SU1238170A1

SU1238170A1 - Device for controlling a.c.starter with a.c.elctromagnet

Info

Publication number: SU1238170A1
Application number: SU833612516A
Authority: SU
Inventors: Наум Абрамович Каплан; Юзеф Наумович Ивенский; Александр Антонович Крупчук
Original assignee: Минское Специальное Конструкторское Бюро Автоматических Линий
Priority date: 1983-06-30
Filing date: 1983-06-30
Publication date: 1986-06-15

Abstract

Изобретение относитс к области машиностроени , преимущественно к электрооборудованию станков, и может быть использовано в агрегатных станках в автоматических лини х дл включени и отключени трехфазных асинхронных электродвигателей пускателем (контактором) перем. тока. Цель изобретени - уменьшение трудоемкости в производстве пускателей с управлением на пост, токе и уменьшение расхода электроэнергии , а также предотвращение выхода из стро катушки пускател при заклинивании кор . При команде на включение пускател замыкаетс контакт (К) 17. Через диод 18, входную цепь оптронного тиристора (Т) 13 и резистор 19 начинает протекать пост. ток. Т 13 включаетс и возникает цепь зар да конденсатора 12 током, выпр мленным по однополупериодной схеме через резистор 4, диод 5, выходную цепь Т 13, диод 14, управл ющий электрод Т 3, резистор 2 и катушку пускател 1. Т 3 открываетс при каждой положительной полуволне фазного напр жени . На катушку пускател 1 через токоограничивающий и уменьшающий пост, времени цепи резистор 2 подаетс выпр мленное по однополупериодной схеме напр жение , и пускатель срабатывает. Срабатывание происходит без вибрации, так как в промежутках между полуволнами напр жени , проход щими через Т, усилие пружин пускател не может отбросить назад траверсу с контактами пускател вследствие поступлени в катущку пускател через К 17 и диод 16 пост, тока от источника пост, напр жени . После того, как конденсатор 12 зар дитс и затухнет колебательный переходный процесс, протекание однополупери- одного тока через катущку прекращаетс и траверса с контактами удерживаетс прит нутой пост, током. Во врем размыкани К 17, отключающего катушку пускател 1 /о „ (П ls3 со 00 -0 The invention relates to the field of mechanical engineering, mainly to electrical equipment of machine tools, and can be used in aggregate machines in automatic lines for switching on and off three-phase asynchronous electric motors by a starter (contactor) AC. current. The purpose of the invention is to reduce the labor intensity in the production of starters with control for the post, current and reduction of energy consumption, as well as preventing the starter coil from breaking down when the core is jammed. When the command to turn on the actuator closes contact (K) 17. Through the diode 18, the input circuit of the optocoupler thyristor (T) 13 and the resistor 19 begins to flow post. current. T 13 is turned on and a charge circuit of the capacitor 12 is generated by the current rectified by a half-wave circuit through a resistor 4, a diode 5, an output circuit T 13, a diode 14, a control electrode T 3, a resistor 2 and an actuator coil 1. The T 3 opens at each positive phase voltage wave. On the coil of the actuator 1 through the current-limiting and reducing the post, the time of the circuit, the resistor 2 is applied to the voltage rectified by a half-wave circuit, and the actuator is triggered. Tripping occurs without vibration, since in the intervals between the half-voltage waves passing through T, the force of the spring of the actuator cannot be thrown back to the yoke with the contacts of the actuator due to the input of the starter through the K 17 and diode 16 post, the current from the source post, voltage . After the capacitor 12 is charged and the oscillatory transient is attenuated, the half-full flow of the single current through the roller is stopped and the traverse with the contacts is held by the attracted post. During the opening of K 17, disconnecting the actuator coil 1 / o "(P ls3 from 00-0

