Устройство для управления грузоподъемным электромагнитом

 

Изобретение относится к электротехнике , к электрическим аппаратам, в частности к управлению грузоподъемными электромагнитами средней мощности. Цель изобретения - повышение надежности устройства и производительности электромагнита. Введение в устройство интегратора 14 электромагнитной энергии и выполнение резистора 13 блока разряда электромагнитной энергии из элементов с нелинейным сопротивлением достигается размагничивание электромагнита за счет накопленной в печи энергии, сокращение длительности разряда этой энергии и зависимость величины размагничивающего тока от величины электромагнитной энергии, запасенной в электромагните, при изменении как вида ферромагнитного груза, так и тока электромагнита . 1 з. п. ф-лы, 2 ил. (С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 F 7 !8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4633809/07 (22) 06.01.89

{46) 07.06.91. Бюл. № 21 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро по разработке транспортного электрооборудования (72) Н. К. Рахимов и Г. Г. Хасаншина (53) 621.318.35 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 858122, кл. Н 01 F 7/18, 1979.

Грузоподъемные электромагниты постоянного тока. Инструкция по эксплуатации

ОТД, 464123 РЭФИН. М., Внешторгиздат, 1978, с. 50, рис. 12.

„.SU„„1654885 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ГРУЗОПОДЪЕМНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИ

ТОМ (57) Изобретение относится к электротехнике, к электрическим аппаратам, в частности к управлению грузоподъемными электромагнитами средней мощности. Цель изобретения — повышение надежности устройства и производительности электрома гнита.

Введение в устройство интегратора 14 электромагнитной энергии и выполнение резистора 13 блока разряда электромагнитной энергии из элементов с нелинейным сопротивлением достигается размагничивание электромагнита за счет накопленной в печи энергии, сокращение длительности разряда этой энергии и зависимость величины размагничивающего тока от величины электромагнитной энергии, запасенной в электромагните, при изменении как вида ферромагнитного груза, так и тока электромагнита. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим аппаратам, в частности к управлению грузоподъемным электромагнитом средней мощности.

Цель изобретения — повышение надежности устройства и производительности электромагнита.

На фиг. 1 приведена электрическая схема устройства для управления грузоподъемным электромагнитом; на фиг. 2 — графики напряжений и токов, поясняющие работу устройства и разряда электромагнитной энергии на блок с резисторами с постоянным сопротивлением.

Устройство для управления грузоподъемным электромагнитом содержит управляемый выпрямитель, состоящий из диодов 1 и 2, аноды которых подключены к фазам

А и В питающей трехфазной сети через автоматический выключатель 3, и тиристора

4, анод которого соединен с катодами диодов 1 и 2, а катод через датчик 5 тока, замыкающие главные контакты 6 и 7 контактора 8 намагничивания, клеммы 9 и 10 для подключения обмотки 11 электромагнита, автоматический выключатель 3 — с фазой

С питающей сети.

Блок разряда электромагнитной энергии выполнен в виде последовательной цепи, состоящей из диода 12, соединенного катодом с одной клеммой 9, и нелинейного резистора 13, подключенного другим выводом к другой клемме 10 для подключения обмотки 11 электромагнита. Интегратор 14 энергии электромагнита состои. з накопительного конденсатора 15, соединенного одним выводом с резистором 16, зашунтированным диодом 17, катод которого подключен к клемме 10, а другой вывод конденсатора 15 через размыкающий вспомогательный контакт 18 контактора 8 намагничивания подключен к клемме 9.,Шунтирующий диод 19 своим катодом через датчик

5 тока, контакт 6 контактора 8 соединен с одной клеммой 9, а анодом — с другой клеммой 10 через контакт 7 контактора 8.

Блок управления выполнен в виде командоконтроллера, состоящего из замыкающих контактов 20 и "1 и с сина 22, объединенных рукояткой упр ления. Однофазный трехобмоточный трансформатор 23 с вторичными обмотками 24 и 25, первичной обмоткой 26 соединен с фаз ми А и В трехфазной питающей сети через автоматический выключатель 3 и контакт 20 командоконтроллера. Источник 27 постоянного стабилизированного напряжения своим входом подключен к обмотке 24 трансформатора

23, а источник 28 задающего напряжения— к обмотке 25 через сельсин 22. Источник

29 пилообразного напряжения представляет последовательную цепь, состоящую из низкоомного резистора 30, соединенного с анодом тиристора 4, высокоомного резистора 31, зашунтированного диодом 32, анод которого соединен с одним из выводов конденсатора 33, являющегося выходом источника

29 пилообразного напряжения, а другой вывод конденсатора 33 подключен к катоду тиристора 4.

