Герконовое реле с двумя устойчивыми состояниями Советский патент 1981 года по МПК H01H51/28 

1.

Изобретение относится к переключад)щим элементам и может найти применение в устройствах автоматики и других устройствах, где необходимы переключающие элементы с низким потреблением.

Известно реле с двумя устойчивыми состоянийми, по принципу своей работы устройство близко к обычному поляризованному реле 1. Основным недостатком устройства является его сложность с вытекающими отсюда трудностями его изготовления, , нетехнологичностью.

Известно реле, позволяющее решать задачу сохранения положения контактов при отключении питания 12.

Фиксация положения в таком реле производится подвижным магнитом либо вручную,,либо дистанционно. Применение вращгиоадегося магнита приводит к слож ностям, связанным с механическим изготовлением подобных устройств. Вращакичиеся детали резко снижгиот надежность всега устройства.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является герконовое реле с.двумя устойчивыми состояниями, .содержащее два геркона, на каждом из которой расположена

обмотка управления, по крайней мере один постоянный магнит, установленный так, что ось его намагничивания параллельна продольной оси герконов, и источник разнополярных импульсов управления 3. .

Такое реле имеет несколько магнитов и катушек, причем магнитные поля в устройстве направлены как вдоль

10 герконов, так и поперек их. Следствиями подобного решения являются сложная магнитная цепь и трудности при сборке устройства. Кроме того, реле не полностью решает задачу сохранения положения контактов при отключении питания.

При большом числе срабатываний всех герконовых реле, например реле тИпа РЭС-43, гарантированное число

20 переключений составляет 10 раз, суммарное время нахождения обмотки под током - лишь 100 ч. Это резко сужает область применения таких реле. Небольшое время нахождения обмотки под током объясняется тенденцией уменьшения тока срабатывания за счет увеличения количества витков, а это, в свою очередь, приводит к уменьше;нию срока службы катушки при приемле30ibttjx условиях эксплуатации.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции реле.

Поставленная цель достигается тем, что в герконовом реле с двумя устойчивыми положениями, содержащем ва геркона, на каждом из которых асположена обмотка управления, по крайней мере один постоянный магнит, установленный так, что ось его намагничивания параллельна продольной оси герконов, и источник азнополярных импульсов управления, о&мотки управления герконов соединены последовательно так, что их магнитные потоки направлены навстречу друг другу, а величина магнитного потока каждой из.обмоток управления Меньше потока срабатывания указанных герконов, причем герконы расположены в магнитном поле указанного постоянного магнита так, что образуют параллельную магнитную цепь, а магнитный поток постоянного магнита обеспечивает срабатывание лишь одного из указанных герконов.

На чертеже представлена структурная схема герконового реле.

Реле состоит из герконов 1 и 2, обмоток управления 3 и 4, постоянного магнита 5.

Первая обмотка 3 надета на первый геркон 1, вторая обмотка 4 надета на второй геркон 2, Первый и второй герметизированные контакты со своими обмотками расположены над постоянным магнитом 5. Первая обмотка соединена со второй обмоткой последовательно, причем они соединены так, что при протекании через них тока силовые линии магнитных полей направлены противоположно друг другу и параллельно силовым линиям поля постоянного магнита. Для этого конец первой обмотки соединен с концом второй обмотки.

Устройство работает следующим образом.

Напряженность магнитного потока постоянного магнита рассчитывается исходя из конкретного типа применяемых герконов и должна быть равной или несколько больше напряженности, при которой замыкается лишь один из двух герконов. Другой геркон при этом не срабатывает, так как магнитное поле замыкается через первый геркон, обладающий в замкнутом состоянии более низким магнитным сопротивлением. Ток через обмотки выбирают таким, чтобы напряженности магнитного поля катушек было недостаточно для срабатывания ни одного из герконов, и эта напряженность ориентировочно равна половине напряженности поля постоянного магнита. В исходно:у1 состоянии какой-либо из герметизированных контактов, предположим 1, замкнут под действием поля магнита 5. При этом, в ависи

мости от полярности тока, подаваемог в обмотке 3 и 4, возможны два случая:

