Электромагнит с форсировкой

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТ С ФОРСЙРОВКОЙ, содержащий обмотку, тиристор, два конденсатора, три резистора, три диода и вьшоды для подключения источника питания, причем первый диод подключен параллельно обмотке электромагнита , анод первого диода соединен с одним из выводов для подключе- . ния источника питания, другой вьшод J8 для подключения которого соединен с анодом тиристора, первый резистор и первый конденсатор, зашунтироваиньгй вторым резистором, соединены последовательно и включены между анодом тиристора и анодом второго диода, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора и катодом третьего диода, второй конденсатор и третий резистор соединены последовательно и включены параллельно тиристору, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности путем увеличения коэффициента форсировки и повышения надежности работы электромагнита, в него введен четвертый диод, причем анод четвертого диода соединён с катодом тиристора, катод четвёртого тиристора соединен с катодом первого диода, анод которого соединен с анодом третьего диода 4ib 5 сл О) 1& Л А2 16 13 П

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(51 Н 01 F 7 18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 6 ::;":

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

18 (21) 3656517/24-07 (22) 27.10,83 (46) 23.02.85. Бюл. ¹ 7 (72) З.M. .Гусельников, A.А. Соколов,.

Н.А. Бауков и К.В. Грапенин (71) Фрунзенский политехнический институт (53) 621 ° 31 8.3-5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹- 845183, кл. Н 01 F 7/18, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР № 926730, кл. Н Ol F 7/18, 1980, (54) (57) ЭЛЕКТРОМАГНИТ С ФОРСИРОВКОИ, содержащий обмотку, тиристор, два

I конденсатора, три резистора, три диода и выводы для подключения источника питания, причем первый диод подключен параллельно обмотке электромагнита, анод первого диода соединен с одним иэ выводов для подключения источника питания, другой вывод

„„SU„„1141456 A для подключения которого соединен с анодом тиристора, первый резистор и первый конденсатор, зашунтирован" ный вторым резистором, соединены последовательно и включены между анодом тиристора и анодом второго диода, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора и катодом третьего диода, второй конденсатор и третий резистор соединены последовательно и включены параллель.но тиристору, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности путем увеличения коэффициента форсировки и повышения надежности работы электромагнита, ч» в него введен четвертый диод, причем анод четвертого диода соединен с катодом тиристора, катод четвертого тиристора соединен с катодом первого диода, анод которого соединен с ано

l дом третьего диода.

1456

lO .áîëüøèõ коэффициентов форсировки тока электромагнита, и, следователь=

Известно также устройство для управления электромагнитом, содержащее обмотку электромагнита, параллельно которой включен первый диод, анод которого подключен к одному зажиму источника питания, к другому зажиму которого подключен анод тиристора, управляющий электрод которого подключен к катоду второго диода, анод которого подключен к пер— вому конденсатору, подключенному к первому резистору, подключенному к аноду тиристора, второй резистор, подключенный параллельно первому конденсатору, второй конденсатор, третий резистор и третий диод 32).

Недостатками известного устройства являются большая мощность, потребляемая электромагнитом, и низкая надежность работы всего устройст- 55 ва.

В установившемся режиме работы известного устройства мощность, 1 ll4

Изобретение относится к электро аппаратостроению и может быть использовано для форсированного включения исполнительных электромагнитных устройств систем автоматики, в частности в приводе тормозных систем двигателей со встроенными электромагнитными тормозами.

Известно устройство для управления электромагнитом, обмотка которого подключена к источнику переменного тока через выпрямитель, содержащее включенные параллельно один другому резистор и токоограничивающий конденсатор, шунтированные ключевым полупроводниковым элементом,в

I цепь управления которого включены диод, резистор и конденсатор, шунтированный другим резистором $1 J

