RU2096851C1

RU2096851C1 - Load-lifting electromagnet control device

Info

Publication number: RU2096851C1
Application number: RU94021409A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Анатольевич Трегубов
Original assignee: Дмитрий Анатольевич Трегубов
Priority date: 1994-06-07
Filing date: 1994-06-07
Publication date: 1997-11-20
Also published as: RU94021409A

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: magnetizing unit has four optoelectronic thyristors, demagnetizing unit using two optoelectronic thyristors between which shunting optoelectronic thyristor is placed. Electromagnet power recorder is built around series-connected diode, voltage divider and optoelectronic transistor. Control unit is represented by pulse-phase control system using the four-channel circuit which has four inputs and four control outputs. First output of system is connected to control inputs of first and third optoelectronic thyristors of magnetizing unit. Second output of pulse-phase control system is connected to second and fourth control inputs of optoelectronic thyristors of magnetizing unit. Third output of pulse-phase control system is connected to control input of shunting optoelectronic thyristor. Fourth output of pulse-phase control system is connected to control inputs of both optoelectronic thyristors of demagnetizing unit. Pulse-phase control system uses AND and OR gates. Device designed to control load-lifting electromagnet allows separation of loads. EFFECT: wider functional capabilities of device. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления и питания грузоподъемных электромагнитов. The invention relates to electrical engineering and can be used to control and power lifting electromagnets.

Известно устройство для управления грузоподъемным электромагнитом (авт. свид. СССР N 1497643, кл. H01F 7/18, 1989), содержащее блок намагничивания, три входа которого подключены к трем фазам питающей сети, а выходы подключены к выводам обмотки электромагнита, блок размагничивания, входы которого соединены с выводами обмотки электромагнита и выходами блока намагничивания, а выходы соединены с фазами питающей сети, регистратор энергии электромагнита, соединенный с выводами обмотки электромагнита и входами блока размагничивания, систему импульсно-фазового управления намагничиванием и размагничиванием электромагнита. A device for controlling a lifting electromagnet (ed. Certificate of the USSR N 1497643, class H01F 7/18, 1989), comprising a magnetization unit, three inputs of which are connected to three phases of the supply network, and the outputs are connected to the terminals of the electromagnet winding, demagnetization unit, the inputs of which are connected to the terminals of the electromagnet winding and the outputs of the magnetization unit, and the outputs are connected to the phases of the supply network, an electromagnet energy recorder connected to the terminals of the electromagnet winding and the inputs of the demagnetization unit, a pulse-phase Call control of magnetization and demagnetization of an electromagnet.

Однако такое устройство имеет ограниченные функциональные возможности, например, не обеспечивает сепарацию грузов при проведении погрузочно-разгрузочных работ, т. к. не обеспечивает плавного регулирования тока намагничивания. However, such a device has limited functionality, for example, does not provide for the separation of goods during loading and unloading operations, because it does not provide a smooth control of the magnetization current.

Известно также устройство для управления грузоподъемным электромагнитом (авт. свид. СССР N 1753499, кл. H 01 F 7/18, 1992), содержащее блок намагничивания, выполненный на трех оптотиристорах, выходы которого подключены к первой, второй и третьей фазам питающей сети, а выходы к выводам обмотки электромагнита, блок размагничивания, входы которого подключены к выводам обмотки электромагнита, выходы к фазам питающей сети, регистратор энергии электромагнита, подключенный к выводам обмотки электромагнита и многоканальную систему управления намагничиванием и размагничиванием, содержащую однофазный выпрямительный мост, ключ управления и двухканальную схему формирования управления импульсов. Also known is a device for controlling a lifting electromagnet (ed. Certificate of the USSR N 1753499, class H 01 F 7/18, 1992), comprising a magnetization unit made on three optothyristors, the outputs of which are connected to the first, second and third phases of the supply network, and the outputs to the conclusions of the electromagnet winding, the demagnetization unit, the inputs of which are connected to the conclusions of the electromagnet winding, the outputs to the phases of the mains supply, the electromagnet energy recorder connected to the conclusions of the electromagnet winding and the multi-channel control system is magnetized it demagnetization and comprising a single-phase bridge rectifier, and two-channel switch control circuit controls the pulse shaping.

В данном устройстве блок намагничивания выполнен на оптотиристорах и представляет собой мост Ларионова, который позволяет получить форсировку напряжения при включении электромагнита, но не обеспечивает плавное регулирование тока намагничивания, что ограничивает функциональные возможности электромагнита: не позволяет сепарировать грузы при погрузочно-разгрузочных работах. In this device, the magnetization unit is made on optothyristors and is a Larionov bridge, which allows you to get the voltage boost when the electromagnet is turned on, but does not provide smooth control of the magnetization current, which limits the functionality of the electromagnet: it does not allow you to separate loads during loading and unloading.

