SU1261017A1 - Электромагнит с форсировкой - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к низковольтному электроаппаратостроению и может быть использовано дл  форсированного включени  исполнительных электромагнитных устройств систем автоматики. Целью изобретени   вл етс  уменьшение массы и габаритов электромагнита с форсировкой. Управление силовым тиристором 7 осуществл етс  с использованием вспомогательного тиристора 16. В режиме пуска тиристор 16, а следовательно, и тиристор 7 открываютс  при малых углах управлени  в течение времени зар да конденсатора 23 блока 18 управлени  длительностью форсировки. В режиме удержани  тиристор 16 управл етс  с помощью конденсатора 28, который зар жаетс  в первой половине положительного полупериода и разр жаетс  во второй половине , обеспечива  открытие тиристоров 16 и 7 при больших углах управлени . Дл  упрощени  эксплуатационных показателей блок 18 управлени  длительностью форсировки может быть выполнен в виде последовательно соединенных резистора и управл емого размыкающего ключа с замедлением при срабатывании. 2 ил. i С/ с N: о:

Description

Изобретение относитс  к низковольтному электроаппаратостроению и может быть использовано дл  форсированного включени  нсгюлнительных электромагнитных устройств систем автоматики, в частное- ти в приводе тормозных систем двигателей со встроенным электромеханическим тормозом .

Целью изобретени   вл етс  уменьнде- ние массы и габаритов электромагнита с форсировкой и расширение его эксплуатационных возможностей.

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема предлагаемого электромагнита с форсировкой; на фиг. 2 - блок управлени  длительностью форсировки с уменьшенным вре- менем подготовки к повторному пуску.

Электромагнит с форсировкой включает в себ  обмотку 1, параллельно которой подключен первый диод 2, анод 3 которого соединен с выводом 4 дл  подключени  источника питани  переменного тока. Другой вывод 5 дл  подключени  источника питани  соединен с анодом 6 силового тиристора 7, катод 8 которого соединен с катодом 9 первого диода 2. Управл ющий электрод 10 силового тиристора 7 соединен через второй резистор 11 с катодом 12 третьего диода 13, анод 14 которого соединен с катодом 15 дополнительного маломош.ного тиристора 16. Анод 17 последнего подключен к выводу 5 дл  подключени  источника питани . Блок 18 управлени  длительностью форсировки включен между анодом 17 дополнительного тиристора 16 и катодом 19 второго диода 20 и может быть выполнен в виде последовательно соединенных третьего резистора 21, четвертого диода 22 и второго конденсатора 23, зашунтированного четверты.м резистором 24, причем четвертый диод 22 включен встречно второму диоду 20 (фиг. 1). Блок 18 может быть выполнен также в виде последовательно соединенных третьего резистора 21 и управл емого размь кающего ключа 25 с замедлением при срабатывании, представ- л югцего собой, например, размыкаю1ций контакт реле времени, выполненного на гер- коне (фиг. 2). Ключ 25 может быть выполнен как на механических контактных, так и на электронных бесконтактных элементах. Катод 19 второго диода 20 соединен с управл ющим электродом 26 дополнительного тиристора 16. Анод 27 второго диода 20 соединен с выводом 4 дл  подключени  источника питани . Первый конденсатор 28 и пер- вый резистор 29 соединены последовательно и включены параллельно дополнительному тиристору 16.

Электромагнит с форсировкой работает следующим образом.

После подключени  источника пере.менно го тока к выводам 4 и 5 дополнительный тиристор 16 в течение времени зар да второго конденсатора 23 открываетс  при малых уг-

0

д

5

5 О , 0

0

лах управлени  в положительный полупериод напр жени  питани  (фиг. 1). При этом в цепи управл ющего электрода 10 силового тиристора 7 протекает ток, величина которого ограничиваетс  величиной,сопротивлени  второго резистора 11. Силовой тиристор 7 открываетс  и пропускает положительные полуволны напр жени  источника питани  на обмотку 1 электромагнита, причем также при небольших углах управлени . Следовательно , по обмотке 1 электромагнита протекает большой ток форсировки, под действием которого происходит быстрое срабатывание электромагнита.

