Устройство для контроля рабочих зазо-POB элЕКТРОМАгНиТНОгО РЕлЕ Советский патент 1981 года по МПК G05B23/02 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам преобразования и измерения неэлектрических величин с помощью электромагнитных и электронных устройств.

Известны устройства для контроля момента перемещения якоря лектромагнитного реле 1.

Однако в таких устройствах контролируется ограниченное число параметров.

Известно также устройство для контроля рабочих зазоров электромагнитного реле, содержащее источник питания, измерительный преобразователь, имеющий один вход и один выход и предназначенный для восприятия воздействия якоря испытуемого реле, запоминающие ячейки, многовходовый блок измерения параметров реле и кнопку пуска, в котором (|)иксируется момент остановки якоря и измеряется перемещение якоря от момента замыкания контактов до остановки якоря 2.

Недостатками этого устройства являются зависимость показаний регистрирующего прибора от напряжения питания обмотки испытуемого реле, т. е. от скорости движения якоря, которая носит явно нелинейный

характер, и при рещении устройством узкой задачи - от измерения и провала контактного давления только на замыкающем контакте, тогда как в практике требуются измерения всех основных рабочих зазоров реле: провала и контактного давления размыкающего и замыкающего контактов, раствора контактов и рабочего хода якоря во всем его диапазоне. Кроме того, блок снятия импульса тока обмотки реле для контроля момента остановки якоря имеет больщую погрещность, если испытуемое реле является медленнодействующим, имеющим например, на сердечниках медные гильзы.

Цель изобретения - расщирение возможности контроля рабочих зазоров электромагнитного реле.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля рабочих зазоров электромагнитного реле, содержащее источник питания, измерилельный преобразователь, имеющий один вход и один выход и предназначенный для восприятия воздействия якоря испытуемого реле, запоминающие ячейки, многовходовый блок измерения параметров реле и кнопку пуска, введены триггер включения измерительного преобразователя, ключевой элемент измерительного преобразователя, имеющий два входа, регистратор момента остановки якоря, имеющий два входа и два выхода, триггеры контроля моментов измерения состояния замыкающих и размыкающих контактов испытуемого реле, ключевые элементы, связанные с соответствующими триггерами контроля моментов измерения состояния контактов испытуемого реле, и ключевой элемент, предназначенный для контроля остановки якоря и имеющий два входа, запоминающие ячейки для контроля провалов размыкающих контактов, запоминающие ячейки для контроля рабочего зазора между якорем и полюсными наконечниками испытуемого реле, имеющие один вход и два выхода, запоминающая ячейка для контроля растворов замыкающих контактов в исходном положении якоря, имеющая один вход и три выхода, двухвходовые сумматоры для контроля растворов контактов испытуемого реле и провалов замыкающих контактов и блок временной задержки, выход ключевого элемента измерительного преобразователя соединен с одним из входов регистратора момента остановки якоря, одним из входов ключевых элементов, связанных с триггерами контроля моментов изменения состояния замыкающих и размыкающих контактов, а также ключевым элементом, предназначенными для контроля остановки якоря, выход этого ключевого элемента соединен со входом запоминающей ячейки контроля рабочего зазора между якорем и полюсными наконечниками испытуемого реле, один из выходов указанной запоминающей ячейки подключен к одному из входов двухвходового сумматора для контроля провалов замыкающих контактов, другой выход той же запоминающей ячейки соединен с многовходовым блоком измерения параметров реле, выход двухвходового сумматора для контроля провалов замыкающих контактов подключен к многовходовому блоку измерения параметров реле, выход ключевого элемента, связанного с триггером контроля моментов измерения состояния замыкающих контактов, соединен со входом запоминающей ячейки для контроля раствора замыкающих контактов в исходном положении якоря, один из выходов которой подключен к другому входу двухвходового сумматора для. контроля провалов замыкающих контактов, а другой ее выход соединен с одним из входов двухвходового сумматора для контроля растворов контактов испытуемого реле, третий выход указанной запоминающей ячейки подключен к многовходовому блоку измерения параметров реле, выход ключевого элемента, соединенного с триггером контроля моментов измерения состояния размыкающих контактов испытуемого реле, соединен со входом запоминающей ячейки для контроля провалов размыкающих контактов, один из выходов которой подсоединен к другому

