Электромагнитное реле Советский патент 1978 года по МПК H01H51/28 

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромагнитных реле. Известно электромагнитное реле с двумя запаянными контактами 1. Каждый контакт имеет равную опорную плиту, на которой посредством производимого под давлением стеклянного впая укреплен продолговатый стержневой сердечник. Стержневые сердечники обоих контактов расположены параллельно друг другу и охвачены обмоткой возбуждения. Впаивание продолговатых стержневых сердечников в этих реле является сложным н, следовательно, дорогостоящим. Кроме того, из-за параллельного расположения стержневых сердечников обмотка возбуждения должна быть нанесена на каркас катушки с овальным сердечником, вследствие чего средняя длина обмотки будет сравнительно большая. Поэтому известное реле пб сравнению с предлагаемым будет иметь существенно большие габариты. Известно также электромагнитное реле, содержащее, по крайней мере, одну катушку возбуждения, постоянный магнит, внешний магннтопровод н магнитоуправляемые контакты с плоскими корпусами, состоящими из крышки н основания с кольцевой наружной и дискообразной внутренней частями одинаковой толщины, расположенными эксцентрично, соединен ными между собой стеклянным кольцом и vcтановленными в одной плоскости, и плоский ферромагнитный якорь, установленный на пружине, укрепленной на корпусе, например на крышке или на кольцевой наружной части, причем крышка прикреплена к основанию при помощи сварки кольцевым швом 2, В таком реле впаивание продолговатых стержн- вых сердечников является сложны.м и, следовательно, дорогостоящим. Кроме того, из-за параллельного расположения стержневых сердечников обмотка возбуждения должна быть нанесена на каркас катушки с овальным сердечником, следствие чего средняя линия обмотки будет сравнительно больше. Поэтому известное реле больше по габаритам, а также сложно в изготовлении. Цель изобретения - упрощение изготовления и уменьшение габаритов. Поставленная цель достигается в реле, содержащем, по крайней мере, одну катушку возбуждения, постоянный магнит, внгшннй магНитопровод и магнит .)правляемыс контакты с контактными выводами и плоскими корпусами, состоящими из крышки и основания с кольцевой няруж.чой и дискообразной внутренней частями одинаковой толщины, расположенными эксцентрично, соединенными , -t ду собой стеклянным кольцо.м н установле -ыми в одной

плоскости, и плоский ферромагнитный якорь, установленный на пружине, укрепленной на корпусе, например на крьипке или на коль 1евой наружной части, гфиче1М крышка прикреплена к основанию при помощи сварки кольцевым iLiBOM, два магнитоуправляемьЕх контакта установлены так, что корпусы обращены друг к другу одинаковыми элементами, основаниями или крышками, причем между кольцевыми наружными частями их оснований расположен постоянный магнит, а между дискообразными внутренними частями - магнитопровод с катущкой возбуждения, причем постоянный магнит и магнитопровод электрически изолированы от магнитоуправляемых контактов, а контактные выводы выпо.шены в виде штырей, жестко скрепленных с крыщками. Когда корпусы обращены друг к другу основаниями, указанный магнитопровод может быть выполнен в виде двух электрически изолированных Г-образных частей, жестко прикрепленных с одной стороны соответственно к каждой из дискообразных внутренних частей основания, а с другой стороны охваченных катушкой возбуждения, причем к магнитопроводам перпендикулярно прикреплены штыри, являющиеся другими контактными выводами. Другие контактные выводы в виде штырей могут быть прикреплены к дискообразным внутренним частям оснований. Кроме того, корпусы могут быть обращены друг к другу крыщками, а .между дискообразными внутренними частями основания установлен U-образный внешний магнитопровод, охватывающий оба магнитоуправляемых контакта и изолированный от них электрически. Основание L-образного внешнего магнитопровода может быть выполнено раздвоенным в виде двух параллельных магнитопроводов,. на каждом из которых расположены катушки возбуждения.

На фиг. 1 изображено электромагнитное реле с двумя контактами, обращенными друг к другу основаниями в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А; на фиг. 3 - электромагнитное реле, вид сбоку; на фиг. 4 - то же, с частичным разрезом; на фиг. 5-7 - различные магнитопроводящие детали из тонколистового штампованного металла, используемые в электромагнитном реле, в пространственном изображении; на фиг. 8 - электромагнитное реле с двумя магнитонаправляемыми контактами, обращенными друг к другу крышками, в разрезе; на фиг. 9 - электромагнитное замыкающее реле.