Перед авторами была поставлена задача: создать устройство управления грузоподъемным электромагнитом, обладающим высокой надежностью и широкими функциональными возможностями. The authors were given the task: to create a control device for a lifting electromagnet with high reliability and wide functional capabilities.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства путем сепарации грузов за счет плавного регулирования тока намагничивания. The aim of the present invention is to increase the reliability and expand the functionality of the device by separating goods due to the smooth regulation of the magnetization current.

Поставленная цель достигается тем, что, известное устройство для управления грузоподъемным электромагнитом, содержащее блок намагничивания, выполненный на четырех оптотиристорах, аноды первого и второго из которых образуют первый и второй входы, а катод третьего третий вход блока намагничивания, катоды первого и второго оптотиристоров объединены и образуют первый выход блока намагничивания, аноды третьего и четвертого оптотиристоров образуют второй выход блока намагничивания, три входа которого подключены к фазам питающей сети, два выхода к выводам обмотки электромагнита, блок размагничивания, входы которого подключены к выводам обмотки электромагнита, а выходы к фазам питающей сети, регистратор энергии электромагнита, подключенный к выводам обмотки электромагнита и блоку управления намагничиванием и размагничиванием, содержащему однофазный выпрямительный мост, двухпозиционный ключ управления и многоканальную схему формирования управляющих импульсов, выходы которой соединены с управляющими входами оптотиристоров, отличающееся тем, что катод четвертого оптотиристора блока намагничивания соединен с катодом третьего оптотиристора, к выходам блока намагничивания параллельно выводам обмотки электромагнита подключен дополнительный шунтирующий оптотиристор, блок размагничивания выполнен на двух оптотиристорах, в котором катод первого оптотиристора через резистор соединен с первой фазой питающей сети, анод с первым выводом обмотки электромагнита, катод второго оптотиристора блока размагничивания соединен со вторым выводом обмотки электромагнита, анод с третьей фазой питающей сети, регистратор энергии электромагнита выполнен в виде последовательно соединенных диода, делителя напряжения и оптотранзистора, управляющий вход которого соединен с делителем напряжения, коллектор соединен с дополнительным источником питания, эмиттер соединен с одним из входов блока управления, в качестве блока управления использована система импульсно-фазового управления (СИФУ), выполненная с дополнительной возможностью обеспечения перевода устройства в инверторный режим при отключении двухпозиционного ключа управления и пропускания через обмотку электромагнита импульса тока обратной полярности по сигналу регистратора энергии электромагнита, имеющая четыре управляющих выхода, из которых первый соединен с управляющими входами первого и третьего оптотиристоров блока намагничивания, второй выход СИФУ соединен с управляющими входами второго и четвертого оптотиристоров блока намагничивания, третий выход СИФУ соединен с управляющим выходом шунтирующего оптотиристора, четвертый выход СИФУ соединен с управляющими входами обоих оптотиристоров блока размагничивания. This goal is achieved by the fact that the known device for controlling a lifting electromagnet containing a magnetization unit made on four optothyristors, the anodes of the first and second of which form the first and second inputs, and the cathode of the third third input of the magnetization unit, the cathodes of the first and second optothyristors are combined and form the first output of the magnetization block, the anodes of the third and fourth optothyristors form the second output of the magnetization block, the three inputs of which are connected to the phases of the supply network, two the output to the terminals of the electromagnet winding, the demagnetization unit, the inputs of which are connected to the terminals of the electromagnet winding, and the outputs to the phases of the mains supply, the electromagnet energy recorder connected to the terminals of the electromagnet winding and the magnetization and demagnetization control unit containing a single-phase rectifier bridge and two-way switch a control pulse generation circuit, the outputs of which are connected to the control inputs of the opto-thyristors, characterized in that the cathode of the fourth optical fiber the magnetizer of the magnetization unit is connected to the cathode of the third opto-thyristor, an additional shunt opto-thyristor is connected to the outputs of the magnetization parallel to the terminals of the coil of the electromagnet, the demagnetization unit is made on two opto-thyristors, in which the cathode of the first opto-thyristor is connected through the resistor to the first phase of the supply network, the anode with the first output of the electromagnet the cathode of the second optothyristor of the demagnetization unit is connected to the second terminal of the electromagnet winding, the anode with the third phase of the supply network, register The electromagnet energy torus is made in the form of a diode, a voltage divider and an optotransistor connected in series, the control input of which is connected to a voltage divider, the collector is connected to an additional power source, the emitter is connected to one of the inputs of the control unit, and a pulse-phase control system is used as a control unit ( SIFU), made with the additional possibility of ensuring the transfer of the device into inverter mode when the on-off control switch is turned off and passed through winding of an electromagnet of a reverse polarity current pulse according to a signal from an electromagnet energy recorder having four control outputs, of which the first is connected to the control inputs of the first and third opto-thyristors of the magnetization unit, the second SIFU output is connected to the control inputs of the second and fourth opto-thyristors of the magnetization unit, the third output of the SIFU is connected to the control output of the shunting opto-thyristor, the fourth output of the SIFU is connected to the control inputs of both opto-thyristors of the demagnetization unit.

