Известны бесконтактные реле, дей:тв:1е которых основывается на принципе изменения индуктивной связи между обмотками трансформатора нри иодмагиичивании сердечника трансформатора ностоянным 1магнитным потоком.
В пре длагаемом реле, с целью обеспечения возможности раооты его в качестве переключающего, т. е. пропускающего при своем срабатывании ток Е одну или несколько исполнительных цепсг, и зап)рающего ток в другой или нескольких других исполнительных цепях, трехстсржневойсердечник реле снабжен двумя первпчнымп обмотками пег.еменкого тока, расположенными на крайпнх стержнях. Кроме того, одна n.-iH несколько нсполнительных обмоток, расположенных на одном из крайних стержней и обтекаемых током при подаче сигнала на реле- огдна или несколько исполнительных , расположенных на другом коайнем стержне и обтекаемых током при отсутствии сигнала; постоянный магнит, включенный последовательно в магнитную и насыщающий при отсутствии сигнала одни нз крайних стержней; одна управляющая обмотка, расположенная на среднем стержне, компенсирующая при протекании но ней тока действие постоянного магнита в ранее насыщенном стержне н одновременно насыщающая другой, из коайн1их стержней.
Предлагаемое реле может выполняться и с одной первнчнои оомоткой, расиоложенной на среднем стержнеС целью обеснечбния возможност.ч работы реле в качестве трехпотиционного поляризованного, постоянный магннт вводится в магнитную цепь таким образом, что при отсутствии сигнала поток магнита насыщает оба крайних стержня магннтопровода, а при наличии сигнала насыщение снимается с того или «ного стержня в зависимости от полярности сигнала.
Бесконтактные реле, выполненные нодооиым образом, удозлетв.,ряют требованиям, которые иредъявляются к промежуточным реле: они МОГУТ 1иметь высокий «коэффициент умножения (т. е. -отн.ощение
№ 94434
числа коммутируемых исполпителыгых Hciioii к числу цсис-п, необходимых для возбуждения реле) и обеспсч1П2с ют дскчатомиую «гибкость коммутации, т. с- способиость pe/ie осуи сствлять в пазличпых uensix любые «он мутацией и ые комбинаиии.
На фиг. 1 изображена схема предлагаем.ого nciiTjja.iijHoio бесконтактного реле; на фиг. 2-схема трехнозинпоннэго ноляризозаиного реле.
Магии1тная цепь реле ирсдста ,ляет собой замкнутую 111-образную сиетему, в которой сечеиме Kpainnix стержис / и 3 магиитоировода зиачительио меньше сечения средкего стержня 2. Отнои1епие величин этих сечеиий должно быть та1К1:м, чтобы при машнтиых нотоках, насыщающих крайние стержпн / и 3. средн1 1 1 стерячень 2 был пс гасыщениым.
В варианте, нзображеннол на фиг. 1, в одну из ветвей магиитнсп цеии (в данном случае между стержнями 2 н 3 введен ноетсяниыГ мапи1И1т 4, ноток которого целиком Н1рохоД:ит через стержень , насьицая его, и замыкается но двум нараллельпым нутим через стержнн / и 2. Ввиду Toio. что магн1Г изо coiipOnii ;ieni e стержп : 2 знпчительио мс:)HIC, чем стержня /, через нос/ е/лп-.П нройде - .чншь не: а:1: ЧМ1)НЛ часть магнитного иотока ностоянного магинтп, веледствие ) стержекь 1 не будет иасыщатьея УТИМ нотоком- Для Лмен1 н1е:и1я от етсделана И1ель 5, увеличиваюи1ая Магнитпое сопротивление ответБле1п-1я.