Бесконтактное полупроводниковое реле

34 своим выходом подключено к управляющему электроду тиристора 4 через защитный диод 35, а входом — к выходам источников 28 и 29 задающего и пилообраз10 ного напряжений и датчика 5 тока. Цепи питания бесконтактного полупроводникового реле 34 подключены к выходу источника 27 постоянного стабилизированного напряжения. Катушка контактора 8 намагничивания зашунтирована диодом 36 и запитана от источника 27 стабилизированного напряжения через контакт 21 командоконтроллера.

Устройство работает следующим образом.

При включении автоматического выключателя 3 (фиг. 1) напряжение трехфазной

20 питающей сети подается на диоды 1 и 2, анод тиристора 4, контакт 7 контактора 8 и контакт 20 командоконтроллера. При включении командоконтроллера его контакты 20 и 21 замыкаются, на первичную обмотку

26 трансформатора 23 подается линейное

25 напряжение питающей сети. Источники 27 и 28 питания преобразуют напряжение переменного тока обмоток 24 и 25, трансформатора 23 соответственно в постоянное стабилизированное и регулируемое напряжение. Бесконтактное полупроводниковое реле 24 получает питание, а на его вход подается задающее напряжение от источника 28, которое определяет угол открытия тнрнстора 4, а следовательно, и величину тока в обмотке 11 электромагнита и устанавливается поворотом ротора сельсина 22 относительно его статора рукояткой коман доконтроллера. Включается контактор 8 намагничивания, и его главные замыкающие контакты 6 и 7 подключают обмотку 11 электромагнита через датчик 5 тока к катоду

40 тиристора 4 и к фазе С питающей трехфазной сети, а его вспомогательный размыкающий контакт 18 отключает интегратор

14 электромагнитной энергии от обмотки

11 электромагнита. Через резисторы 30 и 31 начинается заряд конденсатора 33 источника 29 пилообразного напряжения.

Линейно возрастающее напряжение с конденсатора 33 поступает на вход реле 34, где суммируется с задающим напряжением источника 28. По достижении этим суммарным напряжением значения срабатывания реле 34 последнее включается и выдает на тиристор 4 управляющее напряжение. В момент времени T l тиристор 4 открывается, на обмотку 11 электромагнита подается питающее напряжение (фиг. 2 а), и в ней устанавливается намагничивающий ток (фиг. 2 в). При этом электромагнит осуществляет захват груза из ферромагнитных материалов. Конденсатор 33 через

1654885

Формула изобретения

55 диод 32, низкоомный резистор 30, открытый тиристор 4 быстро разряжается, реле 34 отключается, снимая управляющее напряжение с тиристора 4. Последний закрывается обратным напряжением фазы С питающей сети. Ток обмотки 11 электромагнита, поддерживаемый ЭДС самоиндукции, замыкается через шунтирующий диод 19 и датчик 5 тока.

При очередной положительной полуволне напряжения на тиристоре 4 описанный процесс повторяется. Напряжение отрицательной обратной связи, подаваемое с датчика 5 тока на вход реле 34, суммируется с задающим и пилообразным напряжениями и обеспечивает поддержание величины тока в обмотке 11 электромагнита на заданном уровне. При отключении командоконтроллера в момент времени Т2 его контакты 20 и 21 размыкаются, отключая трансформатор 23, контактор 8, источники

27 и 28 и реле 34. Контакты 6 и 7 контактора 8 отключают обмотку 11 электромагнита, а контакт 18 подключает к ней интегратор 14 электромагнитной энергии.

Энергия, запасенная в электромагните, создает на выводах обмотки 11 напряжение самоиндукции обратной полярности (фиг. 2 а), определяемое величиной тока в ней (фиг. 2 в) и сопротивлением нелинейного резистора 13, форма которого близка к прямоугольной.

Ток в обмотке 11 электромагнита (разрядный ток) снижается до нуля линейно (фиг. 2 в). С уменьшением тока в обмотке 11 электромагнита уменьшается его подьемная сила, и основная часть груза отпадает. Конденсатор 15 через резистор 16 заряжается с большой постоянной времени до напряжения (фиг. 2 с), пропорционального длительности разряда электромагнитной энергии Т вЂ” Т, т. е. интегралу от величины разрядного напряжения (фиг. 2 а).

Таким образом энергия, накопленная в электрическом поле конденсатора 15 интегратора 14, оказывается пропорциональной энергии, запасенной в электромагните, которая определяет остаточную индукцию и коэрцитивную силу электромагнита.