Устройство отличается тем, что система импульсно-фазового управления выполнена четырехканальной, на входе СИФУ установлен однофазный синхронизирующий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к второй и третьей фазам питающей сети, а вторичная к входам выпрямительного моста, к его выходам подключены входы нуль-органа, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов "И", выходы которых соединены с входами первого элемента "ИЛИ", выход его соединен с входом генератора пилообразных напряжений (ГПН), выход которого соединен с первым входом компаратора, а его выход соединен с первыми входами третьего, четвертого и пятого элементов "И", их выходы соединены со входами второго и третьего элементов "ИЛИ", выходы которых являются первым и вторым выходами СИФУ и соединены с управляющими входами соответственно первого и третьего и второго и четвертого оптотиристоров блока намагничивания, на втором входе СИФУ установлен двухпозиционный ключ управления, соединяющий СИФУ с дополнительным источником питания, один выход которого "+И_пит" соединен со вторыми входами первого элемента "И" и пятого элемента "И" и третьим выходом СИФУ, соединенным с управляющим входом шунтирующего оптотиристора, третий вход СИФУ связан с выходом "И_эт" дополнительного источника питания и задающим резистором и соединен со вторым входом компаратора, четвертый вход СИФУ является первым входом шестого элемента "И", второй вход которого через четвертый элемент "ИЛИ" соединен с выходом "+И_пит" дополнительного источника питания, а выход шестого элемента "И" соединен с первым входом седьмого элемента "И" и входом одновибратора, выход которого является четвертым выходом СИФУ, соединенным с управляющим входами обоих оптотиристоров блока размагничивания и соединен через пятый элемент "ИЛИ" со вторым входом седьмого элемента "И", выход седьмого элемента "И" соединен со вторыми входами второго, третьего и четвертого элементов "И".The device is characterized in that the pulse-phase control system is four-channel, a single-phase synchronizing transformer is installed at the input of the SIFU, the primary winding of which is connected to the second and third phases of the supply network, and the secondary to the inputs of the rectifier bridge, the inputs of the zero-organ are connected to its outputs, the output which is connected to the first inputs of the first and second "AND" elements, the outputs of which are connected to the inputs of the first "OR" element, its output is connected to the input of a sawtooth voltage generator (GPN), the output to which is connected to the first input of the comparator, and its output is connected to the first inputs of the third, fourth and fifth elements "AND", their outputs are connected to the inputs of the second and third elements "OR", the outputs of which are the first and second outputs of SIFU and connected to the control inputs respectively, of the first and third and second and fourth optothyristors of the magnetization unit, a two-position control switch is installed at the second input of the SIFU connecting the SIFU with an additional power source, one output of which is “+ AND _pit ” is connected to the second the input inputs of the first element "And" and the fifth element "And" and the third output of the SIFU connected to the control input of the shunting opto-thyristor, the third input of the SIFU is connected to the output "And _this " of an additional power source and a driving resistor and connected to the second input of the comparator IFSB a first input of the sixth element "and" second input via a fourth element "OR" connected to the output "+ aND _pit" additional power source, and the output of the sixth element "I" is coupled to the first input of the seventh element "aND" and the input odnovi a radiator, the output of which is the fourth output of the SIFU, connected to the control inputs of both opto-thyristors of the demagnetization unit and connected through the fifth element "OR" to the second input of the seventh element "And", the output of the seventh element "And" is connected to the second inputs of the second, third and fourth elements "AND".

Предлагаемая конструкция устройства управления грузоподъемным электромагнитом позволяет в выпрямительном режиме осуществлять фазовую регулировку напряжения, снимаемого с выходов блока намагничивания за счет плавной регулировки угла отпирания оптотиристоров блока намагничивания. Плавное регулирование угла отпирания оптотиристоров позволяет осуществлять плавное регулирование тока намагничивания, что обеспечивает сепарацию грузов. The proposed design of the control device of the lifting electromagnet allows in the rectifier mode to carry out phase adjustment of the voltage removed from the outputs of the magnetization unit due to the smooth adjustment of the unlock angle of the opto-thyristors of the magnetization unit. Smooth adjustment of the opening angle of the opto-thyristors allows smooth control of the magnetization current, which ensures the separation of goods.