Каждый магнитоуправляемый контакт имеет плоский корпус, состоящий из крышки 1 и основания 2. Кромка крышки 1 соединена с основанием пыленепроницаемо или герметически. Это соединение можно осуществлять, например посредством сварки кольцевым швом. Основание 2 контакта выполнено в виде кольцевой наружной части и дискообразной внутренней части 3, соединенных между собой стеклянным кольцом 4 посредством производимого под давлением стеклянного впая таким образом, что они по крайней мере с внутренней стороны основания находятся в одной плоскости. Внутренняя часть 3 расположена эксцентрично

внутри наружной части основания 2. Якорь 5. выполненный как п.юский конструктивный элемент, прикреплен ко внутренней стороне крышки 1 посредством удерживающей пружины 6 и расположен с перекрытием участка внутренней части 3 и участка наружной части основания 2. В целях компенсации допусков вследствие изготовления или износа поверхность якоря 5, взаимодействующая с внутренней частью 3, может быть выполнена выпуклой. Основания магнитоуправляемых котактов обращены друг к

другу. Между основаниями 2 расположены постоянный магнит 7 И электромагнит 8, составляющие последовательную магнитную цепь с магнитоуправляемыми контактами. Электромагнит 8 состоит из магнитопроводящего щтифта 9 и об.мотки намагничивания 10 и прилегает к противостоящим друг другу внутренним частям Зоснования 2 щунтовой поверхности II. Расстояние между электромагнитом и постоянным магнитом выбрано таким, чтобы между ними имелся воздущный промежуток, играющий

роль магнитного щунта для постоянного магнита 7 и последовательно соединенного электромагнита 8.

Выводы контактов 12 и 13 выполнены в виде штырей, припаянных к соответствующим деталям. Постоянный магнит вызывает в магнитной цепи реле предварительное возбуждение, величина которого зависит от размеров и намагничивающей силы, а также и от магнитного сопротивления цепи реле. Если предварительное возбуждение меньще МДС при отпускании контактов, то получается нейтральное реле 2 уменьщенными значениями срабатывания и отпадания, т. е. поляризованное реле. Если предварительное возбуждение больще параметра самоудержания, то получается бистабильное поляризованное реле. Наконец, если

предварительное возбуждение от постоянного магнита 7 превыщает МДС срабатывания нейтрального реле, то получается реле с размыкающими контакта.ми. Эти три типа реле могут быть реализованы путем ослабления магнитного потока от постоянного магнита до оп-,

рсделенной величины, который при отсутствии ИР нтирования вызывает притяжение якоря оее, или путем установки постоянных магнитов с поперечным сечением разной величины.

Электромагнитное реле (фиг. 3, 4) имеет два магнитоуправляемых контакта 14, 15, ос-нования 2 которых обращены друг к другу. К каждой из противостоящих друг другу поверхностей внутренних частей 3 приварен магнитопровОлТящий Г-образный элемент 16 и 17 из тонколистового штампованного .металла. Эти магнитопроводы расположены вертикально по отношению к плоскости оснований вплотную друг к другу и охватываются общей обмоткой намагничивания 10. Кроме того, элементы 16, 17 имеют удлинения, выполненные как припа- иваемые ушки 18 или 19 и служащие выводами одного из электрических присоединений радиально по отношению к магнитоуправляемым контактам 14 и 15. Второй вывод электрического присоединения магнитоуправляемых контактов 14 и 15 осуществляется также посредством прикрепления к крышке 1 припаиваемого ушка 20.

На фиг. 5-/ изображены различные виды Т-образных магнитопроводов 16 и 17 из тонколистового штампованного металла с выводами 18 и 19, применяемых в реле иа фиг. 3 и 4. Отогнутые концы 21. 22 и 23. поередством которых элементы 16 и 17 из тонколистового штампованного металла привариваются к внутренни.м частям 3, образуют плон1алки, но размерам не иревышающим размер части 3. Выводы 18 и 19 могут иметь различные направления. В pe:ie с обрашенны.ми друг к другу осиованиями (фиг. I-4) наружные части (2) изготовлены из .магнитопроводящего материала, а кры1нки 1 - из магнитонепроводягпего материала. Однако крышки 1 можно изготовлять также из магнитного материала.

Реле (фиг. 1-4) работает следующим образом. (Постоянный .магнит 7 рассчитай иа блокировочное реле). Если маглитоуиравляемые контакты разо.мкнуты, то большая часть магнитного потока Ф,постоянного магнита 7 направляется через шунт (промежуточное пространство) между обоими основаниями по воздуху. Если посредством кратковременного возбуждения обмотки намагничивания 10 (фиг. 1) создается магнитный иоток Ф последовательный с потоко.м постояиного .магнита 7, то величина магнитного потока, протекаюш.его через якори 5, вызывает их притяжение к основания.м 2. В результате последовательного согласного включения .магнитоуправляемых контактов относительно .магнитного потока они будут за.мыкаться всегда почти одновременно. Если теперь в результате кратковременного возбуждения обмотки на.магничивания 10 создать поток Ф, противоположный направлению потока Ф„, то якори 5 снова отпадают, и цепь размыкается.