Обмотки раено.тагаются на всех трех ете)1жн;;х. С.чодхет раз.личатТ) три вида обмоток; « иттаюник: ил|( нсрвнчные обмотки, с иомоппло которых энергия вводится i; систему (аналогичн1)1 нервччной обмотке трансформатора); «нснол;1и- е.:ьиыс обмотки, Б1,п;олпяю |Л:е ,ч,).1ь исполиительиых органов реле (этн обмотки РЛ1а.ло л-1чн;)1 вл-орнчиым обмоткам трансформатора); «унранляючсая: обмотка, ;редетазляю1мая собой воснрииимаюпилй оогаи данного реле. С номон ыо этой обмотки реле иолучает ту эиерпио которая .чивлетея иа .магнитную кo мутацию иеией (нр|и его ерабатыпанин).
На крайних стержнях / и 3 располагаются одинаковые по числу витков иервичные обмотки 6 :и 7 (стрелкам на фиг. ноказаны нанразления создаваемых ими нотоков).
Исиолиителг нг 1е обмотки располагаются также иа етержнях / и 5. На нервом из них расиоложень; обмотки 8, соответствуюиие «контактам спокойного положения обычиых электромеханических реле. На втором располагаются обмотки ,9, в,;иолияюии1е ро,ль «рабочих контактов реле. На фиг, 1 ноказатто но одно обмотке 8 н 9 иа нрактике их может быть несколько, что соот: е- ст,ует нескольким когггактам реле. Наконец, нравлякм.ая обмотка W расиоложе а на еп( стержне 2,
Когда реле находится ; «cмoчolh-o cocт()ПM, обмотка 10 не возбХЖдеиа. т.е. иаир;:жсн: ;; се лс f-у paBiiO (}.
Вследствие насыгцсиня слержия , г.занг-лоиндукипя меж.ду нс|)ничной обмоткой 7 и иснолгпггельно обмотко) ,9 нра1;тнчески отеутств ет напряжение на вхо;,е е1;о.,:лк;й обмотки Up равно 0. Так как эта иснолшгге.лыая ;x ;oтк;a чквиг алсмтна «pa6o4txvn/ контакту обычного реле, то отсутст1ИЛС наи яжския Г (, сс.отвогсллзуст 1)азомкнуто,у состоянию коггтакла.
В рассматриваемом 1к ложен ;;1 стержеиь / ие иасьниеи, и между исиолнительиой обмоткоГ 8 и соответстг уюи1;е, не|м,нчио;1 обмолл ой ) взаимоицдукция суи1естнует. Ь.лагодаря в 1:снолн ггел1л:о11 обмотке (S индуктируется напряжение Uc , наличие которого эквивалентно замыканню «спокойного контакта обычного реле.
Возбуждение бесконтактного реле осун1,ествляется подачен ностояниого напряжения Ц, на вход унр авляющен сбмотки 10. ампервиткн которой рассчитаны на создание магнитодвижущей силы, создающей поток, насыщающий се)рдечннк /
В стержне 3 магаитопровода эта магнитодвижущая сила компенсирует магнитодвижущую силу постоянного магнита, так как нанравлена навстречу последней, и стержень 3 теряет насыщение.
Соответственно этим 1зменениям происходит своего рода «перс ключение взаимоиндукции, т. е- исчезновение связ1и между обмотками 6 -н 8 II вознИ(КНовение ее между обмоткалп 7 и 9.
Таким образом, напряжение Uc исчезнет, но зато появится напряжение 7.,зажимах исполнительной обмотки 9.
Это «переключение напряжений и будет соответствовать срабатыванию электромеханического реле, т- е. размыканию одного и замыканию другого из контактов.
Время срабатывания такого рода реле будет относитслыго малым: в основном оно будет определяться линпэ постоянной времени цспн возбуждения (и частично-частотой тока питания).
В виду наличия 1тра}гсформаторной св1язи мел-еду первичными обмотками 6 к 7 п управляющей обмоткой 10 в токе возбуждения реле может появиться перемепная составляюн ая, которая вызовет пульсацию этого тока.