В инверторном режиме (при размыкании ключа управления) длительность размагничивания и одновременной рекуперации энергии в сеть контролируется регистратором энергии электромагнита. После окончания рекуперации основная масса грузов отлипает от электромагнита. Остаточное намагничивание снимается обратным напряжением, подаваемым через оптотиристоры блока размагничивания, и грузы полностью отлипают от электромагнита. In the inverter mode (when the control key is opened), the duration of the demagnetization and simultaneous recovery of energy into the network is controlled by an electromagnet energy recorder. After recuperation, the bulk of the cargo is detached from the electromagnet. The residual magnetization is removed by the reverse voltage supplied through the opto-thyristors of the demagnetization unit, and the loads are completely detached from the electromagnet.

Наличие четырех оптотиристоров в блоке намагничивания, кроме расширения функциональных возможностей, одновременно повышает надежность устройства. Кроме того, введение шунтирующего оптотиристора обеспечивает разгрузку силовых элементов по току, что также повышает надежность предлагаемого устройства. Выполнение блока размагничивания на двух оптотиристорах позволило упростить устройство и повысить его надежность. The presence of four optothyristors in the magnetization unit, in addition to expanding the functionality, simultaneously increases the reliability of the device. In addition, the introduction of a shunt optothyristor provides unloading of power elements by current, which also increases the reliability of the proposed device. The implementation of the demagnetization unit on two optothyristors made it possible to simplify the device and increase its reliability.

Предлагаемая схема системы импульсно-фазового управления отличается от известных (например, авт. свид. N 1817144, 1993) тем, что имеет четырехканальную структуру, построенную на логических элементах, позволяющих четко синхронизировать работу всех силовых элементов устройства, имеющих малые габариты и небольшую потребляемую мощность. The proposed scheme of the pulse-phase control system differs from the known ones (for example, author's certificate N 1817144, 1993) in that it has a four-channel structure built on logic elements that make it possible to clearly synchronize the operation of all power elements of the device having small dimensions and small power consumption .

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства для управления грузоподъемным электромагнитом; на фиг. 2 схема системы импульсно-фазового управления силовыми элементами устройства; на фиг. 3-4 представлены графики напряжений, поясняющие работу заявляемого устройства. In FIG. 1 is an electrical diagram of a device for controlling a lifting electromagnet; in FIG. 2 diagram of a system of pulse-phase control of the power elements of the device; in FIG. 3-4 are graphs of voltages that explain the operation of the inventive device.

Устройство для управления грузоподъемным электромагнитом содержит выводы 1 для подключения к трехфазной (А.В.С.) питающей сети, обмотку электромагнита 2 с выводами Д, Е, блок намагничивания 3, блок размагничивания 4, регистратор энергии электромагнита 5, систему импульсно-фазового управления 6 (СИФУ), имеющую четыре входа П1; П2; П3; П4 и четыре выхода У1; У2; У3; У4. СИФУ через однофазный синхронизирующий трансформатор 7 подключена к двум фазам В и С питающей сети. A device for controlling a lifting electromagnet contains terminals 1 for connecting to a three-phase (A.V.S.) power supply network, an electromagnet winding 2 with terminals D, E, a magnetization unit 3, a demagnetization unit 4, an energy recorder of an electromagnet 5, a pulse-phase control system 6 (SIFU) having four inputs P1; P2; P3; P4 and four outputs U1; U2; U3; U4. SIFU through a single-phase synchronizing transformer 7 is connected to two phases B and C of the supply network.

Блок намагничивания содержит четыре оптотиристора 8, 9, 10, 11. Аноды оптотиристоров 8, 9 подключены к выходам фаз А и В питающей сети. Катоды объединены и подключены к выводу Д обмотки электромагнита. Катоды оптотиристоров 10, 11 объединены и подключены к фазе С питающей сети. Аноды оптотиристоров 10, 11 объединены и подключены к выводу Е обмотки электромагнита 2. Управляющие входы оптотиристоров 8, 10 подключены к выходу У1 СИФУ, управляющие входы оптотиристоров 9, 11 подключены к выходу У1 СИФУ. The magnetization block contains four opto-thyristors 8, 9, 10, 11. The anodes of the opto-thyristors 8, 9 are connected to the outputs of phases A and B of the supply network. The cathodes are combined and connected to the terminal D of the electromagnet winding. The cathodes of the opto-thyristors 10, 11 are combined and connected to the phase C of the supply network. The anodes of the opto-thyristors 10, 11 are combined and connected to the terminal E of the winding of the electromagnet 2. The control inputs of the opto-thyristors 8, 10 are connected to the output U1 of the SIFU, the control inputs of the opto-thyristors 9, 11 are connected to the output of the U1 SIFU.

