RU2258271C2 - Forced electromagnetic drive with built-in rectifier - Google Patents
Forced electromagnetic drive with built-in rectifier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2258271C2 RU2258271C2 RU2003105986/09A RU2003105986A RU2258271C2 RU 2258271 C2 RU2258271 C2 RU 2258271C2 RU 2003105986/09 A RU2003105986/09 A RU 2003105986/09A RU 2003105986 A RU2003105986 A RU 2003105986A RU 2258271 C2 RU2258271 C2 RU 2258271C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electromagnetic drive
- windings
- diodes
- diode
- winding
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электромагнитным приводам устройств автоматики, управления, коммутационных аппаратов, питаемых форсированно через встроенный в конструкцию привода выпрямитель.The invention relates to electromagnetic drives of automation devices, control, switching devices, powered by force through a rectifier built into the design of the drive.
Известно [1] устройство форсированного управления электромагнитом (фиг.1), на первую 1 и вторую 2 клеммы питания которого может быть подано постоянное либо выпрямленное напряжение, например, с выхода однофазного мостового выпрямителя. Идентичные первая обмотка 3 и вторая обмотка 4 подключены своими клеммами 3.2 и 4.1 соответственно ко второй 2 и первой 1 клеммам питания и соединяются в режиме включения посредством размыкающих форсировочных контактов 5, 6 и разделительного диода 7 параллельно между собой и согласно в магнитном отношении. В процессе срабатывания электромагнита форсировочные контакты 5 и 6 размыкаются, разделительный диод 7 переходит в проводящее состояние, соединяя разноименные клеммы 3.1 и 4.2 первой 3 и второй 4 обмоток. Таким образом, в режиме удержания первая 3 и вторая 4 обмотки электромагнита подключены последовательно и согласно в магнитном отношении.It is known [1] a forced electromagnet control device (Fig. 1), the first 1 and second 2 power terminals of which can be supplied with direct or rectified voltage, for example, from the output of a single-phase bridge rectifier. The identical
Недостатками устройства являются: 1) низкая износостойкость форсировочных контактов, разрывающих знакопостоянный пусковой ток обмоток электромагнита; 2) по всем диодам однофазного мостового выпрямителя протекает суммарный ток обмоток, что определяет повышенную стоимость и размеры выпрямителя; 3) использование в электромагните лишь магнитно связанных обмоток сужает возможности конструктивной его реализации, в частности исключая варианты выполнения мощных электромагнитных приводов на базе маломощных электромагнитов, уже освоенных в производстве.The disadvantages of the device are: 1) low wear resistance of the force contacts breaking the alternating starting current of the electromagnet windings; 2) the total current of the windings flows through all the diodes of a single-phase bridge rectifier, which determines the increased cost and dimensions of the rectifier; 3) the use of only magnetically coupled windings in an electromagnet narrows the possibilities of its constructive implementation, in particular, excluding options for performing powerful electromagnetic drives based on low-power electromagnets already mastered in production.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому форсированному электромагнитному приводу со встроенным выпрямителем является устройство [2] (фиг.2) форсированного управления электромагнитом, содержащее первую 1 и вторую 2 клеммы питания, подсоединенные к источнику переменного напряжения, первую 3 и вторую 4 магнитно связанные обмотки, размыкающие форсировочные контакты 5, 6, развязывающий диод 7, две цепочки, составленные из двух последовательно и однонаправленно включенных диодов 8, 9 и 10, 11. Точки соединения диодов 8, 9 и 10, 11 двух цепочек подключены соответственно ко второй 2 и первой 1 клеммам питания.The closest in technical essence to the claimed forced electromagnetic drive with a built-in rectifier is a device [2] (figure 2) forced control of an electromagnet containing the first 1 and second 2 power terminals connected to an AC voltage source, the first 3 and second 4 magnetically connected windings disconnecting
Аноды диодов 8 и 11 соединены через размыкающий форсировочный контакт 5, а катоды диодов 9 и 10 соединены через размыкающий форсировочный контакт 6, образуя однофазный мостовой выпрямитель. Одноименные концы 3.1 и 4.1 первой 3 и второй 4 обмоток подключены к анодам диодов 8 и 11, образующих анодную группу однофазного мостового выпрямителя. Два других одноименных конца 3.2 и 4.2 подключены к катодам диодов 9 и 10, образующих катодную группу однофазного мостового выпрямителя. Развязывающий диод подключен к общей точке соединения разноименных концов 3.2 и 4.1 первой 3 и второй 4 обмоток и диодов 9, 11 одноименными электродами (катодом к катоду диода 9 и анодом к аноду диода 11). Диоды 8, 9, 10, 11 совместно с контактами 5 и 6 обеспечивают двухполупериодное выпрямленное питание обмоток 3 и 4, и развязывающий диод 7 совместно с контактами 5 и 6 - параллельное и согласное включение обмоток в режиме включения. По форсировочным контактам протекают знакопеременные токи, что облегчает гашение дуги на них при их размыкании и повышает их износостойкость. После размыкания форсировочных контактов 5 и 6 в устройстве форсированного управления электромагнитом обеспечивается последовательное и согласное включение обмоток 3 и 4 на однополупериодное выпрямленное напряжение.The anodes of the
