Электромагнит со встроенными выпрямителями

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для форсированного питания от трехфазного источника напряжения приводных и удерживающих электромагнитов (ЭМ) в различных устройствах автоматики и управления. Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности, массогабаритных показателей за счет повышения эффективности использования обмоточного провода. ЭМ содержит две обмотки, четыре диода, выводы для подключения источникатрехфазного напряИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для форсированного питания приводных, удерживающих электромагнитов от трехфазного источника напряжения в различных устройствах автоматики и управления. Целью изобретения является уменьшение потребляемой мощности, массогабаритных показателей и расширение эксплуатационных возможностей жения, три контакта управления, два из которых выполнены замыкающими и механически связанными, а третий - размыкающим , вспомогательный замыкающий контакт и включенный последовательно с ним токоограничивающий элемент. Новым в ЭМ является использование четвертого диода, токоограничивающего элемента, включенного между четвертым диодом и вспомогательным контактом и связи между элементами ЭМ и управления. Обмотки соединены между собой последовательно и согласно через четвертый диод, токограничивающий элемент и замыкающий контакт, а двумя другими разноименными концами - к двум выводам источника. Два диода однонаправленно шунтируют обмотки, а третий включен встречно им и через размыкающий контакт соединяет один конец обмотки с одним выводом источника. Один замыкающий контакт управления включен между концом этой обмотки и третьим выводом источника, а другой замыкающий контакт управления соединяет одноименные электроды первых трех диодов. 1 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил. На фиг.1 представлен электромагнит со встроенными выпрямителями; на фиг,2 -устройство с использованием токоограничивающего элемента; на фиг.З - устройство с использованием в качестве ключевого элемента размыкающего контакта второй кнопки управления. Электромагнит со встроенными выпрямителями (фиг.1) содержит две обмотки 1 и 2, четыре диода 3-6, три вывода 7-9 для подключения источника трехфазного напря s| VJ Јь со со Јь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 01 F 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ы (21) 4663303/07, 4669674/07 (22) 20.03.89 (23) 30.03.89 (46) 07.11,92. Бюл. ¹ 41 (71) Чувашский государственный университет им, И.Н.Ульянова (72) Г,П.Свинцов (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 773779, кл, Н 01 Н 47/32, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 1472957, кл. Н 01 F 7/18, 1989. (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТ СО ВСТРОЕННЫМИ ВЫПРЯМИТЕЛЯМИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для форсированного питания от трехфазного источника напряжения приводных и удерживающих электромагнитов (ЭМ) в различных устройствах автоматики и управления, Цель изобретения — умен ьшение потребляемой мощности, массогабаритных показателей за счет повышения эффективности использования обмоточного провода. ЭМ содержит две обмотки, четыре диода, выводы для подключения источника трехфазного напряИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для форсированного питания приводных, удерживающих электромагнитов от трехфазного источника напряжения в различных устройствах автоматики и управления.

Целью изобретения является уменьшение потребляемой мощности, массогабаритных показателей и расширение эксплуатационнь х возможностей.

„„. Ы2ÄÄ 1774384 А1 жения, три контакта управления, два из которых выполнены замыкающими и механически связанными, а третий — размыкающим, вспомогательный замыкающий контакт и включенный последовательно с ним токоограничивающий элемент. HosIIM в ЭМ является использование четвертого диода,. токоограничивающего элемента, включенного между четвертым диодом и вспомогательным контактом и связи между элементами ЭМ и управления. Обмотки соединены между собой последовательно и согласно через четвертый диод, токограничивающий элемент и замыкающий контакт, а двумя другими разноименными концами— к двум выводам источника. Два диода однонаправленно шунтируют обмотки, а третий включен встречно им и через размыкающий контакт соединяет один конец обмотки с одним выводом источника. Один замыкающий контакт управления включен между концом этой обмотки и третьим выводом источника, а другой замыкающий контакт управления соединяет одноименные электроды первых трех диодов. 1 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

На фиг,1 представлен электромагнит со встроенными выпрямителями; на фиг,2 -устройство с использованием токбограничивающего элемента; на фиг,3 — устройство с использованием в качествв ключевого элемента размыкающего контакта второй кнопки управления, Электромагнит со встроенными выпрямителями (фиг.1) содержит две обмотки 1 и

2, четыре диода 3 — 6, три вывода 7 — 9 для подключения источника трехфазного напря1774384 жения, замыкающие контакты 10, 11 второй кнопки управления, размыкаюший контакт

12 первой кнопки управления и ключевой элемент 13.

