Поляризованное реле
Иллюстрации
Реферат
Э" ! (11)
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистических
Реслублик
К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 02.06.77 (21) 2492601/24-07 (51) М.Кл. Н 01 Н 51/22 (23) Приоритет — (32) 30.06.76 (31) P 2629357.2 (33) ФРГ (43) Опубликовано 30.01.80. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.80
Государственный комитет ло делам изооретений и открмтий(53) УДК 621.318. .562.3 (088.8) (72) Автор изобретеиия
Иностранец
Ханс-Вернер Ройтинг (ФРГ) Иностранная фирма
«Элмег-Электро-Механик ГмбХ» (ФРГ) (71) Заявитель (54) ПОЛЯРИЗОВАННОЕ РЕЛЕ
Изобретение относится к поляризованным реле, содержащим магнитную систему с постоянным магнитом и якорем, приводящим в действие подвижные контактные пружины и установленным между полюсными наконечниками магнитной системы с преобладанием по меньшей мере к одному из них.
Известны конструкции подобных поляризованных реле, которые также называют моностабильными. Большинство моностабильных реле требуют применения возвратных пружин, посредством которых якорь при отключении возбуждения всегда движется к одному определенному полюсному наконечнику. Если, например, требуется переделать обычное поляризованное реле с двумя устойчивыми состояниями (бистабильное) в ыоностабильное реле (с преобладанием), необходимо поставить достаточно аильную возвратную пружину. В этом случае одновременно изменяются параметры контактной системы, что приводит к значительной доработке реле в целом. . Известны также поляризованные реле, в которых якорь при незапитанной обмотке электромагнита под действием постоянного магнита всегда находится у одного из полюсов. Это достигается за счет того, что якорь не может с обеих сторон достичь полюсных наконечников. На расстоянии от одного полюсного наконечника предусмотрен упор для якоря, который установлен таким образом, чтобы воздушный зазор между этим якорем и соответствующим полюсным наконечником был всегда больше, чем воздушный зазор между этим упором и другим полюсным наконечником. Благодаря этому другой полюсный наконечник при незапитанной обмотке всегда под действием постоянного магнита будет обеспечивать большую силу притяжения (lj.
Наличие добавочного упора в таком реле не дает возможности достаточно просто переделать бистабильное реле в моностабильное.
Цель изобретения — упрощение конструкции.
Эта цель достигается тем, что ход якоря ограничен непосредственно указанными полюсными наконечниками магнитной системы, которая выполнена с различным сопротивлением магнитному потоку в крайних положениях якоря.
При таком исполнении не требуется ни возвратных пружин, ни особых упоров для якоря. Бистабильные поляризованные реле могут быть преобразованы в моностабильные поляризованные реле без изменения системы контактных пружин или конструкI
713545 ции. Необходимо всего лишь изменить магн итное сопротивление выбором, материала.
Кроме того, полюсные наконечники покрывают пластмассовой оболочкой и по крайней мере в одном из них выполняют выемку, полностью закрытую пластмассо. вой оболочкой. Для этого в готовом бистабильном реле достаточно заменить соответствующий полюсный наконечник или в готовом реле в области прилегания якоря из полюсного наконечника выфрезеровать выемку, которую затем заполнить пластмассовой оболочкой.
Сечение деталей, установленных с возможностью приведения потока постоянного магнита в одном из крайних положений якоря, выполнено отличным от сечения деталей, установленных с возможностью проведения потока постоянного магнита в другом крайнем положении якоря. Например, можно путем вырубки части полюсного наконечника в бистабильном реле так уменьшить часть, проводящую поток полюсного наконечника, что в этой области за счет потока постоянного магнита наступает насыщение, и магнитное сопротивление в результате этого существенно увеличивается.
Хороший эффект может быть получен в том случае, когда реле снабжено четырьмя полюсными наконечниками, и якорь в крайних положениях замыкает два диаметрально расположенных полюсных наконечника.
На фиг. 1 показано предлагаемое поляризованное реле; на фиг. 2 изображена часть реле; на фиг. 3 — 5 приведены диаграммы, показывающие изменение тягового усилия от постоянного магнита в зависимости от усилий контактных пружин для известных реле и для предлагаемого реле.
Реле содержит две U-образные направляющие поток детали 1 и 2, концы которых оформлены в виде полюсных наконечников
8, 4, 5 и б, являющихся упорами для якоря 7.