К выходам блока намагничивания, параллельно выводам обмотки электромагнита 2 подключен дополнительный оптотиристор 12, катод которого подключен к выводу Д обмотки электромагнита 2, а анод к выводу E. Оптотиристор 12 шунтирует э. д.с. самоиндукции и уменьшает действующее значение тока силовых оптотиристоров 8, 9, 10, 11, что обеспечивает расширение пределов регулирования по току в процессе намагничивания электромагнита. An additional opto-thyristor 12 is connected to the outputs of the magnetization unit, parallel to the terminals of the winding of the electromagnet 2, the cathode of which is connected to the terminal D of the winding of the electromagnet 2, and the anode to the terminal E. The opto-thyristor 12 shunts e. d.s self-induction and reduces the effective current value of the power optothyristors 8, 9, 10, 11, which provides an extension of the current regulation limits in the process of magnetization of an electromagnet.

Блок размагничивания 4 содержит два оптотиристора 13, 14. Катод оптотиристора 13 через резистор 15 соединен с фазой A питающей сети, а анод с выводом обмотки электромагнита 2. Токоограничивающий резистор 15 исключает к. з. в режиме размагничивания при случайных отпираниях оптотиристоров 8, 9, 12. Катод оптотиристора 14 соединен с выводом E обмотки электромагнита 2, а анод с фазой C питающей сети. Управляющие входы оптотиристоров 13, 14 соединены с выходом У4 СИФУ. The demagnetization unit 4 contains two opto-thyristors 13, 14. The cathode of the opto-thyristor 13 is connected through the resistor 15 to the phase A of the supply network, and the anode with the output of the winding of the electromagnet 2. The current-limiting resistor 15 eliminates the short circuit. in demagnetization mode with random unlocking of the opto-thyristors 8, 9, 12. The cathode of the opto-thyristor 14 is connected to the terminal E of the winding of the electromagnet 2, and the anode with phase C of the supply network. The control inputs of the optothyristors 13, 14 are connected to the output of U4 SIFU.

Регистратор энергии электромагнита 5 выполнен в виде последовательно соединенных диода 16, делителя напряжения 17 и оптотранзистора 18. Анод диода подсоединен к выводу Д обмотки электромагнита 2, катод ко входу делителя 17. Управляющий светодиод оптотранзистора 18 соединен с делителем напряжения и выводом Е обмотки электромагнита, коллектор оптотранзистора 18 соединен с выводом "+И_пит", дополнительного источника питания (источник питания на фиг. не показан), эмиттер соединен с входом П4 СИФУ. Такая схема позволяет осуществлять надежный контроль режима размагничивания обмотки электромагнита 2 и по окончании рекуперации выдать сигнал на вход П4 СИФУ для снятия остаточного намагничивания. Быстродействие электронных элементов обеспечивает высокую производительность при разгрузке электромагнита.The energy recorder of the electromagnet 5 is made in the form of a series-connected diode 16, a voltage divider 17 and an optotransistor 18. The anode of the diode is connected to the terminal D of the electromagnet winding 2, the cathode is connected to the input of the divider 17. The control LED of the optotransistor 18 is connected to a voltage divider and terminal E of the electromagnet winding, collector the optotransistor 18 is connected to the terminal "+ And _pit ", an additional power source (the power source is not shown in Fig.), the emitter is connected to the input P4 SIFU. Such a scheme allows reliable control of the demagnetization mode of the winding of the electromagnet 2 and, upon completion of the recovery, to output a signal to the P4 SIFU input to remove the residual magnetization. The speed of electronic elements provides high performance when unloading an electromagnet.

Дополнительный источник питания имеет два выхода: "+И_пит", подключенный через двухпозиционный ключ управления 19 к входу П2 СИФУ и через регулируемый (задающий) резистор 20 к входу П3 СИФУ; выход "И_эт", подключенный через диод 21 также ко входу П3 СИФУ.The additional power supply has two outputs: "+ And _pit ", connected through the on-off control key 19 to the SIFU input P2 and through the adjustable (set) resistor 20 to the SIFU input P3; the output "And _et " connected through diode 21 also to the input P3 SIFU.

