Термореле Советский патент 1977 года по МПК H01H37/60 

1

Изобретение относится к элементам си стем автоматического контроля и регулирсжания и предназначено для использсдаания в различных измерительных устройствах, в системах автоматического контроля и управления в качестве порогсжого датчика температуры.

Известны термореле, основанные на свойствах биметалле®, представляющие собой биметаллическую пластинку, состоящую из двух сваренных или спаянных металлов с резко разтпаюшямяса коэффициентами тер модеф мации, которая находится в контролируемом тепловом поле, С этой пластиной связан подвижный выходной контакт термореле. При нагревании чувствительного влемесгга в нем возникают термодеформааиа которые приводят к изгибу пластины, и, в конечном итоге, к размыканию подвижного и неподвижного контактов реле l . В качестве варианта реле термодеформационного типа известны термореле, использующие деформапию (линейное удлинение) только одного электрода - ре.пе дилатометрического типа. Недостатком подобных типов репе явП51ется малая скорость замыкания контактов, приводяшая к ненадежности н сокрашенмю срсжа службы реле, и дребезг контактов при замыкании и размыкании, вызывающий необходимость усложнения конструкции рещ

Наиболее близким к изобретению является термореле, содержащее два термокомпенсируюших элемента, две контактные пружя« ны с подвижными контактами, расположенные между термокомпенсирующими элементами н закрепленные одним когщом на моя тажной плате, а другим на пластине 2J .

Недостатком данного реле является иввысокая точность срабатывания, малое бьнгг родействие и ненадежность срабатывания, обусловленные воаникнсвением дуги и длительным врюменем ее горения при малов скорости замыкания контактов.

Целью изобретения является повышение точности срабатывания и быстродействия.

Для достижения указанной цели рассмат риваемое термореле содержит дополнителынь1Й термо 1увствительный элемент, выпол- ненный из сегнетоэлектрического материала и расположенный между контактными пружинами, причем одним концом этот элемент закреплен на монтажной плате, а другим шарнирно соединен с термокомпеосируюшими элементами при помощи пластины. На фиг. 1 показан предлагаемый вариант конструкции -термореле; на фиг. 2 даны кривые зависимости термоде(1Ормаиий компенсирующих (кривая А) и термочувствительгного (кривая в) элементов. Термореле (см. фиг. 1) состоит из термочувствительного элемента 1, выполненного из монокристаллического или поликрис таллического поляризованного сегнетоэлектрика, имеющего фазовый переход при температуре, соответствующей заданной температуре срабатывания реле, терм оком- пенсируюише элементы 2-3, имеющие одинаковую с сегветоэлектрическими величину термодеформации до температуры срабатывания термореле. Контактные пружинь с подвижными контактами 4, 5 щарнирно прикреплены к торцам сегнетоэЛектрического и компенсирующих элементов при помощи плас тины, имеющей длину а. Вся конструкция крепится к монтажной плате 6. Такая конструкция обеспечивает диффере циальный по отношению к термодеформациям принцип работы реле, что обусловливает более высокую точность его работы. Термореле работает следующим образом Как видно из фиг. 2, до температуры фа зового перехода - кривые А и В имеют одинаковый наклон, определеяемый одинаковым значением коэффициента термодефор- мации. Следовательно расстояние между контактами 4 и 5 (см. фиг. 1) меняется незначительно (в предельном случае остает ся постоянным). При температуре фазового перехода происходит скачкообразное изменение спонтанной деформации сегнетоэлектрической пластины, что приводит к резкому изменению положения контактных пружин и контакты реле меняют свое состояние. Следсжательно, порог срабатывания реле определяется температурой фазового перехода сегнетоэлектрика. Параметры конструкции термореле (геометрия термочувствительного электрода, контактный промежуток, параметр а и т.д.)обеспечивают надежное замыкание реле при имеющемся зна чении спонтанной термодеформации сегнетоэлектрика, т.е. удовлетворяют следующее неравенство f Agy U PU / - с тиэс;нгельная величина I /N nHдефирмации термочув.;твительного электрода, которая обеспечивает замыкание контактов реле; , р ( )- и тельная величина споптаннуй деформации электрода 1. Выбор материала электродов терморелб определяется температурой срабатывания репе, по которой подбирается сегнетоэ71екг:рик с соответствующей температурой гЬаао вого перехода. Материал компенсирующих электродов выбирается по коэффициенту термодеформации в неполярной фазе сегнетоэлектрика (ниже температуры срабатывания). Таким образом, предлагаемое термореле обеспечивает более высокую точность араба-тывания, существенно большую скорость замыкания контактов и большее быстродействие, что повышает надежность и увэличивает срок службы термоселе. Например, для термореле с -температурой срабатывания 12 О С материалом термочувс-т- вительного электрода служит монокоисталл Фитаната бария, материалом компенсирующих электродов- конструкционна я сталь 45 (хромй ройанная). Г азмеры электродов 40х4хО,2 мм. Указанное repMopeiie обеспечивает точ- ностг, сраб;пчлиания не хуже 0,1 С, врюмя замыкания контактов при достижении тем- пературы срабл гывапия менее 1 сек. Ф о р N1 у л п изобретения Термореле, содержащее два термокомпенсируюших элемента, две контактные пружины с подвижными контактами, расположенные между термокомпенсирующими элементами и закрепленные одним концом на .монтажной плате, а другим - на пластине, отличающееся тем, что, с целью повышения точности срабатывания и быстродействия, термореле содержит дополнительный термочувствительный элемент, выпoлнeнF ый из сегнетоэлектрическрго ма териапа и рдсгголоженный между контактны- ми пружинами, причем одним конлом этот элемент закреплен на монтажной плате, а другим шарнирно соединен с термокомпенсирующими элементами при помощи пластины. Источники иргформации, пригштые во внимание при экспертизе: 1. Kauinapa Ф. Термобиметаллы в электротехнике . Госл ергоиздат, 1961, с. 132137. 2.Ет1 1пеер5 реСо tiocndtook , Воо1 CoTnpotnv, New Jork, /969, р.62.

J б

M

Фиг. 2