SU1576922A1

SU1576922A1 - Bistable electromagnetic drive

Info

Publication number: SU1576922A1
Application number: SU884431678A
Authority: SU
Inventors: Олег Александрович Пашкевич; Алексей Андреевич Семченко; Ефим Борисович Смородин
Priority date: 1988-04-05
Filing date: 1988-04-05
Publication date: 1990-07-07

Abstract

Изобретение относитс к управлению электромагнитными приводами посто нного тока. Цель изобретени - повышение надежности работы за счет применени бесконтактной коммутации в силовых цеп х. Изобретение позвол ет путем введени в цепи управлени обмотками электромагнитов двух тиристоров, диода, резистора, управл ть работой электромагнитного привода без коммутации в силовых цеп х, а введение двух дополнительных размыкающих контактов в кнопках управлени позвол ет избежать аварийной ситуации, котора возникала ранее при нажатии обеих управл ющих кнопок одновременно. 1 ил.This invention relates to the control of electromagnetic direct current drives. The purpose of the invention is to increase the reliability of operation through the use of contactless switching in power circuits. The invention allows, by introducing two thyristors, a diode, a resistor, into the control circuits of the windings of the electromagnets, controlling the operation of an electromagnetic drive without switching in power circuits, and the introduction of two additional disconnecting contacts in the control buttons avoids the emergency situation that occurred earlier control buttons at the same time. 1 il.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к управлению электромагнитными приводами посто нного тока, и может быть использовано дл открывани и закрывани вентилей с двухстабильными электро- магнитными приводами и в схемах управлени т говыми электромагнитами посто нного тока с намагничивающей и размагничивающей катушками.The invention relates to electrical engineering, in particular, to control of electromagnetic direct current drives, and can be used to open and close valves with two stable electromagnetic drives and in control circuits of direct current electromagnets with magnetizing and demagnetizing coils.

Цель изобретени - повышение надежности в работе за счет применени бесконтактной коммутации в силовых цеп х.The purpose of the invention is to increase reliability in operation due to the use of contactless switching in power circuits.

В электромагнитный привод, содержащий четыре диода, замыкающий и размыкающий контакты, электромагнит защелки, т говый электромагнит, две кнопки с замыкающими контактами, механическую защелку , дополнительно введены два тиристора, один диод, резистор, а перва и втора An electromagnetic drive containing four diodes, closing and opening contacts, a latch electromagnet, a traction electromagnet, two buttons with closing contacts, a mechanical latch, two thyristors, one diode, a resistor, and the first and second

кнопки дополнительно снабжены размыкающими контактами, причем катод первого тиристора соединен с катодами первого и второго диодов и первым выводом катушки т гового электромагнита, анод первого тиристора соединен с катодом второго тиристора и первым выводом дл подключени к питающей сети переменного тока, анод второго тиристора соединен с анодами второго , третьего и четвертого дидов вторым выводом катушки т гового электромагнита и первым выводом катушки электромагнита защелки, анод первого диода соединен с катодом третьего диода и через замыкающий контакт первой кнопки с вторым выводом дл подключени к питающей сети, катод четвертого диода соединен с вторым выводом катушки электромагнита защелки и через замыкающий контакт второй кнопкиthe buttons are additionally equipped with disconnecting contacts, the cathode of the first thyristor is connected to the cathodes of the first and second diodes and the first lead of the coil of the traction electromagnet, the anode of the first thyristor is connected to the cathode of the second thyristor and the first lead to connect to the AC mains, the anode of the second thyristor is connected to the anodes the second, third and fourth dyds by the second output of the coil of the traction electromagnet and the first output of the coil of the electromagnet of the latch, the anode of the first diode is connected to the cathode of the third diode and in open contact with the first button, a second terminal for connection to a power line, the fourth diode cathode is connected to the second terminal of the coil of the electromagnet and latches via a make contact of the second button

(Л XI(L XI

о ю юo you

N5N5

с вторым выводом дл подключени к питающей сети, управл ющий электрод первого тиристора через последовательно соединенные размыкающий контакт привода, размыкающий контакт второй кнопки и резистор соединен с управл ющим электродом второго тиристора, анод второго тиристора соединен с анодом п того диода, катод п того диода соединен через последовательно сединенные размыкающий контакт первой кнопки и размыкающий контакт привода с размыкающим контактом второй кнопки и резистором.with the second output for connection to the mains, the control electrode of the first thyristor through the serially connected disconnecting contact of the drive, the disconnecting contact of the second button and the resistor are connected to the control electrode of the second thyristor, the anode of the second thyristor is connected to the anode of the fifth diode, the cathode of the fifth diode is connected through sequentially connected disconnecting contact of the first button and disconnecting contact of the actuator with the disconnecting contact of the second button and a resistor.

