Реле

Реле

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПИ

ИЗОБ

К АВТОРСК (.! 6ОО633

Сок)а Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнитель (22) Заявлено 02, (51) М. Кл.- "H 01H 51/28 с присоедине

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликован (45) Дата опубли (53) УДК 621.318.562 (088.8) (72) Авторы изобретения И. М. Вишенчук, О. О. Каганов, А. П. Конопкин и А. В. Марчуков (71) Заявитель

Львовский ордена Ленина политехнический институт (54) РЕЛ Е

Изобретение относится к электроизмсрительной технике и может быть использовано при построении коммутаторов малых сигналов или входных устройств высокочувствптель измерительных приборов постоянного напряжения.

Для коммутации малых напря>кепи)! порядка единиц милливольт применяют реле на герконах, для коммутации напряжений порядка единиц — десятков микровольт необходимо применять специальные конструкции коммутирующих устройств, позволяющие снизить уровни паразитных термо-ЭДС на выводах замкнутых контактов до вел и чипы менее

1 мкВ. Это связано с тем, ITQ в обычных конструкциях коммутирующих устройств величина термо-ЭДС на выводах замкнутых контактов достигает 50 †2 мкВ. Столь значительные величины термо-ЭДС в местах спасв псрмаллоевых выводов герконов и медных соединительных проводов составляют величину около 50 мкВ, поэтому основной задачей прп создании специальных конструкций коммутирующих устройств является сведение к милимуму разности температур между местами спаев.

Известны конструкции реле на геркопах, смонтированные в термостате и имеющие полый теплопроводящий корпус, внутри которо-! О р 2 с и 0 л 0 >к е н o Q I I I I и л и и с с 0 л ь к 0 г е р к О и О В .

На внешней поверхности теплопроводящсго корпуса намотана обмотка управления. Тсплопроводящий корпус имеет тепловой и элсктри-!

Сскпй контакт с Tcp lостатом. В lpaBBi!Ba!;1!c

5 температур мест спаев выводов гсрконов и медных соединительных IlpoBoдов осущсствлястся при помощи Tcï IollpoBo.»ÿùè.; элсктропзолирующп. втулок из окиси берпллия, заир сссовап1!!>!х в торцы с11лоп1>овод(!п)сl 0 1(0!р-!

О пуса. Медные провода, соединяющие выводы

1 МК C Bl>IXO,IIIh!:(! 11 «2 >1,.!1!(! амп IiO. >i;>I > Tilp(!0Щ!!Х; CT»011(! Il, IICI!I(,.I!!Cl! llhl(C (1;12!!.1)! !!О!!(. РС»ным сечением, что позволяет умен>шить влияние внсшнпх темпсратурных градпснтов.

15) Основным недостатком таких рслс яьлясTcÿ то, что оомотка управления, являющаяся источником тепла, пaiIOTa»a нспосредствсшю па тсплоп1)ОВОдяlцпй ICOpil > c. ЭтО приВОдпт к уBcЛП IЕПИ!О ПСРЕД2 IП TCII, 12 ОТ К2Т>ШК1! (IIPah, ic2)() (пя к:(Ic с 2 .>1 спас 1 и, .2 к слсДсThll(., 1; > !)(. l! I чснпю вероятности неодинакового пагрсва этих спасв, т. е. к увеличению паразптпых термО-ЭДС на за:)1кпутых контакт2х 1 (. plioii !.

Для умспьшсппя термо-ЭДС мснсе 0,2 мкВ принимают дополнительные меры выравнивания температур мест спасв, производят подбор гсркопов по велпчппс термо-ЭДС, а затсм включают пх так;)а образом, чтобы паразитные тсрмо-ЭДС ко)IIIOHcllpoaaTI>; осущсствля30 ют отбор гсрконов!10 минимуму ампср-витков

600633 срабатывания, что позволяет уменьшить мощность, рассеиваемую обмоткой управления; обеспечивают равномерную намотку обмотки управления вдоль теплопроводного корпуса для более равномерного подогрева мест спаев.

Выполнение этих дополнительных требований ведет к усложнению производства реле.

Кроме того, во многих случаях условия производства не допускают возможности отбора комплектующих изделий. Неудачное крепление термостата на шасси может вызвать резкую асимметрию теплового:потока. В таком реле отсутствует электрическое экранированне теплопроводящего корпуса от обмотки управления.

