Принцип работы и характеристики БЭСНУ

Бестрансформаторный электронный стабилизатор напряжения удержания типа: БЭСНУ220, БЭСНУ380, БЭСНУ(д) (далее по тексту БЭСНУ) - это отдельный электронный блок, сконструированный методом поверхностного монтажа компонентов на печатную плату и содержащиё в себе логическую цепь, позволяющую устройству выполнять работу в двух заданных режимах "форсировки" и "удержания".
В первом режиме обеспечивается необходимый по силе импульс для втягивания якоря электромагнита, а во втором режиме устройство поддерживает щадящее питание катушки для удержания якоря. Компоненты и логика работы режимов для каждого типа используемого электромагнита выбираются и настраиваются при производстве с целью повышения энергоэффективности и эксплуатационных характеристик подключаемого устройства.

Блок форсировки устанавливается перед каждым устройством-потребителем, так как осуществляется управление конкретным электромагнитом. При этом необходимо понимать, что БЭСНУ может запитываться непосредственно от сети основной линии электроснабжения исполнительных устройств (220В или 380В) и формировать на выходе ток до 40А (в зависимости от модели). Примеры схем установки или интеграции, при которых питание электромагнита осуществляется через блок БЭСНУ (или БЭСНУ-Д):

  • С исполнительным устройством, например электромагнитной муфтой:

    Последовательное соединение блока управления электромагнитом в силовой линии

  • С коммутирующим устройством, например при интеграции БЭСНУ в существующую управляющую сеть коммутирующих электрических аппаратов (реле, пускателей, контакторов):

    Последовательное соединение блока управления электромагнитом в линии управления

  • С коммутирующими электрическими аппаратами (для сетей 220В или 380В) и электропитанием от основной линии:
    Параллельное соединение блока управления электромагнитом
В приведенных схемах управление включением и отключением БЭСНУ (и электромагнита-потребителя) может реализовываться с помощью реле управления или непосредственно самим устройством БЭСНУ (модель БЭСНУ-Д с дистанционным управлением). При отсутствии реле управления и использования блока БЭСНУ без дистанционного управления, устройство-потребитель будет включаться в момент подачи питания в основной силовой линии.

Во включенном состоянии модуль БЭСНУ сканирует управляющую сеть с частотой 100Гц, реагируя на изменения уровня питания в цепи управления. При этом на обмотке электрической катушки автоматически поддерживается установленное минимальное напряжение, обеспечивая необходимую магнитную силу для надежного удержания якоря. Это достигается путем управления величиной и формой выходного тока логической цепью блока. Не смотря на то, что работа устройства не одинакова с разными электромагнитами, на практике удаётся добиться выходного напряжения в 10 и более раз меньше номинального напряжения сети управления. Одновременно с этим напряжение управляющей сети может колебаться! в широких диапазонах без влияния на работу электромагнита: 30 - 250В (сеть 220В) и 30 - 420В (сеть 380В).

Такой режим поддерживается непрерывно во время работы электрического аппарата. В результате надежно обеспечивается коммутация электрического соединения, либо коммутация механической цепи, которая обеспечивает механическую работу привода (электромеханический тормоз, электромагнитная муфта и подобные устройств).

Технические характеристики БЭСНУ 220 / 380

Характеристика220380
Минимальное входное напряжение для работы форсированного режима, В 90
Диапазон входного питающего напряжения переменное, либо выпрямленное, действующее значение, В 30 - 250 30 - 440
Частота питающей сети переменного напряжения, Гц50-60
Максимальный импульсный ток в режиме форсировки, А 40
Выходное выпрямленное напряжение (балансирующее в диапазоне), В 5 - 24
Длительность форсированного режима, с0,015 - 0.6
Температурный диапазон работы, ºС -10 - 50
Минимальная масса, г180
Габариты зависят от корпуса, но не менее г*в*ш, см5 * 4 * 10

>>Полная инструкция к устройству<<

Видеодемонстрация работы БЭСНУ для включения контактора КВ 110В. Режим удержания от переменного и выпрямленного напряжения. Продемонстрированы энергосберегающие качества работы модуля:

Видеодемонстрация включения пускателя ПМ без подключенного модуля БЭСНУ и с подключенным:

Электронное управление мощными электромагнитами

Блок форсировки БЭСНУ способен работать совместно с мощными (грузовыми) электромагнитами, работающими от переменного или выпрямленного напряжения. Управление мощными электромагнитами, например КЭП-350 ... 1300 (электрический тормоз с механическим усилием 350-1300Н), происходит по бестрансформаторной схеме с использованием технологии стабилизации напряжения удержания.