Система импульсно-фазового управления (СИФУ) выполнена в виде четырехканальной схемы, управляющей поступающими с выходов каждого канала У1, У2, У3, У4 импульсами (сигналами) оптотиристорами 8-10, 9-11, 12, 13, 14. На первый вход СИФУ П1 питание поступает от фаз В и С питающей сети через согласующий трансформатор 7. Вход П1 СИФУ соединен с входами выпрямительного моста 22, к его выходам подключены входы нуль органа 23, выдающий импульс о прохождении через 0 напряжения сети. Выход нуль органа 23 соединен с первыми входами элементов "И" 24, 25, их выходы соединены с входами элемента "ИЛИ" 26, выход которого соединен со входом генератора пилообразных напряжений (ГПН) 27, выход которого соединен с первым входом компаратора 28, второй вход компаратора соединен с задающим резистором 20 и через диод 21 с выходом "И_эт" источника питания. При намагничивании компаратор сравнивает подаваемое с задающего резистора 20 напряжение с пилообразным напряжением, получаемым с ГПН 27 и выдает сигнал на выходы У1 и У2 через элементы "И" 29, 30, 31, выходы которых соединены со входами двух входовых элементов "ИЛИ" 32, 33. Выход элемента "ИЛИ" 32 является выходом У1 СИФУ, выход элемента 33 "ИЛИ" является входом У2 СИФУ. Третьи выходы элементов "И" 24, 29, 30 через диоды 34, выделяющие положительные и отрицательные полуволны синхронизирующего напряжения, соединены с входом П1 СИФУ. Вход П2 СИФУ соединен со вторыми входами элементов "И" 24, 31, через токоограничивающий резистор 35 с выходом У3 СИФУ и входом элемента "ИЛИ" 36. Выход элемента "ИЛИ" 36 соединен с первым входом элемента "И" 37, второй вход которого является входом П3 СИФУ и соединен с эмиттером оптотранзистора 18 регистратора 5 энергии обмотки электромагнита 2. Выход элемента "И" 37 соединен с первым входом элемента "И" 38 и входом одновибратора 39, выход которого является выходом У4 СИФУ, подающий на блок размагничивания импульс, снимающий остаточное намагничивание. Кроме того, вход одновибратора 39 соединен со входом схемы "ИЛИ" 40, выход которой соединен со вторым входом схемы "И" 38, выход которой соединен со вторыми входами элементов "И" 25, 29, 30.The pulse-phase control system (SIFU) is made in the form of a four-channel circuit controlling the pulses (signals) coming from the outputs of each channel U1, U2, U3, U4 with opto-thyristors 8-10, 9-11, 12, 13, 14. At the first input of SIFU P1 power is supplied from phases B and C of the supply network through a matching transformer 7. Input S1 of the SIFU is connected to the inputs of the rectifier bridge 22, the inputs of the organ 23 are connected to its outputs, which gives a pulse about the passage of the mains voltage through 0. The output zero of the organ 23 is connected to the first inputs of the AND elements 24, 25, their outputs are connected to the inputs of the OR element 26, the output of which is connected to the input of the sawtooth voltage generator (GPN) 27, the output of which is connected to the first input of the comparator 28, the second the comparator input is connected to the driving resistor 20 and through the diode 21 with the output "And _et " of the power source. During magnetization, the comparator compares the voltage supplied from the driving resistor 20 with the sawtooth voltage received from the SPS 27 and provides a signal to the outputs U1 and U2 through the "AND" elements 29, 30, 31, the outputs of which are connected to the inputs of the two input elements "OR" 32, 33. The output of the element "OR" 32 is the output of SIFU U1, the output of the element 33 "OR" is the input of SIFU U2. The third outputs of the elements "And" 24, 29, 30 through diodes 34, emitting positive and negative half-waves of the synchronizing voltage, are connected to the input P1 SIFU. The input SIFU P2 is connected to the second inputs of the AND elements 24, 31, through a current-limiting resistor 35 with the U3 output of the SIFU and the input of the OR element 36. The output of the OR element 36 is connected to the first input of the AND element 37, the second input of which is the input P3 SIFU and is connected to the emitter of the optotransistor 18 of the recorder 5 energy of the winding of the electromagnet 2. The output of the element "And" 37 is connected to the first input of the element "And" 38 and the input of the one-shot 39, the output of which is the output U4 SIFU, which supplies a pulse to the demagnetization unit, removing residual magnetization. In addition, the input of the single-vibrator 39 is connected to the input of the OR circuit 40, the output of which is connected to the second input of the AND circuit 38, the output of which is connected to the second inputs of the AND elements 25, 29, 30.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При включении ключа 19 напряжение питания подается на задающий резистор 20, регулирующий напряжение, подаваемое на электромагнит, и через токоограничивающий резистор 35 на выход У3 СИФУ, подающий сигнал на оптотиристор 12, шунтирующий противоэдс. Одновременно сигнал подается на входы элементов 24 и 31, разрешая работу устройства в намагничивающем режиме (фиг. 2). Компаратор 28 сравнивает подаваемое напряжение задания с резистора 20 с пилообразным напряжением и выдает сигнал на элементы 32, 33, включая оптотиристоры 8, 10, 9, 11. Сигнал на оптотиристоры подается одновременно (фиг. 3). При этом происходит притягивание и удерживание грузов. When the key 19 is turned on, the supply voltage is supplied to the driving resistor 20, which regulates the voltage supplied to the electromagnet, and through the current-limiting resistor 35 to the SIFU output U3, which supplies a signal to the opto-thyristor 12, which shunts the counter-emf. At the same time, the signal is supplied to the inputs of the elements 24 and 31, allowing the device to operate in the magnetizing mode (Fig. 2). The comparator 28 compares the supplied reference voltage from the resistor 20 with a sawtooth voltage and provides a signal to the elements 32, 33, including the opto-thyristors 8, 10, 9, 11. The signal to the opto-thyristors is supplied simultaneously (Fig. 3). In this case, the attraction and retention of goods.

