ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1999 года по МПК H01H61/04 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к тепловым реле, предназначенным для использования в магнитных пускателях для защиты от перегрузок мощных электрических цепей.

Известны тепловые реле с прямым нагревом, содержащие биметаллическую пластину, нагрев которой происходит за счет прохождения через нее тока [1]. Выбор материалов биметаллической пластины осложняется из-за различных предъявляемых к ним требований. Поэтому более широкое использование находят тепловые реле с косвенным нагревом биметаллической пластины [2].

Наиболее близким к предлагаемому является тепловое реле с косвенным нагревом биметаллической пластины двухфазного исполнения типа ТПН [3]. Разработчик ВНИИР г. Чебоксары. Изготовители: УПО, УТОС г. Одесса; Гомельский завод "Электроаппаратурa"; Тбилисское ПО "Электроаппарат"; Машиностроительный завод г. Бишкек. Известное реле содержит два нагревательных элемента, две биметаллические пластины и два винта, регулирующих интервал между соответствующими нагревательным элементом и биметаллической пластиной, коромысло, жестко соединенное с консольной пластиной, подпружиненный ползун, неподвижные контакты, подвижные контакты, связанные с ползуном, защелочный элемент и механизм регулирования расцепления. Реле широко используется для защиты трехфазных двигателей переменного тока.

Однако известное токовое реле обладает недостатками. Оно не позволяет плавно регулировать ток срабатывания в широких пределах. Для этой цели необходимы сменные нагревательные элементы для каждого типа размера реле от 4 до 12 номинальных токов установки. При этом для каждого нагревательного элемента его ток установки может изменяться лишь в пределах регулирования от 0,75 до 1,25 номинального тока. Грубая настройка известных реле приводит к снижению чувствительности и тем самым к снижению надежности срабатывания.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е. расширение области регулирования тока срабатывания и повышение надежности срабатывания.

Указанная цель достигается тем, что в тепловом реле, содержащем по крайней мере пару нагревательных элементов, пару биметаллических пластин, пару винтов, каждый из которых регулирует интервал между соответствующими нагревательными элементами и биметаллической пластиной, коромысло, жестко соединенное с консольной пластиной, подпружиненный ползун, неподвижные контакты, подвижные контакты, связанные с ползуном, защелочный элемент и механизм регулирования расцепления контактов.

В одном из вариантов в реле введены дополнительная консольная пластина, тяга и палец, один конец дополнительной консольной пластины шарнирно соединен с основной консольной пластиной, другой конец - с первым концом тяги, второй конец которой соединен с пальцем, имеющим возможность перемещаться по определенной траектории.

В другом варианте в реле введены гибкий тросик со спиралевидной оболочкой, фиксирующее устройство и шток. Один конец оболочки закреплен на консольной пластине, в месте закрепления консольная пластина имеет выступ со сквозным отверстием, в которое вставлен шток, соединенный с концом тросика. Другой конец тросика и конец оболочки соединены с фиксирующим устройством.

Такое выполнение теплового реле позволяет регулировать интервал между консольной пластиной и защелочным элементом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого теплового реле в первом варианте; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие принцип его работы; на фиг.3 - функциональная схема предлагаемого теплового реле во втором варианте.

Реле содержит по крайней мере пару нагревательных элементов 1, пару биметаллических пластин 2, пару винтов 3, каждый их которых регулирует интервал между соответствующими нагревательными элементом 1 и биметаллической пластиной 2. На фиг.1 с целью упрощения чертежа показаны всего лишь один элемент 1, одна пластина 2 и один винт 3. Кроме того, содержит коромысло 4, жестко соединенное с консольной пластиной 5, ползун 6, неподвижные контакты 7, подвижные контакты 8, связанные с ползуном 6, защелочный элемент 9 и механизм регулирования расцепления контактов, выполненный в виде эксцентрика 10 и опоры 11.

В одном из вариантов (см.фиг.1) в реле введены дополнительная консольная пластина 12, тяга 13 и палец 14. Один конец дополнительной консольной пластины 12 шарнирно соединен с основной консольной пластиной 5, другой конец - с первым концом тяги 13, второй конец которой соединен с пальцем 14, имеющим возможности перемещаться по определенной траектории, например по хорде AB, и фиксироваться в любой ее точке.

В другом из вариантов (см. фиг.3) в реле введены гибкий тросик 15 со спиралевидной оболочкой, фиксирующее устройство 16 и шток 17. Один конец оболочки закреплен на консольной пластине. В месте закрепления консольная пластина имеет выступ 18 со сквозным отверстием. В это отверстие вставлен шток, с которым соединен конец тросика 15. Другой конец тросика и конец оболочки соединены с фиксирующим устройством 16.