При соответствующем выборе параметров обмоток 3 и 4 устройство может быть подключено и к источнику постоянного напряжения полярностью, указанной на фиг.2 (положительный потенциал должен быть подан на первую 1 клемму питания при указанном варианте подключения развязывающего диода 7).With the appropriate choice of parameters of
Недостатками этого устройства являются: 1) по диодам 8, 9, 10, 11 протекает суммарный ток обмоток 3 и 4, что определяет повышенную стоимость и размеры выпрямителя; 2) использование в электромагните лишь магнитно связанных обмоток сужает возможности конструктивной его реализации, в частности исключая варианты выполнения мощных электромагнитных приводов на базе маломощных электромагнитов, уже освоенных в производстве.The disadvantages of this device are: 1) the total current of the
Техническим результатом изобретения является уменьшение размеров выпрямителя, расширение возможностей конструктивной реализации форсированного электромагнитного привода со встроенным выпрямителем. Технический результат достигается тем, что в форсированном электромагнитном приводе со встроенным выпрямителем, содержащем первую и вторую клеммы питания, первую и вторую обмотки электромагнитного привода, первый и второй форсировочные контакты, первый развязывающий диод, подсоединенный к первому выводу второй обмотки электромагнитного привода, первую и вторую диодные цепочки, составленные последовательным соединением двух диодов, причем первая диодная цепочка образована согласным соединением диодов, общая точка которых подключена ко второй клемме питания, и подсоединена к первой и второй концам первой обмотки электромагнитного привода, точка соединения первого конца которой и диода первой диодной цепочки подключена с общей точкой соединения первого конца второй обмотки электромагнитного привода и первого развязывающего диода через первый форсировочный контакт так, что соединены одноименные электроды этих диодов, а к другому электроду первого развязывающего диода подсоединена одна клемма второго форсировочного контакта, дополнительно введен второй развязывающий диод, подсоединенный последовательно и однонаправлено к первому развязывающему диоду и ко второму концу первой обмотки электромагнитного привода, вторая диодная цепочка составлена встречным включением диодов, одноименные электроды которых, образующие общую точку, подсоединены ко второму концу второй обмотки электромагнитного привода и однонаправлено с первым развязывающим диодом, а два других одноименных электрода этой диодной цепочки подключены к первой и второй клеммам питания, второй форсировочный контакт другой своей клеммой подсоединен к первой клемме питания.The technical result of the invention is to reduce the size of the rectifier, expanding the possibilities of constructive implementation of the forced electromagnetic drive with a built-in rectifier. The technical result is achieved in that in a forced electromagnetic drive with a built-in rectifier containing the first and second power terminals, the first and second windings of the electromagnetic drive, the first and second forcing contacts, the first decoupling diode connected to the first terminal of the second winding of the electromagnetic drive, the first and second diode chains made up of a series connection of two diodes, the first diode chain being formed by a consonant connection of diodes, the common point of which is connected to the second power terminal, and connected to the first and second ends of the first winding of the electromagnetic drive, the connection point of the first end of which and the diode of the first diode circuit is connected to the common connection point of the first end of the second winding of the electromagnetic drive and the first decoupling diode through the first forcing contact so that they are connected the same electrodes of these diodes, and one terminal of the second forcing contact is connected to another electrode of the first decoupling diode, a second decoupling is additionally introduced a connecting diode connected in series and unidirectionally to the first decoupling diode and to the second end of the first winding of the electromagnetic drive, the second diode circuit is composed of the on-off diodes, the same electrodes of which forming a common point are connected to the second end of the second winding of the electromagnetic drive and are unidirectional with the first decoupling diode , and two other electrodes of the same name of this diode circuit are connected to the first and second power terminals, the second forcing contact is of another glue mm is connected to the first power terminal.
