Реле с "памятью Советский патент 1980 года по МПК H01H51/27 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматике для коммутации электрических цепей.

Известны реле на герконах, содержащие источники магнитного поля, выполненные, например, в виде постоянных .магнитов и обмоток возбуждения, магнитопровод с рабочими зазорами, по крайней мере, один геркон, конструкция которого зависит от конкретных технических требований, в частности, контакты геркона могут быть выполнены в виде мембран, лепестков различного типа I.

Наиболее близким к предлагаемому является реле с «памятью, содержащее, по крайней мере, один,геркон, переменный магнит с расположенной на нем обмоткой управления, два пластмассовых ферромагнитных магнитопровода, установленные на выводах геркона, и магнитопровод с установленной на нем обмоткой возбуждения, причем переменный магнит и магнитопровод установлены между пластмассовыми ферромагнитными магнитопроводами параллельно продольной оси геркона по разные стороны от него 2.

Основны.м недостатком такого реле является ограниченная коммутационная возможность, так как, вследствие скачкообразного изменения коммутируемого контактами геркона тока при замыкании и размыкании контактов, возникает электричеОсая дуга, во вре.мя горения которой поверхности контактов подвергаются эрозии.

Цель изобретения - повышение коммутационных воз.можностей путе.м обеспечения автоматической регулировки тока в це10пи нагрузки.

Цель достигается тем, что в реле с «памятью, содержащее по крайней мере один геркон, переменный магнит с расположенной на нем обмоткой управления, два пластмассовых ферромагнитных магнитопровода,

15 устанавливаемые на выводах геркона, и магнитопровод с расположенной на нем обмоткой возбуждения, причем пере.менный .магнит и магнитопровод установлены между пласт.массовыми ферромагнитными магнитопроводами параллельно продольной оси гер20кона по разные стороны от него, введены по крайней мере два гальваномагнитных элемента, электрическое сопротивление которых зависит от напряженности магнитного июля, соединенные между собой, например, параллельно, магнитопровод выполнен по крайней мере с одним рабочим зазором, причем каждая пара гальваномагнитных элементов установлена в одном рабочем зазоре магнитопровода, а геркон и гальваномагнитные элементы образуют последовательную электрическую цепь. Размещение гальваномагнитных элементов в зазорах магнитопровода способствует эффективному использованию зависимости изменения величины их электрического сопротивления от напряженности магнитного поля, которая увеличивается как при замыкании, так и при размыкании контактов геркона, вследствии чего увеличивается коммутационная возможность и величина коммутируемого тока уменьшается. В то же время при замкнутых контактах геркона напряженность магнитного поля в зазоре магнитопровода может быть изменена, чем достигается установление необходимого значения сопротивления гальваномагнитного элемента или пара.ми элементов, которые могут быть соединены между собой и с контактами геркона последовательно или параллельно непосредственно перед вводом реле в эксплуа-ацию. Кроме того, для изготовления магнитопровода может быть использован материал с высоким значением индукции насыщения, применение которого для изготовления сердечников геркона затруднено, например, из-за несвариваемости со стеклом баллона геркона пермендюра вследствие различия их коэффициентов термического расширения. Применение материалов с высоким значением индукции насыщения позволяет повысить максимальное значение сопротивления гальваномагнитных элементов. Размещение гальваномагнитных элементов в зазоре на участке магнитопровода, где находится обмотка возбуждения, способствует лучшему использованию магнитного потока,, так как последний по мере удаления от обмотки возбуждения ответвляется из магнитопровода, образуя потоки, рассеивания. На чертеже представлено реле с «памятью, общий вид. Реле с «памятью содержит геркон с последовательной магнитной цепью, образован ной ферромагнитными контактными сердечниками 1 и 2, закрепленными в стеклянном баллоне 3. По одну сторону геркона вдоль его продольной оси расположен переменный магнит, состоящий из сердечника 4, выполненного из материала, имеющего прямоуголь ную петлю гистерезиса, например, из ремендюра, и размещенной на сердечнике 4 обмотки 5 возбуждения. По другую сторону геркона вдоль его продольной оси расположен магнитопровод, выполненный в виде сердечников 6 и 7 из материала с высоким значением индукции насыщения, например, из пермендюра, между которыми имеется рабочий зазор. В зазоре между торцами сердечников 6 и 7 закреплены с помощью изолирующего элемента 8, выполненного из магнитной пласт.массы, магниторезисторы 9 и 10, соединенные между собой параллельно. Свободные торцы сердечников 6, 7 и 4 скреплены с соответствующими выводами контакт ных сердечников 1 и 2 с помощью пластмассовых ферро.магнитных магнитопроводов 11 и 12. На магнитопроводе с сердечниками 6 и 7 размещена обмотка 13 возбуждения. Общий вывод 14 гальваномагнитных элементов 9 и 10 соединен с выводом контактного сердечника 1, а их общий вывод 15 и контактный сердечник 2 предназначены для присоединения к ним коммутируемой электрической цепи нагрузки. Реле с «памятью работает следующим образом. В исходном состоянии обмотки 5 и 13 не возбуждаются, а переменный магнит 4 находится в одном из двух состояний остаточной магнитной индукции, причем магнитный поток, выходящий из его торцов разветвляется через пластмассовые ферромагнитные магнитопроводы 11 и 12 в контактные сердечники 1 и 2, и магнитопровод 6 и 7. Геркон разомкнут, магнитное сопротивление в его цепи велико, поэтому величина магнитодвижущей силы, действующей в его рабочем зазоре, недостаточна для замыкания. Для срабатывания геркона обмотки 5 и 13 возбуждаются соответствующими элект рическими токами так, что их магнитные потоки в рабочем зазоре геркона совпадают по направлению, вследствие чего величина магнитодвижущей силы увеличивается и через промежуток времени, определяемый инерционностью движения контактных сердечников. В то же время сопротивление гальваномагнитных элементов (магниторезисторов) 9 и 10 при возбуждении обмотки 13 возрастает пропорционально величине напряженности магнитного поля в зазоре между сердечниками б и 7 практически без запаздывания, поэтому замыкание контактных сердечников 1 и 2 происходит при максимальном значении сопротивления магниторезисторов 9 и 10. После перемагничивания переменного магнита 4 возбуждение обмотки 5 прекращается. При надежном замыкании контактных сердечников степень возбуждения обмотки 13 уменьшается до величины, при которой достигается необходимое значение сопротивления . магниторезисторов 9 и 10. При этом геркон находится в замкнутом состоянии, по крайней мере, под действием магнитодвижущей силы, созданной магнитным потоко.м переменного магнита 4, так как отсутствие зазора между контактными сердечниками уменьшает магнитное сопротивление цепи, ; эзованной ими. Для размыкания геркона ; опень возбуждения обмотки 13 вновь увеличивается током прежнего направления, а обмотка 5 возбуждается током противоположного направления, по этому направление обеих магнитных потоков, созданных обмотками 5 и 13, совпадают в зазоре магиитопровода между сердечниками б и 7, но не совпадают в контактных сердечниках 1 и 2. При этом сопротивление магниторезисторов 9 и 10 вновь увеличивается, а величина магнитодвижущей силы, удерживающей контактные сердечники 1 и 2 в замкнутом состоянии, уменьщается, и последние размыкаются при максимальном значении сопротивления магниторезисторов 9 и 10. Возбуждение обмотки 5 прекращается после перемагничивания переменного магнита 4, а обмотки 13 - после размыкания контактов геркона. Возможен также другой режим работы реле, когда при замкнутых контактах геркона используется минимальное достижимое сопротивление магниторезисторов 9 и 10. В этом случае замыкание контактных сердечников происходит выщеописанным образом. Для размыкания геркона возбуждается лищь об.мотка 13, причем током противоположного направления. В этом случае также происходит уменьшение магнитодвижущей силы, удерживающей контактные сердечники 1 и 2 в замкнутом состоянии, и последние раз.мыкаются при максимальном значении сопротивления магниторезисторов 9 и 10, так как их сопротивление зависит лищь от напряженности поперечного магнитного поля, но не зависит от его направления. Возбуждение обмотки 13 прекращается подле размыкания контактов геркона.

