Герконовое реле переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H01H51/28 H02M7/06 

Puz.l Изобретение относится к электротехнике и может применяться в качестве измерительных реле для вьтолнения различных устройств защиты электроустановок от ненормальных режимов, а также в качестве реле автоматики. Известно, что защитные реле должны обладать высоким коэффиаиентом возвра та: чем ближе к единице его величина тем чувствительнее запита на основе этих реле. Известны герконовые реле переменно го тока, содержащие выпрямитель, сгла живакадий фильтр и герконовое реле постоянного тока. По обмотке управления герконом протекает выпрямленный и сглаженный ток с некоторой пульсацией Коэффициент возврата Кй„ такого реле fcp ef-- iiKn где К. - коэффициент возврата геркона на постоянном токе; К - коэффициент пульсации тока в обмотке управления i Для получения достаточно высокого коэффициента возврата реле независимо от величины коэффициента возврата самого геркона в схеме предусматривают регулировку величины К, . Максимальная величина К| данных реле ограничивается собственными затухающими колебаниями контакт-деталей геркона, которые возникают при их размыкании. Чем больше промежуток времени от момента размыкания геркона (минимума тока в обмотке управления) до следующего максимума тока в обмотке управления, тем сильнее затухают колебания контакт-деталей и тем вьше максимальное значение коэффициента возврата реле. В указанном реле в промежуток времени tif-rr при частоте тока О 4f f 50 Гц колебания контакт-деталей геркона полностью не затухают. Поэтому данное реле имеет коэффициент воз врата значительно меньше единицы. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является герконовое реле переменного тока, содержащее геркон, выпрямительный мост, сглаж свагощий фильтр, основную обмотку управления герконом, подключенн5пю к выходу выпрямительного моста, и дополнительную обмотку управления герконом, параллельно соединенную с переменным резистором f2j-. В известном реле по основной обмотке протекает практически постоянный ток, а по дополнительной - переменный ток синусоидальной .формы. Поскольку пульсация тока в основной обмотке незначительна, то коэффициент пульсации результирующей НДС обмоток управления, а следовательно, и магнитного потока геркона определяется отношением амплитуды МДС дополнительной обмотки к МДС основной обмотки. Плавное регулирование коэффициента пульсации, а следовательно, и коэффициента возврата реле, производится изменением сопротивления резистора, подключенного параллельно дополнительной обмотке. Для данной схемы промежуток времени tj, от момента минимального значения результирующей МДС до ее следующего максимума определяется частотой тока реле и равен половине периода тока f- т-К. .г:г при частоте тока f 50 Гц 11 Юме. Коэффициент возврата указанного реле значительно вьше, однако в ряде случаев его величина недостаточна, что является недостатком такого реле. Цель изобретения - повышение коэффициента возврата. Поставленная цель достигается тем, что в герконовом реле переменного то- ка, содержащем геркон, выпрямительный мост,,сглаживающий фильтр, основную обмотку управления герконом, подклгЬченную к выходу выпрямительного моста, и дополнительную обмотку управления герконом, параллельно соединенную с переменньи резистором, указанная параллельная цепь включена последовательно с одним из диодов выпpя штeль- кого моста. Кроме того, основная и дополнительная обмотки управления герконом могут быть выполнены в виде одной обмотки с промежуточной отпайкой. На фиг, 5 представлена принципиаль-ная схема герконового реле переменного тока; на фиг. 2аиЬ- временные диаграммы, поясняющие его работу. Герконовое реле содержит выпрямительные диоды 1-А, включенные по моеТОБОЙ схеме, сглаживающий фильтр 5, представляющий малое сопротивление переменному току, основную 6 и дополнительную 7 обмотки управления герконом, геркон 8 и резистор 9, выполненный с регулируемым сопротивлением. Дополнительная обмотка 7 с параллельно соединенным резистором 9 включена последовательно с вьтрямительным диодом 3. Она может подключаться и последовательно с jnoebiM из диодов 1, 2 или 4. В этом случае упрощается конструкция предлагаемого реле, так как основная и дополнительная обмотки могут выполняться в виде одной обмотки с промежуточной отпайкой. Герконовое реле работает следующим образом. В первый полупериод диоды и 4 закрыты. Ток протекает через диод 3, параллельно включенные дополнительную обмотку 7 и резистор 9, параллель но включенные основную обмотку 6 и сглаживающий фильтр 5, диод 2. Во вт ром полупериоде диоды 2 и 3 закрыты. Ток протекает через диод 4, параллельно включенные обмотку 6 с фильтром 5 и диод 1, По дополнительной об мотке 7 ток протекает только в один полупериод. Изменение НДС этой обмотки времени соответствует кри вой 10 (фиг.2) F: F Sin6i3l npw 2jtK.(2M) 2 F:,. - 0nPlA (2 К-Й) fe 2ftOJ+) I.. где ,i,2,...,n; Ы - круговая частота тока в конт ролируемой цепи; Цо - амплитудное значение МДС дополнительной обмотки. По основной обмотке 6 управления в оба полупериода ток протекает в од ном направлении. Переменная составля ющая тока в основном протекает через сглаживающий фильтр 5, а постоянная составляющая - по обмотке 6 управления. В результате МДС Fg основной обмотки 6 имеет лишь незначительную пульсацию (кривая 11, фиг.2) sinCS t-l-i dLy.-O) - постоянная составляющая МДС основной обмотки; Р - амплитуда переменной сос- тавляющей МДС основной обмотки; (Х- угол сдвига вектора МДС РЬЯ относительно вектора МДС F;o« Коэффициент пульсации МЛС - сновtc --Е ной обмотки не превышает 0,1 . Результирующая МДС создающая магнитньш поток в №рконе, представлена кривой 12 (фиг.2). Коэффициент пульсации результирующей МДС определяется выражением ix { гтггн (4) П - F; Г STyio -r-r- XViiVi - соответственно максимальное и минимальное значение результирующей НДС. Таким образом, основная обмотка управления преимущественно создает постоянную составляющ ую магнитного потока, а дополнительная обмотка - переменную и часть постоянной составляющей. Амплитудное значение МДС дополнительной обмотки 7 Fj,-| , а следовательно, и переменная составляющая магнитного потока геркона, а также коэффициент возврата реле могут реryjmpoBaTbCH изменением сопротивления резистора 9. При повышении тока в контролируемой цепи до величины тока срабатывания герконового реле максимальное значение результирующей МДС достигает МДС срабатывания геркона и реле срабатывает. При уменьшении тока в цепи до тока возврата реле -шнимальнсе значение результирующей МДС снижается до НДС-возврата геркона и реле возвращается в исходное состояние. Промежуток времени от 5инимaльного значения результирующей МДС, когда происходит размыкание геркона, до момента следунщего максимума результирующей МДС для предлагаемой схемы определяется величиной угла . Угол оС, в общем случае может принимать значения от О до -ЗГ в зависимости от характера и соотношения сопротийлений сглаживающего фильтра и основной обмотки 6 управления переменному току. Если сглаживающий фильтр 5 является конденсаторным, а сопротивлени обмотки 7 чисто индуктивное, то угол bL близок к значению -Л , а если со противление обмотки 6 чисто активно то oi близок к значению -ЗГ, Когда фильтр резонансньй индуктивно-емкос ной, то угол оС приближается к 0. Момент минимума результирующей НДС обмоток управления t. определяе ся из соотношения (u)t --| oiy-1/ откуда . О, то йЛд-Л-, ,i ТО uot,§3r., W--ar, то .j Момент первого максимума результ рующей НДС tj определяется моментом максимума МДС дополнительной обмотки FT .

