Реле на герконах Советский патент 1992 года по МПК H01H51/28 

Изобретение относится к автоматике и коммутационной технике и может быть использовано в схемах автоматического управления, измерения и контроля.

Известно реле на герконахгсодержащее магнитопровод и по крайней мере одну катушку управления 1.

Недостатками известного устройства являются невысокое быстродействие, большое энергопотребление и низк,зяi чувстви тельнрсть.. ,;...;, / . , ;- . .з. v

Известно также реле на герконах, содержащее магнитопровод, выполненный в виде набора изогнутых ферромагнитных пластин, и по крайней мере одну обмотку управления, причем каждый геркон расположен вблизи незамкнутого участка магнй-; топровода так, что его продольная ось параллельна продольной оси реле 2.

Недостатками этого peJie являются низкая чувсТвитёль нос ь, большое энергопотребление и узкие функциональные

ВОЗМОЙНОСТЙГ ; ;

Цель изобретения - повышение чувствительности, снижение энергопотребление, а также расширение функциональных возможностей путем использования его в качестве реле тока. ,

Поставленная цель достигается тем. что изогнутые ферромагнитные пластины выполнены кольцевой формы с прорезью и разделены на группы, каждая группа содержит п ферромагнитных пластин, установленных так, что их прорези совпадают,, число герконов соответствует числу указан-, ных групп ферромагнитных пластин, причем к аж д а я гр у п Н а ф ё р р о м а г н и т н ы х пластин выполнена из материала с определенной величиной индукции насыщения,

00 О СП 00 СП

со

личной от другой группы, указанные группы ферромагнитных пластин расположены относительно друг друга так, что прорези каждой соседней группы направлены в разные стороны,

Кроме того, группы ферромагнитных пластин могут быть установлены в пересекающихся плоскостях.

Ширина прорези каждой группы может превышать величину рабочего зазора герко- на по крайней мере в 3 раза.

При этом грани прорезей каждой группы ферромагнитных пластин могут быть выполнены скошенными, причем величина прорези уменьшается в сторону геркона.

Каждый геркон может быть расположен по касательной к соответствующей группе ферромагнитных пластин.

А также обмотка управления могут быть выполнены проводом с высоковольтной изоляцией.

На фиг. 1 показано реле на герконах, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, при расположении групп пластин в параллельных плоскостях; на фиг. 3 - то же, при рас- положении групп пластин в пересекающихся плоскостях; на фиг. 4 - расположение геркона сбоку прорези с непараллельными гранями на фиг. 5 - расположение геркона по касательной к группе пластин кольцевой формы с прорезью с непараллельными гранями.

Реле содержит магнитопровод 1 с одной или несколькими обмотками 2 управления и герконы 3. Магнитопровод 1 состоит из групп пластин 4 кольцевой формы, имеющих прорезь 5 с параллельными гранями. Материал магнитопровода каждой группы пластин 4 имеет определенную величину индукции насыщения, отличающуюся от другой группы пластин 4. Каждая группа пластин 4 содержит п ферромагнитных пластин, они собраны так, что их прорези 5 совпадают в пределах каждой группы пластин 4. Эти группы пластин 4 собраны в параллельных плоскостях так, что прорези 5 соседних групп пластин 4 направлены в разные стороны. Число групп пластин 4 j,t -J. Г« ъ ответствует числу герконов 3. Каждый геркон 3 расположен сбоку прорези 5 каждой группы пластин 4 так, что ось б геркона перпендикулярна плоскости прорези 5. Ширина прорези 5 превышает величину рабочего Зазора геркона 3 по крайней мере в 3 раза. Обмотка 2 управления может быть вы- полнена проводом 7 с высоковольтной изоляцией. Выводы герконов 3 также могут быть выполнены проводом 8 с высоковольтной изоляцией

Реле работает следующим образом.

В исходном состояние реле обесточено, группы пластин 4 магнитопровода 1 размагничены и герконы 3 находятся в отпущенном состоянии. При протекании электрического тока в обмотке 2 управления через магнитную цепь, состоящую из группы пластин 4 и геркона 3, протекает магнитный поток, создаваемый этим током, и последний срабатывает. Ввиду того, что материал каждой группы пластин 4 имеет свою вполне определенную величину индукции насыщения, то первым срабатывает тот геркон 3, группа пластин 4 которого быстрее насытится до такой величины индукции, которая создаст намагничивающую силу, достаточную для срабатывания своего геркона 3, и последний сработает. А так как материал магнитопровода группы пластин 4 сработавшего геркона 3 уже насыщен и при срабатывании этого геркона 3 уменьшилось сопротивление магнитной цепи этого геркона, то уже последующее увеличение электрического тока не расходуется на увеличение магнитного потока в магнитной цепи сработавшего геркона, т. к. он уже насыщен, а расходуется только на увеличение магнитного потока в магнитных цепях других несработавших герконов. И следующим сработает тот геркон 3, магнитная цепь которого насытится до такой величины индукции, которая создаст намагничивающую силу, достаточную для срабатывания этого геркона 3. Аналогичное происходит при срабатывании остальных герконов.

