Поляризованное реле Советский патент 1980 года по МПК H01H51/22 

(54) ПОЛЯРИЗОВАННОЕ РЕЛЕ

ции. Необходимо всего лишь изменить магнйтное сопротивление выбором материала.

Кроме того, полюсные наконечники покрывают пластмассовой оболочкой и по крайней мере в одном из них выполняют выемку, полностью закрытую пластмассовой оболочкой. Для этого в готовом бистабильном реле достаточно заменить соответствующий полюсный наконечник или в го,товом реле в области прилегания якоря из нолюсного наконечника выфрезеровать выемку, которую затем заполнить нластмассовой оболочкой.

Сечение деталей, установленных с возможностью приведения потока постоянного магнита в одном из крайних положений якоря, выполнено отличным от сечения де-. талей, установленных с возможностью проведения потока постоянного магнита в другом крайнем положении якоря. Например, можно путем вырубки части полюсного наконечника в бнстабильном реле так уменьшить часть, проводящую поток полюсного наконечника, что в этой области за счет потока постоянного магнита наступает насыщение, и магнитное сопротивление в результате этого существенно увеличивается.

Хорощий эффект может быть получен в том случае, когда реле снабжено четырьмя полюсными наконечниками, и якорь в крайних положениях замыкает два диа.метрально расположенных полюсных наконечника.

На фиг. 1 показано предлагаемое поляризованное реле; на фиг. 2 изображена часть реле; на фиг. 3-5 приведены диаграммы, показывающие изменение тягового усилия от постоянного магнита в зави1оимостиот усилий контактных пружин для известных реле и для предлагаемого реле.

Реле содержит две U-образные направляющие поток детали J и 2, концы которых оформлены в виде полюсных наконечников 3, 4, 5 и 6, являющихся упорами для якоря 7.

На переднем конце якоря 7 имеется щтифт 8 управления, конец которого снабжен стеклянным щариком 9, который при движении якоря 7 приводит в действие пружинящие контактные держатели 10 и 11. Для создания магнитного потока вокруг якоря 7 намотана катушка возбуждения 12. Обе направляющие поток детали / и 2 соединены посредством постоянного .магнита 13 и магнитного шунта 14, который замыкает его накоротко. Благодаря этому и в зависимости от направления возбуждения, нолученного посредством катушки 12, якорь 7 движется в ту или иную аторону, причем в конечном положении его боковые поверхности в одном случае останавливаются против полюсных наконечников 3 и 6, а з другом случае - против полюсных наконечников 5 и 4.

На участках поверхностей упора якоря каждый полюсный наконечник 5 (4) имеет

выемку 15 (16). По меньшей мере на участках полюсных .наконечников 3, 4, 5 и 6 обе направляющие поток детали снабжены пластмассовой оболочкой, которая покрывает полюсные наконечники равномерным слоем. В области выемок 15 и 16 эта толщина больше и закрывает выемки полностью так, что поверхность полюсных наконечников 4 и 5 внешне выглядит так же,

как поверхность наконечников 3 v( 6.

Особенностью реле является то, что при отключении катушки возбуждения 12 якорь всегда занимает изображенное на чертеже положение, при котором он примыкает к полюсным, наконечникам и .

Это происходит потому, что вые.мки 15 и 16 представляют собой дополнительные воздушные зазоры, которые ослабляют постоянный магнитный поток, получаемый посредством постоянного магнита 13 и проходящ.ий через полюсные наконечники 4 и 5 и прилегающий к ним якорь 7, настолько, что в области действия пружинящего держателя 11 величина усилия, создаваемого постоянным лМагнито.м, будет меньше, чем усилие держателя 11. Таким образом, если якорь 7 прилегает к полюсным наконечникам 4 к 5, И возбуждение, получаемое при помощи катушки 12, снимается, пружинящий контактный держатель 11 переводит якорь в его другое положение, при котором он примыкает к полюсным наконечникам 5 и 6.

Диаграмма (фиг. 3) показывает соотношение -между усилиями пружин 17 и 18 их зеркального отображения 19 и 20 и кривой 21 тягового усилия от постоянного .магнита для обычного бистабильного реле, которое является характерным для реле, изображенного на фиг. 1, если отсутствуют выемки .15 и 16. В этой и .в других диаграммах вертикальная ось отображает силу Р, а горизонтальная ось представляет собой путь, пройденный якорем. Вертикальные ограничительные линии по обеим сторонам диаграммы указывают на упоры для якоря.

Из диаграммы (фиг. 3) видно, что кривая 21 тягового усилия от постоянного магнита на правой стороне должна располагаться выще, чем зеркально отображенная кривая 19 усилия пружины с тем, чтобы якорь наделано сцеплялся с соответствующим упором. На левой стороне кривая 21 постоянного .магнита должна располагаться

под зеркально отображенной кривой 20 усилия пружины с тем, чтобы и с левым упором якорь оцеплялся достаточно надежно. (При упоминании об упоре всегда подразумеваются два упора, которые соответствз ют полюсным наконечникам 3 и 6 или по.люсным наконечникам 4 и 5).