Description

от источника пост, тока, ЭДС самоиндукции пускател 1 обуславливает возникновение тока в динисторе 8, стабилитроне 10 и диоде 11, часть которого ответвл етс в управл ющий электрод вспомогательного Т 7 через токоограничиваюший резистор 9. Т 7 включаетс , и конденсатор 12 разр жаетс через динистор 6, Т 7 и диод 15, подготавлива сь к повторному циклу работы после нового замыкани К 17. Динистор б сни1from the source, current, self-induced emf of actuator 1 causes current to appear in the dynistor 8, the zener diode 10 and the diode 11, a part of which branches into the control electrode of the auxiliary T 7 through the current limiting resistor 9. T 7 turns on and the capacitor 12 is discharged through the distor 6, T 7 and diode 15, being prepared for a repeated operation cycle after a new K 17 closure. Dinistor b low1

Изобретение относитс к машиностроению , преимуш,ественно к электрооборудованию станков, и может быть использовано в агрегатных станках и автоматических ли: ни х дл включени и отключени трехфазных асинхронных электродвигателей пускателем (контактором) переменного тока.The invention relates to mechanical engineering, mainly to electrical equipment of machine tools, and can be used in modular machine tools and whether they are automatic to switch on and off three-phase asynchronous electric motors by an AC starter (contactor).

Целью изобретени вл етс уменьшение трудоемкости в производстве пускателей с управлением на посто нном токе и уменьшение расхода электроэнергии, потребл емой этими пускател ми при их эксплуатации , а также предотвраш,ение выхода из стро катушки пускател при заклинивании кор магнитопровода (наиболее часта причина неисправности пускател массового изготовлени типа ПМЕ211 с электромагнитом переменного тока).The aim of the invention is to reduce the labor intensity in the production of actuators with direct current control and to reduce the power consumption consumed by these actuators during their operation, as well as to prevent the actuator coil from failing when jamming the magnetic core (the most frequent cause of a malfunction of the actuator). type PME211 with an AC electromagnet).

На чертеже показан пример осуществлени устройства, а . именно устройство дл форсировки электромагнитов посто нного тока, примененное дл управлени пускателем массового производства типа ПМЕ211 с электромагнитом переменного тока, с катушкой на 220 В и размеш,енное в отдельном корпусе (приставки) под основанием пускател в силовом блоке шкафа с электрооборудованием металлорежуш,его станка.The drawing shows an example implementation of the device, and. It is a device for forcing electromagnets of direct current, used to control a mass-produced starter of type PME211 with an alternating current electromagnet, with a 220 V coil and placed in a separate housing (attachment) under the starter's base in the power unit of the cabinet, its machine .

Конструктивное размешение элементов схемы под основанием каждого пускател , т.е. в силовом блоке, а не в блоке управлени , обеспечивает возможность подводить напр жение 220В непосредственно с клемм пускател .Constructive placement of circuit elements under the base of each starter, i.e. in the power unit, and not in the control unit, it provides the ability to supply a voltage of 220V directly from the actuator terminals.

Таким образом, вместе с пускателем приставка образует как бы один аппарат, а все управление схемой станка или линии обеспечиваетс более надежными и безопасными цеп ми управлени на посто нном токе с напр жением 24В. Причем габариты пускател с электромагнитом переменного тока вместе с полупроводниковой приставкой превышают габариты пускател только по высоте , а зан та аппаратурой площадь в шкафу не мен етс .Thus, together with the starter, the prefix forms like a single device, and the entire control of the machine or line circuit is provided by more reliable and safe DC control circuits with a voltage of 24V. Moreover, the dimensions of the starter with an AC electromagnet together with the semiconductor attachment exceed the dimensions of the starter only in height, and the area occupied in the equipment in the cabinet does not change.

жает ток утечки конденсатора 12 через Т 7 и диод 15. Использование устр-ва дл форсировани электромагнитов пост, тока в качестве устр-ва управлени .пускателем пере м. тока с электромагнитом перем. тока позвол ет уменьшить трудоемкость в производстве пускателей с управлением на пост, ток, уменьшить расход электроэнергии, уменьшить врем включени и отключени пускател . 1 ил.It absorbs the leakage current of the capacitor 12 through T 7 and the diode 15. Using a device to force the electromagnets of the post current as the control device for the AC starter with the AC electromagnet. current allows to reduce the labor intensity in the production of starters with control for the post, current, reduce power consumption, reduce the on and off time of the starter. 1 il.

