SU1756950A1 - Приводной электромагнит с встроенными выпр мител ми и элементами управлени - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве электромагнитного привода в контакторах, муфтах, реле , управл емых от источника трехфазного напр жени . Сущность изобретени : в электромагнит , содержащий две обмотки 1 и 2 возбуждени , контакт 11 сигнализации о положении  кор  электромагнита, три диода 3-5, орган управлени  с замыкающим контактом 10 и три вывода 6-8 дл  подключени  источника трехфазного напр жени  питани , введен магнитоуправл емый замыкающий контакт 9, установленный в зоне магнитного пол  выпучивани  рабочего зазора электромагнита, первый вывод первой обмотки 1 соединен с первым выводом дл  подключени  источника трехфазного напр жени , первый вывод второго диода 4 соединен с первым выводом второй обмотки 2, а через иагнитоуправл емый замыкающий контакт 9 - с вторым выводом 7 дл  подключени  источника трехфазного напр жени , при этом контакт 11 сигнализации о положении  кор  электромагнита одним выводом соединен с вторым выводом первой обмотки 1, а другим выводом - с вторыми выводами первого диода 3 и второй обмотки 2, что позвол ет упростить электромагнит и уменьшить потребл емую мощность. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электромагнитных приводах различных устройств автоматики и управлени , например в контакторах , реле, муфтах и т.п., управл емых от источника трехфазного напр жени .

Известно устройство дл  трехфазного питани  двухобмоточного электромагнита выпр мленным током, обмотки которого соединены друг с другом последовательно первыми выводами, а вторыми выводами подключены к первому и второму выводам дл  подсоединени  источника трехфазного напр жени . Параллельно каждой из обмоток подключены по одному диоду, соединенные первыми выводами между собой, первыми выводами обмоток и первым выводом третьего диода, второй вывод которого подключен к третьему выводу дл  подсоединени  источника трехфазного напр жени .

Недостаток этого устройства - невозможность управлени  им одним внешним контактом и использовани  его в режиме форсированного включени  без применени  дополнительных элементов. Это определ ет большие массогабаритные показатели, значительный расход обмоточной меди и ферромагнитной стали, используемых дл  изготовлени  электромагнита, и повышенное потребление мощности в сработанном состо нии.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому приводному электромагниту  вл етс  приводной электромагнит контактора, содержащий две обмотки возбуждени , три диода, контакт сигнализации о положении  кор  элек- тромагнита. орган управлени  с замыкающим контактом и три вывода дл  подключени  источника трехфазного напр жени  питани . При этом первый вывод первого диода подключен к первому выводу первой обмотки, а вторые выводы второго и третьего диодов подключены к вторым выводам соответственно первой и второй обмоток .

Недостатком этого приводного электромагнита  вл етс  невозможность управлени  им одним замыкающим контактом органа управлени  Это может приводить к значительному усложнению схем автоматики , в которых используетс  такой приводной электромагнит, что снижает эксплуатационные возможности. Другим недостатком  вл етс  то, что одна из обмоток не ограничивает потребл емого приводным электромагнитом тока, а значит и потребл емой мощности в сработанном состо нии и неэффективно участвует в создании МДС удерживани  электромагнита

Цель изобретени  -упрощение и уменьшение потребл емой мощности электромагнита .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в

приводном электромагните с встроенными выпр мител ми и элементами управлени , содержащем две обмотки возбуждени , контакт сигнализации о положении  кор  электромагнита, три диода, орган управле0 ни  с замыкающим контактом и три вывода дл  подключени  источника трехфазного напр жени  питани , причем первый вывод первого диода подключен к первому выводу первой обмотки, а вторые выводы второго и

5 третьего диодов подключены к вторым выводам соответственно первой и второй обмоток , введен первый магнитоуправл емый замыкающий контакт, установленный в зоне магнитного пол  выпучивани  рабочего

0 зазора электромагнита с возможностью замыкани  этого контакта под действием магнитного пол  выпучивани , первый вывод первой обмотки соединен с первым выводом дл  подключени  источника трехфазно5 го напр жени , первый вывод второго диода соединен с первым выводом второй обмотки, а через первый магнитоуправл емый замыкающий контакт - с вторым выводом дл  подключени  источника

0 трехфазного напр жени , первый вывод третьего диода через замыкающий контакт органа управлени  соединен с третьим выводом дл  подключени  источника трехфазного напр жени , при этом контакт

5 сигнализации о положении  кор  электромагнита одним выводом соединен с вторым выводом первой обмотки, другим выводом - с вторыми выводами первого диода и второй обмотки и выполнен в виде контакта

0 замкнутого в процессе срабатывани  электромагнита и размыкающегос  при завершении этого процесса.

