Устройство для подключения нагрузки к трехфазному источнику питания

 

Использование: в схемах подключения электрической нагрузки к трехфазным источникам питания. Сущность изобретения: в устройство, содержащее электромагнитный контактор с двухобмоточным электромагнитом , три диода 14-16, два замыкающих контакта 19 и 20 органа управления включением и размыкающей контакт 22 органа управления выключением, введен токоограничивающий резистор 23, второй вывод третьего диода 16 соединен с вторым выводом размыкающего контакта 22 органа управления выключателем, второй вывод второй обмотки 13 через второй замыкающий контакт 20 органа управления включением соединен с вторым входным 5, а через токоограничивающий резистор 23 - с первым 7 или вторым 8 выходными выводами, что позволяет упростить устройство, уменьшить потребляемую мощность и стоимость 3 з.п ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)$ Н 01 F 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ М

Ql

О

О

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4893061/07 (22) 21.12.90 (46) 23.08.92. Бюл, N 31 (71) Чувашский государственный универси. тет им. И;Н.Ульянова (72) Г.П.Свинцов (56) Авторское свидетельство СССР

N . 1653010, кл. Н 01 F 7/18, 1991.

Авторское свидетельство СССР

N. 1472957, кл. Н 01 F 7/18, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ

НАГРУЗКИ К ТРЕХФАЗНОМУ ИСТОЧНИКУ

ПИТАНИЯ (57) Использование: s схемах подключения электрической нагрузки к трехфазным источникам питания. Сущность изобретения: в устройство, содержащее электромагнит-,, SU„„1756951 А1

2 ный контактор с двухобмоточным электромагнитом, три диода 14-16, два замыкающих контакта 19 и 20 органа управления включением и размыкаЮЩий контакт 22 органа управления выключением, введен токоограничивающий резистор 23, второй вывод третьего диода 16 соедйнен с вторым выводом раэмыкающего койгакта 22 органа управления выключателем, второй вывод второй обмотки 13 через второй замыкающий контакт 20 органа управления включением соединен. с вторым входным 5, а через токоограничивающий.резистор 23 — с первым 7 или вторым 8 выходными выводами, что позволяет упростить устройство, уменьшить потребляемую мощность и стоимость, 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1756951 обмоток, первый замыкающий контакт кон5 тактора включен между первыми входными и выходными выводами, между вторыми лями и токоограничивающим элементом, используемый в качестве привода контактовходным и выходным выводами включен элемент, обеспечивающий протекание тока

10 щих, механически связанных между собой второй обмотки — с вторым входным выводом. Первый вывод размыкающего контакта

15 контакта, выводы для подключения трехфазного источника напряжения и нагрузки, управления выключением соединен с третьим входным выводом, а второй вывод этого контакта соединен через параллельно вклюмежду которыми включены главные замыкающие контакты контактора. ченные вспомогательный контакт и второй

20 контакт органа управления включением с вторым выводом третьего диода.

Недостатком этого устройства является моткам, к .одноименным концам то, что в нем также для управления используется вспомОгательный контакт контакто25 ра, что усложняет устройство, увеличивая другим электродом к выводу для подключе- его стоимость и снижая функциональные ния трехфазного источника йапряжения че- возможности контактора. Этот вспомогарез размыкающий контакт управленйя, прй этом четйре одноименных электрода диотельный контакт. контактора мог бы быть использован в схемах автоматики сигнали30 зации и для других целей. Выполнение в дов соединены размыкающим контактом контакторэ. Два замыкающих к6йтакта уп- этом устройстве лишь первой обмотки элекравления одними выводами подсоединены тромагнита из провода большего сечения с малым числом витков (пусковой) обеспечивает меньшую степень форсировки при включении, чем если бы абе обмотки были

Токоограничивающий элемент включен выполнены таковыми, Это в свою очередь требует, как известно, для преодоления промежду замыкающим контактом контактора со стороны нагрузки и обмоткой электро- тиводействующих усилий приводного элекмагнита. трама гнита бол ьш их размеров. Это также

Недостатком устройства является ис- 40 пользование размыкающего контакта конувеличивает его стоимость и устройства в целом. Для обеспечения требуемой степени форсировки вторая обмотка должна выпол-. тактора и четырех диодов, что усложняет его няться из провода большего диаметра, что увелйчивает стоимость и потребляемую.