Для отпускания грузов выключатель 19 размыкается, отключается напряжение от резистора 20, устройство осуществляет режим рекуперации и размагничивания электромагнита, возвращая запасенную в электромагните энергию в сеть. Длительность режима рекуперации зависит от количества запасенной энергии и величины удерживаемого груза и составляет 0,1-0,5 сек. При отключении ключа 18 через диод 21 на компаратор 28 подается напряжение "И_эт", определяющее работу устройства в инверторном режиме: отключается сигнал управления шунтирующего оптотиристора 12, на входе блока намагничивания появляется противоэдс, срабатывает оптотранзистор 18 регистратора энергии электромагнита 5, на вход элемента "И" 37 подается сигнал логической I и через элемент "И" 38 СИФУ сигнал проходит на вход элементов "И" 25, 29, 30. Устройство переводится в инверторный режим работы, при этом, управляющие сигналы с Y1 и Y2 СИФУ на входы оптотиристоров 8, 10, и 9, 11 подаются раздельно. После того, как вся электромагнитная энергия, накопленная в магните вернется в сеть, отключается оптотранзистор 18 регистратора энергии электромагнита 5, снимается сигнал управления оптотиристоров 8, 10 и 9, 11 блока намагничивания. При отключении оптотранзистора 18 срабатывает одновибратор 39 СИФУ и выдает на вход У4 СИФУ сигнал, включающий оптотиристоры 13, 14 блока размагничивания, которые пропускают через обмотку электромагнита импульсы тока обратной полярности (фиг. 4), снимая остаточное намагничивание электромагнита.To release the goods, the switch 19 is opened, the voltage from the resistor 20 is turned off, the device carries out the mode of recovery and demagnetization of the electromagnet, returning the energy stored in the electromagnet to the network. The duration of the recovery mode depends on the amount of stored energy and the amount of cargo held and is 0.1-0.5 seconds. When the key 18 is turned off through the diode 21, the voltage "And _et " is applied to the comparator 28, which determines the operation of the device in inverter mode: the control signal of the shunt opto-thyristor 12 is turned off, the counter-emf appears at the input of the magnetization block, the opto-transistor 18 of the electromagnet 5 energy recorder is triggered, the input of the element And "37, the logical I signal is supplied and through the" And "element 38 SIFU the signal passes to the input of the" And "elements 25, 29, 30. The device is switched to inverter operation mode, while the control signals from Y1 and Y2 SIFU to the optical inputs stories 8, 10 and 9, 11 are supplied separately. After all the electromagnetic energy accumulated in the magnet returns to the network, the optotransistor 18 of the energy register of the electromagnet 5 is turned off, the control signal of the optothyristors 8, 10 and 9, 11 of the magnetization unit is removed. When the optotransistor 18 is turned off, the SIFU single-vibrator 39 is triggered and provides a signal to the SIFU input U4, which includes the opto-thyristors 13, 14 of the demagnetization unit, which reverse current polarity current pulses pass through the magnet winding (Fig. 4), removing the residual magnetization of the electromagnet.

Предлагаемое техническое решение устройства для управления грузоподъемным электромагнитом за счет регулирования тока намагничивания позволяет производить операции погрузочно-разгрузочных работ с сепарацией грузов, что расширяет функциональные возможности устройства. The proposed technical solution of the device for controlling the lifting electromagnet by regulating the magnetization current allows loading and unloading operations with the separation of goods, which expands the functionality of the device.

Отсутствие механических коммутационных элементов, электронная схема системы импульсно-фазового управления повышает надежность и безопасность работы подъемно-транспортного механизма в целом. Форсированные режимы намагничивания и размагничивания повышают производительность работ. The absence of mechanical switching elements, the electronic circuit of the pulse-phase control system increases the reliability and safety of the hoisting-and-transport mechanism as a whole. Forced magnetization and demagnetization modes increase work productivity.

