Устройство для управления двухобмоточным электромагнитным реле постоянного тока

Устройство для управления двухобмоточным электромагнитным реле постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,:ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕДЬСТВУ пц 660I03

Союз Саеетсхих

Социалистических

p((»y»py: (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.10.76 (21) 2415999/24-07 с присоединением заявки № (51) М. Кл,-"

Н 01F 7/18

Н 01Н 47/10 (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень ¹ 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (53) УДК 621.318.56. .5 (088.8) по делам изаб1(етений оти,м(тий (72) Авторы изобретения

Г. К. Арутюнов и Г. А. Беруашвили (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХОБМОТОЧНЫМ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Гостда((стевин»(и комитет (23) 111 ор,т, Изобретение относится к области автоматики, тслсмеханпки, техники связи и направлено на улучшение характеристик электромагнитов и реле и на усовершенствовапис их конструкции на базе электроники.

Извсстно, что при включении реле переходныс процессы приводят к тому, что магнитный поток нарастает в течение определенного врсменп (так как магнитный поток в индукционной системе не может нара- 10 стать мгновенно).

В некоторых реле и электромагнитах уменьшение времени трогания и срабатывания осуществляется путем изменения кон- 15 струкции устройства (уменьшением индуктивносги за счет числа витков и момента инерции якоря), но все эти улучшения приводят к ухудшению других характеристик.

Так, уменьшение индуктивности требует 20 увеличения тока, ч ro связано с большим энергопотреблением и увеличением габаритов устройства, так как приходится выбирать провод большого сечения. Например, для ускорения срабатывания электромагни- 25 та или реле (11 на их вход подводится импульс постоянного ур,вня через сопротивление, шунтирусмос электроемкостью и подключаемое последовательно с обмоткой.

Подбором сопротивления и емкости дости- 3) гается увеличение скорости срабатывания электромагнитного реле.

Недостатком схемы является наличие значительного по напряжению входного сигнала и потери мощности на сопротивлении.

Известно также электромагнитное реле (2), в котором использован известный принцип подключения обмотки реле и резистора с целью увеличения скорости срабатывания. Кроме того, резистор шунтирован как контактами реле. так и конденсатором, что в момент трогания якоря делает силу тока превосходящей номинальное значение.

Этим достигается увеличение быстродействия электромагнита.

Описанное реле обсспечиваст быстродействис при срабатывании. но пс при отключении, так как при отключении появляется индукциош.ый ток, направление которого совпадает с направлением тока срабатывания. Это является его существенным недостатком.

Целью изобретения является увеличение скорости срабатывания при включении и откл(очсi ии реле. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство для управления электромагнитным реле введены электронный диффсренцпатор и подключенная к нему через усилитель дополнительная

Обмотка, вход1пц >я в сосТВВ электромыгппгпой системы реле. Кроме того, электронный дифференциатор содержит резисторно-диодную ячейку, которая шунтирует резистор обратной связи. Анод диода упомянутой ячейки подключен ко входу операционного усилителя, а катод через резистор -- и |..ro выходу.

На допол)ппсльную обмотку электромагнита поступает сигнал производной тока основной обмотки электромагнита с помощью дополнительного резистора, электронного дифферепциатора и транзисторного усилителя. Резисторно-дподная ячейка обсспсчппаег возможносгь получения различных значений псрсдато )ного коэффициен:. а при нарастании и убывании входного сигнала.

Нсс это обеспечивает увел»«ение быстродействия электромагнита.

Схема описываемого устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит электромагнитное реле 1 с рабочей обмоткой 2 и дополнительной обмоткой 3, резисторы 4, 5, конденсатор 6, операционный усилитель 7, резистор обратной связи 8, диод 9 и усилптсль мощl-Iocти 10.

Электромагнитное реле 1 содержит обмотку 2 и дополнительную, электрически нс связанную с ней обмотку 3. Обмотка 2 через резистор 4 подключена к входным шипам, служащим для подведения сигнала управления U„x. Общая точка обмотки 2 и резисторы 4 подключена и конденсатору б, другая обкладка которого соединена со входом операционного усилителя 7. Конденсатор б, операционный усилитель 7 и резистор обратной связи 8 представляют собой электронный дифференциатор, предназначенный для получения производной сигнала, соответствующего падени)о напряжения на резисторе 4.

Один конец резистора обратной связи 8 подключен ко входу операционного усилителя 7, а другой — к его выходу. В связи с различием постоянных времени при срабатывании якоря и его отпускании электронный дифференциатор имеет различные передаточные коэффициенты, причем при убывании входного сигнала, т. е. при отпускании якоря передаточный коэффициент подбирается равным постоянной времени отпускаппя системы, а при трогании он превосходит постоянную времени электромагнитного рслс при срабатывании.

