УСТРОЙСТВО ФОРСИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОМ.
DEVICE OF FORCED ELECTROMAGNETIC CONTROL

Заявленное техническое решение относится к электротехнике и может быть использовано для включения исполнительных электромагнитных устройств систем автоматики в нефтедобывающей, энергетической, автомобильной промышленности и в приводах электромагнитных клапанов постоянного и переменного тока.
Для уменьшения габаритов, массы и энергопотребления, а также повышения быстродействия электромагнитов применяют форсированное управление, при котором в период срабатывания по обмоткам электромагнитов пропускают токи, превосходящие значения, допустимые по нагреву в номинальном режиме, а после срабатывания токи уменьшают до допустимых значений. Применение форсированного управления позволяет уменьшить массу электромагнитных приводов на 30-40%, а расход обмоточной меди снизить на 50 и более процентов.
Принципиальные схемы включения электромагнитов с форсировкой тока показаны на рис. 2 Б.Э. Коц. Электромагниты постоянного тока с форсировкой. М., Энергия 1973. По числу обмоток электромагниты делятся на однообмоточные и двухобмоточные. По типу переключающего устройства подразделяются на контактные и бесконтактные. В качестве элемента, ограничивающего пусковой ток после срабатывания электромагнита, применяют резистор или дополнительную удерживающую обмотку электромагнита.
Недостатками с контактным переключением являются низкая надежность и ограниченный ресурс контактов, наличие механической связи якоря с контактами переключателя и выход из строя пусковой обмотки в случае заклинивания якоря.
Устройство форсированного управления электромагнитом с бесконтактными переключающими устройствами не имеет механических связей и контактов и поэтому более надежно, но имеет значительные габариты и стоимость.
Вышеописанное устройство форсированного управления электромагнитом может работать на постоянном и переменном токе, но на переменном в качестве токоограничивающего устройства целесообразнее использовать конденсатор из-за отсутствия активных потерь.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении надежности, в упрощении конструкции, уменьшении габаритных размеров устройств форсированного управления электромагнитами как на постоянном, так и на переменном токе.
Данная задача достигается за счет того, что в устройстве форсированного управления электромагнитом в качестве переключающего устройства применен самовосстанавливающийся предохранитель.
Самовосстанавливающиеся предохранители представляют собой полимерные терморезисторы с положительным температурным коэффициентом (Polymeric Positive Temperature Coefficient - (PPTC). Существует несколько основных компаний, которые производят РРТС. Каждая из них запатентовала и использует свою марку: Polyfuse (Littelfuse), PolySwitch (ТЕ Connectivity), Semifuse (АТС Semitec), Fuzetec (Fuzetec Technology), Multifuse (Bourns). Несмотря на отличия в названии, все РРТС имеют одинаковый принцип работы и сходную структуру. Основная особенность - они проводят ток до тех пор, пока его температура не превысит определенный порог. После этого он срабатывает, сопротивление резко увеличивается, что и приводит к разрыву электрической цепи.
Работают устройства форсированного управления электромагнитом, следующим образом: при подключении к клеммам питания через обмотку электромагнита и самовосстанавливающийся предохранитель проходит пусковой ток. После срабатывания самовосстанавливающегося предохранителя в цепь обмотки электромагнита вводится токоограничивающий элемент, снижающий пусковой ток до тока удержания.
Самовосстанавливающийся предохранитель подбирается так, чтобы в диапазоне рабочих температур время его срабатывания при пусковом токе было больше времени срабатывания электромагнита, но меньше времени, необходимого для выхода из строя обмотки электромагнита. После отключения устройства форсированного управления электромагнитом от источника питания самовосстанавливающийся предохранитель восстанавливается до своего первоначального состояния и устройство вновь готово к работе.