После того как второй конденсатор 23 зар дитс  до амплитудного значени  напр жени  питани  ток в цепи управлени  дополнительного тиристора 16, образованной последовательно включенными третьим резистором 21, вторым конденсатором 23, четвертым диодом 22, исчезает. При выполнении блока 18 в виде последовательно соединенных третьего резистора 21 и управл емого размыкающего ключа 25 с замедлением при срабатывании (фиг. 2) режим форсировки протекает аналогично, поскольку после подключени  источника питани  к выводам 4 и 5 ключ 25 замкнут и дополнительный тиристор 16 также открываетс , при .малых углах управлени . После истечени  времени замедлени  срабатывани  контакта 25, на которое настроен блок 18, ключ 25 размыкаетс  и ток в цепи управлени  дополнительного тиристора 16, образованной третьим резистором 21 и ключом 25, исчезает. При этом дополнительный тиристор 16 управл етс  с помощью первого конденсатора 28, первого резистора 29, второго диода 20 и третьего диода 13. В положительный полупериод напр жени  питани  первый конденсатор 28 начинает зар жатьс . Ток зар да замыкаетс  через первый резистор 29, третий диод 13, управл ющий переход силового тиристора 7, обмотку 1 электромагнита и источник питани , причем величина этого тока недостаточна дл  того, чтобы открыть силовой тиристор 7. В силу активно-емкостного характера этой цепи напр жение на первом конденсаторе 28 отстает по фазе от напр жени  источника питани . В процессе зар да первого конденсатора 28 второй диод 20 заперт, ток в управл ющем электроде 26 отсутствует и дополнительный тиристор 16 остаетс  закрытым. Следовательно, закрытым остаетс  также и силовой тиристор 7. После того как напр жение на первом конденсаторе 29 достигает своего максимального значени  и становитс  равным напр жению источника питани , во второй половине положительного полупериода конденсатор 28 начинает разр жатьс  через первый резистор 29, источник питани , второй диод 20 и управл ющий электрод 26 дополнительного тиристора 16, который тем самым открываетс  при больших углах управлени . При этом по управл ющему электроду 10 силового тиристора 7 протекает ток, силовой тиристор 7 открываетс  и пропускает меньшую часть положительной полуволны напр жени  источника питани  на обмотку 1 электромагнита , работа  также при больших углах управлени . Таким образом, средние значени  напр жени  и тока на обмотке 1 ограничиваютс  до значений, достаточных дл  удержани   кор  электромагнита. Третий диод 13 преп тствует шунтированию управл юше- го электрода 26 первым диодом 2 и обмоткой 1 при разр де первого конденсатора 28. Второй диод 20 замыкает цепь разр да первого конденсатора 28, а также служит дл  заш:ить управл ющего перехода дополнительного тиристора 16.

После отключени  устройства от источника питани  второй конденсатор 23 разр жаетс  на четвертый резистор 24, подготавлива  устройство дл  следующего включени  (фиг. 1). В течение времени этого разр да осуществл ть повторный пуск нельз , так как в том случае, если второй конденсатор 23 не успел полностью разр дитьс , врем  его повторного разр да до напр жени  питани  источника уменьшаетс . Следовательно , уменьщаетс  врем  форсировки, в течение которого по обмотке 1 электромагнита протекает большой по величине ток, и электромагнит может не сработать. Посто нна  времени разр да второго конденсатора 23 через четвертый резистор 24 определ етс  в основном величиной сопротивлени  последнего. Эта величина должна быть выбрана такой, чтобы в установившемс  режиме работы второй конденсатор 23 не смог разр дитьс  на такую величину, котора  позволила бы ему в с;1едующий полупериод зар жатьс  таким током, который достаточен дл  отпирани  дополнительного тиристора 16. Так как ток управлени  маломощного дополнительного тиристора 16 мал, возникает необходимость значительно снизить величину напр жени  разр да конденсатора 23, что обеспечиваетс  существенным увеличением сопротивлени  резистора 24. Это приводит к значительному увеличению посто нной времени разр да второго конденсатора 23. Кроме того, нри нагреве дополнительного тиристора 16 его ток отпирани  уменьшаетс , что вызывает необходимость еще большего увеличени  сопротивлени  резистора 24, т.е. посто нна  времени разр да второго конденсатора 23 также увеличиваетс . Следовательно , электромагнит с блоком управлени  длительностью форсировки (фиг. 1) может быть использован только там, где по услови м эксплуатации не требуетс  частых включений.