Известны реле с малой термо-ЭДС, содержащие герконы, расположенные в теплопроводящем корпусе, выводы которых соединены при помощи теплопроводящего электроизолирующего материала с указа IHbIM корпусом и через медные провода малого сечения распаяны с выходными зажимами, обмотку управления, установленную на магнитопровод вне тенлопроводящего корпуса, причем между обмоткой управления и корпусом расположен металлический экран, замкнутый накоротко магнитопроводом. Однако в этом реле передача тепла от обмотки управления осуществляется неодинаково и достаточно быстро, что вызывает увеличение термо-ЭДС. Выравнивание тепловых потоков приводит к значительным по времени переходным процессам, что снижает надежность работы устройства в целом.

Цель изобретения — повышение надежности работы при коммутации сигналов малых уровней путем теплоизоляции места спаев от катушки возбуждения и шасси прибора при установке герконов на шасси прибора, а также электрического экранирования теплопроводящего корпуса реле от обмотки управления.

Это достигается тем, что в реле, содержащем герконы и катушку возбуждения, расположенную на магнитопроводе С-образной формы, изогнутомтак,что его концы размещены вблизи герконов, а между катушкой и герконами введен металлический немагнитный экран, электрически соединенный с магнитопроводом, причем на баллон каждого геркона надеты две потококонцентрирующие втулки, выводы герконов электрически изолированы другими теплопроводящими втулками и соединены электрически проводами с выходными зажимами, металлический немагнитный экран выполнен в виде пластины с загнутыми в сторону герконов краями, внутренняя полость которого заполнена электро- и теплоизолирующим материалом, а теплопроводящий корпус составлен из двух электро- и теплопроводных брусков, установленных параллельно продольной оси герконов с возможностью регулировки их положения, и втулок, изолирующих выводы герконов.

На фиг. 1 схематически показано предлагаемое реле (разрез по А — Л) для модификации

1()

65 реле с двумя герконами; на фиг. 2 -- рсле (разрез IIQ Б — Б) с двумя герконами, вид свер у; на фиг. 3 — то же, с одним гсрконом; на фиг. 4 — реле с двумя герконами, вид сооK) .

Реле содержит корпус 1, состоящий из двух электропроводных брусков, установленных параллельно продольной оси герконов 2 и выполненных из меди. Внутри корпуса расположены два геркопа с надетыми на них потококонцентрирующими втулками 3, наготовленными из магнитопроводящсго;;атернала.

Выводы 4 гсрконов соединяются с медными скрученными в пружину соединительными проводами 5 малого поперечного сечения при помощи оловянного припоя, образуя места б спая. Места сная заключены в электроизолирующие теплопроводящие втулки 7, выполненные из керамики на основе окиси бериллия и металлизированные внутри. Два медных провода 5 соединяют выводы 4 герконов с одной стороны корпуса с соотвстствующими выходными зажимами 8. С противоположной стороны корпуса 1 соединительный проводник 5 объединяет выводы 4 двух геркопов между собой.

Основные узлы реле монтируются па теплоизолирующем металлическом экране, представляющем собой латунную пластину 9 с загнутыми в сторону герконов краями, внутренняя полость которой заполнена пластмассой

10 с плохой теплопроводностью и хорошими электроизоляционными свойствами (например, полистиролом или дифлоном) . В пластмассу запрессованы выводные зажимы 8 и магнитопровод 11. Каждая из частей теплопроводящего корпуса 1 крепится к теплоизолирующему экрану при помощи винтов 12, изолированных от латунной пластины 9 при помощи электроизоляциопных шайб 13. Соединение двух частей теплопроводящего корпуса между собой осуществляется при помощи винта 14, выполненного из меди. При этом обеспечивается механическая фиксация теплопроводящих втулок 7 внутри тсплопроводягцего корпуса.

Для улучшения теплопередачи внешняя сторона теплопроводящих втулок 7, соприкасающаяся с тсплопроводящим корпусом, покрывается перед сборкой теплопроводной пастой 15, например, типа КПТ-8, фиксация потококонцентрирующих втулок 3 осуществляется за счет прижима основания этих втулок к поверхности пластмассы 10 нижней частью корпуса 1. Обмотка управления 1б намотана па каркас 17, изготовленный из теплоизолирующего материала. Выводы обмотки управления 16 запаяны в штыри 18. Во внутреннее отверстие каркаса 17 запрессован магнитопроводящий сердечник 19. Винты 20 обеспечивают соединение сердечника 19 и каркаса 17 с магнитопроводо"vI 11, Для уменьшения времени срабатывания реле предусмотрены меры, исключающие образование короткозамкнутых витков. Так. корпус 1 имеет снизу продольную щель, выполfi0r)(i3:) 5

1.) 15

Г)5 ншшую на участке между двумя мя!Нштопроводам!1 11, 131куlо же Iцс?!ь 11мсе! 11 лс1т !!Ilос

ocHoB3liHcс 9. цля 3ящ! Iты Оомоткll ) прс1В.)?ения на каркас 17 надет защитный кожух 21.

