RU72574U1

RU72574U1 - ELECTROMAGNETIC DRIVE

Info

Publication number: RU72574U1
Application number: RU2007140636/22U
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов; Роман Евгеньевич Середко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2008-04-20

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, и может быть использована, например, в составе быстродействующих автоматических выключателей. Привод содержит источник питания, катушку электромагнита, электронный ключ, включенный последовательно с катушкой электромагнита, диод, включенный параллельно катушке электромагнита и электромеханическое реле, контакты которого подключены параллельно электронному ключу. Технический результат - исключение падения напряжения на полупроводниковом переходе электронного ключа при включении привода, отсутствие дополнительных расходов на обслуживание контактов электромеханического реле вследствие бездуговой коммутации тока катушки электромагнита контактами указанного реле, повышение устойчивости к просадкам напряжения источника питания привода, снижение габаритов радиатора электронного ключа. 1 п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to electrical engineering, and can be used, for example, as part of high-speed circuit breakers. The drive contains a power source, an electromagnet coil, an electronic key connected in series with the electromagnet coil, a diode connected in parallel with the electromagnet coil and an electromechanical relay, the contacts of which are connected in parallel with the electronic key. The technical result is the elimination of voltage drop at the semiconductor junction of the electronic switch when the drive is turned on, the absence of additional costs for servicing the contacts of the electromechanical relay due to the arcless switching of the current of the electromagnet coil by the contacts of the specified relay, increasing the resistance to voltage drops in the drive power supply, reducing the size of the electronic key radiator. 1 p. Fs, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к электромагнитным приводам, которые могут быть в составе быстродействующих автоматических выключателей, вакуумных коммутационных аппаратах, в аварийных тормозных системах электроподвижного состава электротранспорта и других низковольтных тяговых электромагнитных системах.The utility model relates to electrical engineering, namely to electromagnetic drives, which can be part of high-speed circuit breakers, vacuum switching devices, in emergency braking systems of electric rolling stock of electric vehicles and other low-voltage traction electromagnetic systems.

Электромагнитные приводы известны, например, из следующих источников: патент на изобретение RU №2195732, H01F 7/18, Н01Н 47/32, 2002 г. (1), патент на полезную модель по заявке RU №2007130868 от 13.08.2007 (2).Electromagnetic drives are known, for example, from the following sources: patent for invention RU No. 2195732, H01F 7/18, H01H 47/32, 2002 (1), patent for utility model according to application RU No. 2007130868 of 08.13.2007 (2) .

Электромагнитный привод по первому и второму источникам имеет преимущество в техническом обслуживании, так как нет контактных частей, на которых происходит электродуговая эрозия - износ контактов, следовательно не требуется дополнительный технический осмотр и зачистка контактов. Однако в приводе по первому источнику рассчитанном на напряжение 12, 24 или 36 В, есть существенный недостаток - это ненадежная работа при пониженном напряжении питания, а применение данного изобретения в приводе по второму источнику, может ограничить возможности и область применения описанного электромагнитного привода.The electromagnetic drive according to the first and second sources has an advantage in maintenance, since there are no contact parts on which electric arc erosion occurs - wear of the contacts, therefore, additional technical inspection and cleaning of the contacts is not required. However, there is a significant drawback in a drive with a first source rated for 12, 24, or 36 V - it is unreliable operation at a reduced supply voltage, and the use of this invention in a drive with a second source may limit the possibilities and scope of the described electromagnetic drive.

Пониженное напряжение питания появляется при питании привода от аккумуляторных источников питания, что повсеместно встречается на подвижном составе электротранспорта. Включение автоматического выключателя всегда происходит от аккумуляторных батарей, а не от преобразователей, питающихся от контактной сети, так как для обеспечения номинального напряжения питания цепей управления 12, 24 или 36 В преобразователи должны быть подключены к контактной сети, а это осуществляется непосредственно защитным автоматическим выключателем. Кроме того дополнительные потери напряжения появляются в виде падения напряжения на проводниках от источника питания до электромагнитного привода.A reduced supply voltage appears when the drive is powered by battery power sources, which is commonly found on rolling stock of electric vehicles. The circuit breaker always turns on from the batteries, and not from converters powered by the contact network, since in order to ensure the rated voltage of the control circuits 12, 24 or 36 V, the converters must be connected to the contact network, and this is done directly by the protective circuit breaker. In addition, additional voltage losses appear in the form of a voltage drop across the conductors from the power source to the electromagnetic drive.