Первая и вторая обмотки электромагнитного привода могут быть выполнены: 1) в виде последовательного; 2) параллельного соединения двух и более обмоток; 3) в виде последовательно-параллельного соединения трех и более обмоток, в том числе по крайней мере часть из них магнитно связанными в составе первой и второй обмоток электромагнитного привода, так и между первой и второй обмотками электромагнитного привода.The first and second windings of the electromagnetic drive can be made: 1) in the form of a series; 2) parallel connection of two or more windings; 3) in the form of a series-parallel connection of three or more windings, including at least part of them magnetically coupled as part of the first and second windings of the electromagnetic drive, and between the first and second windings of the electromagnetic drive.
Сущность изобретения заключается в том, что: 1) дополнительное введение в известное устройство второго развязывающего диода, подсоединенного последовательно и однонаправлено к первому развязывающему диоду и ко второму концу первой обмотки электромагнитного привода; 2) составление второй диодной цепочки из встречно включенных диодов, одноименные электроды которых, образующие общую точку, подсоединены ко второму концу второй обмотки электромагнитного привода и однонаправлено с первым развязывающим диодом, а два других одноименных электрода диодов этой диодной цепочки подключены к первой и второй клеммам питания;The essence of the invention is that: 1) an additional introduction to the known device of the second decoupling diode connected in series and unidirectionally to the first decoupling diode and to the second end of the first winding of the electromagnetic drive; 2) compilation of a second diode chain of counter-connected diodes, the same electrodes of which forming a common point are connected to the second end of the second winding of the electromagnetic drive and are unidirectional with the first decoupling diode, and two other same-name electrodes of the diodes of this diode chain are connected to the first and second power terminals ;
3) подсоединение второго форсировочного контакта другой своей клеммой к первой клемме питания позволилo уменьшить (с четырех у прототипа до двух у заявляемого устройства) количество диодов, по которым протекает суммарный пусковой ток первой и второй обмоток электромагнитного привода, а по остальным диодам протекают токи, равные токам лишь одной из обмоток электромагнитного привода, что обеспечило уменьшение стоимости и размеров выпрямителя. Выполнение первой и второй обмоток электромагнитного привода магнитно не связанными позволяет реализовать его конструкцию на основе использования более маломощных электромагнитов, подвижные элементы которых механически связаны, а производство - уже освоено.3) connecting the second forcing contact with its other terminal to the first power terminal made it possible to reduce (from four in the prototype to two in the inventive device) the number of diodes through which the total inrush current of the first and second windings of the electromagnetic drive flows, and currents flowing through the remaining diodes equal currents of only one of the windings of the electromagnetic drive, which provided a reduction in the cost and size of the rectifier. The implementation of the first and second windings of the electromagnetic drive magnetically not connected allows you to implement its design based on the use of more low-power electromagnets, the moving elements of which are mechanically connected, and production has already been mastered.