Различие передаточных коэффициентов обеспечивается резисторно-диодной ячейкой, шунтирующей резистор обратной связи

8, состоящей из последовательно соединенных резистора 5 и диода 9, причем анод диода 9 подключен ко входу операционного усилителя 7, а катод через резистор 5 — к

его выходу.

/ 1

Ф,— Фю(,1 — е

25 гдс т — постоянная времени рслс при оттянутом якоре электромагнита рслс 1;

q;o — максимальное значение магнитного потока (т. е. в установившемся режиме);

11->ю — 11е ю ° н2 — — число ампер-витков в обмотке 2.

Прп убывании входного импульса, т. с. прп отключении сигнала с рслс магнитный поток примет такое значение:

11)2 +p > где т — постоянная времени при притянутом якоре.

Как известно, реле срабатывает, начиная

4О с определенного значения тока грабы-.ываниЯ l<,)> или потока Ф, р ср >

/р l,,,1 — e - ).

Время срабатывания илп время троганпя определится из соотношений

- 1 е

Ii> 1п

>ю — >ср

50 ) ю

/,е = -.1п— рю — )

Ср

Видно, что это время тем боli шс, чем больше ток срабатывания. Для уменьшения времени срабатывания t,p при вкл)очении можно осуществить сложение потоков Ф2 и

5О Ф2 в обмотке 2 и дополнительной обмотке 3.

Суммарный поток

Ф-- Ф, +фе с11 )2

65 dt

Выход операционного у< плитсля 7 через усилитель мощности 10 соединен с до-.«îëíèтельной обмоткой 3.

Устройство работает следующим образом.

При подведегп)и напряжения U- на вход электромагнитного реле 1 в цепи обмотки 2 возникают ток I u i>, ыгнитный поток Ф, которые пзмс)гяются по экспоненциальному закону, нарастая при появлении переднего фронта и убывая при появлении заднего фРОНта П Р Я М ОЛГО:! Ь Н О ГО и >1 П,>1 Ь С а

7. 1 — e

)5 где 1» — максимальное установившееся значение тока; ! ю = ; R — сопротивлшгпс резистора 4.

4ех

Я

Магнитный поток в обмотке 2 при нара2О станин входного сигнала будет изменяться по закону

6601(13

4>ормула изобретения

Составитель Г. Алексеев

Корректор E. Хмелева

Редактор В. Левятов

Заказ 683/7 Изд. № 308 Тираж 922 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

В этом случае при включении магнитный поток будет больше допустимого, убывая к

ФО, а при включении входного напряжения сразу становится равным нулю. Отличные друг от друга значения передаточных коэффициентов К и Кз получают с помощью резисторно-диодной ячейки, включенной в цепь обратной связи и cocTos.ùåé из резистора 8 и диода 9.

Когда напряжение на операционном усилителе с/в) О, резистор обратной связи 8 не шунтируется упомянутой резисторно-диодной ячейкой, а при Уз (0 диод 9 открыт, резистор обратной связи 8 шунтирован ре- 15 зисторно-диодной ячейкой, передаточный коэффициент К, уменьшается, и поэтому суммарный поток при подборе К = 1 равен нулю. Таким образом, устройство обеспечивает увеличение скорости срабатывания 20 электромагнитов и электромагнитных реле при включении и выключении, что имеет большое практическое значение в автоматике и системах релейной защиты, например, при аварийных ситуациях. Необходимо от- 25 метить, что все сказанное относится не только к электромагнитным реле, но и к самим электромагнитам.

Устройство для управления двухобмоточным электромагнитным реле постоянного тока, рабочая и дополнительная обмотки которого электрически изолированы друг от друга, содержащее резистор, предназначенный для включения последовательно с рабочей обмоткой реле, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения скорости срабатывания реле при включении и отключении, устройство снабжено электронным дифференциатором, состоящим из операционного усилителя, резистора обратной связи и шунтирующей его резисторно-диодной ячейки, соединенной с входом операционного усилителя, при этом вход электронного дифференциатора предназначен для подключения к общей точке рабочей обмотки реле и резистора, а его выход — для подключения к дополнительной обмотке реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Витенберг М. И. Расчет электромагнитных реле для аппаратуры автоматики и связи. М.-Л., «Госэнергоиздат», 1961.

2. Авторское свидетельство СССР № 506076, кл. Н 01Н 47/10, 1975,