Бесконтактное реле
Иллюстрации
Реферат
№ 94434
Класс 21g 40s СССР » 4
t+y g JlyEQ.
f . тг,;
= в, «/ .
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Б. К. Щукин
БЕСКОНТАКТНОЕ РЕЛЕ
Заявлено 23 января 1951 г. «a X 4 1214:12001 в Гостехннну С:С(Р
Известны бесконтактные реле, дей:тв1!c которых основывается на принципе изменения индуктивной связи между обмотками трансформатора при по!дмагничивании сердечника трансформатора постоянным ,магнитным потоком.
В предлагаемом реле, с целью обсспечсги1я возможности работы его в качестве переключающего, т. е. пропуcêàioùåãî при cHoeiI срабатывании ток в G,IHv или несколько исполните, ьных цепей и зяп11раюпего ток в другой или нескольких других исполнительных цепях, трехстс !жневой c8,),7pi .!!I .I(пс1с. Снаб!кcH два i liI Jlc!рв1:чнь1 !и oc i!GTкамп пе! гсмсlll!ai о тока, расположенным!! На кряинпх стержнях Кроме того, име1отся 0;JIJ2 или несколько исполнительных оомоток, расположенных на
Одном из крайн!!х стержней и обтекаемых оком Hp!t подаче сигнала на реле; Одна или неско, 1ь! О исполнитсль1!ых cG. !Оток, ра1сполсаке!Iных Н2 дру! ox! J t: iJ:I!JO.;t стсожHc JI Обтскас 1ых Toком HipH Отсутствии сигJI2,72;
l постоянный магнит, вклю 1е1гный последовательно в магнитную цепь
JH насыщающий при отсутствии сигнала сдин из крайних стержней; oд на управляющая обмотка, расположен !яя на сасднем стержне, компеггсирующая при протекании по ней тока действие постоянного магHJIT2 в раисе нясь!!цс!!Но стержне и од!1оврсменно нясы!!!я!О!цая другой из крайних стержней.
Предлагаемое реле может выполняться и с одной первичнои обмоткой, расположенной на среднем стержне
С целью обеспечения возможности работы реле в качестве трехпозиционного Hîëÿðèçîâянного, гостоянный маг.шт вводится в магнитную цепь таким Образо.: 1, HTO IIpH Отсутстви:! сигналЯ поток 1 12гпита насыщает соа крайних стержня магнптопровода, а при наличии c»ãíàла насыщение снимается с того ил. Иного cTcpæíÿ в зависимости от полярности сигнала.
Бескснтактные рслс, выполненные подобным образом, у lовлстворяlот требованиям, которые предьявляются к. прои!еж точ! .ым реле: они могут иметь высокий «коэфф!!циент умножения» (т. с. отношение № 94434 числа коммутируемых исполиитсл)игых пс!ic !; Числу цспс!i, нсooxоди.()ых Дли B03()r жДсни я 1 (!ëc) н ООсспс<и(!зсно! ДостЯ o -иlз ю "ГEI () I<;rr TI> коммутации», т. с способность ре.(с осушсс! hë?!T! (з ря зл((чиых нспях любые коммутационные комбинации.
На фиг. 1 изобря>ксня схема ирс (л гясмсг0 <цйт;)алино!.о бсскс)итактного реле; на фиг. 2 — схсз(3 трсхпо ill(i!OI(!i:): о !)оляризо!!:.:!èoãî реле.
Магни<тная цепь релс предста<злясг обой ".-(мкнмту)0 Ш-обр;)зиую систему, в которой сечен.)с край!(их стсржисй 1 и 3:.)аг!.1().cпj oвnдя значительно меньшс се (еlll!51 сред)ге(о стоp><(l?f 2, Отнопlcl!llc Bc, 1?(ши
ЭТИХ СЕЧЕНИЙ дОЛж:Ю бЬ(т) ТЯК)-М, ЧтОб-„. Ilðí .(ciÏ!I(TÍÛ.; ПОтОКа.<, )(àc! lщающих кряйнпс стср;кии 1 i: ).,Ррс.пн)й с!.()р>кснь 2 был нс гясыщснным.
