SU951457A1

SU951457A1 - Device for switching contactor with coil operational current stabilization

Info

Publication number: SU951457A1
Application number: SU803222618A
Authority: SU
Inventors: Иван Иванович Коваленко; Михаил Иванович Макаров; Иван Тимофеевич Сидоренко; Григорий Давыдович Березин; Николай Федорович Симонов
Original assignee: Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1980-12-24
Filing date: 1980-12-24
Publication date: 1982-08-15

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ КОНТАКТОРА СО СТАБИЛИЗАЦИЕЙ РАБОЧЕГО ТОКА КАТУШКИ(54) DEVICE FOR ENABLING THE CONTACTOR WITH STABILIZATION OF THE COIL OPERATING CURRENT

1one

Изобретение относитс к устройствам управлени контактором электромагнитного пускател и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства, особенно в горной промышленности в прот женных низковольтных сет х с мощными асинхронными короткозамкнутыми электродвигател ми, при частых пусках которых происходит значительное колебание напр жени .The invention relates to devices for controlling a contactor of an electromagnetic starter and can be used in all sectors of the national economy, especially in the mining industry in long-ha low-voltage networks with powerful asynchronous short-circuited electric motors, with frequent starts of which a significant voltage fluctuation occurs.

Известны устройства управлени контактором , в которых дл уменьшени тока Б рабочем режиме последовательно с катушкой включен ограничивающий резистор, защунтированный размыкающимс вспомогательным контактом контактора. В период включени катущки контактора, ограничивающий резистор закорочен и через катушку проходит ток достаточной величины дл включени контактора. С включением контактор разрывает вспомогательный контакт , шунтирующий ограничивающий резистор , и ток через катушку в рабочем режиме снижаетс }.Contactor control devices are known in which a limiting resistor is connected in series with the coil in order to reduce the current B operating mode, which is triggered by the opening auxiliary contact of the contactor. During the turn-on period of the contactor coil, the limiting resistor is shorted and a current of sufficient magnitude passes through the coil to turn on the contactor. With the turn on, the contactor breaks the auxiliary contact, the shunt limiting resistor, and the current through the coil in operating mode decreases}.

Недостатком этого устройства вл етс то, что вспомогательный контакт контактора, шунтирующий ограничивающий резистор, разрываетс несколько раньше окончани A disadvantage of this device is that the auxiliary contact of the contactor, the shunt limiting resistor, breaks somewhat before the end

процесса включени и происходит отскакивание магнитных систем с дугообразование;м на главных контактах, что приводит к свариванию главных контактов аварийной ситуации .the process of switching on and rebounding of magnetic systems with arcing; m at the main contacts, which leads to welding of the main contacts of the emergency.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство управлени контактором посто нного тока взрывозащищенного магнитного пускател типа ПВИ, содержащее катушку контактора со сглаживающим конденсатором, включенную через ограничивающий резистор, защунтированный размыкающимс контактом реле форсировки, на выпр митель, который через замыкающий контакт промежуточного реле и второй ограничивающий резистор присоединен на трансформатор напр жени , а реле форсировки включено на выпр митель последовательно с добавочным резистором и размыкающимс вспомогательным контактом контактора.The closest in technical essence to the present invention is a direct current contactor control device of an explosion-proof magnetic starter type MBT containing a contactor coil with a smoothing capacitor connected through a limiting resistor, triggered by the breaker contact opening contact, to the rectifier, which through the closing contact of the intermediate relay and the second limiting resistor is connected to the voltage transformer, and the boost relay is connected to the rectifier in series razmykayuschims series resistor and the auxiliary contact of the contactor.

С включением реле форсировк, шунтируетс ограничивающий резистор, включаетс контактор, размыкаетс вспомогательный контакт контактора, в цепи форсировки и ток через катушку контактора ограничиваетс 2 .When the force relay is turned on, the limiting resistor is bridged, the contactor is turned on, the auxiliary contact of the contactor opens, the force is closed and the current through the contactor coil is limited 2.

Недостатками этого устройства вл ютс ненадежна работа реле форсировки, возникновение перенапр жений с крутым фронтом с большой скоростью нарастани значительной величины кратковременных импульсов тока, которые вызывают пробой диодов выпр мительного моста и изол ции катушки . В прот женных шахтных низковольтных сет х при пуске маш.ных асинхронных электродвигателей происходит значительное колебание напр жени . Достаточный ток через катушку контактора выбирают при минимальном напр жении, а при номинальном напр жении и перенапр жении происходит повышенный нагрев катушки и это снижает срок ее службы.The disadvantages of this device are the unreliable operation of the forcing relay, the occurrence of overvoltages with a steep front with a high growth rate of a significant amount of short-term current pulses, which cause breakdown of the rectifying bridge diodes and the insulation of the coil. In heavy mine low-voltage networks, when starting asynchronous electric motors, a significant voltage fluctuation occurs. Adequate current through the contactor coil is selected at minimum voltage, and at nominal voltage and overvoltage, the coil is heated up and this reduces its service life.

