ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ Российский патент 1995 года по МПК H01H51/28 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к низковольтным электрическим аппаратам, и может найти применение при создании электромагнитных реле управления.

Известны миниатюрные электромагнитные реле управления [1] содержащие магнитную систему клапанного типа с L-образной скобой (ярмом), круглым сердечником с насаженной на него каркасной катушкой и поворотным якорем контактную систему с подвижными и неподвижными контактами на плоских пластинчатых контактодержателях, закрепленных консольно в специальных ячейках единого электроизоляционного корпуса.

Эти реле имеют достаточно высокие показатели по коммутационной способности и износостойкости контактов, благодаря чему находят широкое применение в качестве выходных органов электронных модулей различных устройств управления.

Однако такие реле имеют ряд недостатков. К этим недостаткам относятся сложность регулировки при производстве и неудовлетворительная чувствительность реле. Сложность регулировки обусловлена наличием большого количества размеров звеньев кинематической схемы реле, определяющих величины раствора и провала контактов. Только Г-образный якорь имеет четыре размера, которые непосредственно влияют на величины указанных параметров. Неудовлетворительная чувствительность вызвана технологической сложностью увеличения площади полюсного наконечника сердечника, выполняемого осаждением материала сердечника цилиндрической формы.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является реле[2] преимущество которого по сравнению с упомянутым выше реле, в том, что якорь расположен вдоль образующей катушки, в связи с чем магнитные потоки рассеяния используются для увеличения тягового усилия, действующего на якорь, что приводит к некоторому увеличению чувствительности реле, к снижению мощности срабатывания. Кроме того, применение в данном реле плоского якоря (не имеющего изгибов) обеспечивало снижение количества размеров, определяющих раствор и провал контактов.

Однако количество таких размеров в реле все же велико, чем обуславливается сравнительно сложная регулировка упомянутых параметров. Количество звеньев, определяющих величину раствора реле, равно девяти, провала контактов одиннадцати. Все эти размеры имеют технологические разбросы. В данной конструкции якорь и контактная система расположены по разные стороны от магнитной системы, в связи с чем расстояние от поверхности якоря до поверхности подвижного контакта по траверсу лишь незначительно меньше размера корпуса реле. Большое количество звеньев размерной цепи, а также значительные величины номинальных размеров этих звеньев обуславливают большой разброс величин раствора и провала контакта. Это в свою очередь приводит к усложнению регулировки раствора и провала контактов. Кроме того, в реле нет явно выраженного полюсного наконечника, применяемого для увеличения магнитной проводимости между магнитопроводом и якорем. Его отсутствие в связи с техническими трудностями выполнения обуславливает низкую чувствительность реле.

Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности реле, снижение трудоемкости его изготовления, а также габаритов и массы.

Технический результат достигается тем, что в электромагнитном реле, содержащем изоляционный корпус, контактную систему, магнитную систему, включающую в себя катушку на изоляционном каркасе, якорь и магнитопровод, состоящий из ярма и сердечника, причем один из концов сердечника жестко связан с ярмом, а другой свободный и расположен с возможностью взаимодействия с якорем, в средней части корпуса на одной из его боковых сторон выполнен выступ, расположенный с возможностью обеспечения жесткого фиксирования магнитопровода с катушкой, сердечник выполнен в виде двух пластин Г-образной формы, каждая из которых имеет два участка, изогнутые под прямым углом, свободные концы сердечника расположены параллельно продольной оси катушки, а средние части на одной из торцовых поверхностей катушки, а ярмо снабжено пластиной Г-образной формы, изогнутой под прямым углом и жестко связанной с ярмом, причем изогнутая часть расположена в одной плоскости и встречно свободным концам сердечника.