На чертеже приведена схема двухста- бильного электромагнитного привода.The drawing shows a two-stage electromagnetic drive circuit.

Двухстабильный электромагнитный привод содержит выпр мительный мост, образованный из первого 1 и второго 2 тиристоров и первого 3 и третьего 4 диодов. Анод первого тиристора 1 и катод второго тиристора 2 соединены между собой и подключены к выводу 5 питающей сети. Анод первого диода 3 и катод третьего диода 4 соединены между собой и подключены через замыкающий контакт 6 первой кнопки к выводу 7 питающей сети. Катоды тиристораThe two-stable electromagnetic drive contains a rectifying bridge formed from the first 1 and second 2 thyristors and the first 3 and third 4 diodes. The anode of the first thyristor 1 and the cathode of the second thyristor 2 are interconnected and connected to the output 5 of the mains. The anode of the first diode 3 and the cathode of the third diode 4 are interconnected and connected through the closing contact 6 of the first button to the output 7 of the supply network. Thyristor cathodes

1и диода 3 соединены между собой и подключены к первому выводу катушки 8 т гового электромагнита. Аноды тиристора 2 и диода 4 соединены между собой и подключены к второму выводу катушки 8 т гового электромагнита. Второй диод 9 включен параллельно катушке 8 так, что его катод соединен с катодами тиристора 1 и диода 3. Первый вывод катушки 10 электромагнита защелки соединен с анодом тиристора 2, второй вывод катушки 10 соединен через замыкающий контакт 11 второй кнопки с выводом 7 питающей сети. Четвертый диод 12 включен параллельно катушке 10 так, что его анод соединен с анодом тиристора 2. Управл ющий электрод тиристора 1 соединен с управл ющим электродом тиристора1 and diode 3 are interconnected and connected to the first terminal of the coil 8 of a t of a solenoid electromagnet. The anodes of the thyristor 2 and diode 4 are interconnected and connected to the second output of the coil of 8 tons of the electromagnet. The second diode 9 is connected parallel to the coil 8 so that its cathode is connected to the cathodes of the thyristor 1 and diode 3. The first lead of the latch electromagnet coil 10 is connected to the anode of the thyristor 2, the second lead of the coil 10 is connected through the closing contact 11 of the second button with the power supply pin 7. The fourth diode 12 is connected in parallel with the coil 10 so that its anode is connected to the anode of the thyristor 2. The control electrode of the thyristor 1 is connected to the control electrode of the thyristor

2с помощью цепочки последовательно включенных размыкающего контакта 13, размыкающего контакта 14 второй кнопки и резистора 15. Управл ющий электрод и анод тиристора 2 соединены с помощью цепочки , состо щей из резистора 15, замыкающего контакта 16, размыкающего контакта 17 первой кнопки и диода 18, причем анод диода 18 соединен с анодом тиристора 2. Механическа защелка (не показана) фиксирует привод в открытом состо нии.2 using a series of disconnecting contacts 13 in series, a disconnecting contact 14 of the second button and a resistor 15. The control electrode and the anode of the thyristor 2 are connected with a chain consisting of a resistor 15, a closing contact 16, a disconnecting contact 17 of the first button and a diode 18, The anode of the diode 18 is connected to the anode of the thyristor 2. A mechanical latch (not shown) secures the drive in the open state.

Привод работает следующим образом.The drive works as follows.