Для уменьщения этой пульсации следует при расчете ч;исла витков обеспечить такой коэффициент трансформации между первичными обмотками и обмоткой 10, при котором переменное напряжение в обмотке 10 было бы немного меньн1е напряжен ия возбуждения L/y . Кроме того, в виде защитной меры при необходимости можио применить введение в возбуждаюн1.ую цепь комненсирующе переменной э. д. с., сдвинутой но фазе на 180°- Если требования к времени срабатывания реле донускают увеличение постоянной времен/и цени возбуждения, то в последнюю можно также ввести добавочные индуктивные сопротивления, уменьщающие переменную составляющую тока. Поскольку возбуждение реле производится всегда током одного и того же направления, то в цепь управляющей обмотки можно включить вентиль 11- Вентиль не будет препятствовать прохождению постоянного тока возбуждения, зато позволит возбуждать )еле переменным током, например, От исполнительной обмотки другого реле. Таким образом, наличие вентиля не является 3|десь принципиально необходимым, но открывает более широкие возможности для сопряженной работы реле в схемахРеле можно видоизменить, приметив В(Место двух первичных обмоток б н 7 одну, расположенную на среднем стержне 2 (на чертеже не показано). Преиличиеством этого варианта является возможность размен1;ения больщогр ко.тичества исполнительных обмоток на стержнях 1 и 3 (т. е. больиюй коэффициент умножения) за счет освобождения этих стержней от нитаюпшх обмоток.
Недостатком такого реле является необходимость более строгих требований к глубине насыщения стержнейПо такому принципу можио вынолнить не только не(пра.:1ьиое реле, но ц ноляризованное (избирательно регулирующее на направление тока возбуждения). Подобное бесконтактное поЛ|Яризованное реле изоб)ажено на 2. Оно является «трсхпозицнонным, т. с. реагирхет inтолько на изме}1ец;ие направлення тока возбуждения, но и на отсутст№ 94434- 4 -
вие послодиего («нулевая позиция рсло). Основное отличие такого полярнзовашнсто реле от нейтрального состоит в том, что постоянный магнит 4 BXQHHT здесь в обе ветви магнитонровада- Один из полю:он этого ма1иита соединяется е лев1лм KpaihiHM стержнем /, а другой- с правым стержнем 3. Средний стержень 2 еоеди-ииется с нейтралью магнита, и, такнм образом, MairmTiras -оистема имеет вид моста;, диагональю которого служит стержень 2 (в котором постоянный ноток отсутствует). Через стержни 1 и 3 протекает весь noTOii постоянного магнита, полностью ii-ix насыщаюш,нй. На среднем стержн е 2 расноложена первнчная обмотка 2, на которую подается переменнее напряж:ение fy-. Ма крайних стержиях / н : распо.тожены «мннусозьле и «нлюсовые нравл;понпе обмотки Г)л14 i; пслолиите;гьпые обмотки 8 л 9.
В «спокойном ео::тоянни (ири отсутствии тока ;Г).х|, ;1И:1) стержни / и 5 насыгцены и вследствие этого нндуктнвиая связь между первичной обмоткой 12 и иснол гнтельными обмотками 8 н 9 отсутетвует: напряжение «мниусовой выходной цепи .м равно О н рав.ным образом напряжение «плюсовой выходной цепи Иц равно 0.
В цепь перви1пюй обмотки 12 включено добавочное сопротивление 15 и, такнм образом, nepe reиnoe иап;)яжег:1 е f, делнтея между этими дву.мя элементами.
Если оба крайних стержня / и 3 насыщены, то для среднего стержня 2 создаются условия, экшизалентиг е размыканию магннтной ценн: индуктивность обмотки 12 мала и основная часть напряжения И -надает в сопротивлении 15. Уменьн1ение «первичного напряжения трансформатора споеобствует практическому исчезновению вторичных папряжений и ип даже при условии наличия остаточной взаимоиндукции между обмотка|Ми (вследствие неполного насыщения крайних стержней).
