Устройство для форсированного включения электромагнита

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРСИРОВАННОГО ВЮгаЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА, содержащее токоограничительный резистор , соединенный последовательно с выводами для подключения обмотки электромагнита, и шунтирующий его конденсатор, отличающеес я тем, что, с целью обеспечения устойчивого срабатывания при уменьшении емкости и габаритов конденсатора , в него введен диод, соединенный последовательно с конденсатором.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИК (19) (и) А

3а Н 01 F 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по ДелАм изобРе Гений и ОТКРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHO5hY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3523197/24-07 (22) 23. 12.82 (46) 30.04.84. Бюл, 1(16 (72) В.С.Гринберг, В.В.Костяев и Э.И.Собко (71) Томский инженерно-строительный институт (53) 621.3.064:621.318.5(088.8) (56) 1. "Вест. Харьковского политехн. ин-та. Вопросы контактной аппаратуры автоматики", вып. 1. Харьков, 1966, У 8 (56), с. 70, рис, 1-а.

2. Там же, с. 70, рис. 1-б. (54) (57) УСТРОЙСТВО gJIR ФОРСИРОВАННОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТА, содержащее токоограничительный резистор, соединенный последовательно с выводами для подключения обмотки электромагнита, и аунтирующий его конденсатор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения устойчивого срабатывания при уменьшении емкости и габаритов конденсатора, в него введен диод, соединен-, ный последовательно с конденсатором.

1089633

Изобретение относится к электротехнике и может быть использована для формированного включения электромагнитных устройств систем автоматики. 5

Известно устройство для форсированного включения электромагнита, содержащее токоограничивающий резистор, соединенный последовательно с обмоткой, и шунтирующий ега ключевой элемент (1) .

Недостатком данного устройства явпяется низкая надежность, обусловленная использованием механического контакта. ll5

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для форсированного включения электромагнита, содержащее токоограничивающий резистор, соединенный последовательно с обмоткой, и шунтирующий его конден- сатор (2j ..

В зависимости от величин емкости конденсатора характер переходного процесса при включении здесь может быть либо колебательным (при сравнительно малых емкости и габаритах конденсатора), либо апериодичесхим (при сравнительно больших емкостях и габаритах конденсатора). При ко- ЗО лебательном характере переходного процесса возникает опасность отрыва притянутого якоря в е промежутки времени, когда мгновенные значения тока становятся меньше нижнего предела, обеспечивающего удержание якоря, т.е. колебательный характер переходного .процесса, соответствующий сравнительно малым емкости и габаритам конденсатора, в общем случае не обеспечивает устойчивого срабатывания электромагнита. Устойчивое срабатывание элек громагнита в известном устройстве обеспечивается выбором конденсатора сравнительно больших габаритов и емкости, соответствующих критическому апериадйческому режиму переходного процесса.

Следовательно, недостаток известного устройства состоит в том, что оно не обеспечивает устойчивого срабатывания электромагнита при уменьшении емкости и габаритов конденсатора относительно емкости и габаритов, соответствующих критическому

5!> апериодическаму режиму.

Цель изобретения — обеспечение устойчивого срабатывания электромагнита при уменьшении емкости и габаритов конденсатора.

Поставленная цель достигается тем„ что в устройстве для форсированного включения электромагнита, содержащее токоограничительный резистор, соединенный последовательно с выводами для подключения обмотки электромагнита, и шунтирующий его конденсатор, введен диод, соединенный последовательно с конденсатором.

В этом случае характер переходного процесса остается апериод пажеским и при уменьшении емкости и габаритов конденсатора относительно емкости и габаритов, соответствующих

I критическому апериодическому ðåжиму„ что и требуется для обеспечения устойчивого срабатывания электромагнита.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для форсированного включения электромагнита содержит обмотку 1 электромагнита, начало 2 которой подключено к отрицательному зажиму 3 сети постоянного тока, а конец 4 через токоограничивающий резистор 5 — к положительному зажиму 6 сети. Диод 7 подключен своим катодом 8 к концу 4 обмотки, соединенному с резистором 5, а анодом 9 через шунтирующий конденсатор 10 к положительному зажиму 6 сети, соединенному с резистором 5. Параллельно диоду 7 подключен высокаомный разрядный резистор 11.

