Поляризованный электромагнитный переключатель Советский патент 1982 года по МПК H01H51/22 

Изобретение относится к элеменTctM конструкций электромагнитных реле и может быть использовано в системах автоматики, телеуправления и ,телеконтроля.

Известны поляризованные электромагнитные переключатели с дифференциальной магнитной системой, содержащей постоянный магнит, якорь, несколько сердечников по обе стороны от оси поворота якоря, обмотки Cl3 и 2.

Недостатком известных поляризованных электромагнитных переключателей (в дальнейшем - переключателей) является низкая чувствительность, обусловленная тем, что для срабатывания переключателя управляющего магнитного потока обмотка переключателя должна создать большую магнитодвижущую силу, достаточную для преодоления большого магнитного сопротивления рабочих воздушных зазоров между полюсами магнитопроводЬв и якорем, по которым проходит управляющий магнитный поток.

Кроме того, низкая надежность обусловлена тем, что при искусственном затормаживании якоря; в момент достижения магнитодвижущей

силы обмотки управления величины, достаточной для срабатывания переключателя, и дальнейшем увеличении магнитодвижущей силы обмотки управления якорь переключателя остается в исходном положении.

Известные переключатели срабатывают только от тока одной определенной полярности, что. ограничивает об10ласть их применения, так как исключает возможность их : применения в цепях, где требуется срабатывание переключателя от любой полярности управляющего тока.

15

Целью изобретения является повышение чувствительности и надежности работы.

Цель достигается тем, что сердечники, расположенные по каждую сторо20ну от оси поворота якоря, соединены перемычкой;из магнитопроводного материала.

На фйг.1 изображена схема магнитной системы переключателя с двумя

25 сердечниками с каждой стороны от оси поворота якоря и с двумя обмотками; ; на фиг,2 - то же, с четырьмя обмотками.

Переключатель по фиг.1 содержит 3 постоянный магнит 1, якорь 2, ось 3

поворота якоря, корпус 4, перемычки 5 и б, магнитопроводы 7-10, обмотки 11 и 12. Переключатель по фиг.2 соержит дополнительно обмотки 13 и 14.

Работа переключателя происходит следующим образом.

В нормальном положении при отсутствии тока в обмотках 11 и 12. од воздействием магнитодвижущей сиы постоянного магнита 1 по магнитороводам 7-10 протекают соответственно магнитные потоки Ф1, Ф2, ФЗ, Ф4, при этом Ф1 и Ф2 намного болье ФЗ и Ф4 вследствие того, что магнитное сопротивление зазора между якорем 2 и перемычкой б намного меньше магнитного сопротивления межу перемычкой 5 и якорем 2 из-за разницы в величине.воздушных зазоров между этими перемычками и якорем 2, отчего якорь притянут к перемычке 6.

При протекании тока по обмотке 11 возникает магнитодвижущая сила, которая создает в замкнутом контуре, состоящем из перемычки б, магнитопроводов 7, 8 и уч:астка корпуса 4 между ними, управляющий магнитный поток , который вводит магнитопроводы 7 и 8 в насыщение. Насыщение магнитопроводов 7 и 8 вызывает увеличение их магнитного сопротивления, отчего уменьшается величина потоков Ф7 и Ф8 и уменьшается сила рритяжения якоря 2 к перемычке б, а величина потоков ФЗ и Ф4 увеличивается, отчего увеличивается сила притяжения якоря 2 к перемычке 5, якорь 2 протягивается к последней и изменяет свое положение.

После выключения тока в обмотке 11 поток Фу исчезает и магнитопроводы 7 и 8 выходят из состояния насыщения, однако якорб 2 остается притянутым к перемычке 5, так как в этом .положении потоки ФЗ и Ф4 намного больше потоков Ф1 и Ф2 из-за разницы в величинах воздушных зазоров между якорем 2 и перемычками 5 и б, Возвращение якоря 2 в нормальное положение происходит аналогично при пропускании тока по обмотке 12,

Повышение чувствительности предложенного переключателя обусловлено тем, что в цепи протекания управляющего магнитного потока Ф-, отсутствуют воздушные зазоры , вследствие чего эта цепь имеет малое магнитное сопротивление и для насыще -: НИН магнитопроводов 7 и 8 (или 9 и 10) обмотка 11 (или 12). должна создать небольшую магнитодвижущую силу, а следовательно, расходовать небольшую мощность.

Насыщение магнитопроводов 7 и 8 (или 9 и 10) может быть достигнуто при любрй полярности тока в обмотке 11 (или 12), отчего предлагаемый переключатель работоспособен при любой полярности управляющего тока.

При искусственном удержании якоря 2 у перемычки б (или 5) и увеличении тока в обмотке 11 (или 12) сверх необходимого для срабатывания в предложенном переключателе нельзя достигнуть притяжения якоря 2 к перемычке б (или 5) вследствие тоQ го, что магнитопрово-ды 7 и 8 (или 9 и 10) насьвдены под действием тока в обмотке 11 (или 12).

