Устройство для контроля раствора и провала контактов электромагнитного коммутационного аппарата

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля раствора и провала контактов магнитных пускателей, контакторов и других электромагнитных коммутационных аппаратов (ЭМКА). Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. Величины провала и раствора контактов определяются косвенно по характерным точкам полной механической характеристики исследуемого ЭМКА. В устройстве для контроля растворов и провалов контактов электрических аппаратов, содержащем исполнительный элемент, имеющий возможность кинематической связи с подвижной системой исследуемого ЭМКА, блок питания, усилитель постоянного тока, регистрирующий прибор, исполнительный элемент содержит электромагнит постоянного тока со стопом, регулируемый источник постоянного тока, датчик тока и выпрямитель. За счет подмагничивания обмотки электромагнита переменным током удается совместить в нем функции датчика давления и перемещения, а за счет фланца переменного сечения линеаризовать тяговые характеристики, благодаря чему появляется возможность наблюдать реальную тяговую характеристику исследуемого ЭМКА в реальном масштабе времени. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 01 Н 49/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 4468865/24 — 07 (22) 01.08.88 (46) 07.07.90. Бюл. ¹ 25 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина (72) Е, А. Поляков, Я.В. Щербак и М.И. Камышанченко (53) 621.318.56.004.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 966677, кл. G 05 В 23/02, 1982; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАСТВОРА И ПРОВАЛА КОНТАКТОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОММУТАЦИОННОГО

АППАРАТА (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля раствора и провала контактов магнитных пускателей, контакторов и других электромагнитных коммутационных аппаратов (ЭМКА). Цель изобретения — повышение надежности работы устройства. Величины провала и расИзобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля раствора и провала контактов магнитных пускателей, контакторов и других электромагнитных коммутационных аппаратов (ЭМКА), Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — электрическая схема устройства; на фиг. 3- электромагнит постоянного тока с упорным фланцем переменного сечения; на фиг,4- противодействующая характеристика исследуемого ЭМКА; на фиг. 5- стоп электромагнит с упорным флан„„, Ж „„1576924 А1 твара контактов определяются косвенно по характерным точкам полной механической характеристики исследуемого ЭМКА. В устг)ойстве для контроля растворов и провалов контактов электрических аппаратов, содержащем исполнительный элемент, имеющий возможность кинематической связи с подвижной системой исследуемого ЭМКА. блок питания, усилитель постоянаго тока, регистрирующий прибор, исполнительный элемент содержит электромагнит постоянного тока со стопам, регулируемый источник постоянного тока, датчик тока и выпрямитель, За счет падмагничивания обмотки электромагнита переменным током удается совместить в нем функции датчика давления и перемещения, а за счет фланца переменного сечения линеаризовать тяговые характеристики, благодаря чему появляется возможность наблюдать реальную тяговую характеристику исследуемого ЭМКА в реальном масштабе времени, 7 ил. цем переменного сечения, на фиг. 6 — зависимость усилия, развиваемого электромагнитом, от зазора Q = F(S); на фиг, 7— зависимость усилия, развиваемого электромагнитом, от тока в обмотке Q =- Г(!).

Устройство (фиг. 1) включает блок 1 питания, имеющий выводы постоянного напряжения, переменного напряжения и общий вывод, регулируемый источник 2 постоянного тока, датчик 3 тока, усилитель 4 постоянного тока, выпрямитель 5, регистрирующий блок 6, исполнительный элемент 7.

Блок питания (фиг. 2) состоит из трансформатора 8 напряжения, адин конец вторичной обмотки которого соединен с общей

1576924 шиной устройства, а к другому подключен выпрямитель (диод 9 и емкость 10), выход которого является выводом 11 постоянного

:напряжения блока 1 питания. Вывод 12 переменного напряжения блока 1 питания через резистор, соединенный с отводом от вторичной обмотки трансформатора 8 напряжения, соединены с обмоткой исполнительного элемента 7. Регулируемый источник постоянного тока состоит из транзистора 13, коллектор которого подключен к выводу 11 блока 1 питания, .а эмиттер ( через последовательно соединенные датчик. 3 тока, представляющий собой резистор сопротивлением 1-2 Ом,обмотку исполнительного элемента 7 соединен с общей шиной устройства, Цепь управления транзистором состоит из интегратора на усилителе 14, конденсаторе 15 и резисторе