Цель изобретени - повышение надежности работы контактора.The purpose of the invention is to increase the reliability of the contactor.

Указанна цель достигаетс тем, что в устройство, содержашее выводы дл подключени катушки контактора, один из которых соединен с одним из выходов мостового выпр мител , один из входов которого через токоограничивающий резистор подключен к одному из выводов первичной обмотки трансформатора напр жени и к одному из выводов дл подключени источника питани , другой вход мостового выпр мител соединен с другим выводом первичной обмотки трансформатора напр жени и через контакт управлени - с другим выводом дл подключени источника питани , введены тиристорный нереверсивный широтно-импульсный преобразователь с рабочим и вспомогательным тиристорами, дифференцируюш ,а цепь, импульсный трансформатор, переменный резистор, другой мостовой выпр митель , табилитрон, и выводы дл подключени замыкающего контакта контактора, причем анод рабочего тиристора соединен с другим выводом дл подключени катушки контактора, катод подключен к другому выходу первого мостового выпр мител , а управл ющий электрод соединен с одним из выходов другого мостового выпр мител , другой выход которого подключен к точке соединени катода вспомогательного тиристора и одного из выводов вторичной обмотки импульсного трансформ.атора, другой вывод которой подключен к управл ющему электроду вспомогательного тиристора, один из выводов первичной обмотки импульсного трансформатора соединен с подвижным выводом переменного резистора, выводы которого соединены с выводами дл подключени катушки контактора, другой вывод первичной обмотки импульсного трансформатора через стабилитрон соединен с одним из выводов дл подключени замыкающего контакта контактора, другой вывод дл подключени которого соединен с одним выводом первого мостового выпр мител , входы другого мостового выпр мител через дифференцирующую цепь подключены к выводамThis goal is achieved by the fact that the device contains terminals for connecting a contactor coil, one of which is connected to one of the outputs of a bridge rectifier, one of the inputs of which is connected to one of the primary terminals of the voltage transformer and one of the terminals through a current limiting resistor to connect the power source, another input of the bridge rectifier is connected to another output of the primary winding of the voltage transformer and through a control contact to another output to connect the source a power supply, a thyristor non-reversible pulse-width converter with an operating and auxiliary thyristor, differentiating, and a circuit, a pulse transformer, a variable resistor, another bridge rectifier, tablitron, and terminals for connecting the closing contact of the contactor, and the anode of the working thyristor is connected to another output for connecting the contactor coil, the cathode is connected to the other output of the first bridge rectifier, and the control electrode is connected to one of the outputs of the other bridge rectifier, each The second output is connected to the auxiliary thyristor cathode connection point and one of the secondary windings of the pulse transformer, the other output of which is connected to the control electrode of the auxiliary thyristor, one of the primary windings of the pulse transformer is connected to a movable output of a variable resistor, the terminals of which are connected to terminals for connecting the contactor coil, the other output of the primary winding of the pulse transformer through the Zener diode is connected to one of the terminals for li ne closing contact of the contactor, for which the other terminal is connected to one connecting terminal of the first bridge rectifier, the other inputs of the bridge rectifier through a differentiating circuit connected to the terminals

вторичной обмотки трансформатора напр жени .transformer secondary winding voltage.

На чертеже приведена принципиальна схема устройства включени контактора со стабилизацией рабочего тока катушки.The drawing is a schematic diagram of a contactor switching device with stabilization of the operating current of the coil.

