БЕСКОНТАКТНОЕ МАКСИМАЛЬНОЕ РЕЛЕ Советский патент 1964 года по МПК H02H3/08 H01H83/20 

Цель изобретения - получение сигнала о токовых перегрузках в силовых цепях при высоком коэффициенте возврата, что особенно важно в электроприводах с высоким коэффициентом использования машин, в особенности в электроприводах подвижных объектов и приводах военных объектов.

Поставленная задача решается с номош,ыо бесконтактного реле трансформаторного типа, основанного на использовании сердечника с прямоугольно петлей гистерезиса.

Получение более высокого, чем в известных реле этого типа, коэффициента возврата обеспечивается в предложенном реле путем применения в нем двух помешенных на сердечнике дополнительных обмоток, одна из которых питается от стабилизированного источника постоянного тока и служит для получения намагничиваюш,ей силы смещения, а вторая питается от цепи измеряемого постоянного тока, например через шунт, создает намагничивающую силу, направленную встречно с намагничивающей силой смещения, и превышает последнюю на величину, равную ширине петли гистерезиса сердечника.

Первичная обмотка предложенного реле питается импульсным напряжением, ргапример от блокинг-генератора, с амплитудой импульсов, выбранной таким образом, что величина намагничивающей силы, создаваемой

этой обмоткой, близка к ширине нетлн гистерезиса сердечника.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предложенного реле; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая принцип его работы; на фиг. 3 - вариант с.хемы реле. Реле выполнено на тороидальном сердечнике Г с прямоугольной петлей гистерезиса, на который наложена первичная обмотка Wg

питаемая импульсным напряжением от блокннг-генератора Б, входная обмотка W. питаемая от цепи измеряемого тока, выходная обмотка Wgi,i., к которой подключен триггер Тр с одним устойчивым состоянием, и обмотка Wсм питаемая от стабилизированного, иснсточника постоянного тока.

Схемы источников питания триггера и блокннг-генератора, а также схема источника постоянного тока смещения на фиг. 1 не показаны.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения, Н См- М- Д- с. смещения, Н - м. д. с., образованная измеряемым током (направлена встречно м. д. с. Я,,), vi fi g - м. д. с., создаваемая импульсами тока блокинг-генератора (направлена согласно с м. д. с. Hfj).

Результирующая м. д. с., равная т Н,« - - , состоит из постоянной составляющей Яс„ - - и и переменной (импульсной)

Ясно, что пока постоянная составляющая больше величины (-Н) Н - - с переменная составляющая Hg не вызывает периодического перемагничивания сердечника. Как только постоянная составляющая становится меньше (-Я ), т. е. способна переводить сердечник в состояние «О, импульсы м. д. с. // начинают переводить сердечник в состояние «1. В промежутках между импульсами блокинг-генератора сердечник вновь возвращается в состояние «О под действием постоянной составляющей и т. д.

Таким образом, сердечник периодически перемагничивается и на его выходной обмотке появляется- переменная э. д. с., которая и используется.

Если поддерживать ток смещения постоянным, то периодический сигнал выходной обмотки будет появляться лишь при достижении величиной/У значения//Ш(.р ГС//еж+- 6 и будет оставаться при дальнейшем увеличении Я щ вплоть до величины

. .«икс см - Н с + б

При Я,„ результирующая м. д. с. уже не будет достигать величины положительной коэрцитивной силы и импульсы блокинг-генератора не смогут переводить сердечник в состояние «1.

Выбором достаточно большой величины амплитуды импульсов блокинг-генератора можно обеспечить необходимый диапазон: Я..,.-//, + /-/, н н см : с ДЛЯ обеспечения надежной работы нри перегрузках (больших Я,). Соответствующим выбором м. д. с. Hg можно легко обеспечить коэффициент Кд, не уступающий по величине коэффициентам термической и механической устойчивости обычных электромеханических реле. Исчезновение периодического сигнала на выходной обмотке после работы сердечника в режиме перемагничивания ff, ппоисхолит пои Я„, ////;„„, т. е. ) происходит при Я,,„, при Я,„ HC + f cТаким образом, Я„ //.„+ Я т. е. коэффициент отпад : возврата равен единице гр Приведенный вывод основывается на идеализации петли гистерезиса сердечника.

Нетрудно показать, что с четом реальной петли гистерезиса, т. е. в практических условиях, конструктивно легко выполнимо реле с коэффициентом возврата Ке 0,95.

На фиг. 3 показан вариант предложенного реле с использованием известного метода компенсации паразитных импульсов с помощью дополнительного тороидального сердечника Т .

Для возможности срабатывания реле при любом направлении измеряемого тока на сердечник Г должна быть также наложена входная обмотка, создающая в нем м.д.с. Я„,. Входные обмотки обоих сердечников соединяются последовательно и встречно. Обмотки смещения и тактовые - последовательно и согласно.

Выходные обмотки могут подавать раздельные сигналы на разные индикаторы (поляризованное реле) или на один индикатор.

В последнем случае они включаются встречгго. При этом сердечник, в котором при данном направлении силового тока создаются условия для перемагничивания, может выдавать рабочие импульсы, а другой - компенсирующие паразитный импульс.

Для получения однополярного сигнала свободные концы выходных обмоток соединяются со стороной переменного тока мостового выпрямителя. Предмет изобретения 1. Бесконтактное максимальное реле трансформаторного типа, выполненное на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента возврата, на его сердечнике помещены две дополнительные обмотки, одна из которых питается от стабилизированного источника постоянного тока и служит для получения намагничивающей силы смещения, а вторая питается от цепи измеряемого постоянного тока, например, через шунт, создает намагничивающую силу, направленную встречно с намагничивающей силой смепдения, и превышает последнюю на величину, равную ширине петли гистерезиса сердечника. 2. Реле по п. 1, отличающееся тем, что его первичная обмотка питается импульсным напряжением, например от блокинг-генератора, с амплитудой импульсов, выбранной таким образом, что величина намагничивающей силы, создаваемой этой обмоткой, близка к ширине петли гистерезиса сердечника.