На фиг. 1 представлен приводной электромагнит , в котором контакт сигнализации

5 о положении  кор  электромагнита размыкаетс  посредством механических св зей между ним и  корем электромагнита; на фиг, 2 - приводной электромагнит, в котором контакт сигнализации о положении  ко0 р  электромагнита выполнен в виде магнитоуправл емого замыкающего контакта , установленного в зоне магнитного пол  выпучивани  рабочего зазора; на фиг, 3 - временные диаграммы токов и напр жений,

5 иллюстрирующие работу приводного электромагнита с встроенными выпр мител ми и элементами управлени .

Приводной электромагнит с встроенными выпр мител ми и элементами управлени  содержит первую 1 и вторую 2 обмотки

возбуждени , первый 3. второй 4, третий 5 диоды, первый 6, второй 7, третий 8 выводы дл  подключени  источника трехфазного напр жени  питани , первый магнитоуп- равл емый замыкающий контакт 9, установ- ленный в зоне магнитного пол  выпучивани  рабочего зазора электромагнита с возможностью замыкани  этого контакта под действием пол  выпучивани , орган управлени  с замыкающим контактом 10 и контакт 11 сигнализации о положении  кор  электромагнита, Первый вывод первого диода 3 подключен к первому выводу первой обмотки 1 и к первому выводу 6 дл  подключени  источника трехфазного напр жени , Вторые выводы второго 4 и третьего 5 диодов подключены к вторым выводам соответственно первой 1 и второй 2 обмоток, а первый вывод второго диода 4 соединен с первым выводом второй обмотки 2 и через первый магнитоуправл емый замыкающий контакт 9 - с вторым выводом 7 дл  подключени  источника трехфазного напр жени . Первый вывод третьего диода 5 через замыкающий контакт 10 органа управлени  соединен стретьим выводомбдл  подключени  источника трехфазного напр жени . Контакт 11 сигнализации о положении  кор  одним выводом соединен с вторым выводом первой обмотки 1, другим выводом - с вторыми выводами первого диода 3 и второй обмотки 2. Контакт 11 сигнализации о положении  кор  электромагнита выполнен в виде контакта, замкнутого в процессе срабатывани  электромагнита и размыкающего при завершении этого процесса .

Контакт 9 и контакт 11 при выполнении их магнитоуправл емыми моут быть размещены и в области магнитного пол  рассе ни  электромагнита, которое также, как и поле выпучивани  в рабочем зазоре, уменьшаетс  в процессе срабатывани  электромагнита .

Дл  включени  приводного электромагнита (фиг. 1) замыкают контакт 10 органа управлени . Замыкание контакта 10 происходит в случайный момент времени относительно начала волны синусоидального напр жени  между выводами 6 и 8. За начало отсчета времени t 0 примем начало положительной полуволны питающего напр жени  U&-B (фиг. 3) между первым 6 и третьим 8 выводами дл  подключени  источника питани . При замыкании контакта 10 в момент времени tB третий диод 5 открываетс  и к первой обмотке 1 прикладываетс  напр жение Ui, равное напр жению Ue-8, под действием которого в обмотке 1 начинает нарастать ток И, замыкающий через контакт 11, третий диод 5 (Is) и контакт 10 на вывод 8. По магнитной цепи приводного электромагнита начинает протекать магнитный поток. При этом в момент време- 5 ни ti замыкаетс  магнитоуправл емый контакт 9 и обмотки возбуждени  перевод тс  в режим питани  трехфазным напр жением . В момент времени ti третий диод 5 запираетс  положительным напр жением