В варианте, изображенном ня фиг. 1, в Одну из вствсй >!агин).нс!т цепи (В дя)гном случсlе:((p>f< ?), стержнями 2 и 3) Втзсдси пос ГС51нный ъ(япнВТ 4, пОтОк Е<ОТОросо цс ликом !i,",)Охо !?(т !iepсз стРр:ксиь 3, нясын(яя
ЕГО, И ЗяМЫ1<ЯСТС5(ПО (!ЗЗ М Ня() ял, )СЛЬИ!a.c(Пу! 51,(<)срСЗ СТер
В В! i (r, ГО) О. ITO Зтя Г(и! !!)ОС СO f I j) O" ни,. IP(11(СТС<."!<1 . . 2 3 f:i!! f (..: <1() .!C!:. fшс,:с м стсPil
Чс!CTI>;З(ат НИТНОГО НОТО!<Я IIO(ÒÎ?Ill lln! 0 (Я ЯI НИТЯ, )ЗСЛ< :(СТ!ГИС и(10 CTCP>E
коз(,. I ci;I ".,! PI! i I!! c! !!5! ОT. cTвляюще (c5) в стер>!f<1?p 2 сделана п(сль 5, увсл)")ивятошяя .(я: и:.ET Ос со)г)01!fl„ic fil(отвст(лсн!(5!.
Обмотки располагаются на все< трех стсржи?:х, Г,-о)уст ряз,!(пiÿòü три вида обмоток: «и Ггаю!ци(» или нср!з :Пть)(об нуп к:.< с f10>!o.:.!÷o .oTopb!x энергия вводитc5, и (!Iclсму (т!Пл.тоги и:ы пср)з
Т >сl f!C(E.,OP (ЯТОР Я), « ИСПОЛ ?l l СГ .!эн)Л С>> 0(),! OTI:?1, В <И РЛ)! 5нс) И)И" "<с I < (TP c!1(C(!!С)Г >(Я!Of) ci ): с<У!! f) сп .151!O!! Я5(> OОЗ)О r К И i) C,(CT ."Л 5 <0™(c!5E
co60i BOC(EpH(IÈì ß1011! И)1 0 .) Ccf((.I я((f .От 0 pC, !С (!En. (0(?bio ЯТОЙ Обмо" I(!l реле получает ту энерг)ио которя51 зя .ряиквястся .!Н з(а-интим)о коммутацию пегтеи (прги сго сряоятыия!.!!.i
На Крайин; Стср>КНИХ 1 И,3 раот)ОЛаГЯЮтоя Îдн)(ЯКOВЬ(С ПО <ИСЛ .. втттков первичные обмотк!! 6 i 7 тстрс.i!<ë .:l! í", (1)иг. 1 показаны ня<пт)ЯВления создаваемых имн погонов).
Испол питсл) н! )Р o )мотки я сf) о тсl Гя ют(5! также ня ст pржн51х 1 и 3.
На (18p(?0".r(143 l!!I X р С IОЛОжсill f 00:(!OT!ксння» обь.ч)ть)>, (pfслс. Ня втором располагаются o()мотки 9, в!Г(EO,I(i !o.нис ро;и, «рабочих контактов» реле. На фиг. 1 по .Гзяно 110 Одно!! Об!!отис <3 н 9;:lя пра .T;(;
НЯКОНЕц,, Пря)ЗЛят)f!!Я» Си (ОГК(1 <Г) fNC
1хогдст pc lc f ci .
0 >К,- (ИЯ. T. (ilcifii)с Х<С) l !<и С(ЗХО 1((у fi;i()l:<
Вследствис нас(>1)цс .!li51 "!(. f)i!! > Iзи Ill.;: ill,п к., .я )((cil< c 1)" i)l!?l!Iпой Об:(тотtП())l 0(б>10тко!! . П),c)1«! Ei! Рc!К С 1 И С I I;. В Х (). (. ! С 1. (. !! l! Г (," . . E О И O O <З: O T! !! С р Р Я В Н О О. Г Я! < К Я К
ЭТЯ ИСПО;1 НИT(11!,!" и 5! ",, A; 0, " и ЭЕВ,! I ° 1(1 Тll;I «f) ЯОО !(И> 1 ОПТ Я КТ < ООЫ НО
f го рслс, то отсутствие !!.ë-:..;». 1;«(. ия (, . <)с):В -.Р) ))уст разом?и! то; у состоянию котгтактя.
