Электрическое реле Советский патент 1934 года по МПК G05F1/14 

Среди существующих разнообразных типов реле, предназначенных для автоматического регулирования напряжения в электрических сетях переменного тока, очень немногие без механически подвижных частей - контактов-обладают свойством воспроизводить плавную и быструю передачу изменений регулируемого режима, притом с соответствующим пропорциональным усилением их.

Таковым, например, является катодное трехэлектродное реле, вполне отвечающее поставленному условию.

Однако оно обладает и рядом специфических недостатков в других отношениях, вытекающих из основного принципа его действия (как-то, необходимый накал катода и соответствующий вакуум, при незначительной эмиссии поверхности нагрева и больщом сопротивлении междуэлектродного промежутка), ограничивающих силу тока, требующих применения высоких напряжений, и прочее.

Поэтому катодное реле не пользуется щироким распространением, особенно в технике сильных токов, где его вытесняют купроксные выпрямители.

На чертеже фиг. 1 изображает электрическую схему предлагаемого реле; фиг. 2-реле в применении к схеме автоматического регулирования напряжения.

Предлагаемое реле состоит из выпрямительной системы В (фиг. 1 и 2) и

(342)

четырех поляризованных реактивных катушек с отдельными железными сердечниками. Реактивные катушки имеют три системы обмоток. Обмотки caMOHHjayKции 10, 10 соединены между собой по схеме моста Уитстона, приключенного зажимами 17-18 к регулируемой цепи переменного тока, а зажимами 13, 14- к зажимам выпрямительной системы 5, присоединенной зажимами /.5, 16 к цепи постоянного тока, равно как и обмотка регулирования Я Р и 9, 9. Обмотки усиления /7, /7, соединенные последовательно, приключены или параллельно выпрямляющему контуру В, или последовательно с ним с той целью, чтобы при изменении напряжения на рабочих зажимах равновесие моста изменялось в ту или другую сторону, воздействуя на те или иные цепи.

Направление обмоток регулирования и усиления выбрано так, что мгновенные электродвижущие силы, наведенные обмотками W, 10 переменного тока в обмотках Р, 9 и 9, 9 постоянного тока, во всякий момент времени взаимно уравновешиваются.

Кроме того предусмотрено при выполнении соединения обмоток достижение равномерной нагрузки их в каждую половину периода, в виду возможного искажения полуволн, вследствие различного неодностороннего направления переменного тока по отношению постоянного, насыщающего железо.

Способ действия реле заключается в следующем. Приводными звеньями его являются работающие по диференциальному принципу электрические цепи а-б и г-д. Одна из цепей, например а-б, должна сохранять строго определенную стабильность силы тока и служить уровнем, ориентирующим регулировку, тогда как другая г-д изменяет силу намагничивающего тока соответственно изменению условий в регулируемой сети..

При одинаковой степени намагничивания железа реактивных катушек противоположных плеч мостика реле М-7 достигается условие равновесия, и тока в цепи возбуждения, а также в рабочей цепи, не будет. При различной степени намагничивания железа, например, при уменьшении тока в обмотках 9, 9, по сравнению с обмотками 9, 9, равновесие мостика реле /-/ нарушается, в цепи возбуждения возникает ток соответственно выбранному направлению выпрямления, усугубляющий в данном случае неравенство плеч, восстанавливаемое при новом условии, главным образом, за счет происходящего в обмотках самоиндукции 10, W противоположных плеч усиления тока, идущего на питание рабочей цепи. Усиление может быть достигнуто в любой степени, так что при малейшем изменении силы тока в регулирующих обмотках, как, например, при уменьшении тока в обмотках Р, 9, по сравнению с обмотками 9, 9, большая часть индуктивного сопротивления обмоток 10, 10 выпадает, в силу чего, в виду малого омического сопротивления обмоток реле, в рабочей цепи возникает ток значитель; ной силы, притом нечувствительный к изменению частоты тока питания.

При направлении выпрямления, указанном стрелками на фиг. 1, реле будет действовать только при уменьшении тока в обмотках 9, 9, по сравнению с обмотками 9, 9. В обратном случае их действие компенсируется.

Для изменения направления действия реле, нужно изменить направление выпрямления на обратное.