На фиг. 8 показано электромагнитное реле с двумя магнитоуправл,яе.мы.ми контактами, крышки которых обрашен. друг к другу. Между обеими крышками 1 этих контактов установлены постоянный магнит 7 и электромагнит 8. Штифт 9 прилегает коаксиально с виутренними частями 3 к противоположным друг другу крышкам I. Внутренние части 3 обои.х магнитоуправляемых контактов магнитно соединены между собой посредством потоконаправляюшего магнитопровода 24 из тонколистового металла, обхватывающего и. и выполненного в виде и-образной пластины. Здесь как наружные части основания 2, так и крышки I изготовлены из немагнитного материала. Магнитный поток Ф„ замкнутых магнитоуправляе.мых контактов протекает от внутренней части 3 к якорю 5 и далее через немагнитную крышку 1. Динамическая прочность достигается здесь не при помощи ме.ханического смешения, а при по.мощи магнитного с.мешения, что объясняется следующим. В разомкнутом состоянии контактов большая часть потока Ф„ постоянного магнита 7 протекает по якорям 5 и магнитопроводящему штифту 9. Путе.м кратковременного возбуждения обмотки намагничивания 10 в штифте 9 образуется магнитный поток, противоположный потоку постоянного aгнитa 7, при этом поток постояниого магнита 7 вытесняется и протекает по воздушному зазору к внутрен1 им частям 3 и обратно при

иомоши потокопаиравляюпито элемента 24 из тонколистового металла. В результате этого якори 5 своими свободными концами притягиваются к внутренним частя.м 3 и зани.мают наклонное положение. При противоположно.м 5 возбуждении обмотки намагничивания 10 якоря 5 притягиваются к крышкам 1. По такому принципу особенно 1 ыгодпо, ec.i; немагнитные крышки 1 выполнены очень тонкостенными.

На фиг. 9 иоказан другой вариант электроMaiHiiTHoro реле также с двумя магнитоунравляе.мыми контактами, крьинки 1 которых противостоят дру1- . Между обеими крышк; ми I гюмещены постоянный магнит 7 и магнитоироводящий штифт 9. Штифт 9 прилегает к обращенным друг к другу крышкам 1 приб лизительно коакс1 альио с внутренними частями 3. Наряду с и тифтом 9 постоянный магнит 7 магнитно соединен каждым из свои.х иилюсов с крышками 1. )eHHiie части 3 .магнитно соединены между собой посредством потоконаправляющего магнитопровода 25 из тонко0 листового металла. обхватьгвпюп1ег() оба контакта и выио.чпенного в виде U-образной пластины. Средняя часть и-образного магнитопровода состоит из двух параллельно распо.юженных плеч 26, 27. на каждом из которых размещены обмотки 28 и 29, упрс;-. разны5 ми коордииатами X или У ма;,,чи1ы перекрестной связи. Наружные части основания 2 и крышки 1 обоих магнитоуправляемых контактов выполнены из немагнитного материала.

Управление блокировочным реле осуществляется с.1едующим образом. В разо.мкнх юм состоянии контактов поток постоянного магнита 7 протекает большей частью по якорям 5 и магиитопроводящему штифту 9 между обеи.ми крышками1. Если обе обмотки 28 и 29 кратковременно возбуждаются согласно и создают .магнитный гюток, последовате.1ьный с потоком постоянного магнита 7, то магнитный поток перерасиределяется к якорям 5, внутренним частям 3. усиливается и вызывает замыкание контактов. В случае возб ждения только одной обмотки, например 28, созданный этой об.моткой поток замыкается накоротко другим плечом 27, не вызывая перераспределения потоков. Таким образом, реле работает только в том случае, когда оно одновременно приводится в действие обеими координатами X и У, г например, матрицы перекрестной связи. Поток постоянного магн1гга 7 удерживает якори 5 в обеих позициях.

В изображенных на фиг. 1-4, 8 и 9 реле оба противолежащих магнитоунравляемых контакта изолированы друг от друга посредством 0 фольгп или изолирующего слоя пластмассы.

Формула изобретения

с троны охваченных катушкой возбуждения, причем к магнитопроводам перпендикулярно прикреплены другие контактные выводы, также выполненные в виде штырей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

/J

1

2212 2222 2 222222 5222 221 22 2 222 / ...............г.............

А-А

16, n

PU.S

flJг. V

S. ff

S.;7

23

/ I8J9

16,nfU 7

7

/г

риг 9