Для возбуждения реле иа его входные заж:имы П0;дается постоянное нанряжение Uy , знак которого мо:кс и ;меняться. Внутри реле к этим зажимам нодключены у:.;равляюни1е обмотки 13 и 14, в цени которых введены вентгьти 16 н 17. включенные в обратных аправлениях. Таким образом, если нрн подаче Ly юложнтельпый нолюе будет подан на верхний зажпм то ток бу/ч:-- протекать лишь в управляющей обмотке 14 («ПЛ10СОВОЙ). В обратнсл случае под током будет находитьея одна упрар,ляю.Ндаи обмотка 13 («минусовая). Потоки, создаваемые этпмн обмотка П, иа1) симметрию магнитного моста и замыкаютея, в осповиом, через средли стержень .; нанравленне
правлению нгсы:п,аюп1(мо г,Г)т;:ка ; велнчнна унр,Увля101Ц сб для комненеации наеыщения стерж1ней / или 3Комненеация насыщения в одной из ветвей магШ1тон 10вода будет равносильна замыканию магьчггной цеши стержня 2. Благолар.я этому индуктивность, обмотки 12 резко во: растет, и так же резко иов1;:сится напряжение та ней (так как добавочное сонротив.тение 15 сохраняет прежнюю вел ичину).
При поступлении тока в управляемую обмотку 13 устанавливается связь между первичной обмот1кой 12 и «минуеовой исполнительной обмоткой S. на выходе которой появится вторичное нанряжеше f/,, . При этом, пр1авый стержень 3 но-прежиему остается насыщенным, и, следовательно, но-нрежнему il, равно О (на выходе обмотки 9}.
При ноетунлении тока р, обмотку 14 обмотка .9 получает связь е обмоткой 12 и на ее зажимах иоявится -напряжение 6;, . В то Же время связь меладу обмотками 5 и 12 нарушится, результатом чсто будет Ь,,
|К1ВГ,ОС 0.
Таким образом, лсполиительпая обмот1;а 8 будет здесь эквивалентна «минусовому контакту обычного трехпоз; Ц11онио1о нолярнзованного реле, а обмотка 9-сто «плюсово) контакту.
На ф,иг. 2 показано отишь по одно нсполнительно обмотке. Практичееки этих обмоток (независимых одна от друтой) может быть значительно больше; пределом здесь явятся лнгнь габариты «окна катушки, определяемые общими габаритами реле и его мощностью.
Увеличить чисчо исполдительных обмоток шжно также за счет переноеа обмоток управления на ередннн стержень 2, что освободит место на стержнях 1 н 3. При этол: на стержень 2 1 аматывается одна обш,ая управляющая обмотка, компенсирукон ая (в завн.-н.мостн от направления тока) насыщение в или правоГ ветвн : агнг1топровода. В рдном случае магнитодвижущая снла эгоП обмотк: будет направлена навстречу М.агпитодвижущей силе левоГ ноловины лкэгнята, а в другом случае-правой. Поскольку такое реле имеет одну обн1ую унравляющую обмотку, то никаких Беитилс в зтом вар:1 а гге ie потребуется. Перемена направления магнитод1,ижуще 1 силы осуществляется в этом случае простым нереКЛ1очсп);ем концов унравляющеГ oб ;oтки.
Бесконтактное поляризованное реле может быть выполнено н при несколько нно.м поетроепии магьитно систс лы (на чертеже не показано), т. е. средний стержень реле может быть заменен ностоянным магнитом. Поток этого 1магпита разветвляется i:a две половины, из которых одна проходит через левый стержень / (фнг. 2).. а другая-через нр:авый стержень 3. Па каждом из стержней расположены три обмотки-управляющая, соответствуюшая ей «но знаку нснол1нительная, и, наконец, первичная. «Левая н «правая первичные обмотки еоединены последовательно (как у нейтрального реле но фиг. 1) и подключены к источнику неременного нанряженпя U - .