Кроме того, реле снабжено плоской изоляционной пружиной, упомянутый выступ выполнен в виде клина с вершиной, обращенной к продольной оси катушки, а его основание параллельно продольной оси катушки, причем высота выступа не превышает расстояние между боковой поверхностью катушки и свободными концами сердечника, размещенными на основании выступа, упомянутая плоская изоляционная пружина расположена между вершиной выступа и катушкой так, что опирается на щечки изоляционного каркаса катушки.

На фиг. 1-5 изображено предлагаемое реле.

Реле содержит корпус 1, выполненный из изоляционного материала, контактную систему, включающую в себя контактные пластины подвижного 2 и неподвижного 3 контактов, траверсу 4, а также магнитную систему, включающую в себя катушку 5, якорь 6 и магнитопровод, состоящий из ярма 7 и сердечника 8. Один конец 9 сердечника 8 связан с ярмом 7, а другой конец 10 расположен с возможностью взаимодействия с якорем 6 и служит полюсным наконечником. Сердечник 8 выполнен в виде двух симметричных относительно продольной оси 11 катушки 5 пластин Г-образной формы, каждая из которых имеет два участка, изогнутых под прямым углом и жестко соединенных друг с другом, например, контактной сваркой. Изогнутые участки образуют три части сердечника, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях: среднюю часть 12 и два конца 9 и 10. Причем свободный конец 10 сердечника расположен в плоскости на продольной оси 11 катушки 5, а средняя часть 12 на одной из торцовых поверхностей 13 катушки 5.

В средней части корпуса 1 на одной из его боковых сторон выполнен выступ 14, предназначенный для жесткого фиксирования магнитопровода с катушкой 5 в корпусе 1. Выступ 14 имеет форму клина с вершиной 15 в сторону катушки 5 и верхней гранью 16, параллельной оси 11 катушки 5, причем высота выступа 14 не превышает расстояние между боковой поверхностью катушки и свободными концами сердечника, размещенными на грани 16 выступа 14. Между вершиной 15 выступа 14 и боковой поверхностью катушки 5 расположена плоская изоляционная пружина 17, опирающаяся на щечки 18 каркаса катушки 5.

Ярмо 7 имеет в центральной части отверстие 19 и может быть дополнительно снабжено пластиной 20 Г-образной формы, изогнутой под прямым углом, и отверстие 21, идентичное отверстию 19 в ярме 7, причем изогнутая часть 22 расположена в одной плоскости и встречно свободному концу 10 сердечника 8. Ярмо 7 и пластина 20 закреплены на сердечнике 8, например, путем расчеканки конца 9 сердечника 8, установленного в отверстия 19 и 21. Якорь 6 прижат к торцовой поверхности ярма 7 с помощью пружины 23. Фиксирование якоря осуществлено, в частности, с помощью язычка 24, выполненного на пружине 23, и канавки 25, выполненной на поверхности якоря 6. Фиксирование пружины 23 выполнено с помощью выступа 26 и гнезда 27 корпуса 1.

Реле работает следующим образом.

При подаче к катушке 5 напряжения питания в магнитной системе реле возбуждается магнитное поле. Якорь 6 притягивается к полюсному наконечнику 10 сердечника 8. Через траверсу 4 движение якоря 6 передается к подвижному контакту 2. Контакты 2 и 3 замыкаются.

После отключения напряжения питания якорь реле за счет упругости контактной пластины 2 возвращается в исходное состояние. Контакты 2 и 3 размыкаются.

На фиг. 6 и 7 приведены графические изображения размерных цепей, влияющих соответственно на раствор P и провал П контактов. Из этих графиков видно, что количество размеров звеньев, влияющих на раствор контактов, составляет шесть, а на провал семь. По сравнению с прототипом количество размеров, влияющих на раствор контакта, сокращено на три (девять минус шесть), а на провал на четыре (одиннадцать минус семь). Это вызвано тем, что благодаря оригинальному выполнению конструкции реле из размерной цепи исключены размеры A₁, Б и Д, влияющие на раствор контакта, а размер A₁ в эту размерную цепь входит только один раз вместо двух раз у прототипа.