Один вывод катушки пускател 1 заземлен , а второй соединен с фазой сети переменного тока с заземленной нейтралью через последовательно подключенные токоограничиваюший резистор 2 и основной тиристор 3. Последний обеспечивает кратковременную подачу форсирующего напр жени . Анод тиристора 3 подключен к фазе сети переменного тока и через резистор 4 соединен с анодом диода 5, катод которого подключен кOne output of the coil of the actuator 1 is grounded, and the second is connected to the phase of an AC network with a grounded neutral through a series-connected current-limiting resistor 2 and the main thyristor 3. The latter provides a short-term supply of boost voltage. The anode of the thyristor 3 is connected to the phase of the AC network and through a resistor 4 is connected to the anode of the diode 5, the cathode of which is connected to

аноду динистора 6, подсоединенного своим катодом через вспомогательный тиристор 7 к обшей точке между токоограничивающим резистором 2 и катущкой пускател 1. В этой же точке катод тиристора 7 подключенthe anode of the dynistor 6 connected by its cathode through the auxiliary thyristor 7 to the common point between the current limiting resistor 2 and the coil of the actuator 1. At the same point the cathode of the thyristor 7 is connected

к катоду динистора 8. Анод динистора 8 через резистор 9 подсоединен к управл ющему электроду вспомогательного тиристора 7, а через цепочку защиты катущки пускател 1 от перенапр жений в цепи посто нного тока, состо щую из последовательноto the cathode of the dynistor 8. The anode of the dynistor 8 is connected through a resistor 9 to the control electrode of the auxiliary thyristor 7, and through the chain of protection of the coil of the actuator 1 against overvoltages in the DC circuit

соединенных стабилитрона 10 и диода 11, к заземленному выводу катушки пускател 1. Катод диода 5 через конденсатор 12 подключен к выводу управл ющего электрода тиристора 3 через выход оптронного тиристора 13 и диод 14. Катод динистора 8 соединен с анодом диода 15, замыкающего цепь разр да емкости 12. Диод 15 подсоединен к конденсатору 12 своим катодом. Обща точка между катушкой пускател 1 и резистором 2 через диод 16 и замыкающийconnected to Zener diode 10 and diode 11, to the grounded output of the coil of the actuator 1. The cathode of diode 5 is connected through capacitor 12 to the output of control electrode of thyristor 3 through the output of optocoupler thyristor 13 and diode 14. The cathode of dynistor 8 is connected to the anode of diode 15, which closes the discharge circuit capacitance 12. Diode 15 is connected to the capacitor 12 by its cathode. Common point between the coil of the actuator 1 and the resistor 2 through the diode 16 and the closing

контакт 17, управл ющий устройством, подключена к положительному полюсу источника посто нного тока с напр жением 24 В, отрицательный полюс которого заземлен. Кроме того, положительный полюс источника посто нного тока через замыкающий контакт 17, диод 18, вход оптронного тиристора 13 и резистор 19 присоединен к отрицательному полюсу источника посто нного тока с помощью заземленного вывода катущки пускател 1.Pin 17, the control device, is connected to the positive pole of a DC source with a voltage of 24 V, the negative pole of which is grounded. In addition, the positive pole of the DC source through the closing contact 17, the diode 18, the input of the optocoupler thyristor 13 and the resistor 19 is connected to the negative pole of the DC source using the grounded terminal of the trigger wheel 1.

Работа происходит следующим образом.The work is as follows.