Это позволяет сократить расходы на разработку, оснастку, оборудование и уменьшить время освоения в производстве форсированного электромагнитного привода со встроенным выпрямителем. Выполнение первой и второй обмоток электромагнитного привода в виде последовательного, параллельного, последовательно-параллельного соединения нескольких обмоток, в том числе по крайней мере частично магнитно связанных, дополнительно расширяет возможности его конструктивной реализации с учетом требований обеспечения необходимой тяговой силы и допустимого теплового состояния обмоток в заданном режиме работы форсированного электромагнитного привода со встроенным выпрямителем.This allows you to reduce development costs, equipment, equipment and reduce the development time in the production of a forced electromagnetic drive with a built-in rectifier. The implementation of the first and second windings of the electromagnetic drive in the form of a series, parallel, series-parallel connection of several windings, including at least partially magnetically connected, further expands the possibilities of its structural implementation, taking into account the requirements to ensure the necessary traction force and the permissible thermal state of the windings in a given operation mode of a forced electromagnetic drive with a built-in rectifier.
На фиг.3 приведена электрическая схема питания форсированного электромагнитного привода со встроенным выпрямителем, в которой диоды второй диодной цепочки подключены к клеммам питания анодами, а первая и вторая его обмотки выполнены магнитно связанными.Figure 3 shows the power supply circuit of a forced electromagnetic drive with a built-in rectifier, in which the diodes of the second diode circuit are connected to the power terminals by the anodes, and its first and second windings are magnetically coupled.
На фиг.4 приведена электрическая схема питания форсированного электромагнитного привода со встроенным выпрямителем, в которой диоды второй диодной цепочки подключены к клеммам питания катодами, а первая и вторая его обмотки выполнены магнитно связанными.Figure 4 shows the power supply circuit of a forced electromagnetic drive with a built-in rectifier, in which the diodes of the second diode circuit are connected to the power terminals by cathodes, and its first and second windings are magnetically coupled.
На фиг.5 представлена электрическая схема питания форсированного электромагнитного привода со встроенным выпрямителем, в которой первая и вторая его обмотки выполнены магнитно не связанными.Figure 5 presents the power supply circuit of a forced electromagnetic drive with a built-in rectifier, in which the first and second windings are made magnetically not connected.
На фиг.6 представлена электрическая схема питания форсированного электромагнитного привода со встроенным выпрямителем, в которой первая и вторая обмотки электромагнитного привода выполнены в виде последовательного соединения двух обмоток электромагнитов, при этом две из четырех обмоток магнитно связаны и включены согласно в магнитном отношении.Figure 6 presents the power supply circuit of a forced electromagnetic drive with an integrated rectifier, in which the first and second windings of the electromagnetic drive are made in the form of a series connection of two windings of electromagnets, while two of the four windings are magnetically connected and are included according to the magnetic ratio.
Предлагаемое устройство содержит (фиг.3) первую 1 и вторую 2 клеммы питания, на которые подается напряжение источника питания, первую 3 и вторую 4 обмотки электромагнитного привода, первый 5 и второй 6 форсировочные контакты, первый развязывающий диод 7, подсоединенный к первому выводу 4.1 второй обмотки 4 электромагнитного привода, первую диодную цепочку, составленную из последовательно и согласно соединенных диодов 8, 9, общая точка которых подключена ко второй клемме 2 питания, при этом анод диода 8 соединен с первым концом 3.1 первой обмотки 3 электромагнитного привода и анодом первого развязывающего диода 7, а катод диода 9 - со вторым концом 3.2 этой обмотки, вторую диодную цепочку, составленную из встречно соединенных диодов 10, 11, подключенных анодами соответственно ко второй 2 и первой 1 клеммам питания, а катодами ко второму концу 4.2 второй обмотки 4 электромагнитного привода, дополнительно введенный второй развязывающий диод 12 подключен последовательно и однонаправлено с первым диодом 7 и ко второму концу 3.2 первой обмотки 3 электромагнитного привода. При этом первый форсировочный контакт 5 своими клеммами соединен с первыми клеммами 3.1 и 4.1 первой 3 и второй 4 обмоток электромагнитного привода, а второй форсировочный контакт 6 своими клеммами подключен к общей точке соединения первого 7 и второго 12 развязывающих диодов и к первой клемме 1 питания электромагнитного привода. В отличие от устройства по фиг.3 в электромагнитном приводе по фиг.4 изменены направления подключения всех диодов.The proposed device contains (Fig. 3) the first 1 and second 2 power terminals, to which the voltage of the power source is supplied, the first 3 and second 4 windings of the electromagnetic drive, the first 5 and second 6 force contacts, the