В рассматривясмом ОГ)о>кс):ии <.-ср:кс(!и 1 .: Яс !lllc;t, и ..сжду
ИСПОЛНИТЕЛ!.НО!! 06)(OTf(0!т « И СО(УГIЗСТСТИ ;Юl .!P 1 .Pf r,l!:(110;f On",!OГ
ГЗЗЯ<И<МО?нтдз<КПИ 5! С<и(С T!)), (T )я ():! c! 1), 1 Э Г<.; i, и I! CÏO, 1!111(С, )1 1. O, i Об№ 94434 мотке 8 индуктируется напряжение U,, наличие которого эквпва IBHTH0 замыканию «спокойного» контакта обычного реле.
Возбуждение бесконтактного реле осуществляется подачей 1100505111ного напряжен!ия Ы, на вход управляющей обмотки 10. ампервитки которой рассчита1гы на создагнис магнитодвижущей силы, создающей поток, насыщающий сердечн1!к 1
В стержне 8 магнитопровода эта мапштодвижущая сила комнснсиру ст л1агнитодВИ>кушу10 cH.IY пОстОяннОГО !>1агнита, так как на правлена навстречу последггсй, и стержень 8 теряет насыщение.
Соответственно этим изменениям происходит своего рода «петре ключение Взаимоин!дукции>>, т, е ItсчезнОВеп11е сВя3IH межд> ОбмОтка мп 6 и 8 и возникновение сс между обмотками 7 и 9.
Таким образом, напряжение Uq исчезнет, HO зато появится напря>кение U назажимах исполнителы!ой обмотки 9.
Р
Это «переключение напряжений» и будет соответствовать срабатыванию электромеханического реле, т е, размыканию одного и замыканию д!ругого из контактов.
Время срабатыва!ния такого рода рслс будет относитслгиго малым: в основном оно будет опре!дел!!Ться лишь постоянной времени цепи всзоуждения (и частично — частотой тока IIIITBIIH>t).
В BH I> налич!!я !траlгсформаторной сВ51311 !i1е>к!д> перв!!i!ны»:! Oáмотками 6 и 7 !и управляющей обмоткой 10 в токе возбуждения реле может появиться переменная составляющая, которая вызовет пул1,сацию этого тока.
Для уменьшения этой пульсации слодует ирц расчетс lièñëH в,!T ков ооеспсчить такой коэффициент транса>орма1!Ии меж,.гу первичными обмотками и обмоткой 10, при котором переменное напряжс>гие в 00мотке 10 было бы немного меньше напряжения возбуждения Ь, Кроме того, в виде зашитной меры при необходимости можно пр lмс:!Нть введение в возбуждающую цепь компенсирующей переменной э. д. с., сдвинутой по фазе,на 180 . Если трсооваги!я к времени срабатывания реле допускают увеличение постоянной времени цепи возбуждения, то в последнюю можно также ввести добавочные иггдуктивные сопротивления, уменьшающие переменную составляющую тока. Поскольку возбу>кден!Ие реле производится Всегда током Одного и того же направления, То в цепь управляющей обмотки можно включить вентиль 11. Вентиль гге будет препятствовать прохождению постоянного тока возбуждения, зато позволит возбуждать реле переменным током. Напри..5!ер, от исполнительной обмотки другого реле. Таким образом, наличие вентиля не является здесь принципиально неооходимым, но открывает более широкие всзможности для сопряженггой работы реле в схемах
Реле можно видоизменить, приме!ив ы1есто двух первичны.; обмоток 6 и 7 одну, расположенную на средне;! стержне 2 (на чертеже
Hc . показано) . Прс11>!, !,1ествс1 3Toi" варианта являетс5! размепгения большОГО ко!ГичсстВа испол!!Ilтсль>1ых 00мотОН !!а стержняхх 1 и > (т. с. большой коэффициент умножения) зг счет ocB0!>Oждгния этих стержней от п5!Таю!Них обмотс .