45 электромагнитом мощность, Цель изобретения — упрощение, уменьности к предлагаемому устройству является приводной двухобмоточн ый электромагнит шение потребляемой мощности и стоимокон;актара, содержащий по крайней мере сти устройства первый замыкающий контакт, три диода, два замыкающих контакта органа управле- 50 ния включением, размыкающий контакт органа управления выключением, замыкающий вспомогательный контакт конматочным электромагнитом и первым. тактора, три входных вывода для падкл@че- амыкающиь кан1 актам, три диода, два зания трехфазнога истрчника питания, 55 мыкающих контакта органа управления первый и второй выходные выводы для пад- включением, размыкающий контакт органа ключения соответственно первого и второго управления цыключением, три входных вывыводов нагрузки. Первый вывод первой об- вода для подключения трехфазного источматки электромагнита соединен с первыми ника питания и первый и второй выходные выводами второй обмотки и первого, второ- выводы для подключения соответственно

Изобретение относится к электротехниke и может быть использовано для подключения электрической нагрузки к трехфаэному источнику питания.

Известен двухобмоточный электромагнит со встроенными четырьмя выпрямитера переменного тока и содержащего также по крайней мере два главных замыкающих контакта для включения нагрузки и размыкающий контакт, контакты управления— один размыкающий контакт и двэ замыкаю.Обмотки электромагнита соединены между собой последовательно разноименными концами черед диод параллельно ободноименными электродами подсоединены диоды. Четвертый диод подсоединен одноименным электродам к остальным диодам и к двум другим выводам для подключения трехфазного источника напряжения, а другими выводами к обмоткам электромагнита. и увеличивает его стоимость, снижает функциональные возможности контактора;

Наиболее близким по технической сущго и третьего диодов, вторые выводы первого и второго диодов соединены с вторыми выводами соответственно первой и второй мех;ду этими выводами при включенном положении контактора, Второй вывод первой обмотки через первый замыкающий контакт органа управления включением соединен с первым входным выводом, а второй вывод

Укэзвннэя цель достигается тем, что в устройстве для подключения нагрузки к трехфазнаму источнику питания, содержащем эдектромагнитный контэктор с двухоб1756951 первого и второго выводов нагрузки, при- выводы первого 14 и второго 15 диодов сочем первый вывод первой обмотки электро- единены с вторыми выводами 17 и 18 соотмагнита соединен с первыми выводами ветственно первой 14 и второй 15 обмоток. второй обмотки и первого, второго и треть- . Второй вывод 17 первой. обмотки 12 через его диодов, вторые выводы первого и второ- 5 первый замыкающий контакт 19 органа упго диодов соединены с вторыми выводами равления включением Соединен с первым соответственно. первой и второй обмоток, входным выводом 4. Второй замыкающий первый замыкающий контакт включен меж- контакт 20 органа управления включением ду первыми входным и выходным вывода- подсоединен между вторым выводом 18 втоми, между вторыми входным и выходным 10 рой обмотки 13 и вторым входным выводом выводами включен элемент, обеспечиваю- 5 для подключения трехфазного источника щий протекание тока между этими вывода- питания. Второй вывод 21 третьего диода 16 ми при включенном положении контактора; соединен через размыкающий контакт 22

Ф второи вывод первой обмотки через пер- органа управления выключением с третьим вый замыкающий контакт органа управле- 15 входным выводом 6 для подключения трехния включением соединен с: первым фазного источника питания. Второй вывод входным выводом, первый вывод размыка- 18второйобмотки13черезтокоограничивающего контакта управления выключением:. - ющий резистор 23 соедйнен с вторым вы,соедийен с третьим входным выводом, вве- ходным выводом 8 для подключения ден токоограничивающий резистор, второй 20 второго вывода нагрузкМ 10, Между этим . вывод третьего диода соединен с вторым выходным выводами вторым входнымвывовыводом размыкающего контакта органа дом 5 включен элемент в виде второго замы- управления выключением, второй вывод- кающего контакта 2, обеспечивающий второй обмотки через второй замыкающий протекание тока междуэтими выводами при контакт органа управления включением cd- 25 включенном положении контактора, а межединен с вторым входным, а через токоогра- ду первыми входным 4 и выходным выводаничивающий резистор — с первым или ми включен первый замыкающий контакт 1 вторым выходным выводами, : контактора, Вторые входной 5 и выходной S