В исходном состо нии вентиль находитс в закрытом состо нии, контакт 13 замкнут , контакт 16 разомкнут. Тиристоры 1 и 2 заперты, катушки 8 и 10 электромагнитов обесточены. Дл открыти вентил нажимают первую кнопку, замыкаетс контакт 6 и размыкаетс контакт 17. Напр жение подаетс на выпр мительный мост и, если потенциал на выводе 5 питающей сети принимает положительное значение, то начинает протекать ток по цепи вывод 5 сети - катод тиристора 2 - управл ющий электрод тиристора 2 - резистор 15 - размыкающий контакт 14 второй кнопки - 0 размыкающий контакт 13 - управл ющий электрод тиристора 1 - катод тиристора 1 - катушка 8 - диод 4 - замыкающий контакт 6 первой кнопки - вывод 7 питающей сети. Переход катод - управл ющий электрод ти- 5 ристора 2 смещаетс в обратном направлении , а переход катод - управл ющий электрод тиристора 1 - в пр мом направлении . Сопротивление переходов тиристоров 1 и 2 катушки 8 т гового электромагнита и 0 сопротивление диода 4 малы по сравнению с величиной сопротивлени резистора 15, который определ ет величину тока в цепи. Этот ток растет с ростом напр жени на входе выпр мител и при достижении вели- 5 чины минимального рабочего тока управл ющего электрода тиристор 1 открываетс , к катушке 8 прикладываетс полное напр жение сети за вычетом пр мых падений на тиристоре 1 и диоде 4. Тиристор 2 остаетс 0 закрытым, так как к нему прикладываетс обратное напр жение и к переходу управл ющий электрод - катод также прикладываетс обратное напр жение. Протекающий по цепи вывод 5 - тиристор 2 - катушка 8 - 5 диод 4 - замыкающий контакт 6 первой кнопки - вывод 7 питающей сети ток возбуждает магнитный поток в т говом электромагните и создает вт гивающее усилие, действующее на корь т гового электромаг- 0 нита двухстабильного привода, который своим движением вызывает открывание вентил . При спадании тока в цепи менее тока удержани в момент перехода сетевого напр жени через нуль тиристор 1 за- 5 крываетс . Ток в цепи катушки 8 т гового электромагнита замыкаетс через диод 9, продолжа создавать магнитный поток.In the initial state, the valve is in the closed state, contact 13 is closed, contact 16 is open. Thyristors 1 and 2 are locked, coils 8 and 10 electromagnets are de-energized. To open the valve, press the first button, close contact 6 and open contact 17. The voltage is applied to the rectifying bridge and, if the potential at pin 5 of the mains supply takes a positive value, current begins to flow through the circuit pin 5 of the network - thyristor cathode 2 - control thyristor 2 electrode - resistor 15 - disconnecting contact 14 of the second button - 0 disconnecting contact 13 - thyristor control electrode 1 - thyristor cathode 1 - coil 8 - diode 4 - closing contact 6 of the first button - power supply terminal 7. The transition of the cathode - control electrode of thyristor 2 is shifted in the opposite direction, and the transition of the cathode - control electrode of thyristor 1 - in the forward direction. The resistances of the thyristors 1 and 2 of the coil of 8 tons of the horn electromagnet and 0 of the diode 4 are small compared with the resistance of the resistor 15, which determines the amount of current in the circuit. This current increases with increasing voltage at the rectifier input, and when the minimum operating current of the control electrode is reached, the thyristor 1 opens, the full voltage of the network minus the direct drops on the thyristor 1 and diode 4 is applied to the coil 8. Thyristor 2 0 remains closed because a reverse voltage is applied to it and a reverse voltage is applied to the junction of the control electrode – cathode. Output 5 - thyristor 2 - coil 8 - 5 diode 4 - closing contact 6 of the first button - output 7 of the supply mains current drives the magnetic flux in the traction electromagnet and creates a pull force acting on the back of the electromagnet of the two-stable actuator, which by its movement causes the opening of the valve. When the current in the circuit drops below the holding current at the moment the mains voltage passes through zero, the thyristor 1 closes. The current in the coil circuit of the 8th coil electromagnet closes through diode 9, continuing to create a magnetic flux.