входу двухвходового сумматора для контроля растворов контактов испытуемого реле, а другой ее выход соединен с многовходовым блоком измерения параметров реле, один из входов регистратора момента остановки якоря подключен к другому входу ключевого элемента, предназначенного для контроля остановки якоря, другой выход регистратора соединен с одним из входов триггера включения измерительного преобразователя, выход которого подключен к блоку

временной задержки и одному из входов ключевого элемента измерительного преобразователя, другой вход которого соединен с выходом измерительного преобразователя, другой вход триггера включения измерительного преобразователя подключен к кнопке пуска, выход блока временной задержки соединен с другим входом регистратора момента остановки якоря и с одним из входов каждого триггера контроля моментов изменения состояния замыкающих и размыкающих контактов, другие входы указанных триггеров предназначены для соединения соответственно с замыкающим и размыкающим контактом испытуемого реле.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства;

на фиг. 2 - график зависимости выходного сигнала от перемещения во времени.

На испытуемое реле 1 подается напряжение от источника питания через кнопку 2 пуска. Якорь реле связан с измерительным

P преобразователем (ИП) 3, в который входят датчик 4 и блок 5 преобразования сигнала Сигнал с выхода измерительного преобразователя поступает на один из входов ключевого элемента 6.

Задачей преобразователя 3 является реализация функциональной и линейной связей между двумя физическими величинами- физическим зазором реле и напряжением на выходе преобразователя. Принцип действия измерительного преобразователя основан на вихретоковом эффекте. В таком случае возможно применение преобразователей и другого типа, которые решали бы в устройстве аналогичную техническую задачу. Измерение рабочих зазоров производится в течение времени срабатывания электромагнитного реле. Следовательно, динамические характеристики преобразователя и ячеек памяти, осуществляющих запись и хранение информации о значении параметра, определяют возможности устройства по измерению параметров быстродействующих реле. Измерение параметров с достаточно высокой точностью достигается при времени срабатывания реле свыще 1,5 мс. Фиксируя соответствующие моментам размыкания или замыкания контактов координаты положения якоря, представленные определенной величиной напряжения на выходе ИП, можно определять различные рабочие зазоры реле: провал (совместный ход) контактов, раствор между контактами, контактное давление, рабочий зазор между якорем и полюсными наконечниками и др. Точка а на фиг. 2 соответствует моменту размыкания размыкающего контакта, точка б - моменту замыкания замыкающего контакта, точка в - моменту остановки якоря. На другой вход ключевого элемента 6 поступает сигнал с триггера 7 включения измерительного преобразователя 3. Входы триггера 7 соединены с регистратором 8 момента остановки якоря и с кнопкой 2 пуска. На один из входов регистратора 8 сигнал поступает с ключевого элемента 6. Контакты 9 реле 1 включены на вход триггеров контроля моментов изменения их состояния. Так замыкающий контакт подключен к одним из входов триггеров 10 контроля замыкающего контакта, а размыкающий контакт подключен к одним из входов триггеров 11 контроля размыкающего контакта. Сигнал с выхода ключевого элемента 6 подается также на одни из входов ключевых элементов 12-14, связанных с соответствующими триггерами контроля состояния контактов испытуемого реле. На второй вход ключевого элемента 14, предназначенного для контроля остановки якоря, подается сигнал с регистратора 8. Второй вход ключевого элемента 12 соединен с триггером 10 контроля моментов изменения состояния замыкающего контакта, а на второй вход ключевого элемента 13 подается сигнал триггера 11, контролирующего моменты изменения состояния размыкающего контакта. Выходы ключевых элементов соединены с запоминающими ячейками 15-17, причем выход ключевого элемента 14 соединен с запоминающей ячейКОЙ 17 для контроля рабочего зазора между якорем и полюсными наконечниками испытуемого реле, выход ключевого элемента 12 срединен с запоминающей ячейкой 16 для контроля раствора замыкающих контактов- в исходном положении якоря и выход ключевого элемента 13 соединен с запоминающей ячейкой 15 для контроля провалов замыкающих контактов. Один из выходов запоминающей ячейки 15 подключен к двухвходовому сумматору 18, куда также подключен один из выходов запоминающей ячейки 16. Один из выходов запоминающей ячейки 17 и другой из выходов запоминающей ячейки 16 подключены к двухвходовому сумматору 19. Другие выходы запоминающих ячеек 15 и 17 и третий выход запоминающей ячейки 16 подключены к многовходовому блоку 20 измерения параметров реле. На вход блока 21 временной задержки поступает сигнал с триггера 7, а выход его подключен к другому входу регистратора 8 момента остановки якоря и к одним из входов триггеров 10 и 11 контроля моментов измерения состояНИН замыкающих и размыкающих контактов 9 испытуемого реле 1. После нажатия пусковой кнопки 2 в обмотку реле-1 поступает ток. При размыкании замыкающего контакта этой кнопки, подключенного к одному входу триггера 7, последний срабатывает и открывает ключ 6 измерительного преобразователя 3. На это изменение состояния триггера 7 блок 21 временной задержки не реагирует. С момента трогания якоря испытуемого реле напряжение с выхода ИП 3, пропорциональное ходу якоря или контактов, поступает на вход регистратора 8 момента остановки якоря реле и на входы ключевых элементов 12-14. Б исходно.м состоянии триггеры 10 и 11, и регистратор 8 находя тся в таком положении, чтобы ключевые элементы 12-14 были открыты. Поэтому напряжение с выхода ИП 3 через ключевые элементы поступает на входы запоминающих ячеек 15-17, выполненных, например, по схеме интегрирующего усилителя с резисторноемкостной отрицательной обратной связью. В момент размыкания размыкающего контакта 9 триггер 11 изменяет свое состояние и отключает ключевой элемент 13, в результате чего на выходе запоминающей ячейки 15 сохраняется напряжение, пропорциональное величине провала размыкающего контакта. В момент замыкания замыкающего контакта триггер 10 изменяет свое состояние и отключает ключевой элемент 12, а в .момент остановки якоря изменяет свое состояние регистратор 8, отключающий ключевой элемент 14. Поэтому на выходе сумматоров 18 и 19 записываются напряжения, эквивалентные соответственно раствору между контактами и рабочему зазору. Напряжение с выходов ячеек 15-17 поступает на входы блока 20, где они сравниваются с эталонным номинальным значением соответствующего параметра, измеряются цифровыми и измерительными приборами и регистрируются при необходимости с помощью цифропечатающего устройства. Значения параметров раствора контактов при перелете якоря и провала замыкающего контакта получаются с помощью сумматоров 18 и 19, как результат вычитания выходных напряжений соо.тветственно запоминающих ячеек 15 и 16, 16 и 17. Полученные, таким образом, напряжения, эквивалентные величинам упомянутых параметров, также поступают на входы блока 20, где они обрабатываются отмеченным выще порядком. После остановки якоря реле срабатывает регистратор 8, который вызывает срабатывание триггера 7 в противоположное состояние. При этом ключевой элемент 6 отключается и снимает напряжение сигнала измерительного преобразователя со входов ячеек , а напряжение с триггера 7