а)если направление тока в обмотках такое, что поля магнита 5 и обмотки 3 совпадают, а поле обмотки 4 при этом противоположно, то устройство не изменяет своего состояния, так как на геркон 1 воздействует суммарное поле магнита 5 и обмотки 3 и положение этого контакта остается неизменным, геркон 2 также не изменя своего положения, потому что на него воздействует лишь поле обмотки 4, недостаточное для переключения, а поле магнита 5 в этом случ-ае замкнуто через геркон 1 ;

б)если направление тока в катушках такое, что поля магнита 5 и обмбтки 3 противоположны, а поле обмотки 4 при этом совпадает с направлением поля постоянного магнита, то устройство изменяет свое состояние, так как на геркон 1 воздействует разностное поле магнита 5 и обмотки

3 напряженностью, равной лишь половине напряженности, при которой контакт замкнут, из-за недостаточности магнитного поля геркон 1 размыкается и его магнитное сопротивление резко возрастает, после чего на геркон 2 начинает воздействовать половина поля магнита и поле обмотки 4, он замыкается, так как сумма этих двух потоков достаточна. После того, как геркон 2 срабатывает, он замыкает через себя все поле магнита 5, так как магнитное сопротивление замкнутого геркона мало. В этом случае можно отключить ток через катушки, и устройство будет сохранять свое состояние под действием поля магнита 5. Через разомкнутый геркон силовые линии магнита 5 замыкаться не будут, так как его магнитное сопротивление велико. Фактически происходит переключение Магнитных потоков магнита 5 через герконы. Магнитное поле магнита 5 делится пополам и протекает через оба геркона только в момент переключения, когда оба геркона разомкнуты и их магнитные сопротивления одинаковы, но в этом случае определяет работу устройства направление полей катушек герконов. В одном из герконЬв поле обмотки и магнита обязательно складывается и достаточно для замыкания геркона. В другом герконе поля вычитаются и разность недостаточна для замыкания.

Если в исходном состоянии был замкнут геркон 2, то в зависимости 60 от направления тока, подаваемого в обмотки 3 и 4, также возможны два случая:

в) если направление тока в обмотках такое, что поля магнита 5 и обЙ5 мотки 3 совпадают, а поле обмотки 4 противоположно, то устройство изменяет свое положение, так как на замкнутый геркон 2 воздействует разностное поле магнита 5 и обмотки 4 и он размыкается, после чего геркон 1 под действием суммарного поля магнита и обмотки 3 замыкается; г) если направление тока в обмот ках такое, что поля магнита 5 и обмотки 3 противоположны, а поле обмотки 4 при этом совпадает с полем постоянного магнита, то устройство не изменяет своего состояния, так как на геркон 2 воздействует суммар ное поле магнита 5 и обмотки 4 и положение этого контакта остается «еизменным, геркон 1 также не изменяет своего положения, потому что на нег воздействует лишь поле обмотки 3, н достаточное для переключения. Использование такого реле позволяет резко увеличивать срок его службы вследствие того, что для поддержания какого-то определенного состояния контактов устройства нет необхо димости постоянно держать обмотки р ле под током. Следовательно, срок применения герконовых реле не ограничивается 100 ч, он много больше вследствие управления устройством импульсами тока. Кроме этого, в тако реле поставленные задачи решаются проще, чем в известных. Вся передел ка существующих в настоящее время герконовых реле заключается в добав лении пластинки из магнитного материала (например РЭС-43). Формула изобретения Герконовое реле с двумя устойчивыми состояниями, содержащее два геркона, на каждом из которых расположена обмотка управления, по крайней мере один постоянный магнит, установленный так, что ось его намагничивания параллельна продольной оси герконов, и источник разнополярных импульсов управления, отличающее я тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения конструкции, обмотки управления герконов соединены последовательно так, что их магнитные потоки направлены навстречу друг другу, а величина магнитного потока каждой из обмоток управления меньше потока срабатывания указанных reptKOHOB, причем герконы расположены в магнитном поле указанного постоянного магнита так, что образуют параллельную магнитную цепь, а магнитный поток постоянного магнита обеспечив вает срабатывание лишь одного из указанных герконов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 228788, кл. Н 01 Н 51/28, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 260018, кл. Н 01 Н 51/28, 1964. 3.Авторское свидетельство СССР № 560271, кл. Н 01 Н 51/28, 1977.