Если потенциал на выводе 5 принимает отрицательное значение, то по цепи вывод 0 7 питающей сети - диод 3- катод тиристора 1 - управл ющий электрод тиристора 1 - размыкающий контакт 13 - размыкающий контакт 14 второй кнопки - резистор 15 - управл ющий электрод тиристора 2 - катод 5 тиристора 2 - вывод 5 питающей сети начинает протекать ток. Переходы тиристоров 1 и 2 смещаютс в противоположном направлении по сравнению с указанным случаем. Величина тока в цепи также определ етс практически величиной сопротивлени резистора 15. Тиристор 2 при этом открываетс и к катушке 8 прикладываетс сетевое напр жение так, что направление тока, протекающего по цепи вывод 7 питающей сети - замыкающий контакт 6 первой кнопки - диод 3 - катушка 8 - тиристор 2 - вывод питающей сети 5, в катушке 8 остаетс тем же, что и в указанном случае. Это вызывает увеличение магнитного потока, при этом корь т гового магнита привода вентил продолжает вт гиватьс . В момент перехода сетевого напр жени через нуль тиристор 2 закрываетс . Ток в цепи катушки 8 т гового электромагнита также замыкаетс через диод 9.If the potential at pin 5 takes on a negative value, then the 0 0 line of the supply network — diode 3 — thyristor cathode 1 — thyristor control electrode 1 — disconnect contact 13 — disconnect contact 14 of the second button — resistor 15 — thyristor control electrode 2 - thyristor cathode 5 2 - output 5 of the supply mains current begins to flow. The transitions of the thyristors 1 and 2 are displaced in the opposite direction compared to the indicated case. The magnitude of the current in the circuit is also determined by the practical value of the resistance of the resistor 15. The thyristor 2 opens and the mains voltage is applied to the coil 8 so that the direction of the current flowing through the circuit output 7 of the mains supply - closing contact 6 of the first button - diode 3 - coil 8 - thyristor 2 - output of the supply network 5, in the coil 8 remains the same as in the specified case. This causes an increase in the magnetic flux, while the bore of the valve drive magnet continues to retraction. At the moment the mains voltage passes through zero, the thyristor 2 is closed. The current in the coil of an 8 t coil electromagnet also closes through diode 9.

Указанный процесс продолжаетс до тех пор, пока под действием кор привода вентил не разомкнетс контакт 13. Ток через тиристор 1 или 2 протекает до момента перехода сетевого напр жени через нуль. Далее ток. протекающий через катушку 8 т гового электромагнита под действием ЭДС самоиндукции, замыкаетс через диод 9. Вт гивающее усилие сохран етс до полного затухани тока в катушке 8. Затем корь т гового электромагнита по инерции доходит до положени , в котором он фиксируетс механической защелкой. Замыкаетс контакт 16. Вентиль находитс в открытом состо нии, катушки 8 и 10 электромагнитов обесточены. Перва кнопка может быть отпущена, при этом замыкаетс контакт 17 и размыкаетс контакт 6.This process continues until, under the action of the valve core, contact 13 is opened. The current through the thyristor 1 or 2 flows until the mains voltage passes through zero. Next current. The self-induced EMF flowing through the coil of an 8-th-hitch electromagnet is closed through the diode 9. The drawing force is maintained until the current in the coil 8 is completely attenuated. Then the inertia of the thrust electromagnet reaches the position in which it is fixed by a mechanical latch. The contact is closed. The valve is in the open state, the coils 8 and 10 of the electromagnets are de-energized. The first button can be released, contact 17 is closed and contact 6 is opened.

Дл закрыти вентил нажимают вторую кнопку, замыкаетс ее контакт 11 и размыкаетс контакт 14. Если потенциал на выводе 7 принимает положительное значение , то по цепи вывод питающей сети 7 - замыкающий контакт 11 - катушка 10-диод 18- размыкающий контакт 17 первой кнопки - замыкающий контакт 16 - резистор 15- управл ющий электрод тиристора 2- катод тиристора 2 - вывод 5 питающей сети начинает протекать ток. Величина тока в цепи определ етс в основном величиной резистора 15. Переход катод - управл ющий электрод тиристора 2 смещаетс в пр мом направлении.To close the valve, press the second button, close its contact 11 and open contact 14. If the potential at pin 7 takes a positive value, then through the circuit the output of the power supply 7 - closing contact 11 - coil 10-diode 18 - disconnecting contact 17 of the first button - closing pin 16 - resistor 15 - thyristor control electrode 2 - thyristor cathode 2 - output 5 of the mains supply current begins to flow. The magnitude of the current in the circuit is determined mainly by the magnitude of the resistor 15. The cathode-to-control electrode of the thyristor 2 is displaced in the forward direction.

Тиристор 2 при этом открываетс и к катушке 10 прикладываетс полное сетевое напр жение за вычетом пр мого падени напр жени на тиристоре 2. Тиристор 1 закрыт , так как к нему прикладываетс обратном напр жение, ток через управл ющий электрод - катод отсутствует, контакт 14 разомкнут. Протекающий по цепи вывод 7 питающей сети - контакт 11 второй кнопкиThe thyristor 2 is then opened and the full network voltage minus the direct voltage drop across the thyristor 2 is applied to the coil 10. The thyristor 1 is closed because reverse voltage is applied to it, the current through the control electrode - cathode is missing, contact 14 is open . Lead 7 of the supply network flowing through the circuit - contact 11 of the second button

катушка 10 - тиристор 2 - вывод 5 питающей сети ток возбуждает магнитный поток в электромагните защелки и создает усилие,coil 10 - thyristor 2 - output 5 of the mains supply current excites the magnetic flux in the electromagnet of the latch and creates a force,

действующее на корь механической защелки .Measuring latch measles.