При уменьшении емкости и габаритов конденсатора относительно емкости и габаритов, соответствующих критическому апериодическому режиму, устройство работает следующим абра. эом.

При подаче постоянного напряжения на зажимы 3 и 6 устройс ва через конденсатор 10 и диод 7 протекает ток заряда конденсатора 10, а через обмотку i — ток форсировки, достигающий максимального значения, под действием которого происходит быстрое срабатывание электромагнита.

После достижения током электромагнита максимального значения ток заряда конденсатора 10 быстра уменьшается до нуля, а диод 7 закрываетсн. С момента закрытия диода 7 ток электромагнита монотонно умень1089633

20 шается до установившегося значения.

Таким образом, переходный процесс при включении здесь имеет апериодический характер, что обеспечивает устойчивость срабатывания электромагнита.

После отключения напряжения сети конденсатор 10 разряжается через токоограничивающий резистор 5 и высокоомный разрядный резистор 11, обеспечивая тем самым подготовку устройства для следующего включения.

Возможны и другие варианты устройства, не выходящие за рамки предлагаемого изобретения. Так, вместо высокоомного разрядного резистора могут быть использованы размыкающие контакты геркона, расположенного в магнитном поле рассеивания электромагнита.

Использование изобретения позволяет обеспечить устойчивое срабатывание электромагнита при значительном уменьшении емкости и габаритов конденсатора по сравнению с известным устройством.

Известно, что габариты конденсаторов приблизительно пропорциональны; величинам их емкости и квадратам их номинальных напряжений. Номинальное же напряжение конденсатора подбирается по величине максимального напряжения в нем.

Можно показать, что при критическом апериодическом режиме переходного процесса соотношения для емкости и максимального напряжения на конденсаторе имеют вид ч,„К-1

Скр К) гдеК*(1т -« — коэффициеит фдрсироики по напряжению.

V — величина напряжения сети

L u g — индуктивность и сопротивление обмотки элект. ромагнита соответствен" но

Rg — сопротивление токоограничивающего резистора.

Оптимальную величину емкости ( при которой время срабатывания

l5

5I

5 электромагнита получается минималь. ным, рассчитывают по известной формуле

0Пт Й Rg г

Можно показать, что при емкости равной Со,ф величина максимального напряжения на конденсаторе имеет (э1,л 0

Сост" К » Е Р где ф. — основание натуральных логарифмов.

Сопоставляя приведенные соотношения для Ckp и Cortt нетрудно убедиться, что С„„ C . Следовательно, предлагаемое устройство можно использовать для обеспечения устойчивости срабатывания электромагии-ià при емкости конденсатора равHOH С0тте.

Тогда формула с„„ — =(-1 (1ф 1Со ц 1 (2<-() 1 может характеризовать соотношение емкостей конденсаторов, обеспечивающих устойчивое срабатывание в известном и предлагаемом устройствах.

Так как габариты конденсаторов приблизительно пропорциональны величинам их емкости и квадратам их номинальных напряжений, то формула С рр C„p j Co 1 = . флот "солт (ha Е -Гк.тт1 может характеризовать соотнвшение габаритов конденсаторов, обеспечивающих надежное срабатывание в известном и предлагаемом устройствах, Рассчитанные по приведенным формулам значения этих соотношений ее при различных К даны в таблице.

Как видно из таблицы, что при

К= 2 ,2

С р С о - с ко

С ф ф

Сспм

Он1 сahl

Т.е. при К = 2 использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить устойчивое срабатывание электромагнита при уменьшении емкости и габаритов конденсатора приблизительно в 5 раз по сравнению с известным устройством. Как видно иэ таблицы, при более высоких К эффективность использования предлагаемого устройства возрастает.

5,83

9,9

21,9 38 78

5,34

48,5

Редактор М.Рачкулинец

Заказ 2942/48 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35„ Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

) 1089633 Ь

ГТ 1

3 6 10 20 30

8,05 14, 1 20,9 35, 1

Составитель A.Kàðåòíèêîâ

Техред Т.Иаточка Корректор А.Зимокосов