Изготовленные опытные образцы устройства управления грузоподъемным электромагнитом для кранов типов КЖДЭ-16, КЖДЭ-25, КЖГ-10, КЖ-461 были установлены в кабинах кранов, т.к. их массо-габаритные характеристики составляют: вес 10 кг, размеры 325х325х130 мм. The prototypes of the control device for the lifting electromagnet for cranes of types KZHDE-16, KZHDE-25, KZHG-10, KZh-461 were installed in the crane cabins, because their mass and overall characteristics are: weight 10 kg, dimensions 325x325x130 mm.

Кроме того, использование предлагаемого устройства исключает из схемы крана диодный выпрямитель, автоматический выключатель, балластные резисторы, командоаппарат. In addition, the use of the proposed device excludes from the crane circuit a diode rectifier, circuit breaker, ballast resistors, command device.

Claims

1. A device for controlling a lifting electromagnet containing a magnetization unit made on four optothyristors, the anodes of the first and second of which form the first and second inputs, and the cathode of the third and third inputs of the magnetization unit, the cathodes of the first and second opto-thyristors are combined and form the first output of the magnetization unit, the anodes of the third and fourth optothyristors form the second output of the magnetization block, three inputs of which are connected to the phases of the supply network, two outputs to the terminals of the electromagnet winding, the block magnetization, the inputs of which are connected to the terminals of the electromagnet winding, and the outputs to the phases of the supply network, an electromagnet energy recorder connected to the terminals of the electromagnet winding and the magnetization and demagnetization control unit containing a single-phase rectifier bridge, a two-position control key and a multi-channel control pulse generating circuit, the outputs of which connected to the control inputs of the optothyristors, characterized in that the cathode of the fourth optothyristor of the magnetization unit is connected to the cathode m of the third opto-thyristor, an additional shunting opto-thyristor is connected to the outputs of the magnetization coil parallel to the terminals of the electromagnet winding, the demagnetization unit is made on two opto-thyristors, in which the cathode of the first opto-thyristor is connected through a resistor to the first phase of the supply network, the anode with the first terminal of the electromagnet winding, the cathode of the second opto-magnet connected to the second output of the electromagnet winding, the anode with the third phase of the supply network, the energy recorder of the electromagnet is made in the form after diodes, a voltage divider and an optical resistor, the control input of which is connected to a voltage divider, the collector is connected to an additional power source, an emitter with one of the inputs of the control unit, a pulse-phase control system (SIFU) is used as a control unit, made with the additional possibility ensuring the transfer of the device to inverter mode when the on-off control switch is turned off and a reverse current polarity current pulse is passed through the electromagnet winding a signal of an electromagnet energy recorder having four control outputs, of which the first is connected to the control inputs of the first and third opto-resistors of the magnetization unit, the second SIFU output is connected to the control inputs of the second and fourth opto-thyristors of the magnetization unit, the third SIFU output with the control input of the shunting opto-thyristor, and the fourth SIFU output - with control inputs of both optothyristors of the demagnetization unit.

2. The device according to claim 1, characterized in that the pulse-phase control system is four-channel, a single-phase synchronizing transformer is installed at the input of the SIFU, the primary winding of which is connected to the second and third phases of the supply network, and the secondary to the inputs of the rectifier bridge, to its outputs the inputs of the zero-organ are connected, the output of which is connected to the first inputs of the first and second AND elements, the outputs of which are connected to the inputs of the first OR element, its output is connected to the input of a sawtooth voltage generator (GUI), the output of which is connected to the first input of the comparator, and its output with the first inputs of the third, fourth and fifth elements AND, their outputs are connected to the inputs of the second and third elements OR, the outputs of which are the first and second outputs of SIFU and connected to the control inputs of the first, third and the second, fourth optothyristors magnetization unit, the second input IFSB installed on-off control switch connecting IFSB with an additional power source, one output of which is "+ U _pit" is connected to the second input said first and fifth AND gates, and third output IFSB connected to the control input of the shunt optotiristors third input IFSB connected to the output "U _fl" auxiliary power supply and a predetermined resistor and connected to the second input of the comparator, the fourth input IFSB a first input of a sixth AND gate , the second input of which via a fourth OR gate connected to the output "+ U _pit" additional power source, and the output of the sixth aND gate connected to the first input of the seventh aND gate and the input of monostable multivibrator whose output yavl etsya IFSB fourth output coupled to control inputs of both the demagnetization optothyristors unit and is connected via a fifth OR gate with the second input of the seventh AND gate, the output of the seventh AND gate connected with the second inputs of the second, third and fourth elements I.