Первая и вторая обмотки 2 и 1 соответственно включены последовательно и со-. гласно через четвертый диод 6 и ключевой элемент t3, К одноименным концам обмоток 1 и 2 подключены одноименными электродами соответственно третий и второй диоды 5 и 4, Разноименные концы обмоток

1 и 2 подключены к выводам 7 и 9 соответственно через последовательно соединен. ные первый диод 3, включенный встречно второму и третьему диодам 4 и 5, и первую кнопкууправления 12. Второй замыкающий контакт 10 второй кновси управления включен между третьим выводом 8. для подключения источника питания и точки соединения второй обмотки 1 и четвертого диоде 6, включенного встречно второму и третьему диодам 5 и 4, Первый замыкающий контакт 11, механически связанный со вторым контактом 10 второй кнопки управления соединяет одноименные электроды первого; второго и третьего диодов 3-5, Устройство (фиг. Ц работает следующим образом. При замыкании контактов 10, 11 второй кнопки управления обеспечивается возможность протекания по обмоткам пусковых токов. Длительность протекания через выводы 7-9 токов, потребляемых обмотками 1 и 2 электромагнита из сети, составляет 2/3 периода синусоидального напряжения источника. В течение 1/3 периода напряжения ток в каждой из обмоток 1 и 2 поддерживается под действием результирующей ЭДС само- и взаимоиндукции.

Происходит срабатывание электромагнита и замыкается его вспомогательный контакт. После этого можно разомкнуть контакты управления 10 и 11. При этом обмотки оказываются вклачениыьщ по. следовательно между выводами 7 и 9 и питаются однополуюериодно выпрямленным напряжением. В течение полупериода напряжения, когда диоды 3 и 6 закрыты, таки в обмоткзх 1 и 2 замыкаются через открывшиеся диоды 5 и 4. 3Т0 обеспечивает удерживание якоря в притянутом положении. При этом обе обмотки участвуют в создании удерживающего электромагнитного усилия, уменьшают потребляемый из сети в режиме удерживания ток. Одна из обмоток может быть выполнена пусковой, другая— удерживающей, что увеличивает степень форсировки.

Отключение электромагнита осуществляется размыканием контакта 12 первой

1О

35 кнопки управления. При это подвижные части электромагнита возвращаются в исходное положение и размыкаются его вспомогательный контакт 13. После этого может быть замкнут контакт 12 первой кнопки управления и электромагнит будет готов к новому включению.

В устройство па фиг.2 последовательно с четвертым диодом 6 и ключевым элементом 13 включен токоограничивающий элемент 14, обеспечивающий дополнительное уменьшение потребляемого электромагнитом тока в режиме удерживания якоря в притянутом положении. 8 качестве токоограничимвщего элемента 14 может быть использован линейный резистор. резистор, шунтированный «онденсатором, стабилитрон, включенный встречно диоду 6 управляемый и неуправляемый тиристоры; дополнительная обмотка электромагнита. подключенная согласно в магнитном отношении с двумя другими обмотками. B последнем случае при заданном коэффициенте запаса по МДС можно s наибольшей степени уменьшить потребляемый электромагнитом ток, е значит и потребляемую мощность. Использование токоограничивакицего элемента 14 позволяет также выполнить обе обмотки пусковыми. увеличить степень форсировки, е значит уменьшить массогабаритные гакезатели электромагнита. Работает уетройсяв иа фиг.2 аналогично устр<аству иа фигЛ.

В электроманите со встроенными выпрюа телями (фиг.З) в качестве ключевого элемента 13 использован размыкающий контакт второй кнайхи управления, а в качестве переой кнопки - замыкающий контакт.

Такое выполнение устройства позволяет управлять электромагнитом в различных режимах.

При нефорси1 ованном включении электромагнита возможно управление его обмотками различными способами в

45 зависимости от велйчины номинального напряжения Ци трех источников. Для определения будем полагать: Вя 3 он = 30зн.

Если напряжение источника Оь, то включение электромагнита осуществляется

50 замыканием контакта 12 первой кнопки уп.равления. При положительном потенциале на. выводе 9 ток, потребляемый из сети протекает последовательно через первую обмотку 2, диод 6, замкнутый контакт 13, 55 вторую обмотку 1, первый диод 3 и замкнутый контакт 12 первой кнопки управления.

При отрицательном потенциале на выводе 9 диод 3 закрыт и токи в обмотках 1 и 2 замыкаются через открывающиеся диоды 5 и 4 и

1774384 поддерживаются за счет запасенной электромагнитной энергии в предыдущий полупериод напряжения, Таким образом осуществляется однаполупериадное йитание обмоток.