При спадании тока в цепи менее тока удержани в момент перехода сетевого на- 5 пр жени через нуль тиристор 2 закрываетс . Ток в цепи катушки 10 электромагнита защелки замыкаетс через диод 12, продолжа создавать магнитный поток.When the current in the circuit drops below the holding current at the time of the transition of the mains voltage through zero, the thyristor 2 closes. The current in the coil circuit of the electromagnet 10 of the latch is closed through diode 12, continuing to generate magnetic flux.

При отрицательном потенциале на вы0 воде 7 тиристор 2 закрыт, так как к нему прикладываетс обратное напр жение. Диод 18 преп тствует протеканию тока через катод - управл ющий электрод тиристора 2, уменьша тем самым требуемую мощностьWhen the potential is negative at 7, the thyristor 2 is closed, since the opposite voltage is applied to it. The diode 18 prevents the flow of current through the cathode - control electrode of the thyristor 2, thereby reducing the required power

5 резистора 15. Тиристор 1 остаетс закрытым , так как ток через управл ющий электрод - катод отсутствует, разомкнут контакт 14.5 of the resistor 15. The thyristor 1 remains closed, since there is no current through the control electrode — the cathode; contact 14 is open.

Далее процесс повтор етс до тех пор,Then the process is repeated until

0 пока корь электромагнита защелки не снимет корь т гового электромагнита с фикса- ци-1, и он под действием пружины и собственного веса не закроет вентиль. При этом контакт 16 размыкаетс ,/контакт 130 until the electromagnet bark of the latch does not remove the core bore of the traction electromagnet from fixing-1, and it will not close the valve under the action of a spring and its own weight. In this case, contact 16 opens, / contact 13

5 замыкаетс , катушка 10 обесточиваетс . Втора кнопка может быть отпущена, eq контакт 14 замыкаетс , контакт 11 размыкаетс Двухстабильный привод готов дл открывани вентил .5 closes, coil 10 de-energizes. The second button can be released, eq contact 14 closes, contact 11 opens. The two-stage actuator is ready to open the valve.

0Таким образом, двухстабильный электромагнитный привод обеспечивает бесконтактную коммутацию электромагнитов посто нного тока за счет применени совмещенного тиристорного ключа, управл е5 мого с помощью контактных групп привода и управл ющих кнопок. Применение бесконтактной коммутации силовых цепей позвол ет существенно повысить надежность двухстабильного электромагнитного приво0 да.Thus, a two-stable electromagnetic drive provides non-contact switching of electromagnets of direct current through the use of a combined thyristor key controlled by means of drive contact groups and control buttons. The use of contactless commutation of power circuits makes it possible to significantly increase the reliability of a two-stable electromagnetic drive.

Claims

The invention is a two-stable electromagnetic drive containing four diodes, closing and opening contacts of the drive, a latch electromagnet, a traction electromagnet, two buttons with closing contacts, a mechanical latch, the first and second terminals for connecting to the AC mains, and and in order to increase reliability in operation, two thyristors, a fifth diode, a resistor are inserted into it, and the first and second buttons are additionally equipped

5 break contacts, with the cathode of the first thyristor connected to the cathodes of the first and second diodes and the first lead of the coil of the traction electromagnet, the anode of the first thyristor connected to the cathode of the second thyristor and the first lead for

L

Key to the AC mains, the anode of the second thyristor is connected to the anodes of the second, third and fourth diodes, the second lead of the traction coil electromagnet and the first lead of the latch electromagnet coil, the anode of the first diode is connected to the cathode of the third diode and through the closing contact of the first button to the second lead for connection to the power supply (network, the cathode of the fourth diode is connected to the second terminal of the coil of the electromagnet. latch and through the closing contact of the second button to the second terminal for connecting

To the power supply network, the control electrode of the first thyristor through the serially connected disconnecting contact of the drive, the disconnecting contact of the second button, the resistor is connected to the control electrode of the second thyristor, the anode of the second thyristor is connected to the anode of the fifth diode, the cathode of the fifth diode is connected through serially connected disconnecting contact the first button and the break contact of the drive with the break contact of the second button and the resistor.

05