Принцип действия предлагаемого теплового реле в основном аналогичный известному. При прохождении тока через нагревательные элементы 1 происходит нагрев биметаллической пластины 2. Если величина тока превышает номинальное значение продолжительное время, то биметаллическая пластина изогнется. При этом она отодвигает коромысло 4 и соединенную с ним консольную пластину 5. В первом варианте исполнения смещается также дополнительная консольная пластина 12, которая приводит к сбросу защелки 9 с опоры 11. Во втором варианте исполнения шток 17 приводит к сбросу защелки 9. Под действием пружины ползун 6 сместится и разомкнет контакты 7 и 8. После охлаждения биметаллических пластин реле можно привести в первоначальное состояние нажатием на ползун 6 до зацепления защелки 9.

Настройка предлагаемого реле существенно отличается от известного. Ток срабатывания реле предварительно устанавливают винтом 3. При вращении последнего изменяется интервал между биметаллической пластиной 2 и нагревательным элементом 1 и, следовательно, изменяется величина изгиба пластины от величины тока, протекающего через нагревательный элемент 1. Но при этом изменяется также интервал между консольной пластиной и защелкой 9. Поэтому после установления винтами 3 тока срабатывания устраняют образовавшийся нежелательный зазор между консольной пластиной и защелкой 9: в первом варианте путем смещения пальца 14 по определенной траектории и, следовательно, путем смещения дополнительной консольной пластины 12; во втором варианте путем смещения конца тросика 15 относительно его оболочки в фиксирующем устройстве 16 и, следовательно, смещения штока 17.

В предлагаемом реле отпадает необходимость в сменных нагревательных элементах, так как ток срабатывания может широко меняться с изменением интервала между нагревательным элементом и биметаллической пластиной. А так как в предлагаемом реле можно выбрать наиболее оптимальный зазор для лучшего срабатывания защелочного элемента, то повышается точность срабатывания и тем самым повышается надежность срабатывания.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N1239761, кл. H 01 H 71/16, 1986.

2. Михайлов О.П. Стоколов В.Е. Электрические аппараты и средства автоматизации.- М.: Машгиз, 1982, с.161.

3. Информационно-справочный каталог по электротехнике, лист N 07.24.02.

Использование: область электротехники. Сущность изобретения заключается в том, что в реле, содержащем пару нагревательных элементов, пару биметаллических пластин, пару винтов, регулирующих интервал между соответствующим нагревательным элементом и биметаллической пластиной, коромысло, консольную пластину, ползун, защелочный элемент и контакты, в первом варианте вводится дополнительная консольная пластина, тяга, палец, имеющий возможность перемещаться по определенной траектории. Один конец дополнительной консольной пластины шарнирно соединен с основной консольной пластиной, другой конец - с первым концом тяги, второй конец которой связан с пальцем. В конструкцию реле во втором варианте вводится гибкий тросик со спиралевидной оболочкой, фиксирующий механизм и шток. Один конец оболочки закреплен на консольной пластине, в месте закрепления консольная пластина имеет выступ со сквозным отверстием, в которое вставлен шток, соединенный с концом тросика, другой конец тросика и конец оболочки соединены с фиксирующим механизмом. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

1. Тепловое реле, содержащее по крайней мере пару нагревательных элементов, пару биметаллических пластин, пару винтов, каждый из которых регулирует интервал между соответствующими нагревательным элементом и биметаллической пластиной, коромысло, соединенное с консольной пластиной, подпружиненный ползун, неподвижные контакты, подвижные контакты, связанные с ползуном, защелочный элемент и механизм регулирования расцепления контактов, отличающееся тем, что в реле введены дополнительная консольная пластина, тяга и палец, один конец дополнительной консольной пластины шарнирно соединен с основной консольной пластиной, другой конец - с первым концом тяги, второй конец которой соединен с пальцем, имеющим возможность перемещаться по определенной траектории. 2. Тепловое реле, содержащее по крайней мере пару нагревательных элементов, пару биметаллических пластин, пару винтов, каждый из которых регулирует интервал между соответствующими нагревательным элементом и биметаллической пластиной, коромысло, соединенное с консольной пластиной, подпружиненный ползун, неподвижные контакты, подвижные контакты, связанные с ползуном, защелочный элемент и механизм регулирования расцепления контактов, отличающееся тем, что в реле введены гибкий тросик, один конец оболочки закреплен на консольной пластине, в месте закрепления консольная пластина имеет выступ со сквозным отверстием, в которое вставлен шток, соединенный с концом тросика, другой конец тросика и конец оболочки соединены с фиксирующим устройством.