Недостатком такого псле является необходимость более ст,>OI ttx требований к глубине Ггасышепия стержней
ПО такому п(льнцип! мОЖ!10 Выпо !нить 1!с T01bKo неltTp3. IhttOc реле, но и поляризованное (избирательно регулирующее на направление тока возбуждения). Подобное бесконтактное поляризованное реле изобр!!>кено и:t !!>Нг, 2. О!!о явля! tc>! «трех!!Ознttttt Ittt tent», т. с, рг агнр лт ttt то,п ко на изменение направления тока возбуждения, но и на отсутст№ 94- 134 вие послодпего («нулевая» позиция рслс). Основное Отличие такого I!o ляр<изован!ного рслс от псйтральнorî состо«т В то.;<, что постоянный магнит 4 вхсцит здесь (3 ос)с ветви 7!Ягн«топровс(да Один «з полюсов
3T0I 0 Ma! I! HT3 cocër)1 5!(Tc>I c,лсвь(1(!re%I 1, 3 д!?у! ОГ!—
С П!?ЯВЫЫ СТЕ()>ИНСК! с). (P JIIHI! СТО(7»((ПЬ вЂ” COC,131!IHCTC51 C !!ЕГ!Т!)ЯЛЬЮ маге!ита, и, таким Обр(!зсх(, мап 1(!т!Г35, с«стсма «мсет Вид Г
Г(Ср В И <П(3 51 О с (с! ОT и 3 1.-, 113 ко Г с ? у 10 иод Il C i с >! с . (() С 7 i (. .! С С l (3 Гl ) 51 Ж С— ние (7 --. Ha край«<(х г(срж«ях 1 « . > распс,io>кс«ы «<мин ссзь!С» и «плюсовь(е» ) «р" вляк?««rc 06;OTки 8:(9.
Б <, равно О и равным об-!
? (Iзсм FI f1 IIP5(>r(cllifc «и лlоссвой:> гыхсдной цспп ((д Равно О.
В цСПЬ ПЕРВИ с«Ой ОбМОтКИ 12 ГКЛЮЧЕНО дсбаВО !!ОС СОПрОт«ВЛЕпнс 1? Il, TBKIf.:<(Образом, псрсмс;!«сс «31;) 1>KO««(. (— делится между этими двумя элементами.
Если оба крайних стержня 1 и,> ((асы.цены, то для сред<(его стер>к«я 2 создаются условия, эк(п(вялентж»е размыканию ма IIIITriolr цепи:
ИидуКтИВ«ОСтЬ ОбМОтКИ 12 Ма la и Ос(Гони(15< <(аст! Напряжс«ня U — Падяст В сопрот>(в венин 1?. Ъ ъ(CHbifrclr«c «и(. .Г?Вн и(ОГО няп(7. !жсния > т!?ансформатсра способствует практическо,f) псчс",Hîac»«þ вторич.;ых «3пряжений У>< и У, даже при услов«и Eracii(HFIII остаточ«ой Взаимоиндукции между обмоткасми (Hc,".ca-.твие «спслного насыщения крайних стержней).
Для возбуждения релс IIB его входные "-3»(1(>ihl подясгся постоянное напряжение V, знак которого н) (с:;:.. снят.ся. Внутри реле к этим зажимам Iio;IK,«о (сны у::рав.<я:ощ(<с обмотки 1> и 14, в цепи котооых введены вс)п((ли 16 «17 вклю.-i. F. l .c В обрaT,(ь(: напгавлес ниях, ТГ!ким образом, если пр«гк?да (с с.с„ч<)ло»(нтс !ь:(ый i:î;Hîñ будет подан F!3 ве )хH«é зa>i(I!. сорит!(Ом слу,ас под то"0:l будет находиться .1«(ць (7.(н(l <«и!?BI 0151forf?35 сс))(стка 13 («мин 1 сс?В351>>) . Потоки, СОЗДЯВЯ(>.1ЫС 3TH>l! I 067(стка(1(il(2; Ilа(пр ЯВлени(. их В ссст<зетс! Вj 10(ц((х бскс13ы 1) "T."» .. : <11! Г. 1!<то- (p сзо,l Fl 0 "p) Р(т(i(0 1!3— и равлс Пню н г сь((f(F
Вс !!(и«(! а «c". с <",в ) и() 1! Вл51!01! i « (с() Ото к дол»(! " Оы Гь (:)статоч(IF!