0 Us-7, а второй диод 4 открываетс  и через него начинает протекать ток обмотки И, замыкающий через контакт 9 на второй вывод 7, при этом диод 3 тоже закрыт. К моменту времени ta ток И в первой обмотке 1 дости5 гает своего максимального значени  и начинает уменьшатьс . Это вызывает уменьшение магнитного потока в магнитной цепи приводного электромагнита. Из-за наличи  магнитной св зи между обмотками

0 при этом во второй обмотке 2 наводитс  ЭДС взаимной индукции, под действием которой начинает протекать ток 12. преп тствующий (замедл ющий ) уменьшению магнитного потока. При этом ток ia замыка5 етс  чрез открытый второй диод 4 (U). В момент времени ts напр жение Ui на первой обмотке 1 становитс  равным нулю (Ui 0), диод 4 запираетс , а диод 3 открываетс . Ток 12 во второй обмотке 2 продолжает

0 нарастать, так как к обмотке 2 приложено положительное напр жение Ua, определ емое суммой напр жений Us-7 и Uy-e. При этом ток, потребл емый от источника через вывод 7 равен току 12 и протекает далее

5 через диод 3 и замыкаетс  на вывод 6. Одновременно через диод 3 замыкаетс  и уменьшающийс  во времени ток h первой обмотки 1. В момент времени t4 суммарна  МДС обмоток возбуждени  достигает МДС

0 трогани  приводного электромагнита и начинаетс  перемещение его подвижных частей . В момент времени ts напр жение U2 на второй обмотке 2 равно нулю, диод 3 запираетс , а третий диод 5 открываетс . Токи

5 обмоток 1 и 2 начинают замыкатьс  через диод 5 (is) на вывод 8, при этом ток И в первой обмотке 1 нарастает во времени и протекает от вывода б через контакт 11, а ток 2 во второй обмотке 2 уменьшаетс ,

0 протека  от вывода 7, при этом диод 4 закрыт . В момент времени Тб диод 5 закрываетс  (is 0), а ток 2 обмотки 2 замыкаетс  через контакт 11 и открываетс  диод 4; через диод 4 протекает потребл емый через

5 вывод 6 ток источника, замыкающийс  по цепи: обмотка 1, диод 4, контакт 9, вывод 7. К моменту времени t  корь электромагнита займет такое положение, что происходит размыкание контактов 9 и 11. Размыкание контакта 9 объ сн етс  тем, что

к моменту времени t рабочий зазор электромагнита настолько мал, что резко уменьшаетс  магнитное поле выпучивани  вблизи полюса электромагнита и поле рассе ни . При этом малый магнитный поток, протекающий -по магнитоуправл емому контакту, не может обеспечить его замкнутое состо ние. Контакт 11 (фиг, 1) размыкаетс  под воздействием кинематических звеньев, св зывающих его с  корем электромагнита . Длд  упрощени  рассмотрени  процесса срабатывани  электромагнита здесь прин то, что размыкание контактов 9 и 11 происходит одновременно. В момент времени t при размыкании контактов 9-и 11 открываетс  диод 5 и обмотки возбуждени  оказываютс  включенными последовательно и согласно. При этом токи в обмотках 1 и 2 и в диоде 4 измен ютс  практически мгновенно до одного уровн  так, что с этот момент суммарное потокосцеиление обмоток остаетс  неизменным. В интервале времени Гл.Да токи в обмотках уменьшаютс , поскольку быстро уменьшаетс  напр жение U6-8 между выводами 6 и 8. В момент времени ta диод 5 запираетс  обратным напр жением U6-8. а диод 3 открываетс  и через него замыкаютс  токи обмоток 1 и 2, поддерживаемые запасенной в них электромагнитной энергией в предыдущий период времени. К моменту tg на выводах 6 и 8 напр жение становитс  положительным, открываетс  диод 5 и потребл емый от источника ток протекает от вывода 6, через обмотку 1, диод А, обмотку 2, диод 5, контакт 10 к выводу 8, при этом диод 3 закрыт (з -0). Через подпериода в момент tto диод 5 запираетс , а диод 3 открываетс  и токи обмоток снова замыкаютс  через него. Таким образом, после размыкани  контактов 9 и 11 обмотки возбуждени  электромагнита питаютс  выпр мленным однополупери- одным напр жением. При этом токи в обмотках обеспечивают МДС, достаточную дл  удерживани   кор  в прит нутом положении .