Предлагаемый форсированный электромагнитный привод со встроенным выпрямителем работает следующим образом. Для его включения (фиг.3) на клеммы 1 и 2 подается переменное напряжение источника питания. При положительном потенциале на клемме 1 потребляемый от источника питания ток протекает по двум путям: 1) диод 11, обмотка 4, замкнутый контакт 5, диод 8, клемма 2; 2) замкнутый контакт 6, диод 12, обмотка 3, диод 8, клемма 2. При этом диоды 7, 9, 10 находятся в запертом состоянии напряжением источника питания. При положительном потенциале на клемме 2 потребляемый от источника питания ток также протекает по двум путям: 1) диод 9, обмотка 3, замкнутый контакт 5, диод 7, замкнутый контакт 6, клемма 1; 2) диод 10, обмотка 4, диод 7, замкнутый контакт 6, клемма 1. Таким образом, к каждой из обмоток 3, 4 электромагнитного привода в режиме включения прикладывается двухполупериодное выпрямленное напряжение и обеспечивается пусковая магнитодвижущая сила и его срабатывание. При этом лишь через два диода (7 и 8) протекает суммарный ток обмоток в течение одного полупериода питающего напряжения. По остальным диодам протекает ток одной из обмоток 3, 4 в течение полупериода питающего напряжения и поэтому они могут быть выбраны менее мощными, меньших размеров, более дешевыми. В процессе срабатывания размыкаются форсировочные контакты 5, 6 и обмотки 3, 4 подключаются последовательно между собой. В установившемся режиме удержания ток от источника потребляется обмотками 3, 4 лишь в течение одного полупериода питания, при котором диоды 11, 7, 12, 8 находятся в проводящем состоянии, а диоды 10, 9 - в запертом состоянии. В следующий полупериод диод 11 заперт напряжением источника, а ток в обмотках 3 и 4 электромагнитного привода поддерживается за счет запасенной в них электромагнитной энергии, замыкаясь через открытые диоды 7, 12, 8, 9, 10. Таким образом, магнитодвижущая сила обмоток 3, 4 электромагнитного привода в режиме удержания уменьшается в четыре раза по отношению к магнитодвижущей силе срабатывания, что обеспечивает уменьшение потребляемой мощности электромагнитным приводом, но при соответствующем выборе его параметров обеспечивается надежное удержание подвижной системы при воздействии неблагоприятных факторов и допустимое тепловое состояние его элементов в заданном режиме работы. Для возврата электромагнитного привода снимается напряжение с клемм питания 1 и 2 внешним коммутационным устройством.The proposed forced electromagnetic drive with a built-in rectifier operates as follows. To turn it on (Fig. 3), an alternating voltage of the power supply is applied to
При соответствующем выборе размеров магнитных систем электромагнитного привода и обмоточных данных возможно подключение к клеммам 1, 2 электромагнитного привода источника постоянного напряжения указанной на фиг.3, фиг.4, фиг.5, фиг.6 полярности и нормальное его функционирование.With the appropriate selection of the sizes of the magnetic systems of the electromagnetic drive and the winding data, it is possible to connect the polarity to its
В качестве форсировочных контактов 5, 6 могут быть использованы: размыкающие вспомогательные контакты форсированного электромагнитного привода со встроенным выпрямителем, механически управляемые его подвижными элементами; магнитоуправляемые контакты, размещенные в области магнитного поля форсированного электромагнитного привода или постоянных магнитов, управляемые одним из известных способов; контакты внешнего коммутационного аппарата, включающая обмотка которого коммутируется вспомогательным контактом форсированного электромагнитного привода со встроенным выпрямителем.The following can be used as forcing contacts 5, 6: disconnecting auxiliary contacts of a forced electromagnetic drive with a built-in rectifier, mechanically controlled by its moving elements; magnetically controlled contacts located in the magnetic field of a forced electromagnetic drive or permanent magnets, controlled by one of the known methods; contacts of an external switching device, including the winding of which is switched by an auxiliary contact of a forced electromagnetic drive with a built-in rectifier.