ДЛя КОМПЕПСацн«иаСЬПНЕНИ« Ссгсржси If 1 ИЛИ )
Компенсация насыщен«я i; Од !с: . Нз ве.вей ма! П«топровода оудс!
pBHIIOCH 3bf(3 33l!(hlI(3FIIIIO i
При поступлении тскя В ? пряВ15rc .х!ую 06. уcTBHBB IHiBBPT ся связь между перви пгой обмоткой 12 и «минусовой» исголнительной
<-бмоткой 8, па в((хо IP. кс)торой по!B;Iтся втос)н гпос «3«ряжсн((е (. „.
I IpH 3To1i, правый стср>кснь 8 rro-Hpc>r(«cuy oc! ac ac«
C.IP3Pi) 3TC!I ..ПО, «0 !r J)C>I(FIC. кимах по!11?гпс5! 3«ряж< «ис (., !) то:"p время № 94434 симость от этого реле и помимо цепи управляющей обмотки, Так!1м образом, управляющую обмотку можно буде! »сисгльзова1ь дл!! 1;ве !!— ния второй зависимости, осуществляемой ио цепи, i а.1ьвани !вски»< связанной с первой. Эти оботоятельства позволя»от »остро!Сгь схемы более экономичные и более надежные, чем тс, в которых вопросы зависимостей решаются при помощи контактов.
Предмет изобретения
1. Беско нтактное реле, действие которого основано иа принципе
»зменения индуктивной связи между обмоткам?1 трансформатора ири подмагничивании сердечника трансформатора постоян«!ым магнитным потоком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности работы в качестве переключающсго реле, пропускающего ири своем clp268trbIBBHHH ток В Одну или несколько !etio.l?rttòo.t!üíb!õ цспс»
H запирающего ток I другой».!H ill скольких друпих испо ttt?I rc,fbtthlx цепях, трехстсржнсвой ссрдечп»к реле снабжен: двумя первичным» обмотками переменного то! а, расиолож ?ItfbIAIIH иа Hpclttltttx сте1)жи«!х„о!дHoH HJIH несколькими исполните IbHbf«IH Oб!>!Откат!?1, распог!О?ксииым ?1 на с дном !из крайних стержней If обтекаемыми, током при подаче с»гнала на реле; одной или, несколькими исполнительными Обмотками, расположенными на другом крайнем стер?кне !и обтекаемыми током ip» отсутствии сигнала; постоянным магнитом, включенным последоватсл.,— но в магнитную цепь и насыщающим при отсутствии сигнала один из крайних стержней; Одной управляющей обмоткой, расположенной па среднем стержне, компенсирующей пр» протекании по ией тока действие постоянного магнита в ранее насыщенном стер?кис» одновременно насыщающей другой из край»»х стержней.
2. Видоизменение бесконтактиого реле lio п. 1,, от л и ч а ю щес с я тем, что вмеото двух псчрв111пых обмоток, р«!Сиоложе«!?11,!х,«!а кра!!ии.;. стержнях .магнитопровода, реле !!мест одну первичную обмотку, расположенную иа среднем стер«кне, 3. Видоизменение бесконтактиого реле по и. 2, о тл» и а ю ще сс я тем, что, с целью обеспечения возможности работы в качестве трсхпоз!иционного поляризованного реле, постоянный магнит введен в магнитную цепь таким образом, что при отсутствии сигнала потоком постоянного магии!та насыщаются оба крайних стержня ?!агиитопровода, а при наличии сигнала «гасыщение снимается с того или другого крайнего стержня в зависимости от полярности сигиа,!а, l,Y !.Р 4
+ 1f
Ю—
grI Ц
/ фР ..А ф / у
1 ! / (Еу ; ",,. з. 7 г,", Л ! с
ff, -,3
=ъ г
° °, 1:;.,, - . " «.».
* .
Г п
" ЫГ c