При использовании второго режима работы реле переменный магнит может быть заменен постоянным магнитом. Для надежной работы реле необходимо, чтобы коэрцитивная сила магнита была больще, че.м напряженность магнитного поля, действующего на него со стороны обмотки возбуждения, не входящей в состав переменного магнита. Для достижения различных характеристик реле гальваномагнитные элементы могут быть закреплены в рабочем зазоре магнитопровода с возможностью замены их в процессе эксплуатации. При этом магнитопровод может выполнять функции теплоотвода, чем также достигается увеличение мощности, рассеиваемой гальваномагнитными элементами.

Предлагаемое реле отличается от известных также тем, что для изменения величины сопротивления коммутируе.мого участка электрической цепи в пределах, достигаемых путем изменения напряженности магнитного поля, действующего на гальваномагнитные элементы, в переключении контактов геркона или группы герконов нет необходимости.

10

Формула изобретения

Реле с «памятью, содержащее, по крайней мере, один геркон, переменный магнит

5 с расположен---1й на нем обмоткой управления, два пластмассовых ферромагнитных .магнитопровода, устанавливае.мые на выводах геркона, и магнитопровод с расположенной на нем об.моткой возбуждения, причем переменный магнит и магнитопровод уста0новлены между пласт.массовыми ферромагнитными магнитопроводами параллельно продольной оси геркона по разные стороны от него, отличающееся те.м, что, с целью повыщения ко.ммутационных возможностей

S путе.м обеспечения автоматической регулировки тока в цепи нагрузки, в него введены по крайней мере два гальвано.магнитных элемента, электрическое сопротивление которых зависит от напряженности магнитного поля, соединенные .между собой, например, парал0лельно, магнитопровод выполнен по крайней мере с одним рабочим зазором, причем каждая пара гальваномагнитных элементов установлена в одном рабочем зазоре магнитопровода, а геркон и гальваномагнитные элементы образуют последовательную элект5рическую цепь.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Буль Б. К., Пучков А. С., Шоффа В. Н. Клапанно-лепестковые и мембранные гер0метизированные магнитоуправляемые коммутирующие устройства. М., Информэлектро, 1973.

2.Рабкин Л. И. и Евгенова И. Н. Герконы. М., 1968, с. 59 (прототип).