1И)стуг1ает на вход б;1ока 21 временной задержки, установка которого регулируется оператором.

Блок 21 ерабатывает и подает импульс сброса на входы триггеров 10 и И и ре1йстра1чя)а 8, приводя их в исходное состояние. ПП;; ЭТОМ ключевью элементы 12-14 о открываются и информация, аав ячейках 15-17, стирается за яда запоминающего конденсатора ;рытый .ключевой элемент на согфогнр.ление обратной связи интегрирующего усилителя ячейки {на фиг. 1 эта цепь не показана). Таким образом, заиоминаю:;,ие ячейки в нормальном нерабочем состояiHii не .могут получить заряда и sauaHUieHbi :.т ме иаю1дего влияния случайных помех. Чтобы новторно получить информацию о зе.ичинах параметров, необходимо вернуть кнопку пуска в первоначальное положение «сброс информации, обесточить реле и повторить цикл измерения описанным выше способом. Сброс блока 20 осуществляется, аналогично сбросу триггера 7, в момент нажатия кнопки пуска в положение «измерение параметров.

Слелл-е отметить, что в устройстве изиесгнымм способами выполнена защита триггеров Ij и il и регистратора 8 от вибрации .контактов или якоря реле. Триггеры SO и li срабатывают от первого замыкания контакта, а peii-iCTpaTop 8 -- от первого момента равенства нулю производной функции при ) якоря.

ZI...iH 1 змерепия рабочих зазоров .многокоптактных реле дополнительно па каждый KoiiTaKT вводятся трпгге-Н) 10 и П контакта;,-. 9, к.лючевые элементы 12 и 1:, зано.ми;:а;ощие ячейки 15 и 16 и двухвходовые су.м аторы 18 и 19. Эти эле.менты подключаютсн и работают в схе.ме аналогично соотиетствуюпи1м элементам первого тройникоиого контакта.