При команде на включение пускател When the command to enable the actuator

замыкаетс контакт 17. Через диод 18,contact 17 is closed. Through diode 18,

входную цепь оптронно1-о тиристора 13 и резистор 19 начинает протекать посто нный ток. Оптронный тиристор 13 включаетс и возникает цепь зар да конденсатора 12 током, выпр мленным по однополунериодной схеме через резистор 4, диод 5 выходную цепь оптронного тиристора 13, диод 14, управл ющий электрод тиристора 3, резистор 2 и катушку пускател 1. Тиристор 3 открываетс при каждой положительной полуволне фазного напр жени . На катушку пускател 1 через токоограничивающий и уменьшающий посто нную времени цепи резистор 2 подаетс выпр мленное по однополу- периодной схеме напр жение и пускатель срабатывает. Срабатывание происходит без вибрации, так как в промежутках между полуволнами напр жени , проход щими через тиристор, усилие пружин пускател не может отбросить назад траверсу с контактами пускател вследствие поступлени в катушку пускател через конт;акт 17 и диод 16 посто нного тока от источника посто нного напр жени . После того, как конденсатор 12 зар дитс и затухнет колебательный переходный процесс, протекание однополупёриод- ного тока через катушку прекращаетс , и траверса с контактами удерживаетс прит нутой посто нным током.the input circuit of the optocoupler-1 thyristor 13 and the resistor 19 begins to flow a constant current. The optocoupler thyristor 13 is turned on and a capacitor 12 charging circuit arises with a current rectified by a single-semiconductor circuit through a resistor 4, a diode 5 an output circuit of an optocoupler thyristor 13, a diode 14, a control electrode of the thyristor 3, a resistor 2 and the actuator coil 1. The thyristor 3 opens at each positive half-wave of phase voltage. A resistor 2 is applied to the coil of the actuator 1 through a current-limiting and time-constant reducing circuit, and the starter is triggered. Tripping occurs without vibration, because in the intervals between the half-wave voltage passing through the thyristor, the force of the spring of the actuator cannot be thrown back to the yoke with the contacts of the actuator due to the input to the actuator coil through the contact; act 17 and the diode 16 of the direct current from the constant source tension After the capacitor 12 has charged and damped the oscillatory transient, the flow of the half-half current through the coil is stopped, and the traverse with the contacts is held by the attracted direct current.

Во врем размыкани контакта 17, отключающего катушку пускател 1 от источника посто нного тока, электродвижуща сила самоиндукции пускател 1 обуславливает возникновение тока в динисторе 8, стабилитроне 10 и диоде 11, часть которого ответвл етс в управл ющий электрод вспомогательного тиристора 7 через токоограничивающий резистор 9. Тиристор 7 включаетс и конденсатор 12 разр жаетс через ди- нистор 6, тиристор 7 и диод 15, подготавлива сь к повторному циклу работы после нового замыкани контакта 17.During the opening of the contact 17, which disconnects the coil of the actuator 1 from the DC source, the electromotive force of the self-induction of the actuator 1 causes the current to appear in the dynistor 8, the zener diode 10 and the diode 11, a part of which branches into the control electrode of the auxiliary thyristor 7 through the current limiting resistor 9. The thyristor 7 is turned on and the capacitor 12 is discharged through the distor 6, the thyristor 7 and the diode 15, being prepared for a repeated operation cycle after a new closure of the contact 17.

Динистор 6 снижает ток утечки конденсатора 12 через тиристор 7 и диод 15. Так, например, без динистора 6 тиристор 3 типа КУ201Л или КУ202Н не закрываетс до отключени контакта 17 и однополупериодное напр жение действует недопустимо долго.Dinistor 6 reduces the leakage current of capacitor 12 through thyristor 7 and diode 15. Thus, for example, without distor 6, thyristor 3 of type KU201L or KU202H does not close until contact 17 is disconnected and the half-wave voltage lasts for an unacceptably long time.

Электромагнит переменного тока пускател ПМЕ211 при подаче посто нного тока вместо однополупериодного тока такой же величины не срабатывает, а перекащивает- с боковыми составл ющими т говых усилий и застревает в начале хода кор магнитной системы, имеющего свободное «плавающее закрепление в пластмассовой траверсе, несущей подвижные контакты и скольз щей по направл ющим в верхней части корпуса с относительно большими люфтами. В изобретении срабатывание пускател обеспечиВНИИПИ Заказ 3299/54 Тираж 643 Подписное Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4The AC electromagnetic of the PME211 starter does not work when direct current is applied instead of half-wave current, but crosses with the side components of the pulling force and gets stuck at the beginning of the course of the magnetic system having a free floating attachment in the plastic yoke carrying movable contacts and sliding along guides in the upper part of the housing with relatively large backlashes. In the invention, the operation of the actuator is provided by the VNIIPI Order 3299/54 Circulation 643 Subsidiary Branch PPP "Patent, Uzhgorod, ul. Project, 4

