RU2153726C1

RU2153726C1 - Electromagnet booster control device

Info

Publication number: RU2153726C1
Application number: RU99106136A
Authority: RU
Inventors: И.З. Ахазов; Г.П. Свинцов
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-07-27

Abstract

FIELD: electromagnetic operating mechanisms for switching equipment. SUBSTANCE: device that has single-phase diode bridge rectifier with series-connected break contact, controlled electromagnet, and electromagnet coil inserted between its output terminals, as well as other coil whose first lead is connected to common point of connection of break contact and electromagnet coil is provided, in addition, with diode connected between second coil lead and one of input terminals of bridge rectifier; additional diode is connected through other coil and break contact to two diodes of bridge rectifier by means of like-polarity electrode. Other coil may be that of other electromagnetic operating mechanism. Device is suitable for use in automatic control equipment supplied with booster voltage from alternating-voltage sources. EFFECT: improved reliability, reduced power requirement and cost of device. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электромагнитным приводам устройств автоматики и управления, питающихся форсированно от источника знакопеременного напряжения, в частности, к приводам коммутационных аппаратов (реле, контакторов, магнитных пускателей и т.п.). The invention relates to electromagnetic drives of automation and control devices, powered by force from a source of alternating voltage, in particular, to drives of switching devices (relays, contactors, magnetic starters, etc.).

Известно [1] устройство форсированного управления электромагнитом от источника знакопеременного напряжения (фиг. 1), содержащее однофазный мостовой выпрямитель 1, к выходной диагонали которого (клеммы 4 и 5) подключена обмотка 7 электромагнита, а во входной диагонали (клеммы 2 и 3) последовательно с источником включена цепь из токоограничивающего резистора 8 и диода 9, шунтированная на время срабатывания размыкающим контактом 6, управляемым электромагнитом. В режиме срабатывания обмотка 7 электромагнита форсированно питается двухполупериодным выпрямленным напряжением, так как при этом ток в ней ограничивается лишь сопротивлением самой обмотки, а в режиме удержания электромагнит потребляет из сети ток, ограниченный и сопротивлением токоограничивающего резистора 8, лишь в один из полупериодов питающего напряжения, что снижает потребляемую устройством мощность. It is known [1] a device for forced control of an electromagnet from an alternating voltage source (Fig. 1), containing a single-phase bridge rectifier 1, to the output diagonal of which (terminals 4 and 5) an electromagnet winding 7 is connected, and in the input diagonal (terminals 2 and 3) in series a circuit from a current-limiting resistor 8 and a diode 9 is connected to the source, shunted for the duration of operation by the opening contact 6 controlled by an electromagnet. In the operation mode, the electromagnet winding 7 is forcedly fed by a half-wave rectified voltage, since the current in it is limited only by the resistance of the winding itself, and in the holding mode the electromagnet consumes current from the network, limited by the resistance of the current-limiting resistor 8, only in one of the half-periods of the supply voltage, which reduces the power consumption of the device.

Недостатком известного устройства является неэффективное использование в режиме удержания потребляемой устройством мощности, так как большая часть расходуется в виде тепла на токоограничивающем резисторе и не создает в электромагните удерживающего усилия, что приводит к необходимости увеличения массогабаритных показателей электромагнита. Другим недостатком этого устройства является необходимость использования дополнительных конструктивных элементов, необходимых для размещения и крепления токоограничивающего резистора. A disadvantage of the known device is the inefficient use of the power consumed by the device in the hold mode, since most of it is consumed in the form of heat on a current-limiting resistor and does not create a holding force in the electromagnet, which leads to the need to increase the overall dimensions of the electromagnet. Another disadvantage of this device is the need to use additional structural elements necessary for placement and fastening of a current-limiting resistor.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству форсированного управления электромагнитом является устройство [2] (фиг. 2), содержащее две - пусковую 7 и удерживающую 8 обмотки, соединенные последовательно и согласно между собой и включенные между первой 4 и второй 5 выходными клеммами однофазного мостового выпрямителя 1, размыкающий контакт 6, управляемый электромагнитом, шунтирующий на время срабатывания удерживающую обмотку 8 электромагнита. The closest in technical essence to the claimed device for forced control of the electromagnet is a device [2] (Fig. 2), containing two - starting 7 and holding 8 windings connected in series and in accordance with each other and connected between the first 4 and second 5 output terminals of a single-phase bridge rectifier 1, opening contact 6, controlled by an electromagnet, shunting the holding coil 8 of the electromagnet for the duration of operation.