Недостатками данного устройства являются большие габариты и масса токоограничивающего конденсатора, приводящие к увеличению габаритов и массы всего устройства, Это вызвано тем, что в установившемся режиме работы данного устройства амплитудное значение напряжения на ука.занном конденсаторе равно амплитудному значению напряжения источника питания, Вследствие этого номинальное напряжение, а следовательно, и пропорциональные ему масса и габариты токоограничивающего конденсатора в данном устройстве оказываются большими. потребляемая электромагнитом, зави-. сит от коэффициента форсировки, который определяется углом управления тиристора. Последний в свою очередь определяется соотношением между сопротивлением третьего резистора и емкостью второго конденсатора. Для уменьшения потребляемой электромагнитом мощности, т.е. для получения но, для увеличения угла управления тиристором необходимо значительно повышать постояннную времени цепи третьего резистора и второго конденсатора, увеличивая сопротивление третьего резистора и (или } емкость второго конденсатора, что приводит к уменьшению напряжения на втором конденсаторе. Поскольку в установившемся режиме работы этого устройства ток в управляющем электроде тиристора, появляющийся одновременно с началом заряда второго конденсатора, определяется напряжением последнего, то при необходимости обеспечения больших углов управления тиристором, напряжение на втором конденсаторе, а следовательно, и ток в управляющем электроде тиристора оказываются недостаточными для надежного открывания тиристора, что обуславливает низкую надежность работы всего устройства. При необходимости получения большего снижениц мощности, потребляемой электромагнитом, т,е. при попытке дальнейшего увеличения коэффициента форсировки

-! и„ соответственно, увеличения угла управления тиристором (например, до значений, близких к 180 открыть тиристор вообще не удается.

Цель изобретения — уменьшение потребляемой электромагнитом мощности путем увеличения коэффициента форсировки и повышение надежности его работы, Указанная цель достигается тем, что в электромагнит с форсировкой, содержащий обмотку, тиристор, два конденсатора, три резистора, три диода.и выводы для подключения источника питания, причем первый диод подключен параллельно обмотке электромагнита, анод первого диода соединен с одним из выводов для подключения источника питания, другой вывод для подключения которого соедин нен с анодом тиристора, первый ре3 1141456 зистор и первый конденсатор, зашунтированный вторым резистором, соединены последовательно и включены между анодом тиристора и анодом второго диода, катод которого соединен с уп-. равляющим электродом тиристора и катодом третьего диода, второй конденсатор и третий резистор соединены последовательно и включены параллельно тиристору, введен четвертый диод, причем анод четвертого Диода соединен с катодом тиристора, катод четвертого тиристора соединен с катодом первого диода, анод которого соединен с анодом третьего диода., !5

В предлагаемом электромагните в установившемся режиме работы третий диод, катод которого подключен к катоду второго диода и, следовательно,,к управляющему электроду тиристора, 20 отделяет управляющий электрод тиристора от цепи заряда второго конденсатора. Четвертый же диод отделяет цепь заряда последнего от первого диода и обмотки электромагнита, не позволяя им шунтировать управляющий электрод тиристора при разряде второго конденсатора. При этом управляющий переход тиристора оказывается соединенным последовательно с вторым 30 диодом и через источник питания— с третьим резистором и вторым конденсатором. Таким образом, в установившемся режиме работы электромагнита в положительный полупериод напряжения источника питания ток в управляющем электроде тиристора обусловлен током разряда второго конденсатора и появляется, открывая тиристор, не одновременно с началом заряда второго конденсаФЬра, как это

-40 происходит в известном устройстве, а лишь после того, как второй конденсатор заряжается до напряжения источника питания и начинается его разряд. Это обеспечивает получение

45 брльших углов управления тиристо-. ром, а следовательно, и потребление меньшей мощности за счет большего коэффициента форсировки электромагнита по сравнению с известным уст, 50. ройс тв ом . емкость второго конденсатора по сравнению с известным устройством.

Вследствие этого напряжение на втором конденсаторе и определяемый им ток разряда, открывающий тиристор, оказываются заведомо большими, чем в известном устройстве. Это приводит к повышению надежности открывания тиристора, а с педовательно, и к повьппению надежности работы всего электромагнита в целом.С другой сто.роны это также обуславливает возмож- . ность повышения быстродействия срабатывания. электромагнита за счет повышения коэффициента форсировки дб значений, соответствующих большим углам управления тиристора (например, близких к 180 ), которые вообще не удается реализовать в известном устройстве.

На чертеже изображена принцили-, альная схема электромагнита с форсировкой.