00

ваетс наличием в примен емом устройстве свойства, которое при форсировке электромагнитов посто нного тока (в них отсутствует свободное закрепление кор и имеетс строга соосность в магнитопроводе) не использовалось, а именно пульсирующий характер т гового усили , несмотр на наличие короткозамкнутых витков в магнитной CHCfeMe, преп тствующих вибрации пускател во включенном состо нии при протекании по катушке переменного тока.The presence in the applied device of a property that, when forcing electromagnets of direct current (they lack free fastening of the core and there is a strict alignment in the magnetic core) was not used, namely the pulsating nature of pulling force, despite the presence of short-circuited coils in the magnetic CHCfeMe, prep the actuator vibrates in the on state when an alternating current flows through the coil.

Этот пульсирующий характер т гового усили при однополупериодном токе в процессе включени пускател про вл етс сильнее, чем при переменном токе и поэто5 му во врем хода кор с траверсой и контактами легче преодолеваютс возникаю- пше перекосы в магнитной cncrcNre и врем срабатывани пускател не увеличиваетс , а колеблетс в пределах 10-25 мс несмотр на то, что энерги из сети в катушкуWith the half-wave current, the pulsating nature of the pulling force is stronger during switching on the actuator than with alternating current and therefore during the course of the core with the cross member and contacts it is easier to overcome the resulting distortions in the magnetic cncrcNre and the response time of the actuator does not increase, but ranges from 10-25 ms despite the fact that the energy from the network to the coil

0 поступает только в течение провод щих полупериодов , но нагрев пускател в процессе пуска уменьшаетс , так как уменьшаетс эффективное значение тока. За счет этого сушественно увеличиваетс допустима час5 тота включений пускател ПМЕ211, чему способствует также то, что после автоматического отключени тиристора 3 пускатель удерживаетс включенным посто нным током 180-190 мА от напр жени 24 В, т.о. потребл ет мощность около 4,5Вт или в0 enters only during the conductive half-periods, but the heating of the actuator during the start-up process decreases as the effective value of the current decreases. Due to this, the turning-on time of the switching-on of the PME212 actuator is significantly increased, which is also promoted by the fact that after the thyristor 3 is automatically disconnected, the actuator is kept switched on by a direct current of 180-190 mA from a voltage of 24 V, i.e. consumes about 4.5W or

0 1,5 раза меньшую, чем пускатель типа ПМЕ2 1 при обычном подключении.0 1.5 times smaller than the PME2 1 starter with a normal connection.

Кроме этого, предотвращаетс сгорание катушек пускателей при заклинивани кор их магнитопровода (наиболее часта неисправность пускателей с электромагнитами пере.менного тока); общие схемы управлени станками и автоматическими лини ми на переменном и посто нном токе замен ютс только схемой на посто нном токе.In addition, the ignition coils of the starters are prevented from burning when the core of their magnetic core is jammed (the most frequent failure of starters with AC electromagnets); general control circuits for machine tools and automatic lines on alternating and direct current are replaced only by direct current circuit.

Таким образом, использование устройства дл форсировани электромагнитов ПОСТС1ЯННОГО тока в качестве устройства дл управлени пускателем переменного тока с электромагнитом переменного тока позвол ет уменьшить трудоемкость в производстве пускателей с управлением на посто нном токе , расход электроэнергии и врем включени и отключени пускател .Thus, using a device for forcing electromagnets of a DC current as a device for controlling an AC starter with an AC electromagnet makes it possible to reduce the laboriousness in the production of starters with DC control, power consumption, and the time that the starter turns on and off.

Claims

Invention Formula

The use of a device for forcing DC electromagnets with a single half-period voltage and for keeping them turned on with a DC voltage as a device for controlling an AC starter with an AC electromagnet.

five