К Sin «1)1:2 1 откуда (-| |зг. (8) Из выражений (7) и (8) вытекает, что промежуток времени tj t. - t. для данной схемы, С9) Vt 44 Исследования показали, что при кон денсаторном фильтре и частоте тока 50 Гц fc 12,5-13 мс, а в случае резонанс1тсго индуктивно-емкостного t. 14-14,5 мс. Коэффициент козврата предлагаемого реле на герконах выше 0,96. Таким обраэом, включение дополни- тельной обмотки, параллельно соединенной с переменным резистором, последовательно с одним из диодов выпрямительного моста повьпнает максимальный коэффициент возврата герконового реле переменного тока, а выполнение обмоток в виде одной обмотки с промежуточной отпайкой упрощает KOHCTpyKUHTOf предлагаемого реле.

а)

о

10

-t

1, ГЕРКОНОВОЕ РЕЛЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее геркон, вьтрямительный мост, сглаживающий фильтр, основную обмотку управления герконом. подключенную к выходу выпрямительного моста, и дополнительную обмотку управления герконом, параллельно соединенную с переменньвч резистором, отличающееся тем, что, с це-лью повышения коэффициента возврата реле, указанная параллельная цепь подключена последовательно с из диодов выпрямительного моста. 2. Реле поп, 1, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, основная и дополнительная обмотки управления герконом вьтолнены в виде одной обмотки с промежуточной отпайкой. S эо х 35 а :

L max

min