Если из бистабильного реле, имеющего характеристику, показанную на фиг. 3, необходимо получить моностабильное реле,

нужны дополнительные возвратные novжины, чтобы при снятии возбуждения якорь 7 всегда занимал то положение, при котором он примыкает к полюсным наконечникам 5 и ff. На фиг. 4 представлена подобная ситуация. Наличие дополнительной возвратной пружины обеспечивает то, что зеркально отображенная кривая 22 усилия пружины, которая получается из взаимодействия дополнительной возвратной пружины и контактных пружин, на протяжении всего хода якоря расположена выше, чем кривая 21 тягового усилия от постоянного магнита.

Таким образом добиваются того, что при снятии возбуждения якорь, находящийся у правого упора, под действием силы пружины движется влево до тех пор, пока это движение не будет подхвачено левой ветьвью кривой тягового усилия от постоянного магнита.

Соотношение сил в предлагаемом реле представлено на диаграмме фиг. 5. Здесь изображены зеркально отображенные кривые 19 и 20 усилия пружин. Кривая 23 тягового усилия от постоянного магнита, имеющая такой вид из-за большего магнитного сопротивления, полученного благодаря наличию выемок /5 и 16 и уменьшающего величину постоянного магнитного потока, выглядит так, что справа от среднего положения якоря, которое обозначено вертикальной прямой Р, она располагается ниже, чем зеркально отображенная кривая 19 усилия пружины. Это значат, что при снятии возбуждения якорь, расположенный у правого упора, на всем пути продвижения к левому упору получает ускорение именно в это.м направлении.

Итак, при снятии возбуждения сердечн;ик всегда движется в направлении к леваму упору (согласно фиг. 1 два упора у полюсного наконечника 5 и у полюсного наконечника 6). Для упрощения рассмотрения диаграммы всегда .говорится лишь об одном полюсном наконечнике и соответственно об одном упоре на каждой стороне. Это не является полностью несправедливым, так как изобретение распространяется и .на реле, состоящие только из двух полюсных наконечников и соответственно - из двух упоров.

На фиг. 5 представлено оптимальное соотношение между кривой тягового усилия от постоянного магнита и кривыми усилия пружин. Но на практике достаточно, если кривая 23 тягового у1сил1ия от постоянного магнита расположена ниже, чем зеркально отображенная кривая 19 .усилия пружины, хотя бы на некотором расстоянии от правого упора. Затем кривая 23 тягового усилия от постоянного магнита .может пересекать кривую 19 усилия пружины. Если имеется достаточный по величине названный участок |И достаточная разница между величиной силыпостоянного магнита и величиной

усилия пружины на этом участке, то якорь обладает такой большой кинетической энергией, что он возвращается к левому упору, преодолевая малое усилие пружины, которое соответствует пересечению зеркально отображенной кривой 19 усилия пружины. РЬобретение не ограничивается лищь тем реле, которое изображено на фиг. 1. Принципиально изобретение может быть применено ко всем видам реле, но при условии, что под действием одного или двух полюсных наконечников и прилегающего якоря постоянный магнитный поток будет уменьшен настолько, что усилие контактных прулсин при данном положении якоря будет по величине больше, чем усилие постоянного магнита. При этом должно быть увеличено магнитное сопротивление постоянному магнитному потоку, проходящему через эти полюсные наконечники и прилегающий якорь. Это можно достичь введением воздушных зазоров, которые могут находиться в другом месте, или уменьшением сечения соответствующей детали для направления потока полюсных наа онечников 4 и 5. Благодаря этому будет увеличено соответствующее магнитное сопротивление, причем это сечение может быть уменьшено настолько, что наступает насыщение. Кроме того, можно изготовить соответствующую деталь для направления потока из материала с малой магнитной проводимостью.

Формула изобретения

1.Поляризованное реле, содержащее магнитную систему с постоянным магнитом и подвижный якорь, приводящий в действие контактные пружины и установленный между полюсными наконечниками магнитной системы с преобладанием по крайней мере к одному из них, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, ход якоря огран(рчен непосредственно указанными полюсными наконечниками магнитной системы, которая выполнена с различным сопротивлением магнитному потоку в крайних положениях якоря.

2.Поляризованное реле по п. 1, отличающееся тем, что полю;сные наконечники а1:Меют пластмассовую оболочку и по крайней мере в одном из них выполнена выемка, полностью закрытая указанной пластмассовой оболочкой.

3.Поляризованное реле по п. 1, отличающееся тем, что сечение деталей, установленных с возможностью проведения потока постоянного магнита в одном из крайних положений якоря, выполнено отличным от сечения деталей, установленных с возможностью прове.п,ения потока постоянного магнита в другом крайнем положении якоря. 4. Поляризованное реле по п. 2 или 3, отличающееся тем, что оно снабжено четырьмя полюсными наконечниками, а якорь в крайних ноложениях замыкает два диаметрально расноложенных полюсных наконечника. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе: 1. Сливинская А. Г. Электромагниты и постоянные магниты. М., «Энергия, 1972, с. 170-172.

qCue.Z

сриг.5