Кроме того, в предлагаемом реле значительно снижена величина размера Е. Это привело к снижению величины технологического разброса этого размера. Значительное снижение количества размеров, влияющих на раствор и провал контакта, а также снижение абсолютных величин разброса этих размеров приводят к большей стабильности указанных параметров и соответственно к упрощению процесса регулирования этих параметров.

В предлагаемой конструкции свободный конец 10 сердечника 8 имеет значительную площадь. Вследствие этого увеличена магнитная проводимость между магнитопроводом и якорем, что обуславливает большую чувствительность реле по сравнению с прототипом.

Выполнение ярма 7 составным (фиг. 3), одна часть которого пластина 22 имеет отгиб 23, расположенный в одной плоскости и встречно свободному концу 10 сердечника 8, существенно увеличивает магнитную проводимость между ярмом 7 и якорем 6, что приводит к дополнительному увеличению чувствительности реле.

Использование: в электроаппаратостроении, в частности в низковольтных электрических аппаратах, при создании электромагнитных реле управления. Сущность изобретения состоит в том, что в электромагнитном реле, содержащем изоляционный корпус, контактную систему, магнитную систему, включающую в себя катушку, якорь и магнитопровод, состоящий из ярма и сердечника, один конец которого жестко связан с ярмом, а другой свободный и расположен с возможностью взаимодействия с якорем, в средней части корпуса на одной из его боковых сторон выполнен выступ, расположенный с возможностью обеспечения жесткого фиксирования магнитопровода с катушкой, сердечник выполнен в виде двух пластин Г-образной формы, каждая из которых имеет два участка, изогнутых под прямым углом, свободные концы сердечника расположены параллельно продольной оси катушки, а средние части на одной из торцовых поверхностей катушки. Ярмо снабжено пластиной Г-образной формы, изогнутой под прямым углом и жестко связанной с ярмом, причем изогнутая часть расположена в одной плоскости и встречно свободным концам сердечника. Реле снабжено плоской изоляционной пружиной, вышеупомянутый выступ выполнен в виде клина с вершиной, обращенной к продольной оси катушки, а его основание параллельно продольной оси катушки, причем высота выступа не превышает расстояние между боковой поверхностью катушки и свободным концом сердечника, размещенными на основании выступа, упомянутая плоская электроизоляционная пружина расположена между вершиной выступа и катушкой так, что опирается на щечки изоляционного каркаса катушки. 2 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ, содержащее изоляционный корпус, контактную систему, магнитную систему, включающую в себя катушку на изоляционном каркасе, якорь и магнитопровод, состоящий из ярма и сердечника, причем один из концов сердечника жестко связан с ярмом, а другой свободный и расположен с возможностью взаимодействия с якорем, отличающееся тем, что в средней части корпуса на одной из его боковых сторон выполнен выступ, расположенный с возможностью обеспечения жесткого фиксирования магнитопровода с катушкой, сердечник выполнен в виде двух пластин Г-образной формы, каждая из которых имеет два участка, изогнутые под прямым углом, свободные концы сердечника расположены параллельно продольной оси катушки, а средние части на одной из торцевых поверхностей катушки. 2. Реле по п.1, отличающееся тем, что ярмо снабжено пластиной Г-образной формы, изонутой под прямым углом и жестко связанной с ярмом, причем изогнутая часть расположена в одной плоскости и встречно свободным концам сердечника. 3. Реле по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено плоской изоляционной пружиной, упомянутый выступ выполнен в виде клина с вершиной, обращенной к продольной оси катушки, а его основание параллельно продольной оси катушки, причем высота выступа не превышает расстояние между боковой поверхностью катушки и свободными концами сердечника, размещенными она основании выступа, упомянутая плоская изоляционная пружина расположена между вершиной выступа и катушкой так, что опирается на щечки изоляционного каркаса катушки.