Наиболее близким аналогом можно считать электромагнитный привод по источнику (1). Он содержит источник питания, катушку электромагнита, электронный ключ, включенный последовательно с катушкой электромагнита и диод, включенный параллельно катушке.The closest analogue can be considered an electromagnetic drive by source (1). It contains a power source, an electromagnet coil, an electronic switch connected in series with the electromagnet coil and a diode connected in parallel with the coil.

При включении привода на управляющий вход электронного ключа подается постоянный сигнал. Через катушку электромагнита и электронный ключ начинает протекать включающий ток, при этом на электронном ключе падает до 2,5 В в зависимости от типа электронного ключа. По нормам государственных и отраслевых стандартов ГОСТ 9219-88 напряжение, при котором привод автоматического выключателя должен надежно работать, составляет 70% от номинального напряжения питания. При номинальном напряжении 24 В минимальное рабочее напряжение составляет 16,8 В, при When the drive is turned on, a constant signal is supplied to the control input of the electronic key. The switching current begins to flow through the electromagnet coil and the electronic key, while on the electronic key it drops to 2.5 V, depending on the type of electronic key. According to the state and industry standards GOST 9219-88, the voltage at which the circuit breaker drive must work reliably is 70% of the rated supply voltage. At a rated voltage of 24 V, the minimum operating voltage is 16.8 V, at

этом на электронном ключе может падать до 15% напряжения питания, вследствие чего требуется рассчитывать электромагнитный привод аппарата на меньшее напряжение, что обуславливает повышенный включающий ток, а значит увеличиваются потери на всех участках от источника питания до катушки электромагнита. Все это приводит к необходимости не только учитывать падение напряжения на электронном ключе при расчетах, но и бороться с данным явлением.In this case, up to 15% of the supply voltage can drop on the electronic key, as a result of which it is necessary to calculate the electromagnetic drive of the apparatus for a lower voltage, which leads to an increased switching current, which means that losses in all areas from the power source to the electromagnet coil increase. All this leads to the need not only to take into account the voltage drop on the electronic key in the calculations, but also to deal with this phenomenon.

Технический результат, который может быть достигнут при использовании полезной модели, состоит в исключении падения напряжения на полупроводниковом переходе электронного ключа при включении привода.The technical result that can be achieved using the utility model consists in eliminating the voltage drop at the semiconductor junction of the electronic switch when the drive is turned on.

Для достижения заявленного результата патентуемый быстродействующий электромагнитный привод дополнительно содержит электромеханическое реле, при этом контакты электромеханического реле подключены параллельно электронному ключу, и служат для исключения падения напряжения на полупроводниковом переходе электронного ключа при включении привода.To achieve the claimed result, the patented high-speed electromagnetic drive additionally contains an electromechanical relay, while the contacts of the electromechanical relay are connected in parallel with the electronic key, and serve to eliminate the voltage drop at the semiconductor junction of the electronic key when the drive is turned on.

Сущность полезной модели состоит в шунтировании электронного ключа контактами электромеханического реле, что приводит к исключению падения напряжения на полупроводниковом переходе электронного ключа при включении привода.The essence of the utility model consists in shunting the electronic key with the contacts of the electromechanical relay, which eliminates the voltage drop at the semiconductor junction of the electronic key when the drive is turned on.

Благодаря совместной работе электромеханического реле и электронного ключа происходит бездуговая коммутация тока катушки Thanks to the joint work of the electromechanical relay and the electronic key, arcless switching of the coil current occurs

электромагнита контактами указанного реле, что исключает необходимость в дополнительном обслуживании контактов реле.electromagnet contacts of the specified relay, which eliminates the need for additional maintenance of relay contacts.