Устройство включени контактора со стабилизацией рабочего тока катушки содержит катущку 1 контактора, включенную последовательно через рабочий тиристор 2 тиристорного широтно-импульсного преобразовател 3, диодный мост 4, ограничивающий резистор 5 на первичную обмотку 6 трансформатора напр жени , котора через замыкающий контакт 7 реле управлени подключена к сети 8. Цепь управлени рабочего тиристора 2 тиристорного широтно-импульсного преобразовател 3 подключена через двухполупериодный выпр митель 9, дифференцирующую цепь. 10 с конденсатором И, резистором 12 и ограничивающими стабилитронами 13 на вторичную обмотку 14 трансформатора напр жени . Вспомогательный тиристор 15 тиристорного широтно-импульсного преобразовател 3 включен через коммутирующий конденсатор 16 параллельно рабочему тиристору 2. Точка соединени вспомогательного тиристора 15 и накопительного конденсатора 16 присоединена через резистор 17 к положительному полюсу диодного моста 4. Параллельно катушке 1 контактора подключены переменный резистор 18 и диод 19. Цепь управлени вспомогательного тиристора 15 подключена параллельно встречно направленному диоду 20 на вторичную обмотку 21 импульсного трансформатора , первична обмотка 22 которого через замыкающийс вспомогательный контакт 23 контактора и стабилитрон 24 подключена на резисторный делитель напр жени , в качестве которого используетс переменный резистор 18.The contactor switching device with stabilization of the operating current of the coil contains a contactor coil 1 connected in series through the working thyristor 2 of the thyristor pulse-width converter 3, a diode bridge 4, the limiting resistor 5 to the primary winding 6 of the voltage transformer, which is connected to the control relay 7 network 8. The control circuit of the working thyristor 2 thyristor pulse-width converter 3 is connected via a full-wave rectifier 9, differentiating the circuit. 10 with capacitor I, resistor 12 and limiting zener diodes 13 to the secondary winding 14 of the voltage transformer. The auxiliary thyristor 15 of the thyristor pulse-width converter 3 is connected via switching capacitor 16 in parallel to the working thyristor 2. The connection point of the auxiliary thyristor 15 and storage capacitor 16 is connected via a resistor 17 to the positive pole of the diode bridge 4. Parallel to the coil 1 of the contactor are a variable resistor 18 and a diode 19 connected The control circuit of the auxiliary thyristor 15 is connected in parallel to the opposite directional diode 20 on the secondary winding 21 of the pulse transformer, The primary winding 22 of which is connected via a closing auxiliary contact 23 of the contactor and the zener diode 24 is connected to a resistor voltage divider, which uses a variable resistor 18.

При срабатывании промежуточного реле его замыкающий контакт 7 включает трансформатор напр жени в сеть 8. Наводитс When the intermediate relay is activated, its closing contact 7 turns on the voltage transformer to the network 8. It guides

0 ЭДС во вторичной обмотке 14 трансформатора напр жени и через дифференциальную цепь 10 формируютс импульсы, которые двухполупериодным выпр мителем 9 преобразуютс в однопол рные импульсы и подают на управл ющий электрод рабочего тиристора 2 тиристорного широтно-импульсного преобразовател 3. Рабочий тиристор 2 открываетс и через катушку 1 по цепи: первична обмотка трансформатора напр жени 6, ограничивающий резистор 5, диодный мост0 EMF in the secondary winding 14 of the voltage transformer and through the differential circuit 10 pulses are formed, which are converted into single-pole pulses by the full-wave rectifier 9 and fed to the control electrode of the working thyristor 2 of the thyristor pulse-width converter 3. The working thyristor 2 opens and through the coil 1 across the circuit: the primary winding of the voltage transformer 6, the limiting resistor 5, the diode bridge

0 4, рабочий тиристор 2 проходит ток, достаточный дл включени контактора. Одновременно через открытый рабочий тиристор 2 и резистор 17 зар жаетс коммутирующий конденсатор 16. Включаетс контактор и замыкает свой вспомогательный замыкающий0 4, the working thyristor 2 passes a current sufficient to turn on the contactor. At the same time, the switching capacitor 16 is charged through the open working thyristor 2 and the resistor 17. The contactor is turned on and closes its auxiliary closing

контакт 23 в цепи первичной обмотки 22 импульсного трансформатора. При достижении напр жени на резисторном делителе 18 пробо стабилитрона 24 со вторичной обмотки 21 импульсного трансформатора подаетс на цепи управлени вспомогательного тиристора 15 отпирающий импульс. За счет тока разр да коммутирующего конденсатора 16, протекающего через вспомогательный тиристор 15 навстречу анодному току рабочего тиристора 2, рабочий тиристор 2 в момент равенства нулю суммарного тока запираетс на промежуток времени до импульса во втором полупериоде. С приходом следующего отпирающего импульса процесс коммутации повтор етс . contact 23 in the primary circuit of the pulse transformer 22. When the voltage across the resistor divider 18 is reached, the breakdown of the Zener diode 24 from the secondary winding 21 of the pulse transformer is supplied to the control circuits of the auxiliary thyristor 15 a trigger pulse. Due to the discharge current of the switching capacitor 16 flowing through the auxiliary thyristor 15 towards the anode current of the working thyristor 2, the working thyristor 2 closes for a time until the pulse in the second half period when the total current is zero. With the arrival of the next trigger pulse, the switching process is repeated.