На переднем конце якоря 7 имеется штифт 8 управления, конец которого снабжен стеклянным шариком 9, который при движении якоря 7 приводит в действие пружинящие контактные держатели 10 и 11.
Для создания магнитного потока вокруг якоря 7 намотана катушка возбуждения 12.
Обе направляющие поток детали 1 и 2 соединены посредством постоянного магнита
1> и магнитного шунта 14, который замы кает его накоротко, Благодаря этому и в зависимости от направления возбуждения, полученного посредством катушки 12, якорь
7 движется в ту;или иную сторону, причем в конечном положении его боковые поверхности в одном случае останавливаются против полюсных наконечников 8 и б, а в другом случае — против полюсных наконечников 5 и 4.
На участках поверхностей упора якоря каждый полюсный наконечник 5 (4) имеет
65 выемку 15 (1б). По меньшей мере на участках полюсных наконечников 8, 4, 5 н б обе направляющие поток детали снабжены пластмассовой оболочкой, которая покрывает полюсные наконечники равномерным слоем. В области выемок 15 и 1б эта толщина больше и закрывает выемки полностью так, что поверхность полюсных наконечников 4 и 5 внешне выглядит так же, как поверхность наконечников 8 и б.
Особенностью реле является то, что при отключении катушки возбуждения 12 якорь всегда занимает изображенное на чертеже поло>кение, при котором он примыкает к полюсным наконечникам 8 и б.
Это происходит потому, что выемки 15 и
16 представляют собой дополнительные воздушные зазоры, которые ослабляют постоянный магнитный поток, получаемый посредством постоянного магнита И и проходящий через полюсные наконечники 4 и 5 и прилегающий к ним якорь 7, настолько, что в области действия пружинящего держателя 11 величина усилия, создаваемого постоянным магнитом, будет меньше, чем усилие держателя 11. Таким образом, если якорь 7 прилегает к полюсным наконечникам 4 и 5,;и возбуждение, получаемое при помощи катушки 12, снимается, пружинящий контактный де1>жатель 11 переводит якорь в его другое положение, при котором он примыкает к полюсным наконечникам 3 иб.
Диаграмма (фиг. 3) показывает соотношение между усилиями пружин 17 и 18 их зеркального отображения 19:н 20 и кривой
21 тягового усилия от постоянного, магнита для обычного бистабильного реле, которое является характерным для реле, изобра>кснного на фиг. 1, если отсутствуют выемки 15 и 1б. В этой и в других диаграммах вертикальная ось отображает силу Р, à горизонтальная ось представляет собой путь, пройденный якорем. Вертикальные, ограни Ièòåëüíûå линии по обеим сторонам диаграммы указывают на упоры для якоря.
Из диаграммы (фиг. 3) видно, что кривая 21 тягового усилия от постоянного магнита на правой стороне должна располагаться выше, чем зеркально отображенная кривая 19 усилия пружины с тем, чтобы
/ якорь надежно сцеплялся с соответствующим упором. На левой стороне кривая 21 постоянного магнита должна располагаться под зеркально отображенной кривой 20 усилия пружины с тем, чтобы и с левым упором якорь сцеплялся достаточно надежно. (При упоминании об упоре всегда подразумеваются два упора, которые соответствуют полюсным наконечникам 8 и б или полюсным наконечникам 4 и 5).
Если из бистабильного реле, имеющего характеристику, показанную на фиг. 3, не. обходимо получить моностабильное реле, нужны дополнительные возвратные пру713545 жины, чтобы при снятии возбуждения якорь
7 всегда занимал то положение, при котором он примыкает к полюсным наконечникам 8 и б. На фиг. 4 представлена подобная ситуация. Наличие дополнительной возвратной пружины обеспечивает то, что зеркально отображенная кривая 22 усилия пружины, которая получается из взаимодействия дополнительной возвратной пружины и контактных пружин, на протяжении всего хода якоря расположена выше, чем кривая 21 тягового усилия от постоянного магнита.
Таким образом добиваются того, что при снятии возбуждения якорь, находящийся у правого упора, под действием силы пружины движет ся влево до тех пор, пока это движение не будет подхвачено левой ветьвью кривой тягового усилия от постоянного магнита.
