устройство управления грузоподъемным электромагнитом

Формула изобретения

Устройство управления грузоподъемным электромагнитом, содержащее выпрямитель намагничивания и выпрямитель размагничивания, силовые входы которых присоединены к фазам сети электрического тока, а выходные цепи к первому и второму выходным выводам, служащим для подключения катушки грузоподъемного электромагнита, блок управления, выходы которого подключены ко входам управления выпрямителя намагничивания и выпрямителя размагничивания, и два датчика тока, включенные последовательно с первым и вторым выходными выводами, причем выходы этих датчиков подключены ко входам блока управления, отличающееся тем, что датчики тока выполнены в виде кольцевого магнитопровода, охватывающего выходную цепь выпрямителя намагничивания, причем на магнитопроводе размещена обмотка связи, включенная в выходную цепь выпрямителя размагничивания, а в разрыв магнитопровода установлен датчик Холла, выход которого является выходом датчика тока.

Описание изобретения к патенту

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

Известно устройство управления грузоподъемным электромагнитом, содержащее силовые выводы питания для подключения к трехфазной сети электрического тока, первый и второй выходные выводы для подключения катушки грузоподъемного электромагнита, управляемый тиристорный выпрямитель намагничивания, управляемый тиристорный выпрямитель размагничивания и 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 (а. с. 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 выпрямитель намагничивания и выпрямитель размагничивания, силовые входы которых присоединены к фазам сети электрического тока, а выходные цепи к первому и второму выходным выводам, служащим для подключения катушки грузоподъемного электромагнита, блок управления, выходы которого подключены ко входам управления выпрямителя намагничивания и выпрямителя размагничивания, и два датчика тока, включенные последовательно с первым и вторым выходными выводами, причем выходы этих датчиков подключены ко входам блока управления (заявка RU №2002103131, H 01 F 7/18, опубликована 10.09.2003 г.). Датчики тока обеспечивают обратную связь для управления током намагничивания, а также позволяют обнаруживать аварийные режимы и отключать при этом выпрямитель намагничивания. В частности, разность токов в цепях, контролируемых датчиками тока, свидетельствует о наличии тока утечки. Увеличение тока утечки выше допустимого уровня свидетельствует о недопустимом нагреве и ухудшении качества изоляции и является одним из аварийных режимов работы электромагнита, требующим его отключения.

Режим работы электромагнита является аварийным по току утечки уже тогда, когда этот ток вырастает до нескольких миллиампер. Поскольку датчики тока устройства работают в диапазоне измерения токов намагничивания, составляющих для разных электромагнитов величину 20-150 А, то они оказываются недостаточно чувствительными для контроля разности токов, не достигающей и 0,01% от тока намагничивания.

Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства при контроле тока утечки катушки электромагнита.

Это достигается тем, что устройство управления грузоподъемным электромагнитом, содержащее выпрямитель намагничивания и выпрямитель размагничивания, силовые входы которых присоединены к фазам сети электрического тока, а выходные цепи к первому и второму выходным выводам, служащим для подключения катушки грузоподъемного электромагнита, блок управления, выходы которого подключены ко входам управления выпрямителя намагничивания и выпрямителя размагничивания, и два датчика тока, включенные последовательно с первым и вторым выходными выводами, причем выходы этих датчиков подключены ко входам блока управления, согласно изобретению, датчики тока выполнены в виде кольцевого магнитопровода, охватывающего выходную цепь выпрямителя намагничивания, причем на магнитопроводе размещена обмотка связи, включенная в выходную цепь выпрямителя размагничивания, а в разрыв магнитопровода установлен датчик Холла, выход которого является выходом датчика тока.

Сущность изобретения поясняется функциональной схемой устройства. Устройство управления содержит тиристорный управляемый выпрямитель намагничивания 1, выходные цепи 2 и 3 которого подключены к выходным выводам 4 и 5, предназначенным для соединения через силовой кабель (не показан) с катушкой грузоподъемного электромагнита 6, два датчика тока, через кольцевые магнитопроводы 7 и 8 которых пропущены цепи 2 и 3 соответственно, а в разрыве кольцевых магнитопроводов установлен датчик Холла 9, тиристорный выпрямитель размагничивания 10, выходные цепи 11 и 12 которого через обмотки связи 13 и 14, размещенные на магнитопроводах 7 и 8, подключены к выходным выводам 4 и 5, блок управления 15, ко входам которого подключены выходы датчиков Холла 9, а выходы блока управления соединены со входами управления 16 и 17 выпрямителей намагничивания 1 и размагничивания 10. Силовые входы выпрямителя намагничивания 1 и выпрямителя размагничивания 10 присоединены к силовым выводам питания А, В и С, служащим для подключения устройства к трехфазной сети переменного электрического тока.

Количество витков обмотки связи 13 и 14 выбирают таким, чтобы при прохождении по ним тока размагничивания, составляющего обычно 0,5-3 А, напряженность магнитного поля в магнитопроводах 7 и 8 была примерно равна напряженности поля, вызываемого током намагничивания. В результате этого чувствительность датчика к току в режиме размагничивания увеличивается в 40-50 раз по сравнению с чувствительностью в режиме намагничивания.

Устройство работает следующим образом. Посредством блока управления 15 формируют сигналы, поступающие на выпрямитель намагничивания 1 и обеспечивающие подачу в катушку грузоподъемного электромагнита 6 тока намагничивания для захвата и перемещения груза. Для сброса груза блок управления 15 переводит выпрямитель намагничивания 1 на работу в режиме рекуперации, вследствие чего запасенная электромагнитная энергия возвращается в сеть. Далее, блок управления 15 формирует сигналы управления на выпрямитель размагничивания 10, обеспечивая пропускание через катушку электромагнита импульсов тока обратной полярности для устранения остаточного магнетизма и полного размагничивания электромагнита. В процессе выполнения погрузочно-разгрузочных работ электромагнит значительную часть времени находится под током, вследствие чего его обмотка постепенно нагревается и через несколько часов работы ее температура достигает 150-200°С. Это сопровождается увеличением активного сопротивления обмотки на 30-40%, соответствующим снижением тока и грузоподъемности электромагнита. Сигналы с датчиков Холла 9, поступающие на блок управления, позволяют изменить режим работы выпрямителя намагничивания 1 таким образом, чтобы стабилизировать ток и обеспечить необходимую грузоподъемность.

В случае превышения допустимой величины тока в цепи 2 или 3 при работе выпрямителя намагничивания 1, что свидетельствует о возникновении аварийного режима короткого замыкания в катушке грузового электромагнита 6 или в ее кабеле питания, блок управления 15 прекращает подачу сигналов управления, т.е. отключает выпрямитель. Ток утечки электромагнита контролируют во время работы выпрямителя размагничивания 10, сравнивая сигналы датчиков Холла 9. Поскольку датчики тока в это время имеют большую чувствительность, чем при намагничивании, определение тока утечки существенно упрощается. В случае превышения током утечки заданного значения блок управления регистрирует возникновение аварийного режима и не допускает дальнейшей работы выпрямителя намагничивания.