При колебани х напр жени в сети или по влении пиков перенапр жений при пусках и отключени х мощных асинхронных электродвигателей напр жение на резисторном делителе 18 раньще или позже по времени в каждый полупериод достигает величины пробо стабилитрона 24 и тока через катущку 1 стабилизируетс . За счет этого средн величина тока через катушку 1 в рабочем режиме выбрана минимально возможной дл надежного удержани контактора во включенном состо нии и составл ет 1/20 от тока в период включени контактора, тогда как в схемах без стабилизации тока не снижает ниже 1/12-1/10. Так как Джоулевое тепло пропорционально квадрату тока, поэтому количество тепла выдел емое в катущке со стабилизацией тока в 3-4 раза меньще, чем без стабилизации тока. И даже при колебани х и пиках перенапр жени катущка не перегреваетс .When fluctuations in the network voltage or the occurrence of peaks of overvoltages during start-up and disconnection of high-power asynchronous electric motors, the voltage on the resistor divider 18 sooner or later in each half-period reaches the value of the zener diode 24 and the current through the coil 1 stabilizes. Due to this, the average current through the coil 1 in operating mode is selected as low as possible for reliable holding of the contactor in the on state and is 1/20 of the current during the period of contactor switching on, whereas in circuits without current stabilization it does not decrease below 1 / 12- 1/10 Since Joule heat is proportional to the square of the current, the amount of heat released in the coil with current stabilization is 3-4 times less than without current stabilization. And even with oscillations and overvoltage peaks, the coil does not overheat.

Предлагаемое устройство включени контактора со стабилизацией рабочего тока катущки простое по конструкции, не имеет подвижных элементов, вызывающих отказы, стабилизацией тока в рабочем режиме исключаетс перегрев катущки контактора, что повыщает надежность в работе. Это устройство может быть применено в сет х с больщой амплитудой колебани напр жени , особенно в горной промыщленности во взрывозащищенных электромагнитных пускател х .The proposed device for switching on the contactor with the stabilization of the operating current of the coil is simple in design, has no moving parts that cause failures, and the current stabilizes in the working mode, the overheating of the contactor coil is eliminated, which increases reliability in operation. This device can be applied in networks with a large amplitude of voltage fluctuations, especially in the mining industry in explosion-proof electromagnetic starters.

Claims

Invention Formula

A device for switching on the contactor with stabilization of the operating current of the coil, containing terminals for connecting the contactor coil, one of which is connected to

one of the bridge rectifier outputs, one of the inputs of which is connected via a current limiting resistor to one of the primary terminals of the voltage transformer and to one of the terminals for connecting a power source; the other input of the bridge rectifier is connected to another output of the voltage transformer primary windings and through A control contact is with a different output for connecting a power source, characterized in that, in order to increase the reliability of the contactor's operation, a thyristor irreversible width is introduced into it pulse converter with working and auxiliary thyristors, a differentiating circuit, a pulse transformer, a variable resistor, another bridge rectifier, a zener diode and leads for connecting the closing contact of the contactor, and the working thyristor anode is connected to another terminal for connecting the contactor coil, the cathode is connected to another output of the first the bridge rectifier, and the control electrode is connected to one of the outputs of the other bridge rectifier, the other output of which is connected to the cathode connection point in an auxiliary thyristor and one of the terminals of the secondary winding of a pulse transformer, the other terminal of which is connected to the control electrode of the auxiliary thyristor, one of the terminals of the primary winding of the pulse transformer is connected to

0 a movable terminal of a variable resistor, the terminals of which are connected to the terminals for connecting the contactor coil, another terminal of the primary winding of the pulse transformer is connected via a Zener diode to one of the terminals for connecting the contact of the contactor contact, the other terminal for connecting which is connected to one terminal of the first bridge rectifier, the inputs of the other bridge rectifier are connected through the differentiating circuit to the terminals of the secondary winding of the voltage transformer.

Sources of information taken into account during the examination 1. Ozernoy M.I. Gorna Electrical Engineering. M., Ugletekhizdat, 1957, p. 117-162.

2. Leibov R. M., Ozernoy M. I. Electrification of underground works. M., “Nedra, 1972, p. 143-161.