16 и механически связанных между собой контактов 17 и 18, причем контакт 18 подсоединен к выводу 19 для подключения внешнего источника постоянного напряжения. . Усилитель 4 постоянного тока представляет собой суммирующий усилитель 20, инвертирующий вход которого через резистор

21 обратной связи соединен с выходом сумматора. На входы сумматора подключены резисторы 22 — 24, резистор 22 одним концом подключен к инвертирующему входу усилителя 20, а другим соединен.с делителем напряжения на резисторах 25 и 26, включенным между эмиттером транзи .тора

13 и общей шиной. К прямому входу усилителя 20 подключены резисторы 23 и 24, причем другой конец резистора 24 соединен с общей шиной, а резистора 23 — с делителем напряжения на резисторах 27 и 28, включенным параллельно обмотке исполнительного элемента.

Выпрямитель 5 состоит из фильтра на конденсаторе 29 и резисторе 30 и выпрямителя на диоде 31 и конденсаторе 32. Вход фильтра соединен с делителем на резисторах 27 и 28. Исполнительный элемент (фиг. 3) представляет собой электромагнит

33 постоянного тока со стопам, упорный фланец 34 которого выполнен с переменным сечением. Якорь 35 электромагнита 33 посредством штока 36 может кинематически воздействовать на подвижную систему

37 (якорь) исследуемого ЭМКА 38 (например, магнитного пускателя). Зазор S между якорем 37 и сердечником 39 равен сумме раствора контактов Sp и провала контактов

Snp, Измерения величины 40 растворов и провалов контактов осуществляются косвенно по характеристике 41 противодействующих сил (фиг. 4), приведенных к якорю

37 ЭМКА 38. Противодействующая контактная характеристика 41 составлена иэ сил возвратной и контактной пружин, имеет характерные точки 42-45; по которым можно

5 определить величины провалов S np и растворов Яг контактов ЭМКА 38.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда питание

10 не поступает на устройство (фиг. 1), а шток

36 электромагнита 33 упйрается в подвижную систему 37 ЭМКА 38, величина зазора электромагнита 33 устанавливается равной

S> (фиг. 5), что соответствует началу гори15 зонтального участка тяговой характеристики электромагнита 33. Втяжной электромагнит 33 на рабочем участке S i—

S o = S имеет горизонтальную тяговую характеристику, не зависящую от величины

20 зазора (фиг. 6), а электромагнитная сила на этом рабочем участке линейно зависит от тока в обмотке исполнительного элемента 7 (фиг. 7). Индуктивность L на этом же участке

Sq — So = S линейно зависит от величины

25 зазора, так как при неизменной электромагнитной силе производная остается постоянdL ной (— = const ) при перемещении якоря

dS

35.

При подаче переменного напряжения

U (фиг. 2) на первичную обмотку трансформатора 8 напряжения, постоянного напряжения на вывод 19 и замыкании контакта 18 . управления контакт 17 размыкается, на базу транзистора 13 поступает линейно нарастающее напряжение. Поскольку регулируемый источник постоянного тока собран по схеме эмиттерного повторителя, то по мере нарастания напряжения на базе транзистора 13 ток в обмотке элемента 7 нарастает по линейному закону, Одновременно на обмотку элемента 7 через резистор подается переменный ток малой амплитуды (по сравнению с постоян ным током), усилие, которое создает переменный ток, небольшое и им можно принебречь.

Усилие СЬ, создаваемое штоком 36, нарастает по такому же закону, как и ток в обмотке 7, якорь 35 (фиг. 3) остается неподвижным, пока сила на штоке 36 не станет равной Q np 1 (фиг..4). В этот момент якорь

35 начинает двигаться, перемещая подвижную систему 37. Точка 43 на кривой 41 соответствует начальному положению подвижной системы 37. По мере увеличения тока в обмотке элемента 7 якорь 35 перемещает подвижную систему 37 до точки 42 (которая соответствует моменту касания по- .