К концу процесса разряда электромагнитной энергии конденсатор 15 интегратора

14 через диод 17 начинает разряжаться (фиг. 2 с) на обмотку 11 электромагнита, создавая в ней обратный размагничивающий ток (фиг. 2 в), обеспечивающий необходимую коэРцитивную силу для размагничивания эле . ромагнита. Электромагнит полностью р-,магничивается, остаток притянутого к нему груза отпадает, и его можно включить снова.

При .изменении электромагнитной энергии элек,ромагнита, например при переходе с ферромагнитного скрала на монолитный груз, при неизменном токе в обмотке 11 электромаг; ита увеличиваются его остаточ5

45 ная индукция, коэрцитивная сила и возрастает энергия, накопленная в электромагните, которая проявляет себя в возрастании длительности разрядного импульса. Конденсатор 15 интегратора 14 заряжается до большего напряжения, пропорционального большей электромагнитной энергии, при разряде которого создается больший размагничивающий ток, который размагничивает электромагнит большей коэрцитивной силы (на фиг. 2 а, в, с, пунктирные линии). Длительность (фиг. 2 а) разряда электромагнитной энергии Т вЂ” Тз на блок разряда с нелинейным сопротивлением в несколько раз меньше длительности Т вЂ” Т разряда этой же энергии на блок разряда с линейным сопротивлением при прочих равных условиях (фиг. 2 д) . Сокращение длительности разряда электромагнитной энергии объясняется нелинейной зависимостью сопротивления резистора 13 от тока, которое с уменьшением тока разряда возрастает, а постоянная времени разрядного контура уменьшается.

Лиод 36 защищает катушку 8 контактора намагничивания от перенапряжений при его отключении.

Экспериментальные исследования предлагаемого устройства для управления грузоподъемным электромагнитом показали, что по сравнению с прототипом оно работает надежнее, проще в обслуживании и обеспечивает более точное и форсированное размагничивание электромагнита в широком диапазоне изменений как вида груза, так и тока в обмотке электромагнита, и позволяет за счет этого повысить его производительность. Например, на погрузочноразгрузочных работах скрапа и мелкой стружки производительность грузоподъемного электромагнита типа М 43 повысилась на

15О. Исключение их схемы контактора размагничивания, двух реле времени, блока их питания, балластных резисторов, а также применение в блоке разряда резисторов с нелинейным сопротивлением и интегратора электромагнитной энергии позволили повысить надежность устройства и электромагнита, улучшить массогабаритные показатели устройства и снизить мощность, потребляемую из сети, на 2,0 — 3,0 кВт.

1. Устройство для управления грузоподьемным электромагнитом, содержащее выводы для подключения обмотки электромагнита, выводы для подключения тр лфазной питающей сети, управляемый выпрямитель, включающий в себя два диода, анод каждого из которых соединен с одним из выводов для подключения питающей сети, и тиристор, анод которого соединен с катодами указанных диодов, контактор намагничивания с двумя замыкающими контактами, 1654885

i,V зд Фир, 2

Составитель А. Каретников

Редактор А. Шандор Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 1955 Тираж 362 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москв а, Ж вЂ” 35, Рау шская на б., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 датчик тока, блок разряда электромагнитной энергии, включающий в себя диод и резистор, шунтирующий диод, блок управления, выполненный в виде командоконтроллера, состоящего из двух замыкающих контактов и сельсина, однофазный трехоб ; моточный трансформатор, источники постоян ного стабилизированного и задающего напряжений, бесконтактное полупроводниковое реле и источник пилообразного напряжения, причем катод тиристора через датчик тока и один из замыкающйх контактов контактора намагничивания соединен с одним из выводов для подключения обмотки электромагнита, другой вывод для подключения которой через другой замыкающий контакт контактора намагничивания соединен с третьим выводом для подключения питающей сети, блок разряда электромагнитной энергии включен параллельно выводам для подключения обмотки электромагнита, бесконтактное полупроводниковое реле запитано от источника стабилизированного напряжения, выход его подключен к управляющему электроду тиристора, а входы соединены с выходами датчика тока и источников пилообразного и задающего напряжений, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и производительности электромагнита, в него введен интегратор электромагнитной энергии, контактор намагничивания снабжен размыкающим контактом, резистор блока разряда электромаг1О нитной энергии выполнен из элементов с нелинейным сопротивлением, приЧем интегратор электромагнитной энергии через размыкающий контакт контактора размагничивания подключен параллельно выводам для подключения электромагнита.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что интегратор магнитной энергии выполнен в виде последовательно соединенных конденсатора и резистора; зашунтированного диодом,.причем катод диода соединен

20 с другим выводом для подключения обмотки электромагнита.