При выполнении блока 18 с размыкаю- шим ключом 25 (фиг. 2) после отключени 

0

5

0

5

0

5

0

5

5

источника питани  этот ключ 25 практически мгновенно приходит в исходное состо ние , т.е. замыкаетс , и устройство готово к повторно.му пуску. При выполнении ключа 25 в виде геркона можно обеспечить врем  подготовки к повторному пуску пор дка нескольких миллисекунд.

Предлагаемый электромагнит имеет меньшие габариты и массу, чем известный. Это достигаетс  за счет того, что габариты и масса всех элементов, предназначенных дл  управлени  силовым тиристором, значительно уменьшаютс  вследствие введени  дополнительного маломощного тиристора, ток управлени  которого значительно меньше тока управлени  силового тиристора. Введение дополнительного тиристора позвол ет одновременно убрать из цепи обмотки электромагнита последовательно включенный третий диод и перенести его в цепь управлени  силового тиристора, где ток на один- два пор дка меньше тока обмотки, что позвол ет значительно уменьшить габариты и массу этого диода.

Предложенна  конструкци  блока управлени  длительностью форсировки с введением в него управл емого размыкающего ключа с замедлением при срабатывании позвол ет уменьщить врем , необходимое дл  подготовки (самовосстанавливаемости) устройства к повторному пуску. За счет этого улучшаютс  эксплуатационные показатели, в частности увеличиваетс  допустима  частота включений в единицу времени, увеличиваетс  надежность срабатывани  электромагнита . Последнее обеспечиваетс  за счет повышени  стабильности длительностью форсировки независимо от технологического разброса параметров и степени нагрева дополнительного тиристора, которые обуславливают широкий разброс значений токов его отпирани . Это объ сн етс  следующим. При выполнении блока управлени  длительностью форсировки согласно фиг. I в режиме форсировки ток в цепи управлени  дополнительного тиристора, образованной последо- тельно включенными третьим резистором, вторым конденсатором и четвертым диодом, постепенно уменьшаетс  по мере зар да второго конденсатора. Соответственно уменьщаетс  и крутизна переднего фронта. За счет этого технологический разброс параметров и нагрев дополнительного тиристора оказывают значительное вли ние на величин его угла управлени . Очевидно, что вследствие этого врем  форсировки нестабильно, что уменьшает надежность срабатывани  электромагнита .

При выполнении блока управлени  длительностью форсировки с управл емым размыкающим ключом ток в цепи управлени  дополнительного тиристора в течение всего времени форсировки не измен етс  и обладает посто нной крутизной переднего фронта. Это и обуславливает повышение стабильности угла отпирани  дополнительного тиристора и уменьшение вли ни  на него как технологического разброса параметров дополнительного тиристора, так и его нагрева, что повышает надежность срабатывани  электромагнита . Повышение надежности при увеличении допустимой частоты включений одновременно приводит к расширению области применени  предлагаемого электромагнита с форсировкой.

Claims (2)

1. Электромагнит с форсировкой, содер- жаш.ий обмотку, силовой тиристор, блок управлени  длительностью форсировки, конденсатор , резистор, три диода и выводы дл  подключени  источника питани , причем первый диод подключен параллельно обмотке и его анод соединен с одним из выводов дл  подключени  источпика питани , другой вывод которого соединен с анодом силового тиристора, блок управлени  длительностью

форсировки подключен одним выводом к аноду силового тиристора, а другим - к катоду второго диода, анод которого соединен с анодом первого диода, конденсатор и резистор соединены последовательно и включены между анодом силового тиристора и анодом третьего диода, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  массы и габаритов, в него введены дополнительный тиристор и второй резистор, анод которого соединен с анодом силового тиристора, катод дополнительного тиристора соединен с анодом третьего диода, катод которого через второй резистор соединен с управл юш,им электродом силового тиристора, управл юш,ий электрод дополнительного тиристора - с катодом второго диода, а катод силового тиристора - с катодом первого диода.

2. Электромагнит по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей путем уменьшени  времени подготовки и повторному пуску, блок управлени  выполнен в виде последовательно соединенных управл емого размыкаюше- го ключа с замедлением при срабатывании и третьего резистора.

18

Риг. 2