Способ определения механических параметров электромагнитных реле Советский патент 1984 года по МПК H01H49/00 G05B23/02 

Изобретение относится к технике измерения механических характеристик электромагнитных реле и может быть использовано при их разработке и изготовлении. По основному авт.св. № 995145 известен способ определения механических параметров электромагнитных реле путем приведения в движение якоря при подаче в обмотку реле постоянного тока и фиксации момента времени трогания якоря и подвижного контакта и момента замыкания контактов по изменению тока в зависимости от положения якоря, в соответствии с которым дополнительно- реле сообщают угловое ускорение, противоположное нап равлению движения якоря, фиксируют ве личину углового ускорения в момент трогания якоря и подвижного контакта и в момент замыкания контактов и с учетом момента инерции подвижных частей реле и величины хода якоря вы числяют коэффициент жесткости упругих элементов. Недостатком этого способа является отсутствие возможности определения сил, приложенных к якорю во время действия углового ускорения и впоследствии автоматического определения силы контактного нажатия. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем ав томатического определения силы контактного нажатия. Поставленная цель достигается тем, что в обмотку реле во время определения силы контактного нажатия подают переменный ток, а в моменты трогания и остановки якоря фиксируют величины угловых ускорений §Q,g| и, учитьшая величину момента инерции 3 подвижных частей реЛе, расстояние d между осью поворота якоря и линией действия силы контактного нажатия Рц, , величины углов поворота якоря и коэффициенты жесткости упругих элементов, силу контактного нажатия вычисляют из соотношения PKH -p(( где С, С - коэффициенты жесткости пружины якоря и пружины подвижного контакта соот ветственно-; 0 - угол поворота якоря до момента касания толкателем пружины подвижного контакта; 0ц - угол поворота якоря до полной его остановки. Сущность изобретения заключается в том, что действием углового ускорения на реле, противоположно направленным движению якоря, создается такое эквивалентное усилие, приложенное к неподвижному контакту, как и в случае действия электромагнитной силы притяжения. Это позволяет, измерив величину углового ускорения в определенные моменты положения якоря и учитывая конструктивные параметры реле, из вьфажения действующих на якорь сил вычислить силу контактного нажатия. Кроме того, подачей минимального переменного тока в обмотку реле достгйается уменьшение побочного влияния электромагнитной силы и увеличение чувствительности при определении моментов трогания и остановки якоря. На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа. Устройство содержит электродвигатель 1 с регулируемым ускорением ротора, на валу которого закрепляется испытуемое реле 2 так, что оси ротора вала и якоря реле совпадают. Совместно с реле 2 укреплен датчик 3 угловых ускорений, вьпсод которого соединен с входом усилителя 4. К выходу этого усилителя подключены два ключа 5 и 6, другие входы которых « подключены к двум выходам программного блока 7. На один вход программного блока 7 поступает командный импульс, соответствующий моменту замыкания контактов испытуемого реле 2 с выхода блока 8, входы которого подключены к подвижным и неподвижным контактам реле. На другой вход программного блока 7 поступают импульсы, соответствующие моментам трогания и остановки якоря с выхода двухрежимного . блока 9, одни входом подключенного к обмотке реле 2. Другой вход блока 9, а также вход блока 10 подключены к одному из выходов программного блока 7, причем другой вход блока 10 присоединен с обмотке реле 2. Дпя запоминания промежуточных результатов вычислений использован блок 11 памяти, одним входом подключенный через усилитель 12 к выходу

ключа 5, другим входом подключенньй через блок 13 умножения к выходу ключа 6, а управляющим входом к одному из выходов программного блока 7. Вькоды блока 11 памяти через вычисли тельньй блок 14 подключены к входам индикатора 15. Другие входы вычислительного блока 14 подключены к первой группе выходов блока 16 регулируемьк напряжений, а управляющий вход - к одному из выходов программного блока 7. Вторая группа выходов блока 16 подключена к вторым выходам блока 13 умножения и ключей 17 и 18 причем первые входы ключей 17 и 18 подключены к одним из выходов программного блока 7. Усилитель 12 охвачен обратной связ включающей блок 19 перемножений, другой вход которого подключен к выходам ключей 17 и 18.

Сила контактного нажатия опреде;ляется из уравнений движения пово.ротного якоря в м,омент трогания и в момент остановки после замыкания контактов.

В момент трогания, когда поворот якоря осуществляется в результате кинематического воздействия, т.е. ,когда сила электромагнитного притяжния равна нулю, движение якоря описьгоается уравнением

t

()-t-C(, (Я

или, введя относительную координату - V и обозначая ф ,

зе -«-11е св-ьМн -: е. (1

где 3 - момент инерции подвижных

. частей релеtijC -Iкоэффициенты демпфирования и жесткости пружины якоря соответственноi

ЛЛн - момент начального натяга f - угловая координата якоря; V - угловая координата корпуса реле.

Однако, учитывая то, что в момен трогания, т.е. в момент начала движенин якоря значение относительной координаты 9 равно нулю, то соответственно равны нулю и членызе, ti0 ,

в уравнении (2),. Момент начального натяга, создаваемый пружиной якоря, в этот момент становится равным моменту от действия сил инерции, т.е.

(3)

где Q - значение ускорения в момент трогания якоря.

При дальнейшем воздействии угловым ускорением на корпус реле якорь поворачивается до полной остановки (до упора на магнитопровод), преодолевая действия пружин якоря и подвижного контакта, который с определенным усилием прижимается к неподвижному контакту (сила контактного нажатия). Движение якоря до момента остановки описьшается уравнением

H M K- VC-ii K- il fKH

(4

где 6ц - угол поворота якоря до полной его остановки; НцС. - коэффициенты демпфирования и жесткости подвижного контакта-,

а, - угол поворота якоря до момента касания толкателем пружины подвижного контакта; - сила контактного нажатия; d - расстояние между осью поворота якоря и линией действия

силы Р

КН

В момент остановки якоря производные 0ц, Q в уравнении (4) становятся /равными нулю и определение величины силы контактного нажатия, учитываявыражение (3), сводится к вычислению §оотношения

Р - %-)( ,„

t, - f li/

где |c - значение ускорения в момент остановки якоря.

При этом значения коэффициентов жесткости С и С определяются согласно способу, описанному в основном авт.св., а значение углов вь и 0-| из технической документации для конкретного типа реле.

Способ определения механических параметров электромагнитных реле осуществляете следующим образом.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ по авт.св. № 995145, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем автоматического определения силы контактного нажатия,, в обмотку реле во время определения силы контактного нажатия подают переменный ток, a в моменты трогания и остановки якоря фиксируют величины угловых ускорений.ЕО , |4 и, учитывая величину момента инерции Э подвижных частей реле, расстояние d между осью поворота якоря и линией действия силы контактного нажатия Р,у, , величины углов поворота якоря и коэффициенты жесткости упругих элементов, силу контактного нажатия вычисляют из соотношения Vf(VEomS(V«JjM. где С, С- - коэффициенты жесткости пружины якоря и пружины подвижного контакта соот§ ветственно 0, К/) угол поворота якоря до момента касания толкателем пружины подвижного контакта, 0. - угол поворота якоря до полной его остановки.