Что касается управляюнщх н иснолннтельных обмоток, то включение их ничем не отличается от разобранной схелПз по фнг. 2 (в нервом ее варианте).
В случае применения подобных бесконтактных реле возможности оеун1ествления нмн в схемах тех нли иных онераний аналогичны тем. какие достигаются с помоитью электромехаггнчеекнх реле, и лишь нриобретают несколько специфическнд характер.
Так например, взаимоиеключаюгцее воздейктвие двух различных факторов обычно достигается соединением еоответствуюнгих контактов по так называемой «схеме несоответствтгя (перекрестное поеледовательное соединение верхних и нижних контактов двух «тройн Пчов).
В елучае нрнмене нш бесконтактных реле залача эта может быть решена последовательным соединением «в нротнвоф а.зе исполнительных обмоток соответствующих реле. Тогда н-анряжение в цепи будет равно нулю как в том елучае, когда оба реле лнн1ены возбуждения, так и в том сл1учае, когда оба реле возбуждень-к Ес.П же реле будут находиться «в несоответствии (т. е. возбуждено будет лигнь одно нз них- безразлично какое), то управляемая цепь будет находиться пол напряжением одной из исполнительных обмоток.
БескОНтактние реле, по сравнению е обычными, дают более широкие возможности в части осуществления м гогократных завиенмоетей. Это объясняется тем, что срабатыванне реле зависит здесь не только от управляющей , но и от первичной обмоток. Включая носледнюю на питание от исполнительной обмоткн другого реле, можно получить зави№ 94434
№ 94434- 6-
симость от этого реле и помимо цепи управляющей обмотки. Таким образом, управляющую обмотку можно будет исиользовать дл.я введения второй зависимости, осуществляемо ио цепи, i альва1 ически не связанной с первой. Этп оботоятельства позволяют построить схемы более экономичные и более наделсиые, чем те, в которых вопросы зависи.мостей рещаются при номощи контактов.
Предмет изобретения
1.Бесконтактное реле, действие которого основано па принципе изменения индуктивной связи между юбмотками трансфор;матора при подмагничиванни сердечника трансформатора ностоянпв1м магнитным потоком, отл и ч а ю щее ся тем, что, с целью обеспечения возможности работы Б качестве переключающего реле, пропускающего при своем орабагтываний ток в одну или несколько :исполнительных цепей и запирающего ток в другой пли нескольких друпих псполпительпых цеиях, трехстержневой сердечник реле снабжен: двумя первичными обмотками переменного тока, расположен1гЫ:М|и на крайнпх стержнях; одной или несколькими исполнительными обмотками, расположенпыми на О1ДНОМ из крайних стержней и обтекаемы.ми током при подаче сигнала на реле; одной или несколькими исполнительными обмотками, расположенными на другом кфайне.м стержне in обтекаемыми током при отсутствии сигнала; постояпным магнитом, включенным последовательно в млгнитную цепь и насыщающим при отсутствии сигнала один из крайни1Х стержней; одной управотяющей обмоткой, расположенной на среднем стержне, компенсирующей при протеканин по пей тока действие постоянного магнита в ранее насыщенном етержне и одновременно насыщающей другой из крайних стержней.
2.Видоизмененне бесконтактного реле ио п. Ь, отличающееся тем, что вместо ДBiyx первичных обмоток, расположенных .на край|1их стержнях (Магнитопровода, реле имеет адпу первичную обмотку, расположенную на среднем стержне.
3.Видоизменение бесконтактного реле по п. 2, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможпости работы в качество трехпоз(И Дионного поля:р«зован гого реле, постоянный магнит введен в магнитную цепь таким образом, что при отсутствии сппнала потоком постоянного магни|та насыщаются оба крайних стержня .магнитопровода, а при наличии сигнала ргасыщение снимается с того или другого крайнего стержня в зависимости от полярности сигна.па.