Недостатком его является то, что и в режиме срабатывания (пусковая) и в режиме удержания обмотки (пусковая и удерживающая) питаются двухполупериодным выпрямленным напряжением, потребляя из сети избыточную мощность в режиме удержания. Для уменьшения избыточной потребляемой мощности удерживающую обмотку 8 приходится выполнять из провода более малого диаметра (часто менее 0,08-0,1 мм), что резко увеличивает стоимость обмотки и электромагнитного устройства в целом и снижает ее функциональную надежность. Другим недостатком устройства является то, что в режиме срабатывания в удерживающей обмотке 8 протекает размагничивающий ток, затягивающий процесс срабатывания электромагнита и при большой частоте включений вызывающий увеличение потребляемой электромагнитом энергии, повышенный нагрев его пусковой обмотки 7. Its disadvantage is that both in the actuation mode (starting) and in the holding mode of the winding (starting and holding) they are fed with half-wave rectified voltage, consuming excess power from the network in the holding mode. To reduce excess power consumption, the holding winding 8 has to be made of a wire of a smaller diameter (often less than 0.08-0.1 mm), which dramatically increases the cost of the winding and the electromagnetic device as a whole and reduces its functional reliability. Another disadvantage of the device is that in the operation mode in the holding winding 8 a demagnetizing current flows, delaying the operation of the electromagnet and at a high switching frequency causes an increase in the energy consumed by the electromagnet, increased heating of its starting winding 7.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы, снижение потребляемой мощности и стоимости устройства. Технический результат достигается тем, что устройство форсированного управления электромагнитом, содержащее диодный однофазный мостовой выпрямитель с двумя входными клеммами, первой и второй выходными клеммами, между которыми включены последовательно соединенные размыкающий контакт, управляемый электромагнитом, и его обмотка; другую обмотку, подключенную своим первым концом к общей точке соединения размыкающего контакта и обмотки электромагнита, дополнительно снабжено диодом, подсоединенным между вторым концом обмотки и одной из входных клемм мостового выпрямителя, причем дополнительный диод подсоединен через другую обмотку и размыкающий контакт к двум диодам мостового выпрямителя одноименным электродом. В качестве другой обмотки может быть использована и обмотка другого электромагнитного механизма. The technical result of the invention is to increase reliability, reduce power consumption and cost of the device. The technical result is achieved in that a forced electromagnet control device comprising a diode single-phase bridge rectifier with two input terminals, first and second output terminals, between which an NC contact controlled by an electromagnet is connected in series and its winding; the other winding, connected at its first end to the common point of connection of the NC contact and the winding of the electromagnet, is additionally equipped with a diode connected between the second end of the winding and one of the input terminals of the bridge rectifier, an additional diode connected through the other winding and the NC contact to the two diodes of the bridge rectifier of the same name electrode. As another winding, the winding of another electromagnetic mechanism can also be used.

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительное введение в известное устройство форсированного управления электромагнитом диода, подсоединенного между вторым концом другой обмотки и одной из входных клемм мостового выпрямителя таким образом, что дополнительный диод подсоединен через другую обмотку и размыкающий контакт к двум диодам мостового выпрямителя одноименным электродом, позволило снизить: потребляемую мощность устройства за счет уменьшения до одного полупериода длительности протекания тока, потребляемого из сети переменного напряжения в режиме удержания; потребляемую энергию в режиме срабатывания за счет уменьшения времени срабатывания и исключения тепловых потерь в другой обмотке, магнитно связанной с ней; стоимость устройства за счет выполнения другой обмотки из провода большего диаметра, что компенсирует с избытком стоимость маломощного диода, а также за счет исключения использования контакта электромагнита, управляющего обмоткой другого электромагнитного механизма. The essence of the invention lies in the fact that the additional introduction to the known device of forced control of the electromagnet control of a diode connected between the second end of the other winding and one of the input terminals of the bridge rectifier in such a way that the additional diode is connected through the other winding and the breaking contact to the two diodes of the bridge rectifier with the same electrode , allowed to reduce: the power consumption of the device by reducing to one half-cycle the duration of the current flow consumed from and AC voltage in hold mode; energy consumption in the operation mode by reducing the operation time and eliminating heat loss in another winding magnetically connected to it; the cost of the device due to the implementation of another winding from a wire of a larger diameter, which compensates for the excess cost of a low-power diode, as well as by eliminating the use of the contact of an electromagnet that controls the winding of another electromagnetic mechanism.

Потребление электромагнитом тока из сети лишь в один из полупериодов питающего напряжения позволяет выполнить его другую (удерживающую) обмотку из обмоточного провода большего диаметра, что упрощает ее намотку, исключая образования скрытых дефектов, а также обеспечивает и более высокую эксплуатационную надежность за счет большей механической прочности провода и его изоляции и снижения температуры нагрева обмоток. Consumption by the electromagnet of current from the network into only one of the half-periods of the supply voltage allows it to perform another (holding) winding from a winding wire of a larger diameter, which simplifies its winding, eliminating the formation of latent defects, and also provides higher operational reliability due to the greater mechanical strength of the wire and its isolation and lowering the temperature of heating the windings.

На фиг. 3 приведена электрическая схема предлагаемого устройства форсированного управления электромагнитом. Устройство содержит диодный однофазный мостовой выпрямитель 1 с двумя входными клеммами 2, 3, первой 4, второй 5 выходными его клеммами, размыкающий контакт 6, обмотку 7 электромагнита, другую обмотку 8, диод 9. In FIG. 3 shows the electrical circuit of the proposed device forcing control of the electromagnet. The device contains a diode single-phase bridge rectifier 1 with two input terminals 2, 3, first 4, second 5 output terminals, opening contact 6, winding 7 of the electromagnet, another winding 8, diode 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Для включения электромагнита на клеммы 2, 3 мостового выпрямителя 1 подается знакопеременное напряжение источника питания. К обмотке 7 электромагнита при этом прикладывается двухполупериодное выпрямленное напряжение и по ней протекает пусковой ток, обеспечивающий срабатывание электромагнита. Это вызывает размыкание контакта 6 и последовательное включение обмоток 7 и 8 на однополупериодное выпрямленное напряжение, обеспечиваемое диодом 9 и двумя диодами мостового выпрямителя 1 в режиме удержания. При запертом состоянии диода мостового выпрямителя, подсоединенного между клеммами 2, 5, ток в обмотках 7 и 8 в течение полупериода питающего напряжения поддерживается за счет ЭДС самоиндукции и замыкается через диод, включенный между клеммами 3, 5, и диод 9. На фиг.4 приведен вариант выполнения устройства, когда размыкающий контакт, управляемый электромагнитом, подсоединен к диодам анодной группы мостового выпрямителя. Работа устройства при этом происходит аналогично. В устройствах на фиг. 3 и фиг.4 в режиме удержания ток потребляется от источника питания лишь в один из его полупериодов и ограничивается суммарным сопротивлением обмоток 7 и 8, обеспечивая нормальное удержание якоря в притянутом положении и допустимый тепловой режим обмоток. The proposed device operates as follows. To turn on the electromagnet, alternating voltage of the power supply is applied to the terminals 2, 3 of the bridge rectifier 1. In this case, a half-wave rectified voltage is applied to the winding 7 of the electromagnet and a starting current flows through it, which ensures the operation of the electromagnet. This causes the contact 6 to open and the windings 7 and 8 to be connected in series to the half-wave rectified voltage provided by the diode 9 and two diodes of the bridge rectifier 1 in the holding mode. When the diode of the bridge rectifier connected between the terminals 2, 5 is locked, the current in the windings 7 and 8 during the half-cycle of the supply voltage is maintained by the self-induction EMF and is closed through the diode connected between the terminals 3, 5 and diode 9. In FIG. 4 An embodiment of the device is shown when an NC contact controlled by an electromagnet is connected to the diodes of the anode group of a bridge rectifier. The operation of the device in this case occurs similarly. In the devices of FIG. 3 and 4, in the holding mode, the current is consumed from the power source in only one of its half-periods and is limited by the total resistance of the windings 7 and 8, ensuring normal armature retention in the drawn position and the permissible thermal mode of the windings.

В качестве размыкающего контакта 6 может быть использован: собственный вспомогательный контакт электромагнита, механически управляемый его подвижными элементами; магнитоуправляемый контакт, помещенный в область магнитного поля электромагнита или постоянных магнитов и управляемый одним из известных способов; контакт внешнего коммутационного аппарата, включающая обмотка которого коммутируется контактом форсируемого электромагнита. As the opening contact 6 can be used: own auxiliary contact of the electromagnet, mechanically controlled by its moving elements; a magnetically controlled contact placed in the magnetic field of an electromagnet or permanent magnets and controlled by one of the known methods; the contact of an external switching device, including the winding of which is switched by the contact of the forced electromagnet.

Другая обмотка в устройстве может быть выполнена в виде второй (удерживающей) обмотки форсируемого электромагнита и, в частности, может быть магнитно связана с первой его обмоткой при соответствующем выполнении магнитной системы электромагнита. Другая обмотка в устройстве может быть обмоткой другого электромагнитного механизма, который должен (по логике работы схемы автоматики) включаться после срабатывания форсируемого электромагнита. При этом исключается использование для управления им дополнительного контакта форсируемого электромагнита, что дополнительно снижает стоимость заявляемого устройства форсированного управления. Another winding in the device can be made in the form of a second (holding) winding of the forced electromagnet and, in particular, can be magnetically connected to its first winding with the corresponding implementation of the magnetic system of the electromagnet. Another winding in the device can be a winding of another electromagnetic mechanism, which should (according to the logic of the automation circuit) turn on after the forced electromagnet is triggered. This excludes the use for controlling it of an additional contact of a forced electromagnet, which further reduces the cost of the inventive forced control device.

Таким образом, введение в известное устройство дополнительного маломощного диода, подключенного соответствующим образом, позволяет снизить потребляемую им мощность и его стоимость. Thus, the introduction into the known device of an additional low-power diode, connected appropriately, allows to reduce the power consumed by it and its cost.

Источники информации
1. А. С. 773778 (СССР). Устройство для форсированного включения электромагнита. - Опубл. в Б.И., 1980. N 39.Sources of information
1. A. S. 773778 (USSR). Device for forced inclusion of an electromagnet. - Publ. in B.I., 1980. N 39.

2. LOVATO S.P.A. Componenti e sistemi per automazione. General catalogue. 1993. 2. LOVATO S.P.A. Componenti e sistemi per automazione. General catalog. 1993.

Claims

1. A forced electromagnetic control device comprising a diode single-phase bridge rectifier with two input terminals, between which an NC contact controlled by an electromagnet is connected in series, and its winding, another winding connected at its first end to a common connection point of the NC contact and the electromagnet winding, characterized the fact that it is additionally equipped with a diode connected between the second end of the other winding and one of the input terminals of the bridge rectifier, and d an additional diode is connected through another winding and an opening contact to two diodes of the bridge rectifier with the same electrode.

2. The forced electromagnet control device according to claim 1, characterized in that the windings are magnetically coupled and turned on according to.

3. The forced electromagnetic control device according to claim 1, characterized in that the winding is a winding of another electromagnetic mechanism.