Таким образом, предлагае.мое устройство иозво.ляег с высокой точностью за время срабатьп аиия реле получить информацию linx всех рабочих зазоров реле, при :ме контактов и при любой скорелкмцения якоря.

Формула изобретения

Устройство для контроля рабочих зазоров электромагнитного реле, соде зжащее источник питания, измерительный преобразователь, имеющий один вход и один выход и предназначенный для восприятия зоздействия якоря испытуемого реле, запоминающие ячейки, многовходовый блок измерения параметров реле и кнопку пуска, отлимающееся тем, что, с целью расщирения числа контролируе.мых параметров электро.магнитного реле, в него введены триггер

включения измерительного преобразователя, ключевой эле.мент измерительного преобразователя, имеющий два входа, регистратор момента остановки якоря, имеющий два входа и два выхода триггеры контроля моментов изменения состояния замыкающих и размыкающих контактов испытуемого реле, ключевые элементы, связанные с соответствую-щими триггерами контроля моментов из.менения состояния контактов испытуемого реле, и ключевой элемент, нредназначенный для контроля остановки якоря и имеющий два входа, запоминающие ячейки для контроля провалов размыкающих контактов, запоминающие ячейки для контроля рабочего зазора между якорем и полюсными наконечниками испытуемого реле, имеющие один вход и два выхода, запоминающая ячейка для контроля растворов замыкающих контактов в исходном положении якоря, имеющая один вход и три выхода, двухвходовые сум.маторы для контроля растворов контактов испытуемого реле и провалов замыкающих контактов и блок временной задержки, выход ключевого элемента измерительного преобразователя соединен с одним из входов регистратора момента остановки якоря, одни.м из входов ключевых элементов, связанных с триггерами контроля моментов изменения состояния замыкающих и размыкающих контактов, а также ключевым элементом, предназначенными для контроля остановки якоря, выход этого ключевого элемента соединен со входом запоминающей ячейки контроля рабочего зазора между якорем и полюсными наконечниками испытуемого реле, один из выходов указанной запоминающей ячейки подключен к одному из входов двухвходового сумматора для контроля провалов замыкающих контактов, другой выход той же запоминающей ячейки соединен с многовходовым блоком измерения параметров реле, выход двухвходового сумматора для контроля провалов замыкающих контактов подключен к многовходовому блоку измерения параметров реле, выход ключевого элемента, связанного с триггером контроля моментов изменения состояния замыкающих контактов, соединен со входом запоминающей ячейки для контроля раствора замыкающих контактов в исходном положении якоря, один из выходов которой подключен к другому входу двухвходового сумматора для контроля провалов замыкающих контактов, а другой ее выход соединен с одним из входов двухвходового сум.матора для контроля растворов контактов испытуемого реле, третий выход указанной запоминающей ячейки подключен к многовходовому блоку измерения параметров реле, выход ключевого элемента, соединенного с триггером контроля моментов изменения состояния размыкающих контактов испытуемого реле, соединен со входом запоминающей ячейки для контроля провалов размыкающих контактов, один из выходов которой подсоединен к другому входу двухвходового сумматора для контроля растворов контактов испытуемого реле, а другой ее выход соединен с многовходовым блоком измерения параметров реле, один из выходов , регистратора момента остановки якоря подключей к другому входу ключевого элемента, предназначенного для контроля остановки якоря, другой выход указанного регистратора соединен с одним из входов триггера включения измерительного преобразователя, выход которого подключен к блоку вреГенной задержки и одному из входов ключевого элемента измерительного преобразователя, другой вход которого соединен с выходом измерительного преобразователя, другой вход триггера включения измерительного преобразователя подключен к кнопке пуска, выход блока временной задержки соединен с другим входом регистратора момента остановки якоря и с одним из входов каждого триггера контроля моментов изменения состояния замыкающих и размыкающих контактов, другие входы указанных триггеров предназначены для соединения соответственно с запоминающим и размыкающим контактами испытуемого реле.

Источники информации, принятые вот внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 190485, кл. Н 01 Н 49/00, 1956.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 190484, кл. Н 01 Н 49/00, 1956 (прототип).

I

- I U

|g

Фи,г.2