Реле на переключение с магнитной блокировкой Советский патент 1980 года по МПК H01H51/28 

Реле на переключение с магнитной блокировкой, выполненное на запомина ющих герконах-гезаконах, предназначено для использования в коммутационной технике, в телефонной связи,в автоматике и т.п. Известны реле с герметизированными контактами на переключение, в которых функции переклзочения выполняют, как минимум, три контактных элемента, из которых два находятся в контакте до подачи управляющего, сигнала, а под воздействием магнитного Поля один из контактных элементов приходит в замыкание с третьим контактным элементом 1 . В таких реле обеспечиваются функции надежного размыкания одной электрической цепи и замыкания другой. .Недостатком таких реле является сложность конструкции трехэлементного геркона и его высокая стоимость. Для обеспечения функции безобрывногр переключения в таких герконах ставят дополнительные упругие элементы,т.е. еще больше усложняют и удорожают кон такт. Известно реле на переключение с магнитнсй блокировкой(памятью),выпол .ненноё на герконах с контакт-деталями из материала с остаточной намаг ниченностыо - гезаконах 2 . -Оно содержит две группы гезаконов, ферромагнитный экран в области перекрытия контакт-деталей перпендикулярно к продольной оси гезаконов и три группы обмоток, нанесенных по обе стороны указанного экрана. Две группы обмоток - индивидуальные, охватывающие каждую группу гезаконов, а третья группа - общая, охватывающая сразу обе группы гезаконов. Обмотки устроены так, что их результирующая Нс1магничивающая сила по одну сторону экрана во всех случаях не меняет своего направления, а направление результирующей намагничивающей силы по другую сторону экрана для раз.71ичнык : групп гезаконов меняется при перемене состояния реле. Для управления реле ток подается. в общую и одну из индивидуальных обмоток, при этом замыкается та группа гезаконов, в индивидуальную обмотку которой подан ток управления, а другая группа гезаконов - размыкается. При подаче тока управления в общую и другую индивидуальную обмотку состояние реле меняется. Таким образом,даннЬе реле способно осуществлять функцию переключения.

Однако это реле не обеспечивает возможности надежного обрывного и безобрывного переключения вследствие технологического, разброса соответствующих параметров гезаконов; кроме TorOf наличие общей обмотки, воздействующей на Обе группы гезаконов, усугубляет зависимость поведения реле от параметров гезаконов, усложняет процесс изготовления такой обмотки и увеличивает расход меди.

Целью изобретения является расширение коммутационных возможностей реле на гезаконах путем создания возможности регулирования времени отпускания гезаконов.

Достигается это тем, что в реле на переключение с магнитной блокировкой , которое содержит две группы геэаконов, ферромагнитный пластинчатый экран, расположенный в области перекрытия контакт-деталей гезаконов и перпендикулярно к ним, а обмотки управления, индивидуально охватывающие каждую группу гезаконов, нанесенные по обе стороны от указанного ферромагнитного пластинчатого экрана, причем с одной стороны расположена группа обмоток, обеспечивающая изменение направления на 1агничивающей силы(для изменения состояния реле),а с другой стороны расположены обмотки, обеспечивающие неизменное направление намагничивающей силы, центр перекрытия контакт-деталей (контактный зазор)смещен относительно пластинчатого ферромагнитного экрана на расстояние, в1,25-3 раза превышающее величину перекрытия контакт-деталей гезакона.

Для обеспечения функции безобрывного переключения центр перекрытия контакт-деталей гезаконов смещен в сторону группы обмоток, обеспечивающих неизменное направление намагничивающей силы.

Для обеспечения функции надежного обрывного переключения центр перекрытия контакт-деталей смещен в другую сторону, т.е. в сторону группы обмоток , которые обеспечивают изменение направления намагничивающей силы.

На фиг. 1 показано предлагаемое реле; на фиг 2 и 3 - другие возможные варианты выполнения обмоток управления в реле.