Для получения одного и того же угла управления тиристором и коэффициента форсировки в предлагаемом 55 электромагните требуются в силу сказанного вьппе заведомо меньшие сопротивление третьего резистора и (или) Электромагнит с форсировкой включает в себя обмотку 1 электромагнита, параллельно которой подключен первый диод 2. Один из зажимов 3 обмдтки 1, соединенный с первым диодом 2, подключен к зажиму 4 источника питания переменного тока через включенные согласно и последовательно четвертый диод 5 и тиристор 6. Управляющий электрод 7 тиристора 6 соединен с зажимом 4 источника переменного тока через последовательно включенные второй диод 8, первый конденсатор 9, зашунтированный вторым резистором 10, и первый резистор 11. Катод 12 третьего диода 13 подключен к катоду !4 диода 8, а анод 15 диода 13 соединен с анодом 16 диода 2 и с зажимом 17 источника переменного тока.

Параллельно тиристору б включены соединенные последовательно третий резистор 18 и второй конденсатор 19.

Электромагнит с форсировкой работает следунпцим образом.

После подключения источника питания переменного тока тиристор 6 в течение времени заряда первого кон; . денсатора 9 пропускает положительные. полуволны напряжения источника питания на обмотку 1 электромагнита при небольших углах управления. При этом на обмотке 1 электромагнита протекает большой ток форсировки, под действием которого происходит быстрое срабатывание электромагнита.

1141456

Составитель А. Каретников

Техред Л.Коцюбняк Корректор О.Тигор

Редактор Е. Папп

Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 504/39

Филиал . ППП "Патент", г, Ужго1 од, ул. Проектная, 4

После того, как первыи конденсатор 9 заряжается до амплитудного напряжения истоника питания и ток в ветви управления, образованной последовательно включенными вторым диодом, первым конденсатором 9 и первым резистором 11 перестает протекать, тиристор 6 продолжает управляться с помощью второго конденсатора 19, третьего резистора 18, третьего диода 13 10 и четвертого диода 5. В положительный полупериод напряжения источника питания второй конденсатор 19 начинает заряжаться. Ток заряда замыкается через третий резистор 18, чет- !5 вертый диод 5, обмотку 1 электромагнита и источник питания, причем в силу активно-емкостного характера этой цепи напряжение на втором конденсаторе 19 отстает по фазе от напряже- 20 ния источника питания.

В процессе заряда второго конденсатора 19 диод 13 заперт, ток в управляющем электроде 7 отсутствует и тиристор 6 остается закрытым. После 25 того, как напряжение на втором конденсаторе 19 достигает своего максимального значения и становится равным напряжению источника питания, во второй половине положительного ЗО полупериода конденсатор начинает разряжаться через третий резистор 18, источник питания, третий диод 13 и управляющий электрод 7. Ток разряда второго конденсатора 19 протекает по управляющему электроду 7 и открывает тиристор 6.

Таким образом, в установившемся режиме работы электромагнита тиристор 6 пропускает меньшую часть положительной полуволны напряжения источника питания на обмотку 1 электромагнита, работая при больших углах управления. При этом средние значения напряжения на обмотку 1 и тока в 45 последней ограничиваются до значений, достаточных для удержания якоря электромагнита. Четвертый диод 5 препятствует шунтированию управляющего электрода 7 и первым диодом 2 и обмоткой 1 электромагнита при раз ряде второго конденсатора 19. Третий диод 13 замыкает цепь разряда второго конденсатора, а также служит для защиты управляющего перехода тиристора 6.

После отключения устройства от источника питания первый конденсатор 9 разряжается на второй резистор 10 подготавливая устройство для следующего включения.

В предлагаемом электромагните, так же, как и в известном устройстве, угол управления тиристором 6 в установившемся режиме работы зависит от постоянной времени цепи второго конденсатора и третьего резистора. Однако благодаря тому, что управляющий переход тиристора соединен последовательно с третьим диодом и через источник питания с третьим резистором и вторым конденсатором, ток в управляющем электроде тиристора, открывающий последний, появляется уже не одновременно с началом заряда второго конденсатора, как в известном устройстве, а лишь после того, как второй конденсатор зарядится до напряжения источника питания и начнется его разряд. Это обеспечивает получение больших углов управления тиристором, а следовательно, и уменьшение потребляемой электромагнитом мощности за счет увеличения коэффициента форсировки.

Кроме того, это позволяет использовать меньшие сопротивления третьего резистора и (или ) емкость второго конденсатора, обеспечивая тем самым напряжение на втором конденсаторе и ток его разряда достаточными для надежного открытия при больших углах управления последним, а следовательно, и более высокую надежность работы электромагнита в целом.