Алгоритм, используемый в БЭСНУ, позволяет надежно управлять режимами работы электрического аппарата. Процессы включения выключения происходят плавно, без перегрузки электрической катушки используемого устройства. В форсированном «ударном» режиме работы обеспечивается создание требуемой силы электромагнитного притяжения якоря для включения электрического аппарата. При этом логика работы БЭСНУ в форсированном режиме задаётся для каждой модели электромагнита большой мощности при производстве.

В режиме удержания обеспечивается оптимальная сила электромагнитного притяжения якоря при дестабилизирующих факторах в виде «скачков» сетевого напряжения. Также как для форсированного режима, для достижения наилучших показателей эффективности в режиме удержания (энергоэффективность и температура работы катушки), мы производим юстировку работы БЭСНУ при производстве под конкретный электромагнит. Это позволяет существенно снизить потребление тока и температуру работы катушки практически до температуры окружающей среды.

Видеодемонстрация работы БЭСНУ с КЭП-350 (380В):


Помимо упомянутого КЭП-350 блоки удержания БЭСНУ можно использовать с другими мощными электромагнитами:

Тип Серия
Грузоподъемные электромагниты ЭМ-22, ЭМ-32
Электромагнитные муфты ЭТМ, 4КЛ, ЭМ
Тормозные электромагнитыКМТ, КМТД, КЭП
Газовая и энергетическая арматураКМП, УИМ, КЭП
Гидроаппаратура КВМ

Производители мощных исполнительных электромагнитных устройств рекомендуют использовать специализированные блоки питания для снижения нагрева катушек, что позволяет существенно продлить срок работы самого устройства, а в некоторых случаях это является функциональной необходимостью, чтобы предотвратить перегрев и расплавление катушки (например аварийные нормально замкнутые тормозные электромагниты в подъемных механизмах). Известно, что конструкция блоков питания типа БПС 1-25, БПС 1-40 сказывается на их надежности, и часто эти устройства не вырабатывают отведенный срок службы в реальных условиях. Элементная база недолговечна, конструкция зависима от перепадов сетевого напряжения, при этом они потребляют относительно много электроэнергии.

При использовании БЭСНУ с перечисленными исполнительными устройствами блоки питания типа БПС-1/2, БПЭМ-3/4 не нужны, а размеры блока форсировки позволяют создавать конструкции с меньшими габаритами под устройства управления и питания. Блок БЭСНУ - является полностью электронной заменой блоков питания типа БПС 1-25, БПС 1-40 и их вариаций, при этом обладает следующими преимуществами:
  • Собственное КПД до 98%
  • Собственная мощность потребления 1-2 Вт
  • Устойчивость к скачкам напряжения электросети (в диапазоне 23% - 113%). Это устраняет основную массу случаев с незапланированным отключением электромагнита
  • Снижение температуры обмотки электрической катушки (при правильном подборе устройства БЭСНУ температура снижается до tокр.ср.+8°C)
  • Питание устройства происходит от основной линии питания электромагнита (220В или 380В)
  • Работа в сетях AC/DC
  • Возможность дистанционного управления электромагнитами через микроконтроллер
  • Работа в больших электромагнитных полях
  • Повышенная энергоэффективность (до 90%)
  • Снижение затрат на обслуживание благодаря системе визуальной диагностики работы
  • Позволяет проектировать схемы автоматики вне без учета управляющих линий энергоснабжения, что снижает общую стоимость производства и эксплуатации конструкций.
>>Ознакомьтесь с экономическим обоснованием использования БЭСНУ<<

Для поддержания работоспособности электрических аппаратов и систем предприятия наиболее важно то, что устройство обеспечивает гарантированное удержание электромагнита при скачкообразных изменениях в сети в диапазоне 50-250В для БЭСНУ220 и 50-420В для БЭСНУ380. Это значит, что при падении напряжения в цепи управления, катушка управления электромагнитом продолжит работать и позволит сохранить работу коммутируемого оборудования (например электродвигателя). В нормальном рабочем режиме понижается вероятность поломки оборудования в момент непрогнозируемых отключений из-за колебаний напряжения в цепи управления. Работа катушки электромагнита обеспечивается в щадящем температурном режиме, значительно продлевая срок эксплуатации.

Применение БЭСНУ-Д (блок форсировки с дистанционным управлением) позволяет управлять исполнительным электромагнитом с помощью слаботочной электрической инфраструктуры или через беспроводную сеть (4G, WI-FI).

Видеодемонстрация работы БЭСНУ-Д с КЭП-350 (220В):

Калькулятор силы тяги (мощности) электромагнита с воздушным зазором магнитопровода. Расчет параметров катушки.

* данный калькулятор производит расчет для выпрямленного напряжения и пренебрегает некоторыми параметрами.
Контактор, электромагнит с разомкнутым магнитопроводом. Расчет электромагнита. Мощность электромагнита