Если напряжение источника равно 0гн, т.е, меньше в /3 раз, чем в первом случае, для включения электромагнита используется вторая кнопка управления. Нажатие на зту кнопку приводит к замыкани а контактов 10, 11 и размыканию контакта 13. При этом обеспечивается двухполупериаднае питание обмоток I и 2 напряжением между выводами 8 и 9 источника. B один из палупериадов этого напряжения так потребляемый из сети протекает ат вывода 9 через обмотку 2, замкнутый контакт 11, диод 5 и замкнутый контакт 10 к выводу 8. При атом диод 4 закрыт, а ток обмотки 1 замыкается через открытый диод 5. В следующий полупериод так источника протекает от вывода

8 через замкнутый контакт 10, обмотку 1, замкнутый контакт 11. диод 4 к выводу 9: диод 5 при этом закрыт. Ток обмотки 2 замыкается через открытый диод 4. Отключение электромагнита в первом и втором случаях производится соответственно размыканием контакта 12 первой и контактов

10, 11 второй кнопок управления.

Если напряжение источника равно Ua<, т.е. в три раза меньше, чем в первом случае, для выключения электромагнита предварительно замыкается контакт 7. При этом обмотки, как и в первом случае, питаются однапалупериодна выпрямленным напряжением, но МДС обмоток недостаточна для срабатывания электромагнита. Включением контактов 10, 11 обеспечивается питание обмоток трехфазным напряжением и срабатывание электромагнита. При этом так источника протекает через каждый из выводов

7-9 и каждую из обмоток 1, 2 в течение 2/3 периода питающего напряжения. В течение

1/Зпериода питающего напряжения такобмоток I и 2 замыкается через шунтирующие их диоды 5 и 4. Отключение электромагнита осуществляется размыканием контактов 12, 11, 10.

При форсированном включении электромагнита по фиг.3 B03MQ>KI последовательно с контактом 13 и диодом б включение токоаграничивающега элемента. Параметры обмоток 1, 2 выбираются так, что при замыкании контакта 12 токи в обмотках не обеспечивают МДС срабатывания, но достаточны для создания МДС удерживания якоря в.притянутам положении, Замыканием контактов 10, 11 (контакт 13 при этом размыкается) обеспечивается форсираван5

55 ное питание обмоток трехфазным напряжением и срабатывание электромагнита, После этого вторая кнопка может быть возвращена в исходное положение, а якорь останется в притянутом положении, В этом режиме управления контакты второй кнопки могут быть выполнень1 с нефиксированным коммутационным положением.

Отключение электромагнита осуществляется размыканием контакта 12 первой кнопки.

Отметим, что выполнение устройства на фиг.3 не требует использавания для управления электромагнитом его вспомогательных контактов.

Таким образом использование изобретения позволяет уменьшить потребляемую электромагнитом мощность, его массогабаритные показатели и расширяет эксплуатационные его возможности.

Формула изобретения

1, Злектромагнит со встроенными выпрямителями, содержащий две обмотки, три диода, выводы для подключения источника трехфазного напряжения, ключевой элемент и две кнопки управления, причем обмотки электромагнита включены последовательно и согласно в магнитном отношении и соединены с двумя выводами для подключения источника трехфазного напряжения, первая обмотка — непосредственно, а вторая — через последовательно включенный первый диод и контакт первой кнопки управления, первая и вторая обмотки зашунтированы соответственно вторым и третьим диодами, отличающийся тем, что. с целью уменьшения потребляемой мощиости, массогабаритных показателей и расширения эксплуатационных возможностей, в нега введен четвертый диод, обмотки соединены с двумя выводами для подключения источника питания разноименными концами, между двумя другими разноименными концами обмоток включены последовательно соединенные ключевой элемент и четвертый диод, одноименные электроды первого, второго и третьего диодов соединены между собой, первого и третьего— непосредственно, а первого и второго — через первый замыкающий контакт второй кнопки управления, второй замыкающий контакты которой включен между третьим выводом для подключения источника питания и точки соединения: второй обмотки и четвертого диода, включенного через ключевой элемент встречна второму диоду.

2. Злектромагнит поп.1, о тл ич а ю-, шийся тем, что обе обмотки выполнены пусковыми, а последовательно с четвертым диодом и ключевым элементам включен токаограничивающий элемейт.

1774384

Составитель Г.Свинцова

Редактор Б.Федотов Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.Долинич

Заказ 3930 Тираж 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

3, Электромагнит по пп.1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве ключевого элемента использован замыкающий контакт электромагнита, качестве первой кнопки управления использована кнопка с размыкающим контактом.

4. Электромагнит по пп.1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве ключевого элемента использован размыкающий контакт второй кнопки управления, а в качестве

5 первой кнопки управления использована кнопка с замыкающим контактом.