Срабатывание каждого геркона 3, происходящее при достижении насыщения своей магнитной цепи, не приводит к необходимости существенного увеличения электрического тока в обмотке 2 управления для увеличения общего магнитного потока в, магнитопроводе 1, необходимого для срабатывания последнего несработавшего геркона 3., Более того, если учесть, что сопротивление магнитной цепи сработавшего геркона 3 меньше чем сопротивление магнитной цепи несработавшего геркона 3, то дл поддержания неизменного магнитного потока в магнитной системе сработавшего геркона 3, строго говоря требуется меньший электрический ток в обмотке 2 управления чем в магнитной цепи несработавшего геркона 3. Иными словами, магнитный поток индуцируемый обмоткой 2 управления в магнитной цепи срабатывающего геркона 3 сразу после срабатывания частично распределится в магнитные цепи несработавших герконов, т. е. происходит явление, обратное шунтированию.

Выполнение групп пластин 4 магнитопровода 1 собранными из ферромагнитных

пластин.т, е. шихтованными, позволяет свести к минимуму условия возникновения вихревых токов, а значит и электромагнитных потерь в самом магнитоправоде, что не только приводит к уменьшению энергопотребления, но также обеспечивает возможность использования таких реле, как реле тока, не только в цепях с изменяющимся током, но и в цепях переменного тока. Выполнение групп пластин 4 из ферромагнитных пластин с разной величиной индукции насыщения улучшает стабильность срабатывания герконов, т. е. стабильность токовых установок реле, обеспечивает их селективность, а значит увеличивает чувствительность реле на герконах.

Для уменьшения нежелательного влияния маг нитного потока группы пластин 4 на соседние, не свои герконы 3, эти группы пластин 4 могут быть расположены в пересекающихся плоскостях (фиг. 3) Герконы 3 могут быть расположены по касательной группам пластин 4 кольцевой формы, причем, в этом случае группа пластин 4 в области касания имеет шлиц (фиг. 5). Грани прорезей 5 групп пластин 4 могут быть выполнены скошенными, причем величина прорези 5 уменьшается в сторону геркона 3 (фиг. 4, 5). Такое выполнение прорези 5 применяется для более эффективного использования явления т. н. выпучивания магнитного потока, которое в меньшей степени выражено в прорези 5 с параллельными гранями, что также улучшает четкость срабатывания геркона 3, а значит чувствительность самого реле. Выполнение обмотки 2 управления проводом 7 с высоковольтной изоляцией позволит применение таких реле на герконах в цепях высокого напряжения. Выводы герконов 3 также могут быть выполнены проводом 8 с высоковольтной изоляцией.

Формула изобретения 1. Реле на герконах, содержащее магни- топровод, выполненный в виде набора изогнутых ферромагнитных пластин и по крайней мере одной обмотки управления, причем каждый геркон расположен вблизи незамкнутого участка магнитопроводэ так.

5 что его продольная ось параллельна продольной оси реле, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, снижения энергопотребления, а также расширения функциональных возможностей

0 путем использования его в качестве реле тока, изогнутьГе ферромагнитные пластины выполнены кольцевой формы с прорезью и разделены на группы, каждая группа содержит п ферромагнитных пластин, устэнов5 ленных так, что их прорези совпадают, число герконов соответствует числу указанных групгг ферромагнитных пластин, причем каждая группа ферромагнитных пластин выполнена из материала с опреде0 ленной величиной индукции насыщения, отличной от другой группы, указанные группы ферромагнитных пластин расположены одна относительноЛоГругой, так, что прорези каждой соседней группы направлены в раз5 ные стороны.

2. Реле поп. 1,отличающееся тем, что группы ферромагнитных пластин установлены в пересекающихся плоскостях.

0 3. Реле по п. 1и 2, отличающееся тем, что ширина прорези каждой группы превышает величину рабочего зазора геркона по крайней мере в три раза.

4.Реле по пп. 1-3, отличающееся 5 тем. что грани прорезей каждой групп ферромагнитных пластин выполнены скошенными, причем величина прорези уменьшается в сторону геркона.

5.Реле по пп. 1-4, отличающееся 0 тем. что каждый геркон расположены по касательной к соответствующей группе ферромагнитных пластин.

6.Реле по пп. 1-5, отличающееся тем, что обмотки управления выполне5 ны проводом с высоковольтной изоляцией.

8

Использование: в автоматике и комму- нал ьной технике; в автоматических Схемах управления измерения и контроля. Сущность изобретения: магнитопровбд состоит из нескольких групп пластин кольцевого вида, имеющих прорезь, с параллельными гра- нями. Материал магнитопровода каждой группы пластин отличатся от другой величиной индукции насыщения. Эти группы пластин собраны в параллельных плоскостях и выполнены шихтованными из листов магнитопроводящего материала. Они собраны так, чтобы прорези листов в каждой группе пластин совпадали, а прорези соседних групп пластик были направлены в разные стороны. 5 з. п. ф-лы, 5 ил. ,fe ю Ё

Л

0

1-I

Фив. 2

& ,

П/ Р/

Г ущра

W

4

N

I

I/