Для обеспечения подключения к источ- вывода могут быть соединены проводнинику питания трехфазной нагрузки в уст- 30 ком, При подключении трехфазной нагрузки ройство введен третий выходной вывод для третьи входной 6 и выходной 9 выводы соеподключения третьего вывода трехфазной . диняются проводником или замыкающим нагрузки, соединенный с третьим входным контактом контактора соответственно при выводом через проводник или через третий соединении вторых входного 5 и выходного замыкающий контакт контактора, а. между 35 8 выводов через второй замыкающий конвторыми входным и выходным выводами . такт 2 контактора или проводник.

- включен второй замыкающий контакт КоН- Устройство работает следующим обратактора, . . -;.: : -: зом. . На фиг. 1 представлено устройство для . Для подключения нагрузки 10 замыкаподключения нагрузки к трехфазному ис- 40 ются(фиг. 1) контакты 19 и 20 органа управточнику питания; на фиг. 2 — временные" ления включением. диаграммы токов и напряжений, иллюстри- . - Подключение к источнику питания нарующие работу устройства,, : . грузки, подсоединенной к выводам 7 и 8, Устройство для подключения нагрузки к когда вторые входной 5 и выходной 8 вывотрехфазному источнику питания содержит 45 ды соединены через второй замыкающий

:электромагнйтный контактор с двухобмо- контакт контактора, в установившемся реточным электромагнитом, по крайней мере, жиме, при которомзакономерности изменепервый1, а также второй 2, третий 3 замы - ния токов и напряженйй на элементах кающие контакты контактора, первйй 4, устройства повторяются через период питавторой 5, третий 6 входные выводы для под- 50 ющего напряжения равного отрезку времеключения трехфазного источника пйтания, ни t4-t1(фиг, 2). первый 7, второй 8, третий 9 выходные вы.- В момент времени t), когда между вывоводы для подключения нагрузки 10, схему дами 4 и 6 начинает нарастать положитель11 питания первой 12 и второй 13 обмоток ное йапряжение U4-в диод 14 запирается и электромагнита с использованием первого 55 ток i14, протекавший через него, скачком

14, второго 15, третьего 16 диодов, Первый уменьшается до нуля, диод 16 отпирается и вывод, отмеченный звездочкой, первой об- ток !1в, протекающий через него возрастает мотки 12 электромагнита соединен с первы- скачком. ми выводами второй обмотки 13 и первого - Диод 15 при этом заперт напряжением

14, второго 15, третьего 16 диодов. Вторые Ue-5. Ток! 19, потребляемый от источника и

1756951 входные выводы 4 и 5 в течение 2/3 периода 40 напряжения источника. В течение 1/3 пери45

55 протекающий через первый замыкающий контакт 19 органа управления, втекает в первую обмотку 12 (ток i>z) и далее через третий диод 16 (I

22 органа управления выключейием замыкается на третий входной вывод 6. Одновременно на вывод 6 замыкается потребляемый второй обмоткой 13 ток !1з, протекающий от вывода 5 через замыкающий контакт 20 (izo). В момент времени tz запирается диод 16 (ць = О) и напряжение

Uiz нэ второй обмотке равно нулю (01з = О), отпирается диод 15 и ток 11з обмотки 13 замыкается через открывающий диод 15.

Одновременно через диод 15 протекает и ток I .12 первой обмотки 12, протекающий от вывода 4 через контакт19 (I>g) и замыкающийся через контакт 20 (Izo) на вывод 5. В момент времени сз напряжение 0ц на первой обмотке 12 становится равным нулю (U tZ = 0), отпирается диод 14 и ток il4 возрастает скачком, а диод 15 закрывается и ток

Iiq. протекающий через него уменьшается . скачком до нуля, диод 16 был закрыт в момент времени tz. Под действием положительного нарастающего напряжения Ов-4, прикладываемого к второй обмотке 13 (U13), через вывод 5, контакт 20 (izo) на обмотке 13 начинает протекать, нарастающий ток цз. замыкающийся далее через диод 14 (It4). контакт 19 на входной вывод 4. При этом через диод 14 до момента t4 замыкается и ток iд первой обмотки 13.