Реле содержит две группы гезаконов 1 и 2. Группа гезаконов 1 охвачена обмотками 3,4 и 5;; группа гезаконов 2 охвачена обмотками 6,7 и 8, причем, обмотки 3 и 6 расположены по одну сторону от экрана 9, а обмотки 4,5,7 и 8 - по другую. Ферромагнитный экрак 9 расположен в области перекрытия контакт-деталей гезаконов 1 и 2, перпендикулярно к их продольной оси; реле также содержит 10,11 и

12- выводы цепей управления. Стрелками показаны направления намагничивающих сил(не).создаваемых обмотками, что соответствует полярности намагниченности контакт-деталей гезакона. Требуемое направление НС может быть обеспечено либо направлением намотки, либо соединением их выводов.Технологически удобнее намотку всех секций вести в одном направлении. Возможны и другие варианты расположения обмоток 3-8, 13,14,15 и 16(см.фиг.2 и 3).Принципиально нужно применять такую систему обмоток, при которой у всех контакт-деталей, находящихся по одну сторону экрана, полярность намагниченности не менялась бы при любых состояниях реле, а для изменения состояния реле полярность намагниченности менялась бы у всех контакт-деталей, находящихся по другую сторону экрана. Возможно также вместо обмоток, не меняющих направление намагниченности соответствующих им контактдеталей гезаконов, установить постоянные магниты.

Условия регулирования времени отпускания гезаконов создаются путем смещения центраперекрытия контактдеталей гезаконов в ту или иную сторону относительно ферромагнитного экрана на расстояние, превышающее величину перекрытия контакт-деталей гезакона в 1,25-3 раза, что составляет 0,5-1,5 мм.

Наибольшая эффективность такого регулирования достигается в том случае, когда группы гезаконов охвачены индивидуальными обмотками. При этом целесообразно использовать системы обмоток, состоящие иэ трех секций на каждой группе гезаконов,причем перваЯ секция располагается по одну сторону экрана,а вторая и третья - по другую. Этот вариант изображен на фиг.1 в качестве примера.

При подаче сигнала в цепь 10-11 ток идет по обмоткам 3,6,4 и 8, при этом группа гезаконов, оказывается под воздействием обмоток 3 и 4, направление НС которых согласное, а группа гезаконов 2 - под воздействием обмоток б и 8, у которых направление НС встречное. В результате этих воздействий группа гезаконов 1 замыкает свои контакты, а rpyrina гезаконов 2 размыкает. При подаче сигнала в цепь 10-12 группа 1 гезаконов оказывается под воздействием обмоток 3 и 5, у которых направление НС встречное, а группа 2 гезаконов - под воздействием обмоток 6 и 7, у которых Направ 1ение НС согласное. При этом гезаконы 1 размыкаются, а гезаконы 2 замыкаются.