1576924 движного контакта ЭМКА38 неподвижного, а сила 0 пр г соответствует критической).

Расстояние Sp по горизонтали между точками 43 и 42 равно раствору контактов,,В точке 42 якорь 35 останавливается, т.к.

О р 2 > 0 э и остается неподвижным до тех пор, тока электромагнитная сила, увеличиваясь, не преодолеет начальное усилие контактных пружин ЭМКА 38, сила Q> нарастает до значения Qnp 3, затем якорь 35, преодолевая усилия сжимаемых пружин, выбирает провал контактов, в момент, когда сила Q достигает значения Qnp 4, шток 36 прижимает подвижную систему 37 к сердечнику

39. Провал контактов Snp равен расстоянию между точками 44 и 45 вдоль оси S.

Обеспечение горизонтального (фиг, 6) и прямолинейного (фиг. 7) участков характеристики обеспечивается за счет формы образующей фланца электромагнита 33. По мере продвижения якоря 35 (фиг. 5) вглубь упорного фланца 34 увеличивается боковой нерабочий поток Ф1за счет увеличения сечения фланца, а рабочий поток Cb на участке

So < S S> остается неизменным.Выделение сигнала, пропорционального силе Qnp осуществляется с помощью двух делителей напряжения (резисторы 26, 25 и 27, 28), у которых одинаковые коэффициенты деления. С помощью первого из них выделяется сигнал, кратный полному напряжению на обмотке элемента 7 плюс падение напряжения на резисторе 3, а с помощью второго делителя напряжения— сигнал, кратный напряжению на обмотке элемента 7, Результирующее выходное напряжение сумматора 20, равное разности входных сигналов, соответствует сигналу, пропорциональному силе относительно общего вывода.

При выделении сигнала, пропорционального перемещению якоря 35, используется также делитель из резисторов 27 и 28 и фильтр из конденсатора 29 и резистора 30, которые позволяют выделить из сигнала, кратного полному напряжению на обмотке элемента 7,, его переменную составляющую, пропорциональную зазору S, а с помощью диода 31 и конденсатора 32 обеспечивают выпрямление этого напряжения. Так как зависимости между током и тяговой силой Qз электромагнита 33 и между индуктивностью

50 обмотка указанного электромагнита постоянного тока подключена между выводом переменного напряжения и общим выводом блока питания.

45 обмотки 7 и зазором S линейны, то шкала регистрирующего прибора 6 (например, электронного осциллографа) линейная, Величины Q p и S могут быть отдельно поданы на электронный осциллограф. В этом случае на экране получается непосредственно противодействующая характеристика, по характерным точкам 42-45 которой можно определить раствор и провал контактов

Формула изобретения устройство для контроля раствора и провала контактов электромагнитного коммутационного аппарата(ЭМКА)>содержащее исполнительный элемент, установленный с воэможностью кинематического воздействия на подвижную систему исследуемого

ЭМКА, блок питания, усилитель постоянного тока, блок регистрации, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, в него введены регулируемый источник постоянного тока, да1чик тока и выпрямитель, при этом использован блок питания с выводами постоянного переменного напряжения и общим выводом, а исполнительный элемент выполнен в виде электромагнита постоянного то" ка с подмагничиванием, причем фланец стопа электромагнита выполнен в форме усеченного конуса, вершиной направленного внутрь обмотки электромагнита и имею-. щего центральное отверстие для прохода штока и сопряженный с указанным центральным отверстием паз, предназначенный для введения якоря электромагнита при срабатывании, при этом вывод постоянного напряжения блока питания соединен с входом регулируемого источника постоянного тока, выход которого соединен с первым входом усилителя постоянного тока и с входом датчика тока, выход которого соединен с выводом переменного напряжения блока питания, вторым входом усилителя постоянного тока, входом выпрямителя, выход которого соединен с первым входом блока регистрации, второй вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, а третий вход блока регистрации соединен с общим выводом блока питания, при этом

1576924

1576924

Qnp

О io

Редактор И.Шулла

Заказ 1848 Тираж 461 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Qnpz а» о

8о

%02.6

Составитель Д,Тарасов

Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар