Патент на изобретение №2235379

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ГРУЗОПОДЪЕМНЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления и питания грузоподъемных электромагнитов. Техническим результатом является упрощение и снижение стоимости путем исключения одного из силовых тиристоров выпрямителя. Устройство управления грузоподъемным электромагнитом содержит выходные выводы для подключения катушки грузоподъемного электромагнита к трехфазной сети электрического тока, тиристорный управляемый выпрямитель намагничивания, первый и второй тиристоры которого подключены анодом соответственно к первому и второму выводам питания, катодом – к первому выходному выводу, третий тиристор подключен катодом к третьему выводу питания, а анодом ко второму выходному выводу, блок управления первый и второй выходы которого подключены к цепи управления, первого и второго тиристоров выпрямителя намагничивания, третий выход подключен к цепи управления шунтирующего тиристора, а четвертый выход – к цепи управления выпрямителя размагничивания. Устройство снабжено элементом ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к первому и второму выходам блока управления, а выход – к цепи управления третьего тиристора выпрямителя намагничивания. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления и питания грузоподъемных электромагнитов.

Известно устройство управления грузовым электромагнитом, содержащее первый, второй и третий силовые выводы питания для подключения к трехфазной сети электрического тока, первый и второй выходные выводы для подключения катушки грузоподъемного электромагнита, тиристорный управляемый выпрямитель намагничивания, первый и второй тиристоры которого подключены катодом соответственно к первому и второму выводам питания, анодом – к первому выходному выводу, причем третий вывод питания соединен непосредственно со вторым выходным выводом, шунтирующий тиристор, управляемый тиристорный выпрямитель размагничивания и двухканальный блок импульсно фазового управления. Последовательно с катушкой электромагнита включен датчик тока, обеспечивающий отключение тока в случае замыкания положительной и отрицательной цепей питания катушки между собой или замыкания отрицательной цепи на “землю”, например, при повреждении катушки электромагнита или кабеля, соединяющего электромагнит с устройством управления (авт. свид. СССР №1817144, H 01 F 7/18, 1993).

Недостатком устройства является его низкая надежность вследствие подключения одной из фаз питающей сети непосредственно к выходному выводу и отсутствия управления по этой фазе.

Наиболее близким является устройство управления грузоподъемным электромагнитом, содержащее первый, второй и третий силовые выводы питания для подключения к трехфазной сети электрического тока, первый и второй выходные выводы для подключения катушки грузоподъемного электромагнита, тиристорный управляемый выпрямитель намагничивания, первый и второй тиристоры которого подключены анодом соответственно к первому и второму выводам питания, катодом – к первому выходному выводу, третий и четвертый тиристоры подключены катодом к третьему выводу питания, а анодом ко второму выходному выводу, шунтирующий тиристор, управляемый тиристорный выпрямитель размагничивания и блок управления, имеющий четыре выхода, причем первый его выход подключен к цепи управления соответственно первого и третьего тиристоров выпрямителя намагничивания, второй его выход подключен к цепи управления соответственно второго и четвертого тиристоров выпрямителя намагничивания, третий выход подключен к цепи управления шунтирующего тиристора, а четвертый выход – к цепи управления выпрямителя размагничивания. Устройство позволяет отключать питание катушки электромагнита по всем фазам питающей сети (патент РФ №2096851, Н 01 F 7/18, 1997).

Недостатком устройства является его более высокая стоимость вследствие использования в выпрямителе намагничивания двух дополнительных тиристоров (третьего и четвертого) с одинаковым включением силовых выводов, но с подключением цепей управления к разным выходам блока управления.

Технической задачей изобретения является упрощение устройства и снижение его стоимости путем исключения одного из силовых тиристоров выпрямителя намагничивания, являющихся наиболее дорогими элементами устройства, а также повышение надежности.

Это достигается тем, что устройство управления грузовым электромагнитом, содержащее первый, второй и третий силовые выводы питания для подключения к трехфазной сети электрического тока, первый и второй выходные выводы для подключения катушки грузоподъемного электромагнита, тиристорный управляемый выпрямитель намагничивания, первый и второй тиристоры которого подключены анодом соответственно к первому и второму выводам питания, катодом – к первому выходному выводу, третий тиристор подключен катодом к третьему выводу питания, а анодом ко второму выходному выводу, шунтирующий тиристор, управляемый тиристорный выпрямитель размагничивания и блок управления, имеющий четыре выхода, причем первый и второй его выходы подключены к цепи управления соответственно первого и второго тиристоров выпрямителя намагничивания, третий выход подключены к цепи управления шунтирующего тиристора, а четвертый выход подключен к цепи управления выпрямителя размагничивания, снабжено элементом ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к первому и второму выходам блока управления, а выход – к цепи управления третьего тиристора выпрямителя намагничивания.

Устройство может быть оснащено датчиком тока намагничивания, выход которого подключен к дополнительному входу блока управления, что позволяет обнаруживать наиболее опасный из аварийных режимов – режим короткого замыкания в катушке электромагнита или в кабеле ее питания и отключать при этом выпрямитель намагничивания. Предпочтительным является оснащение устройства двумя датчиками тока, включенными последовательно с первым и вторым выходными выводами, с подключением выходов этих датчиков тока к дополнительным входам блока управления, поскольку в таком случае дополнительно выявляются аварийные режимы замыкания любой силовой цепи на “землю” и превышение допустимого уровня тока утечек катушки электромагнита.

Сущность изобретения поясняется функциональной схемой устройства. Устройство управления содержит первый, второй и третий силовые выводы питания А, В и С для подключения к трехфазной сети электрического тока, тиристорный управляемый выпрямитель намагничивания 1, в состав которого входят тиристоры 2, 3 и 4, шунтирующий тиристор 5, управляемый тиристорный выпрямитель размагничивания 6 с двумя оптотиристорами 7 и 8, и блок управления 9, имеющий четыре выхода: Y1, Y2, Y3 и Y4. Ко входам блока управления подключены ключ управления 10, задатчик 11, регистратор энергии электромагнита 12, синхронизирующий трансформатор 13 и датчики тока 14 и 15. Каждый датчик тока обеспечивает выявление короткого замыкания соответственно положительной и отрицательной цепи питания катушки на “землю”, а также замыкание этих цепей между собой. Разностный сигнал датчиков тока 14 и 15 характеризует величину тока утечки в катушке и позволяет обнаруживать недопустимое ухудшение качества изоляции катушки. Управляющие входы тиристоров 2 и 3 подключены к выходам Y1 и Y2 блока 9, а управляющий вход тиристора 4 подключен к этим же выходам через элемент ИЛИ 16. Выходные выводы 17 и 18 служат для подключения к положительной и отрицательной цепям устройства катушки 19 грузоподъемного электромагнита.

Устройство работает следующим образом. Для включения выпрямителя 1 в режим намагничивания замыкают ключ 10. При этом блок управления 9 формирует на выходах Y1 и Y2 сигналы, синхронизированные с частотой питающей сети. Отпирающий сигнал с выхода Y1 поступает на управляющий вход тиристора 2 и, одновременно, через элемент ИЛИ 16 на управляющий вход тиристора 4, вследствие чего эти тиристоры открываются и катушка 19 электромагнита оказывается подключенной к фазам А и С питающей сети. При появлении отпирающего сигнала на выходе Y2 блока 9 аналогичным образом открываются тиристоры 3 и 4 и катушка 19 подключается к фазам В и С сети. Величина тока, протекающего по катушке, регулируется изменением угла отпирания тиристоров задатчиком 11. Тиристор 5, подключенный параллельно катушке электромагнита, шунтирует возникающую в ней э.д.с, что уменьшает действующее значение тока силовых тиристоров 2, 3 и 4, позволяет расширить пределы регулирования тока намагничивания. Для отпускания груза отключают ключ 10. При этом отключается шунтирующий тиристор 5, от действия э.д.с срабатывает регистратор 12, осуществляя переключение блока управления 9 на обеспечение инверторного режима работы выпрямителя 1. Вследствие этого устройство переходит в режим рекуперации, возвращая запасенную электромагнитную энергию в сеть. После того как накопленная энергия будет отдана в сеть, регистратор 12 энергии электромагнита обнаруживает падение величины э.д.с. и отключает инверторный режим. Затем на выходе Y4 блока управления 9 формируется сигнал включения оптотиристоров 7 и 8 выпрямителя размагничивания 6 и через катушку электромагнита проходят импульсы тока обратной полярности, обеспечивающие снятие остаточной намагниченности электромагнита.

В случае превышения допустимой величины тока в положительной или отрицательной цепи питания при работе выпрямителя намагничивания, что свидетельствует о возникновении короткого замыкания в катушке или в ее кабеле питания, блок управления 9 по сигналам датчиков тока 14 и 15 прекращает формирование сигналов на выходах Y1 и Y2 и выпрямитель 1 отключается. Отключение выпрямителя 1 происходит также и в том случае, если разность сигналов датчиков 14 и 15 превышает допустимое значение, что свидетельствует об ухудшении изоляции катушки и появлении в ней значительных токов утечки.

Формула изобретения

1. Устройство управления грузоподъемным электромагнитом, содержащее первый, второй и третий силовые выводы питания для подключения к трехфазной сети электрического тока, первый и второй выходные выводы для подключения катушки грузоподъемного электромагнита, тиристорный управляемый выпрямитель намагничивания, первый и второй тиристоры которого подключены анодом соответственно к первому и второму выводам питания, катодом – к первому выходному выводу, третий тиристор подключен катодом к третьему выводу питания, а анодом ко второму выходному выводу, шунтирующий тиристор, подключенный параллельно катушке электромагнита, и блок управления, имеющий три выхода, причем первый и второй его выходы подключены к цепи управления соответственно первого и второго тиристоров выпрямителя намагничивания, а третий выход подключен к цепи управления шунтирующего тиристора, отличающееся тем, что снабжено элементом ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к первому и второму выходам блока управления, а выход – к цепи управления третьего тиристора выпрямителя намагничивания.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно оснащено датчиком тока намагничивания для обнаружения режима короткого замыкания в катушке электромагнита, выход которого подключен к дополнительному входу блока управления.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оснащено двумя датчиками тока, включенными последовательно с первым и вторым выходными выводами, причем выходы этих датчиков тока подключены к дополнительным входам блока управления.

РИСУНКИ