Соотношение сил в предлагаемом реле представлено на диаграмме фиг. 5. Здесь изображены зеркально отображенные кривые 19 и 20 усилия пружин. Кривая 28 тягового усилия от постоянного магнита, имеющая такой вид из-за большего магнитного сопротивления, полученного благодаря наличию выемок 15 и 1б и уменьшающего величину постоянного магнитного потока, выглядит так, что справа от среднего положения якоря, которое обозначено вертикальной прямой Р, она ра сполагается ниже, чем зеркально отображенная кривая 19 усилия пружины. Это значит, что при снятии возбуждения якорь, расположенный у правого упора, на всем пути продвижения к левому упору получает ускорение именно в этом направлении.
Итак, при снятии возбуждения сердечник всегда движется в направлении к левому упору (согласно фиг. 1 два упора у полюсного наконечника 8 и у полюсного наконечника б). Для упрощения рассмотрения диаграммы всегда .говорится лишь об одном полюсном наконечнике и соответственно об одном упоре на каждой стороне. Это не является полностью несправедливым, так как изобретение распространяется и на реле, состоящие только из двух полюсных наконечников и соответственно — из двух упоров.
На фиг. 5 представлено оптимальное соотношение между кривой тягового усилия от постоянного магнита и кривыми усилия пружин. Но на практике достаточно, если кривая 28 тягового у сидня от постоянного магнита расположена ниже, чем зеркально отображенная кривая 19.усилия пружины, хотя бы на некотором расстоянии от правого упора. Затем кривая 28 тягового усилия от постоянного магнита .может пересекать кривую 19 усилия пружины. Если имеется достаточный по величине названный участок и до статочная разница между величиной силы постоянного магнита и величиной усилия пружины на этом участке, то якорь обладает такой большой кинетической энергией, что он возвращается к левому упору, преодолевая малое усилие пружины, которое соответствует пересечению зеркально отображенной кривой 19 усилия пружины.
Изобретение не ограничивается лишь тем реле, которое изображено на фиг. 1.
Принципиально изобретение может быть
10 применено ко всем видам реле, но при условии, что под действием одного пли двух полюсных наконечников и прилегающего якоря постоянный магнитный поток будет уменьшен настолько, что усилие контактных
15 пружин при данном положении якоря будет по величине больше, чем усилие постоянного магнита. При этом должно быть увеличено магнитное сопротивление постоянному магнитному потоку, проходящему через эти
20 полюсные наконечники и прилегающий якорь. Это можно достичь введением воздушных зазоров, которые могут находиться в другом месте, или уменьшением сечения соответствующей детали для направления потока полюсных наконечников 4 и 5. Благодаря этому будет увеличено соответствующее магнитное сопротивление, причем это сечение может быть уменьшено настолько, что наступает насыщение. Кроме того, можно изготовить соответствующую деталь для направления потока из материала с малой магнитной проводимостью.
Формула изобретения
1. Поляризованное реле, содержащее магнитную систему с постоянным магнитом и подвижный якорь, приводящий в действие контактные пружины и установленный ме4О жду полюсными наконечниками магнитной системы с преобладанием по крайней мере к одному из них, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, ход якоря ограничен непосредственно указанны45 ми полюсными наконечниками магнитной системы, которая выполнена с различным сопротивлением магнитному потоку в крайних положениях якоря.
50 2. Поляризованное реле по п. 1, отл ич а ю щ е е с я тем, что полюсные наконечники имеют пластмассовую оболочку и по крайней мере в одном пз них выполнена выемка, полностью закрытая указанной пластмассовой оболочкой.
3. Поляризованное реле по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что сечение деталей, установленных с возможностью проведения потока постоянного магнита в одном из крайних положений якоря, выполнено отличным от сечения деталей, установленных с возможностью проведения потока постоянного магнита в другом крайнем положении якоря.
713545 фиг.3
13 2 фиг.2 фиг.
Составитель Е. Сафонова
Техред А. Камышннкова
Корректор И. Симкина
Редактор Т. Рыбалова
Заказ 17/42 Изд. № 150 Тираж 857 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент>
4. Поляризованное реле по п. 2 или 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено четырьмя полюсными наконечниками, а якорь в крайних положениях замыкает два диаметрально расположенных полюсных наконечника.. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:
1. Сливинская A. Г. Электромагниты и постоянные магниты. М., «Энергия», 1972, с. 170 — 172.