B момент времени t4 запирается диод

14, отпирается диод 16 и рассмотренные, выше изменения токов и напряжений начинают повторяться снова.

Таким образом, ток потребляется от источника каждой из обмоток 12 и 13 через ода напряжения источника ток каждой из обмоток 12 и 13 замыкается соответственно через параллельно подключейные диоды 14 и 15.

Характер нарастания токов в обмотках электромагнита до установившихся значений будет зависеть от момента с8 замыкания . контактов 19 и 20 органа управления вклю чением относительно начала полуволны напряжений источника. Если момент замыкания t> будет находиться в интервале от t> до tz, когда к обмоткам прикладываются напряжения Utz, U>a токи в них начинают нарастать одновременно, Если tz < t < Q, ток начинает первоначально нарастать в обмотке 12, а при tg Ъ < t4 — в обмотке 13, В следующие рассмотренные отрезки времени токи в обмотках 12 и 13 нарастают до

30 установившихся значений по описанным закономерностям..

При достижении. током в обмотках 12 и

13 определенных значений, когда магнитодвижущая сила (МДС) электромагнита станет равной МДС срабатывания начинается . перемещение подвижных частей контактора. Замыкаются его контакты. обеспечивая подключение нагрузки 10 к входным выводам для подключения трехфазного источника питания, В случае когда вторые входной 5 и выходной 8 выводы соединены проводником, по обмоткам протекают токи до замыкания контактов 19 и 20. В течение полупериодэ напряжение источника, когда напряжение между выводами 5 и 6 положительно, дйод

16 открыт. Ток, потребляемый от источника, протекает от вывода 5, через проводник к выводу 8, через резистор 23 к выводу 18, через обмотку 13, диод 16, замкнутый контакт 22 к выводу 6. В конце этого полупериода, когда ток в обмотке 13 начинает уменьшаться, уменьшающийся магнитный

:поток в электромагните наводит в обмотке

12 ЭДС взаимоиндукции, под действием которого открывается диод 14 и по обмотке 12 начинает протекать ток, замедляющий спадание магнитного потока в электромагните.

В начале следующего полупериода напряжение между выводами 5 и G становится отрицательным и диод 16 запирается, а диод 15 открывается. Токи в обмотках поддерживаются за счет запасенной в предыдущий полупериод электромагнитной энергии. Однако резистор 23 ограничивает ток настолько, что МДС обмоток не обеспечивает срабатывания электромагнита.

После замыкания контактов l9 и 20 закономерности изменения токов в обмотках и в других элементах устройства происходят аналогично описанному случаю. Если же токоограничивающий резистор 23 подключен к первому выходному выводу 7, отличие Gyдет заключаться в гом. что ток, потребляемый .от источника, будет протекать от вывода 8 через нагрузку 10 (если в ней нет выпрямителя; включенного встречно диоду f6).íà вывод 7, через резистор 23 и далее, как было описано к выводу 6.

Включение трехфазной нагрузки ни чем не отличается от описанных случаев. Обе обмотки электромагнита могут быть выполнены с одинаковыми обмоточными данными, например из провода большого диаметра с малым числом витков; что позволяет увеличить степень форсировки.