При описанной работе предложенного переключателя осуществляется рае бота якоря 2 на отбой.

Изо.браженный на фиг. 2 переключа- i тель при согласном включении обмоток 11 и 13, когда магнитные потоки, создаваемые этими обмотками в магнитопроводах 7 и 8 складываются, и аналогичном включении обмоток 12 и 14, работает на отбой якоря аналогично описанному для фиг.1.

При встречном включении обмоток 11 и 13, когда создаваемые зтими 5 обмотками магнитные потоки в магнитопроводах 7 и 8 имеют встречное направление и аналогичном включении обмоток 12 и 14-, работа предложенного переключателя может рсуществлять0 ся как на отбой, так и на притяжение якоря 2 аналогично работе известных переключателей.

Работа переключателя на притяжение является предпочтительной и 5 происходит следующим образом.

В нормальном положении (фиг.2) при отсутствии тока в обмотках 1114 работа переключателя происходит аналогично описанной для фиг.1. При 0 пропускании тока по обмоткам 12 и . 14 под действием создаваемых этими обмотками магнитодвижущих сил возникают управлякяцие магнитные потоки Ф-у и , которые суммируются с ФЗ и Ф4 и вычитаются с Ф1 и Ф2, отчего якорь 2 притягивается к перемычке 5 и изменит свое положение. После выключения тока в обмотках 12 и 14 якорь 2 останется притянутым к пеп ремычке S как описано для фиг.1.

Возвращение якоря в нормальное положение происходит аналргично .., при пропускании тока по обмоткам 11 и 13. При подключении к обмоткам 12

5 и 14 тока обратной полярности срабатывания якоря 2 не произойдет, так как потоки и будут иметь обратное направление и не суммироваться, а вычитаться с потоками ФЗ и Ф4,

п Т.е. при таком включении переключатель работает только от токов одной определенной полярности. При изменении-полярйости тока только в одной из обмоток 12 и 14 также не

5 произойдет срабатывания якоря 2, так как в этом случае потоки в Магнитопроводах 9 и 10 от обмоток 12 и 14 сложатся и вызовут насыщение магнитопроводов 9 и 10 как описано для .фиг. 1, При пропускании тока любой поляр ности только по одной из обмоток 12 или 14 и отсутствии тока в другой ИЗ этих обмоток также ,Ие произойдет срабатывания якоря 2, так как магни движущая сила любой ОДНОЙ из этих обмоток вызывает насыщение магнитопроводов 9 и10 как описано для фиг.1. Таким образом, срабатывание якоря 2 происходит только при наличии тока определенной полярности в обоих обмотках 12 и 14, т.е. реализуется логическая операция И. . Если дополнительно к двум магнитопроводам предложенного переключателя, соединенным перемычкой, установить третий, агнитопровод и не соединять его перемычкой с другими магнитопроводами, обмотка на этом магнитопроводе позволяет реализоват аналогично известным переключателям логическую функдию ИЛИ с другим обмотками переключателя. Устанавливая необходимое количество магни топроводов и осуществляя соединение части из них перемычками, в предложенном переключателе может быть реализована заданная логическая функция И-ИЛИ. Для реализации, например, логической функции XI, Х2 ХЗ.Х4 необходимо установить 4 магнитопровода, два из которых объединить одной перемычкой, а два других - другой перемычкой, при этом сигналы XI, Х2 подать на одну пару обмоток с объединенными перемьдчкой магнитопроводами, а ХЗ и Х4 подать на другую пару обмоток с объединенными д|ругой перемычкой магнитопроводами. Реализация переключателя на базе существующих конструкций переключателей не представляет технических трудностей. В то же время достигаи ое в предложенном переключателе повышение чувствительности, надежности/ возможность выполнения его как для работы только от заданной полярности управляющего сигнала, так и при любой полярности этого сигнаша, а также возможность надежной реализации логической функции И и заданной логической ФУНКЦИИ И-ИЛИ позволяет удовлетворить важные требования к переключателям, которые не могут быть достигнуты в известных переключателях.. Переключатель может найти широкое применение в системах автоматики, телеуправления и телеконтроля. Формула изобретения Поляризованный электромагнитный переключатель с дифференциальной магнитной системой, содержащей постоянный магнит, якорь и по крайней мере два сердечника с расположенными на них обмотками управления, установленных по каждую сторону от оси поворота якоря, отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности его работы, сердечники, расположенные по каждую сторону от оси поворота якоря, (Соединены между собой перемычкой из магнитсялягкого материала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ройзен В.З. Малогабаритные поляризованные реле и дистанционные переключатели. Л., Энергия, 1969. 2.IТехника проводной связи . 1970, вып.4, с.27-35.

б Р7