Как можно заметить, контакт-детали обеих rpynh гезаконов 2, находящиеся в зоне действия одиночных обiMOTOK 3 и 6, в процессе работы не меняют знака намагниченности, а f-онтакт-детали, находящиеся в зоне действия двойных обмоток 4,5 и 7,8 -меняют знак намагниченности в зависимости от того, по каким обмоткам будет проходить ток управления. Если центр перекрытия контактов у гезаконов 1 и 2 сместить в сторону -одиночных обмоток 3 и 6 относительно экрана 9, то такое смещение изменит условия размыкания гезакона и обеспечит его удержание в замкнутом состоянии на время действия импульса тока управления, длительность которо го должна быть не менее времени срабатывания, включая дребезг.- Таким образом, создаются условия безобрывного переключения, когда время размыкания контакт-деталей гезакона будет больше времени срабатывания, включая дребезг. Зависимости времени срабатывания с учетом дребезга ( )и времени отпускания t гезаконов от величины сдвига г их контактного зазора относительно экрана при постоянном значении тока срабатывания приведены в табл.1 и 2(для сравнения приведены гезаконы с различными зазорами между контакт-деталями, находящимися, однако, в пределах допуска при изготовлении, в табл. 1 - гезакон с наи меньшим контактным зазором,в.табл.2 гезакон с наибольшим контактным зазором) . Длительность импульса управления равна 2000 МКС, 9 const 200 А-В. Как видно из табл. 1 в предела сдвига 0,5-1,5 мм для всех гезаконов надежно обеспечено условие t , т.е. обеспечено безобрывно переключение контактов реле. За пределами указанных интервалов некоторые контракты дают сбой. Аналогичная зависимость для гезаконового реле при длительности импульса управления, равной С,,,р 50Омкс т.е. менее времени срабатывания кон тактов, включая дребезг, приведена табл. 3. В этом случае при любом сдвиге контактного зазора гезаконов относительно экрана 9 .т.е. яв ление безобрывности при переключении не наблюдается. Если смещение центра контактного рекрытия гезаконов относительно экра 9 в сторону двойных обмоток 4,5,7 и 8 обеспечит условия : быстрого размыкания. Таким образом,- создаются условия для надежного обрыва переключения. Зависимость.времени отпускания и времени срабатывания контакто от величины сдвига при 9у„р const 200 А-В и Г 2000 мкс дри юдена в табл.4. Для исследования из партии контактов был выбран гезакон-с наименьшим контактнЕлм зазором, т.е. имеющий минимальное время срабатывания и минимальное время отпускания. Как видно из табл.4, в пределахЕ 0-2,0мм выполняются условия надежного обрывного переключения tgrn Следует отметить, что габаритная длина гезакона(между свободными концами выводов) в соответствии с ТУ закрыта жесткими допусками, благодаря . чему установка центра перекрытия контактов гезакона относительно ферромагнитного экрана при ориентировании на концы выводов может быть произведона с точностью 0,1-0,2 мм. На фиг. 2 изображен возможный вариант исполнения обмоток управления на данном реле, отличаюсцийсй от варианта, показанного на фиг.1; тем,что в нем вместо индивидуальных обмоток 3,6,5 и 8 использованы обмотки 13 и 14, охватывающие обе группы гезаконов. Обмотки 4 и 7 имеют число витков в 1,5-2 раза больше, чем общие обмотки 13 и 14. Управление состоянием реле осуществляется подачей импульса тока в общие обмотки 13,14 и в одну из индивидуальных обмоток 4 или 7. При подаче импульса тока в цепь 10-11 на гезакон 2 воздействует только НС обмоток 13 и 14.При этом контакт-детали гезакона 2 будут намагничены встречно и разомкнутся. На левую контакт-деталь гезакона 1 воздействует разность НС обмоток 4 и 13, причем преобладаетНС обмотки 4. На правую контакт-деталь гезакона 1 воздействует только НС обмотки 14. Таким образом, результирующие НС, действующие на обе.контакт-детали гезакона 1, направлены согласно/ что обеспечивает их замыкание. При подаче импульса тока в цепь 10-12 на группу гезаконов 1 воздействует только НС обмоток 13 и 14, обеспечивая встречное намагничивание контакт-деталей и их paз мкaниe. На группу гезаконов 2 воздействует НС обмоток 7,13 и 14, вызывая согласное намагничивание их контакт-деталейи, соответственно, замыкание. В данной схеме реле, как видно, правые контакт-детали гезаконов не меняют полярность намагниченности при переключении. Следовательно,сдвинув гезаконы относительно ферромагнитного экрана 9 в сторону обмоток 4,13 и 7/меняющих направление НС, получим обрывный, характер переключений, а сдвинув в сторону обмотки 14, не меняющей направление НС, получим безобрывный характер переключения. На фиг. 3 изображен еще один вариант расположения обмоток в реле Добавлены индивидуальные обмотки 15 и -16 и еще один вывод цепи управления. Этот вариант реле дает особеннс

широкие возможности по управлению и обеспечению функций обрывности и безобрывности переключения независим от того, в какую сторону осуществлен относительный сдвиг центра перекрытия контакт-деталей гезаконов и ферромагнитного экрана 9. Достаточно осуществить вышеуказанный сдвиг в одну(любую) сторону и можно получать эффект либо обрывного, либо безобрывного переключения,не меняя конструкции реле, путем подачи импульса тока в соответствующие цепи управления.

Например, осуществив сдвиг гезаконов группы 1 и 2 относительно эк рана 9 в сторону обмоток 3,15,16,б,.и подавая импульс управления в цепи 10,11 и 10,12, получим безобрывный характер переключения; а подавая импульс управления в цепи 10,12 и 17, 12, получим обрывный характер переключения и т.п.

Достоинством предлагаемого реле является то, что надежное обрывное и

безобрывное переключение, достигается очень простыми средствами,не тре буницими дополнительных затрат на ис полнение.

Известно, что в различных системах автоматики, связи и др. от контактов применяемых там реле требуется обеспечивать строго определенный характер переключения - обрывное либ безобрывное. С .этой целью очень часто применяются специальные устройства, задерживакяцие замыкание или размыкание исполнительных контактов реле. Применение указанных устройств неизбежно связано с дополнительными затратами времени и денежных средств Использование описываемых реле, гарантирующих определенный характер переключения без каких-либо дополнительных устройств, позволяет достигнуть определенного упрощения целого ряда систем и добиться экономии как времени, так и денежных средств при их реализации.

. Т а б л и ц а 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4