Отверстия 22 являются установочными.

Магпитопровод 11 и сердечник 19 замкнуты накоротко с латунной пластиной 9 при помощи провода 23, соединенного с лепестками 24.

Конструкция реле с одним герконом OT.THH3ется только гсометрическими размерамн тенлопроводHH?cLО корпуc3 1, втулок и конструкцией потококонцентрирующих втулок 3. Медные провода 5 соединяют каждый из выводов 4 геркона 2 с выходным зажимом 8. Зажимы в этом случае расположены с разных сторон корпуса.

Реле работает следующим образом.

При обесточенной обмотке управления 16 контакты геркона 2 разомкнуты, сопротивление между выходными зажимами 8 велико.

При подаче напряжения на штыри 18 ток в обмотке управления индуцирует в сердечнике

19 магнитный поток, который передается по магнитопроводу 11 к потококонцентрирующим втулкам 3, а затем на контакты геркона 2.

Под действием магнитного потока контакты геркона 2 замыкаются, сопротивление между выходными зажимами 8 становится малым.

После переходных процессов, вызванных замыканием герконов 2, между выходными зажимами 8 появляется термо-ЭДС, которая затем постепенно увеличивается до какой-то установившейся величнны за счет подогрева мест 6 спаев, нагревающихся обмоткой 16. Величина установившейся термо-ЭДС прямо пропорциональна разности температур между местами спаев.

Теплоизолирующий экран уменьшает абсолютные величины температур спая, так как он уменьшает количество тепла, передаваемого от обмотки управления 16 к местам 6 спаев.

Кроме того, экран способствует равномерному распределению тепла между местами спаев.

Для исключения передачи тепла от обмотки

16 управления по магнитопроводу 11 каркас 17 выполнен из теплоизолирующего материала (например, пластмассы ЛГ-4), а между магпитопроводом 11 и основанием потококонцентриру?ощих втулок 3 существует зазор около

1 мм, заполненный пластмассой 9 с плохой теплопроводностью.

В реле с двумя гсрконами можно достичь дополнительного уменьшения термо-ЭДС за счет ее компенсации при последовательно» ? включении герконов с близкими термо-ЭДС.

Это позволяет изготавливать реле, у которых у!ровни термо-ЭДС практически нс превышают 10 — 20 нВ.

Реле в приборе устанавливают прп помощ:r винтов, проходящих через установочные отверстия 22. Коммутирующие устройстга распола13IoT таким образом, чтобы теплонроводящпй корпус 1 с гсрконами и теплоизолирующий

3 )

ЭКР!11! 11!1 Х07!1,!11СЬ !111МTPII ООIЦ< .! О ДЛЯ BCCХ к())!xi), нр с!!)н?их; ст )01?ств п асс llв?!()1 0 Тсрмо тата. 1!3 этого тсрмостата жслатсльно убpaòü пcl 0«Hllки тсп:!а, llсl лlо 1!Iть коllвенцшо воздушных потоков внутри замкнутого объеМа, HToohi IICI<710 liITh C7), 1311HbIC об1)азования разности темперагур между местами спаев коммутирующего устройства за счет внешних факторов. Катушки управления коммутнрующсго устройства B этом случае находятся на !

1!!с!пней сторонс;!Ясснвного тсрмостата.

Изолированную латунную пластину 9, соединенную электрически с внутрсннсй поверхностью пасспгного термостата и магнитопрово;I0ii 11, можно использовать как электрический экра:r. В этом случае цепь управлсния реле идеально развязана гальваннчсскн от пеРСКЛ10 13101ЦIIХСЯ КОНТЯКТОВ КО !МУТИР ) !ОЩЕГО устройства.