Таким образом, использование предлагаемого технического решения обеспечивает уменьшение стоимости и размеров выпрямителя, расширяет возможности конструктивной реализации электромагнитного привода.Thus, the use of the proposed technical solution provides a reduction in the cost and size of the rectifier, expands the design possibilities of the electromagnetic drive.
Источники информацииSources of information
1. Клименко Б.В. Форсированные электромагнитные системы. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 160 с. (рис.2.19).1. Klimenko B.V. Forced electromagnetic systems. - M .: Energoatomizdat, 1989 .-- 160 p. (fig. 2.19).
2. Клименко Б.В. Форсированные электромагнитные системы. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 160 с. (рис.2.29).2. Klimenko B.V. Forced electromagnetic systems. - M .: Energoatomizdat, 1989 .-- 160 p. (Fig.2.29).
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003105986/09A RU2258271C2 (en) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | Forced electromagnetic drive with built-in rectifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003105986/09A RU2258271C2 (en) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | Forced electromagnetic drive with built-in rectifier |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003105986A RU2003105986A (en) | 2004-09-27 |
| RU2258271C2 true RU2258271C2 (en) | 2005-08-10 |
Family
ID=35845282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003105986/09A RU2258271C2 (en) | 2003-03-03 | 2003-03-03 | Forced electromagnetic drive with built-in rectifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2258271C2 (en) |
-
2003
- 2003-03-03 RU RU2003105986/09A patent/RU2258271C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КЛИМЕНКО Б.В. Форсированные Электромагнитные системы. М.: Энергия, 1989, рис. 2-29. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2146424A3 (en) | Alternating-current power supply device recovering magnetic energy | |
| EP1624561A3 (en) | Push-pull switching power converter | |
| RU2258271C2 (en) | Forced electromagnetic drive with built-in rectifier | |
| RU2257631C2 (en) | Forced electromagnetic drive with built-in rectifiers | |
| RU2249271C2 (en) | Focused electromagnet control device | |
| CN101794688A (en) | Earth leakage circuit breaker | |
| SU1309114A1 (en) | Device for synchronous switching of load | |
| US7586764B2 (en) | Synchronized rectifier filter control device for protecting a power supply from reverse current | |
| CN112946463B (en) | Device applied to switching characteristic test | |
| CN210805621U (en) | Digital quantity wet output relay module | |
| SU1755330A1 (en) | Device for switching ac circuit | |
| RU2153726C1 (en) | Electromagnet booster control device | |
| RU2258270C2 (en) | Device for forced control of direct-current electromagnetic drive | |
| SU1665423A1 (en) | Synchronized reed relay | |
| SU1576908A1 (en) | Dc electromagnet with forcing | |
| SU1198573A1 (en) | D.c.electromagnet with forcing | |
| SU1229830A1 (en) | Forced two-winding d.c.electromagnet | |
| JP2571014B2 (en) | Fixed 2-voltage DC power supply | |
| SU1582211A1 (en) | Electromagnet with built-in rectifier with forging | |
| SU1472956A1 (en) | Device for forced actuation of dc solenoid | |
| SU1520602A1 (en) | Boosting electromagnet | |
| SU1653010A1 (en) | Electromagnet having built-in rectifier | |
| SU1756951A1 (en) | Device for connection of load to three-phase power supply source | |
| CN116388373A (en) | Redundant direct current output circuit | |
| SU1647668A1 (en) | Forced two-coils electromagnet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060304 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070410 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090304 |