Отключение электромагнита производитс  размыканием контакта 10. Если размыкание контакта 10 происходит при провод щем состо нии диода 5, это приводит к отпиранию диода 3 и ток обмоток уменьшаетс , замыка сь через него. При достижении током в обмотках значени  тока трогани  при отпускании начинаетс  движение  кор  в обратном направлении. Даже незначительное увеличение воздушного зазора на начальном этапе движени   кор  рпиаодит к резкому уменьшению магнитного потока в электромагните. Этот малый поток не может вызвать срабатывание

магнитоуправл емого контакта при обратном ходе и  корь возвращаетс  в исходное положение. При новом замыкании контакта 10 происходит очередное срабатывание

электромагнита.

В приводном электромагните, изображенном на фиг. 2, особенность процесса включени  заключаетс  в том, что после замыкани  контакта 10 ток, потребл емый че0 рез вывод 6, протекает последовательно через обе обмотки, диоды 4 и 5 на вывод 8. После замыкани  контактов 9 и 11 процесс срабатывани  в целом происходит как и в приводном электромагните, представлен5 ном на фиг, 1,

Таким образом, в предлагаемом техни-. ческом решении включение и отключение приводного электромагнита осуществл етс  изменением коммутационного состо ни 

0 одного контакта органа управлени , что упрощает устройство и схемы автоматики, в которых используетс  такой приводной электромагнит. Последовательное согласное включение обоих обмоток в режиме

5 удерживани   кор  в прит нутом положении  кор  обеспечивает уменьшение потребл емого от источника питани  тока, а значит и мощности.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   0 1, Приводной электромагнит с встроенными выпр мител ми и элементами управлени , содержащий две обмотки возбуждени ,контакт сигнализации о положении  кор  электромагнита, три диода, ор5 ган управлени  с замыкающим контактом и три вывода дл  подключени  источника трехфазного напр жени  питани , причем первый вывод первого диода подключен к первому выводу первой обмотки, а вторые

   0 выводы второго и третьего диодов - к вторым выводам соответственно первой и второй обмоток, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и уменьшени  потребл емой мощности электромагнита, в него

   5 введен первый магнитоупраел емый замыкающий контакт, установленный в зоне магнитного пол  выпучивани  рабочего зазора электромагнита с возможностью замыкани  этого контакта под действием магнитного

   0 пол  выпучивани , первый вывод первой обмотки соединен с первым выводом дл  подключени  источника трехфазного напр жени , первый вывод второго диода - с первым выводом второй обмотки, а через

   5 первый магнитоуправл емый замыкающий контакт - с вторым выводом дл  подключени  источника трехфазного напр жени , первый вывод третьего диода через замыкающий контакт органа управлени  соединен с третьим выводом дл  подключени  источника трехфазного напр жени , при этом контакт сигнализации о положении  кор  электромагнита одним выводом соединен с вторым выводом первой обмотки, другим выводом - с вторыми выводами первого диода и второй обмотки и выполнен в виде контакта, замкнутого в процессе срабатывани  электромагнита и размыкающегос  при завершении этого процесса
2. 2. Электромагнит поп 1,отличающийс  тем, что контакт сигнализации о положе0

   ним  кор  электромагнита выполнен в виде размыкающего блок-контакта электромагнита

   3 Электромагнит по п 1,отл ича ю щи- й с   тем, что контакт сигнализации о положении  кор  электромагнита выполнен в виде второго магнитоуправл емого замыкающего контакта, установленного в зоне магнитного пол  выпучивани  рабочего зазора электромагнита аналогично первому магнитоуправл - емому замыкающему контакту

   8

   I

   Г

   Фиг. 2

   (/Јб

   У УЫД / у .U/-& у Л Л л

   ({ t 1з;t/ tj

   ta

   ТлГ{

   iio t