На фиг. 2 показан способ применения реле для случая автоматического регулирования напряжения в электрических

сетях переменного тока (реле в этом случае сдваивается для получения двустороннего действия).

Питание электрических цепей а-б и г-д постоянного тока, требующих сравнительно незначительной затраты энергии на подкагничивание железных сердечников реле, производится от регулируемой сети переменного тока, через выпрямительные системы В-7 и В-2, состоящие, каждая, из четырех элементов, соединенных по системе Греца.

Цепь а-б стабилизирована способом саморегулировки напряжения, посредством двух отдельных разно насыщенных вспомогательных трансформаторов Т-7 и Т-2, при соединении их вторичных обмоток навстречу, и установлена на некоторое среднее значение с помощью реостата Е-7.

Цепь 2-д воспринимает импульсы отклонения напряжения, допустимые по условию регулирования через вспомогательный трансформатор Т-3 и для установки на равновесное положение с цепью а-б снабжена реостатом Е-2.

Питание обмоток самоиндукции реле производится через пункты 77, 18 от трехфазной сети 10, связанной с регулируемой сетью 77, 72 посредством трансформаторов, на чертеже не показанных.

Питание основных обмоток 7-3, 1-4, 2-3, 2-4 переменного тока реактивных катушек 7-5-5, 1-4-6, 2-3-7, 2- 4-8 особого распределительного аппарата Р, производится также от сети 10, через пункты 9 посредством зажимов 3, приключенных звездой, и зажимов 4, образующих нулевую точку.

В виду указанных свойств реле, передача на приводные звенья аппарата Р- электрические цепи А-Би Г-Д постоянного тока-достигается разновременнопоочередно и с надлежащим усилением, притом дополнительные обмотки 5, 6, 7, 8 насыщают железную магнитную систему, в силу чего меняются коэфициенты самоиндукций реактивных катушек, а также потенциалы общих точек 7 и 2.

К точкам 7 и 2, в цепь мостиков М приключены первичные обмотки к-и неподвижного регулировочного трансформатора Т, вторичные обмотки /С-// которого включены в рассечку проводов сети 77-72.

Таким образом производится плавный сдвиг фаз электродвижущих сил, действующих в обмотках и регулируемой сети /7-/2 на полные предельные 180°, равносильный переключению контактов, но без разрыва цепи тока.

Как видно, все устройство автоматического регулирования напряжения выполнено без наличия подвижных механических частей и является чисто электрическим, а потому все положения в регулировке должны совершаться со скоростью, присущей быстроте распространения электромагнитных перемен, практически обеспечивающей мгновенную -быстроту действия.

Предмет изобретения.

1. Реле с применением соединенных по схеме моста Витстона поляризованных реактивных катущек, отличающееся тем, что оно состоит из четырех трехобмоточных реактивных катущек 9--

W-11 и 9-10-11, из которых обмотки 10, Iff соединены между собой по схеме моста Уитстона, приключенного зажимами /7-18 к регулируемой цепи переменного тока, а зажимами 13, 14- к зажимам выпрямительной системы В, присоединенной зажимами 15, 16 к цепи постоянного тока, равно как и обмотки 9, 9 и 9, 9 и, наконец, обмотки 11, //, соединенные последовательно, приключены или параллельно выпрямляющему контуру В, или последовательно с ним с той целью, чтобы при изменении напряжения на рабочих зажимах равновесие моста изменялось в ту или другую сторону, воздействуя на те или другие цепи.

2. При реле по п. 1 применение в качестве источника постоянного тока, питающего обмотки, выпрямительных систем В-/ и В-2, состоящих каждая из четырех элементов, соединенных по схеме Гретца и приключенных через трансформаторы Т-7, Т-2 к сети переменного тока.

I;ti,j

/Co- /- v- -,;/ /ii---4/V -LH /ft

11-.тЛЛЛ.Лу--,- I-OnrAVV A-«5T-i I-9 , , . . . „ tj /; V Ч i -.

i /f .- - - °

fXAm I ./ьгJ f- f liXf

,Щ:уу7-В1 V.

. 5 i i f,l

fj..-, . o, fi,

, L--jsyi

i.-,d

р ЛО-CrX

7-/ГT

.

II il

LU