Кроме того, применение электромеханического реле совместно с электронным ключом позволяет снизить габариты радиатора электронного ключа или совсем исключить его, так как время протекания включающего тока снижается с 1 секунды до 20...80 мс.In addition, the use of an electromechanical relay together with an electronic key can reduce the dimensions of the radiator of the electronic key or completely eliminate it, since the flow time of the switching current is reduced from 1 second to 20 ... 80 ms.

Полезная модель поясняется фигурой, на которой приведена схема патентуемого электромагнитного привода.The utility model is illustrated by a figure, which shows a diagram of a patented electromagnetic drive.

Патентуемый электромагнитный привод содержит источник питания 1, катушку электромагнита 2, электронный ключ 3, включенный последовательно с катушкой электромагнита, диод 4, включенный параллельно катушке электромагнита и электромеханическое реле 5, контакты которого подключены параллельно электронному ключу.The patented electromagnetic drive contains a power source 1, an electromagnet coil 2, an electronic switch 3 connected in series with the electromagnet coil, a diode 4 connected in parallel with the electromagnet coil and an electromechanical relay 5 whose contacts are connected in parallel with the electronic key.

Привод работает следующим образом.The drive operates as follows.

Для включения привода подается постоянный сигнал на вход управления электронного ключа 3. По катушке 2 электромагнита начинает протекать включающий ток. Затем, через время 20...40 мс подается сигнал на вход управления электромеханического реле 5. Контакты электромеханического реле замыкаются и шунтируют электронный ключ 3. После включения привода или по истечению времени не более 1 секунды включающий ток должен отключится и перейти на удерживающий ток, достаточный для удерживания привода во включенном положении. Для этого сначала отключается сигнал с входа управления электромеханического реле To turn on the drive, a constant signal is supplied to the control input of the electronic key 3. A switching current starts to flow along the coil 2 of the electromagnet. Then, after a time of 20 ... 40 ms, a signal is sent to the control input of the electromechanical relay 5. The contacts of the electromechanical relay are closed and the electronic key 3 is shunted. After turning on the drive or after no more than 1 second, the switching current must turn off and switch to holding current, sufficient to hold the drive in the on position. To do this, the signal from the control input of the electromechanical relay is first turned off

5, затем, через собственное время отключения реле 5, составляющее от 15 мс до 40 мс, и дополнительное время 20...40 мс отключается сигнал с входа управления электронного ключа 3. Далее, удерживающий ток в катушке может обеспечиваться как токоограничивающим резистором, подключаемым последовательно с катушкой электромагнита 2, так и посредством широтно-импульсной модуляции, подавая импульсный сигнал на вход управления электронного ключа 3.5, then, after the proper time of switching off the relay 5, ranging from 15 ms to 40 ms, and an additional time of 20 ... 40 ms, the signal from the control input of the electronic switch 3 is turned off. Further, the holding current in the coil can be provided as a current-limiting resistor connected in series with the coil of electromagnet 2, and by means of pulse-width modulation, by applying a pulse signal to the control input of the electronic key 3.

Таким образом, применение электромеханического реле исключает падение напряжения на полупроводниковом переходе электронного ключа при включении привода, что, не требуя дополнительных расходов на обслуживание контактов электромеханического реле, повышает устойчивость к просадкам напряжения источника питания привода, снижает габариты радиатора электронного ключа.Thus, the use of an electromechanical relay eliminates the voltage drop across the semiconductor junction of the electronic switch when the drive is turned on, which, without requiring additional costs for servicing the contacts of the electromechanical relay, increases resistance to voltage drops in the drive power supply, reduces the dimensions of the electronic key radiator.

Claims

An electromagnetic drive comprising a power source, an electromagnet coil, an electronic key connected in series with an electromagnet coil and a diode connected in parallel with an electromagnet coil, characterized in that the electromagnetic drive further comprises an electromechanical relay, while the contacts of the electromechanical relay are connected in parallel with the electronic key and are used to exclude voltage drop at the semiconductor junction of the electronic switch when the drive is turned on.