После подключения нагрузки к источнику питания контакты 19 и 20 размыкают. При этом включенное состояние контакторэ

1756951

9 обеспечивается в основном током, протека- первого и второго выводов нагрузки, приющим через обмотку 13. Так в полупериод чем первый вывод первой обмотки электронапряжения 0е-ь. когда потенциал на выво- магнита соединен с первыми выводами де 5 положителен относительно потенциала второй обмотки и первого, второго и третьна выводе 6 диод 16открыт и через вывод 5, 5 егодиодов, вторые выводы первого и второэлемент 2, токоограничивающий резистор ro диодов соединены с"вторыми вывбдами

23, обмотку 13, диод 16, замкнутый контакт соответственно первой и второй обмоток, 22 протекает ток. Когда потенциал на выво- первый замыкающий.контакт включен межде 6 становится положительнрым относи- ду первыми входным и выходным выводами, тельно потенциала на выводе 5 диод 16 10 между вторыми входными выходным вывозапирается, диод 15 открывается и умень- дами включен элемейФ. обеспечивающий шающийся ток обмотки 13 замыкается че- протеканиетока между этими выводами при рез диод 15. При уменьшающемся токе e включенном положении контактора;второй обмотке 13 под действием ЭДС взаимной вывод первой обмотки через первый замыиндукции открывается диод 14 и по обмотке 15 кающий контакт органа управления включе12 начинает протекать ток, замыкающийся . нием соединен с первым вхбдным выводом. через диод 14 и замедляющий уменьшение первый вывод размыкающего контакта ормагнитного потока в электромагните. В йа- гана управления включениеМ соединен с чале следующего полупериода диод 16 сно- третьим входным выводом, о т л и ч а ю щ ева открывается, диод 15 запирается и 20 еся тем,что,сцельюупрощения,уменьшерассмотренные процессы повторяются, Та- ния потребляемой мощности и стоимости ким образом, в режиме удерживания якоря устройства, в него введен токоограничиваюэлектрбмагнита в притянутом положейии он щий резистор, второй вывОД третьего"диода .

: питается однополупериодным выпрямлен-"". соединен с вторым выводом размыкающего ным напряжением, что снижает потребляе- 25 контакта органа управления выключением, мый от источника ток. Дополнительное второй вывод второй обмотки через второй уменьшение потребляемого от источника замыкающий контакт:органа управленйя питаниятокаобеспечиваеттокоограничива- включением соединен с вторым входным, а ющий элемент 23..:: -- через токоограничивающий резистор — с

Отключение нагрузки осуществляется 30 первым или вторым выходным выводами, размыканием контакта 22. При этом обесто- 2. Устройство по и. 1, о т л и ч à lo щ е ечивается обмотка 13и подвижная часть кон-: с я тем, что элемент,"включенный между тактора возвращается в исходное" вторыми входным и выхбднйм выводами, положение, размйкая свои контакты и аббес-- выполнен в виде второгО замыкающего конпечиваяотключенйенагрузки10. Послеэто- 35 такта контактора. го контакт 22 может быть замкнут и 3. Устройство по и, 2; о т л и ч а ю щ е е устройство готово к новому включению. " . с я тем, что; с цельйУобеспечения подклюКонтакты 19, 20 и 22 могут быть как с фикси- чения к источнику питания трехфазной нарованным,такис нефиксированным комму- грузки, в него введен третий выходной тационным состоянием: Таким образом, 40 вывод для подключения третьего вывода использование предлагаемого решенйя по-- трехфазной нагрузки, соединенный с третьзволяет упростить ег0, уменьшить потреб-... им входным выводом через:проводник или ляемую мощность и его стоимость. через третий замыкающий контакт контак.Формула изобретения: .. тора.

1, Устройство для подключения нагруз- 45 ки к трехфазномуисточнику питания, содер- -:. 4. Устройство ho и. 1, о тл и ч а e щ е ежащее электромагнитный контактор с с я тем, что; с целью обеспечения подклюдвухобмоточным электромагнитом и пер- .чения к источнику питания трехфазной навым замыкающим контактом, три диода, два грузки, в него введен третий выходной замыкающих контакта органа управления 50 вйвод для подключения третьего вывода включением, размыкающий контакт органа трехфазной нагрузки; соединенный с третьуправления выключением, три входных вц-: им входным выводом через второй замыкавода для подключения трехфазйого источ= ющий контакт контактора, при этом второй ника питания и первый и второй выходные входной вывод соединен с вторым вйходвыводы для подключения соответственно 55 ным выводом через проводник.

17556951

t b

Редактор Н,Химчук

Заказ 3092 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета rio изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Рм

Составйтель Г.Свйнцов

Техред M.Моргентал Корректор С, Юско