпрямленного напряжения прикладывается к обмотке 1 электромагнита. Происходит форсированное срабатывание электромагнита и разрывается вспомогательный контакт , который коммутирует ма. лый ток в цепи управления транзистора, что существенно облегчает режим работы контакта и повышает надежность функционирования устройства. После этого транзистор 3 находится в режиме насыщения лишь в интервале времени, когда пульсирующее напряжение больше напряжения стабилизации стабилитрона 4, Варьируя соотношение между напряжением стабилизации ста" билитрона 4 и амплитудным значениемвыпрямленного напряжения можно менять величину тока в режиме удерживания электромагнита.Устройство (фиг. 2) дополнительно содержит диод 8, включенный между базой транзистора 3 и стабилитроном 4, транзистор 9, коллектор которого подключен к общей точке элемента 4 и 8, его база через стабилитрон 10 подсоединена к делителю напряжения, собранного на резисторах 11 и 12, и подключенного на выпрямленное напряжение, а эмиттер транзистора 9 соединен с эмиттером транзистора 3, При подаче напряжения происходит форсированное срабатывание электромагнита и размыкается вспомогательный контакт 7. Работа схемй в этом состоянии электромагнита иллюстрируется диаграммами (Фиг, 3). В момент времени й 1 напряжение достигает величины напряжения стабилизации стабилитрона 4 и через него по резистору 5, диоду 8 и базу транзистора 3 протекает ток, насыщающий транзистор 3. Напряжение питания прикладывается к обмотке, ток в ней возрастает. В момент времени й падение напряжения на резисторе 11 делителя достигает напряжения стабилизации стабилитрона 10 и ток, протекающий через резистор 12 делителя, стабилитрон 10 и базу транзистора 9 переводит его из режима отсечки в режим насыщения. Ток, протекающий через резистор 5, стабилитрон 4, замыкается на источник питания через коллекторноэмиттерный переход насыщенного транпример при пуске мощных двигателей вшахтных кабельных сетях, схема обеспечивает увеличение среднего тока,протекающего по обмотке и исключаетвозврат якоря электромагнита,При включении обмотки электромагнита, рассчитанной на питание знакопеременным напряжением, на выпрямленное напряжение имеет место избыточная степень форсировки вследствиетого, что установившееся значение постоянной составляющей тока при питании выпрямленным напряжением определяется лишь активным сопротивлениемобмотки, при питании ее знакопеременным напряжением установившееся значение тока в обмотке ограничивается 45 зистора 9. База транзистора 3 обесточивается и он переходит в режим отсечки, а ток в обмотке поддерживается лишь за счет ЭДС самоиндукцииВ момент временинапряжение на резисторе 11 уменьшается до напряжения стабилизации стабилитрона 10, транзистор 9 закрывается, Ток, протекавший через резистор 5, стабилитрон 4, замыкается на источник через диод 8 и база-эмиттерный переход транзистора 3, вторично переводя его в режим насыщения. Начинается повторное нарастание тока в обмотке 1 электромагнита. В момент временинапряжение питания становится меньшим напряжения стабилизации стабилитрона 1, ток базы транзистора 3 уменьшаетсядо нуля и он вновь переходит в режим отсечки, Ток в обмотке 1 электромагнита, уменьшаясь по величине до момента времени 1, замыкается через диод 2. В момент времени й начинается норой цикл работы схемы. Диод 8 исключает перетекание тока базытранзистора 3 через транзистор 9 в период включения электромагнита. При равной (фиг. 1 и 2) постоянной составляющей тока в обмотке в последней амплитуды гармонических составляющих тока меньше по величине, чтоуменьшает мощность активных потерь вобмотке и уровень пульсации электромагнитной силы. Это, в свою очередь, уменьшает температуру перегрева обмотки, вероятность вибрации якоря и обеспечивает повышение надежности функционирования.В условиях кратковременного значительного уменьшения напряжения (в определенных пределах) питания, на, индуктивным ее сопротивлением. Поэтому для ограничения скорости соударения подвижных частей электромагнита с целью увеличения его срока службы (фиг. 4) последовательно со вспомогательным контактом включен стабилитрон 13, причем величина его напряжения стабилизации меньше напряжения стабилизации стабилитрона 4 (фиг. М). При этом и в режиме срабатывания на обмотку подается лишь часть выпрямленного напряжения, что обеспечивает уменьшение пускового тока, скорости соударения подвижных элементов электромагнита, а значит и увеличение его срока службы.Использование изобретения позволя- . ет повысить эксплуатационные характе ристики разнообразных устройств авто матического управления и регулирования, содержащих электромагнитные контакторы, магнитные пускатели или электромагнитные реле.Формула изобретенияУстройство для управления электромагнитом, содержащее клеммы для под" клюцения источника выпрямленного напряжения, клеммы для подключения обмотки электромагнита, параллельнокоторым включен диод, выполненный на транзисторе ключ, включенный:, последовательно с клеммами для подключения обмотки электромагнита, последовательную цепь из стабилитрона ирезистора, включенную в базу транзис" тора, и клеммы для подключения вспомогательного контакта электромагнита,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введен другой резистор, причем указанный другой резистор включен последовательно с клеммами для подключениявспомогательного контакта электромагнита, а указанная последовательнаяцепь включена параллельно последовательной цепи из стабилитрона и резис" тора.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности и уменьшения величины пульсации тока и рассеиваемойиа обмотке электромагнита мощности, в него введены другой диод, другой транзистор, другой стабилитрон и делитель напряжения на двух резисторах, причем база другого транзистора через другой стабилитрон соединена900323с точкой соединения резисторов делителя напряжения, который включен между клеммами для подключения источника выпрямленного напряжения, эмиттер другого транзистора соединен с эмит тером первого транзистора, а коллектор другого транзистора соединен с анодами первого стабилитрона и другого диода, причем катод другого диода подключен к базе первого транзис- В тора.3 Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введен другой стабилитрон, которыйподключен последовательно к клеммамдля подключения вспомогательных контактов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЛеоненко Л.И. Полупроводниковые форсирующие схемы. М "Энергия",1974, с, 53, рис. 36.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке й 26199/24-07,кл. Н 01 Н 47/32, 25,05.78 (прототип),