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

Изобретение относится к электротехнике и может применяться в качестве измерительных реле для выполнения различных устройств защиты электроустановок от ненормальных режимов, а также как реле автоматики, когда требуется высокое значение коэффициента возврата реле.

По основному авт.св. № 904027 известно герконовое реле, содержащее выпрямитель, сглаживающей фильтр, геркон, основную и дополнительную обмотки управления герконом и резистор с регулируемым сопротивлением, причем основная обмотка подключена к выходу сглаживающего фильтра, дополнительная - последовательно с выпрямителем, а резистор с. регулирующим сопротивлением - паргшлельно дополнительной обмотке 11.

В данном реле высокий коэффициент возврата Кцр обеспечивается пульсирующим характером /-правляющего герконом магнитного поля в соответствии с выражением

(Я

К вр вг

- коэффициент возврата гергде К

6Г

кона на постоянном токе; Кр - коэффициент, пульсации результирующей магнитодвижущей силы (-м.д. с, / основной и дополнительной обмоток управления (или магнитного потока геркона ) .

Величина коэффициента возврата регулируется изменением сопротивления резистора, включенного параллельно дополнительной обмотке управления герконом.. Максимальная величина коэффициента возврата таких реле ограничивается собственными затухающими колебаниями контактных сердечников геркона, которые возникают при их размыкании. Чем больше длительность собственных колебаний контактных сердечников t , равная промежутку времени от момента размыкания геркона, соответствующего минимуму результирующей м.д.с. до следующего максимума м.д.с., тем сильнее затухают колебания контактных сердечников геркона и выше максимальное значение коэффициента возврата реле. В рассматриваемом реле длительность собственных колебаний при частоте тока составляет 10мс„ Коэффициент возврата реле на герконах типа КЭМ-1А выше 0,92. Однако в ряде случаев эта величиыа коэффициента во; врата оказывается недостаточной.

Цепью изобретения является повышение коэффициента возврата реле переменного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в реле переменного тока введен диод, причем диод подключается параллельно дополнительной обмотке управления герконового реле.

В результате по дополнительной обмотке ток протегкает только в течение полупериода. Причем диод подключается таким образом, чтобы магнитные потоки основной и дополнительной обмоток складывались. При этом длительность собственных колебаний контактных сердечников -Ь , а следовательно, и коэффициент возврата реле увеличиваются.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого герконового реле переменного тока; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу реле.

Герконовое реле переменного тока содержит выпрямитель 1, сглаживающий , фильтр 2, геркон 3, основную 4 и дополнительную 5 обмотки управления герконом, резистор б с регулируемым сопротивлением и диод 7.

Основная обмотка 4 подключена к выходу выпрямителя 1 параллельно со сглаживающим фильтром 2. Дополнительная обмотка 5 с -параллельно соединенными резистором б и диодом 7 включены в контролируемую цепь тока последовательно с выпряьштелем.

Герконовое реЛе работает следующим образоом.з

Ток.-йонтролируемой цепи в один из полуперир црв протекает частично по дополнительной обмотке 5 управления и частично - через резистор б, а в другой полупериод - только через диод 7, выпрямляется выпрямителем 1 и сглаживается фильтром 2, т.е., по дополнительной обмотке 5 управления герконом ток протекает только в один полупериод. Изменение м.д. с. этой обмотки Fy во времени соответствует кривой 9 на фиг. 2

а при ДК ui-t J7(aK4-ft,, . 5-° при jf(2(+-f))-t- ZJlK+ip

где K-0,l,2,3,...,h;

Fja амплитудное значение м.д.с. дополнительной обмотки 5.

По основной обмотке управления 4 в оба полупериода протекает ток в одном направлении. Переменная составляющая тока, в основном, протекает через сглаживающий фильтр, а постоянная составляющая - по обмотке управления 4. в результате м.д.с, 4 основной обмотки 4 имеет лишь незначительную пульсацию (кривая 8 на фиг. 2) :т; , 4

F4 f4,,)

где 4-0 4сГ постоянная составляю щая и амплитуда переменной составляющей м.д.с. основной обмотки 4; о- - угол сдвига вектора м.д.с. относитель но вектора м.д.с. FS ся Коэффициент пульсации м.д.с. основной обмотки к р / Р.л и не превышает 0,1. Результирующб м.д.с. Fg , создающая магнитный поток в герконе представлена кривой 10 на фиг. 3. Коэффициент пульсации результирующей м.д.с.,определяется выражением -Р . i. |may z mir P, 2.1 mc4x i- Таким образом, основная обмотка управления, преимущественно, создает постоянную составляющую магнитного потока, а дополнительная - переменную и часть постоянной составляющей. Амплитудное значение м.д.с. допол нительной обмотки 5 Fg. , следовательно, и переменная составляющая магнитного потока геркона, а также коэффициент возврата реле могут регулироваться изменением сопротивления резистора 6. При повышении тока в контролируе мой цепи до величины тока срабатыва ния реле максимальное значение суммарной м. д. c. (х достигает м.д.с срабатывания геркона и реле сработает. При уменьшении тока в цепи до то ка возврата реле минимальное значение суммарной м.д. с. , min снижает ся до м.д.с. возврата геркона и реле возвращается в исходное состояние . Промежуток времени t| от. минимал ного значения результирующей м.д.с. когда происходит размыкание геркона до момента следующего максимума результирующей м.д.с. для данной схеNSJ (фиг. 3) определяется величиной угла оС. Угол d- в общем случае может принимать значения от О зави симости от характера и соотношения соп1Ьотивлений сглаживающего фильтра и основной обмотки 4 управления гер кОном переменному току. Если сглажи вающий фильтр 2 является конденсаторным, а сопротивление обмотки 4 чисто индукт ивное, то угол ct близок к величине-л , а если же сопротивление обмотки чисто активное, то d. близок к значению- . Если фильтр резонансный индуктивно-емкостный, то угол cL приближается к 0. Момент минимума результирующей м.д.с. обмоток управления (фиг. 3( определяется соотношением si ТА (2u..oi. ).--/,(57 рткуда 2u.-t -f+ -Г. Если ot 0, oi-, то u.t r-|7r; oL -JT , то ( . н --| л Момент первого мaкcи iyмa результирующей м.д.с. t2 определяется моментом максимума м.д.с. дополнительной обмотки Fj sin UJt 1 откуда . (J) Из выражений (71 и (81 вытекает, что промеясуток времени .- i для предлагаемой схемы (фиг. 3) - f / -2- . 2 к 4f Исследования показали, что при конденсаторном сглаживающем фильтре и частоте тока 50Гц t 12,5-13 мс, а в случае резонансного индуктивноемкостного фильтра t, 14-14, 5 мс, в то время как для известного реле она равна 10 мс. В результате в промежутке времени г колебания контактных сердечников геркона затухают в большей степени и коэффициент возврата реле повышается. Коэффициент возврата предлагаемого рале на герконах типа КЭМ-1А по результатам испытаний выше 0,96. Таким образом, включение диода параллельно дополнительной обмотке управления герконом увеличивает длительность собственных колебаний контактных сердечников геркона и повышает максимальный коэффициент возврата герконового реле переменного тока.

r A

ГЕРКОНОВОЕ РЕЛЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА по авт. св. 904027, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения коэффициента возврата реле, в него введен диод, причем диод подключен параллельно дополнительной обмотке управления герконового реле.

S;MI«

,WtfH