T c I1, i o i l p 0 B 0:1 я щи ?й! 1 o p I i ), c 1, B hr II 0,7 I i c H H bi i r !13 мсди, можно в случае необходимости использовать кяк эк )ан Л1Я пода ill ня НОГО зящитного нотсlrli113,13, ITo !!озволяст увеличить colIp0T1lI3;IcI! IIc мсжду р 3304 кну1 ым!1 контяктямн геpHOHOB. Подняйка провода с защитным ногcrILIH3.70ì осущсст !лястся к тонкому концу вн?,13 14

Предлагаемое рс7с прсдназначсно для ряооты в составе коммутатора низких уровней напряжсння.

Тяк;!.1 образо л, все перечисленные конструкт!?вн?!с х!ср?! !!"-правлсны на удаление источника тепла (обмотки управления и шасси прибора) От термоэлектроактпвных точек геркопя мест спасв BIIBo.i()B с мсднымн соеднннTcëhHhI?«!I пpoB073?«!н),;l 1 якжс ня тсп 10Вос экранпрованнс исто п?нка тепла от тсрмоэлектрояктнвных точск и умсньшсн11с мОщнОсТН исто шика тс ла. В сочетании с ужс нзBcciны)!11 мерамн, нягpaB7eiIHrlxril на вырави!!ванне темнсратур мсст спяев выводов герконов с медным!! соед!шптсльllhii«H проводами, конструкция р. Ic позволяст уменьшить тсрмо-ЭДС на зажимах коммутирующ:Ix. ус7ройств, поэтог ь нрсдлагасмом реле для loc !!ж(!?Ня BC,IH 11! Ilhl Т patio-ЭДС AICHCC 0,2 х!1 В до.таточно Hplr)rci?!1Th Oдl?н гсркон !о!Ссто пары гсркопов, подооран! 1»x по уровню тсрмоЭДС и ко.«пснснрующнх дру" друга. Кромс того, для получсння тсрмо-ЭЛ,С ннжс 0,2 мкВ в предлагаемом реле отпадает необходимость в отборе герконов IIO минимуму ампер-витков срабатывания н не налагается строгих трсбовашш к равномерности и снм.«етрн шости намотки оо лотки управлсппя.

В тех случаях, когда Hpoî:07èìo добнтся ..?сньших уровней Tcpìo-ЭДС (порядка нескольки.: десятков н!?понос!ьт), в реле могут прнмспяться два геркона, подобранных по

yporsH!o Tcr))ro-ЭДС нх ВыВОдОВ OTHocHTc71 Но мс:111 и вил!0 Iснных элсктрнчсски последовяТСГ!! !?О, !TO ПОЗНОЛЯСТ ДОПОЛНИТС7ЬНО СКОМПСНснровать Tepi«ro-ЭДС.

600633

Формулы изобретен и я

O,Ь б с

>5

5-1

7 ) Составитель А. Пучков

Тскрсд >>, Гладкова

Коррскторвп А. Степанова и Д. Брахнина

1 сдактор А. Осочников

1! одп и сп ое

Заказ 363/14 Изд, Ы 341 Тираж 964

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР

Ifo делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раугпская паб., и. 4>5

Типография, пр. Сапунова, 2

Pc;le, содержащее герконы и катушку возбуждения, расположенную на магнитопроводе

С-образиои формы, установленном так, что его концы размещены вблизи герконов, металлический нсмагиитный экран, введенный между катушкой 11 герконами и электрически соединенный с магнитопроводом, причем ila баллон каждого гсркона надеты две ферромагнитные потококонцентрирующие втулки, выводы герконов электрически изолированы другими теплопроводящими втулками и сосдинеffi>f )ЛСКТРИ !СОЛИ С 131!X(l;fili!3111 За>КИ .!ЯМ И, О Тл Il 1 а 10 1ц с с с я 1 саl, !то, с цсль10 ИОВышсНИЯ ИЯДС)I I!OCT!i РЯООI!>! IIPII I

ЗЯГН ТЫМП В CTOPOII3 ГЕР КОНОВ КРЯЯМИ И Заполнен электро- и тсилоизо;и1р ющим матеPI!3;lOM, Я TOПЛОИРО130ДЯЩИ1! КОРИ, С CO"..TBI3. Iell из дву> элсктро- и тсилО:ipol30 IHI>ix брусков, 1<1 ?????????????? iviiiii>lx параллельно иродольиои оси

ГСРКОН013 С ЬОЗ3!ОЖНО Т!>10 13СГУЛИРОВКИ IIX ПОЛОЖСИИЯ, И ИЗ ВТ > ЛОК, ИЗОГ!И!3 !ОЩИ. ВЫВОДЫ гер копов.