Электромагнитное реле времени

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение точности срабатывания реле путем компенсации температурной погрешности по ввдержке времени. Устройство содержит электромагнитную систему, состоящую из U-образного магнитопровода 1, якоря 2 и включающей катушки (ВВ) 3, неподвижные 6 и подвижные 7 контакты, возвратную пружину 10, термобиметаллическнй компенсатор температурной погрешности по вьщержке времени, который состоит из корпуса 12, термобиметаллической винтовой спирали (ТВС) 13 и нагревателя 14, подключенного параллельно ВВЗ. Под действием температуры ТВС 13 разворачивается вместе с пластиной 19 и колодкой 20, которая, деформируя пружину 25, изменяет отрывное усилие, приложенное к якорю 2. 1 з.п. .ф-лы, 4 ил. «

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (50 4 Н 01 Н 50/8б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР . (21) 4225521/24-07 (22) 07.04.87 (46) 15.03.89. Бюл. № 10 (71) Ленинградское производственное электромашиностроительное объединение Электросила" им.С.М,Кирова (72) Б.А.Лярский (53) 621.318.25 (088.8) (56) Вайсман Х.Г. Электрическая аппаратура управления судовыми электродвигателями. M.: Морской транспорт, .1958, с.175-176, рис.2-4.

Авторское свидетельство СССР

¹ 633090, кл. Н 01 Н 50/86, H 01 Н 83/12, 1976. (54) ЭЛЕКТРОЙАГНИТНОЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является. повышение точности срабатывания реле

„„ЯО„„1465919 д1 путем компенсации температурной погрешности по выдержке времени. Устройство содержит электромагнитную систему, состоящую из U-образного магнитопровода 1, якоря 2 и включающей катушки (ВВ) 3, неподвижные 6 и подвижные 7 контакты, возвратную пружину 10, термобиметаллический компенсатор температурной погрешности по выдержке времени, который состоит из корпуса 12, термобиметаллической винтовой сгирали (ТВС) 13 и нагрева" теля 14, подключенного параллельно

ВВЗ. Под действием температуры ТВС 13 разворачивается вместе с пластиной

19 и колодкой 20, которая, деформи" руя пружину 25, изменяет отрывное усилие, приложенное к якорю 2. 1 з.п. .ф-лы, 4 ил.

14659 !

Изобретение относ:тся к электротехнике, а имен--::.î K .=л:ктромагнятны!. реле времени, и мажет быть ислальзсвано в коммутацн анны; =-гтектрическт!х аппаратах с эттет(трама:: нитным замедле" 5 нием времен!1 отпуска,, Цель изобретения — повышение точности срабатывания реле путем кампен= сацит: температурной погрешности по т

ВЦРе 011(ке ВР(!тени.

- 1(з

Иа фиг» 1 изображена конструкция предлагаемого электромагнитного реле

В .)ет»!е11и „ на (!т»»тг, 2 -. »(OII 1 рукния мОбим("талли"-тескО га Kc»!и знс..-Tара нродольныи .Оазрез=,, 11.р фиг„. - тс же„

I вид сверху; на фиг„» - схема гo,i(I!!0" чения нагревателя.

Реле содержит электромагнитную систему клапанного типа,, контактную систему мостикового типа и термабиметалгический компенсатор температурной погрешности по Выдержке времени.

Электромагнитная система состои".из U-образного магнитопровода 1, якОря 2 и включающей 1(а "ушт(и 3 е 1 пластма(савый каркас т(а,: ушки 3 запрессована мас.ивн:=..я медная демп . фттР»!О11:.1Я Гилт 3" 1 с ттаг»!ИТОтIРОВО" ! своеи изОгнутай ча О.ть;0 залит В с!1лу "

Ьтттнонт Е QC Нават; »% Е,, ТО 0 (1)ОЕ C((»»i»(IIТ одновр еменно дополт::.!тельным де! .11,!);= рОм электромаГИI! тн01-.! "Нстем1)1, Йон так 1 ная cI! сTp 18. -с с Оит 113 ! неподвижных 6 и подвк!(»тьх мос гиковь:.-".

7 контактов cBIIBoнны:(ч врез -»тягу и скобу с якорем 2, «ciорь:;и уде»-: (! жттвгЕТСЯ В ИСХОД11ОМ ПО1101КЕтттттт РЕ1- У"

1 лируемой возвратной пр",»х(иной ; O, 1 1»

Грубая,C гуттенчатая! регул-IpOII.;,0». ;! выдержк"I времени реле осуществлет!а установкой !.",ема гнитнай пракг!адт;и соответствующей тол!цины а плавная " изменением натяжения пружины 10.

Обычна выдержка времени устанав,ли-вается заводам-изготови. елем реле при темпера. туре 01(ружа10щей среды

20 + 50 С и холодной катушке,,:

Компенсатор температурнои попрет!.= насти по вь!Держке времени предс "a:-:,-iIBe T с 0 6 Ои О тдельный кон(. Tp $»K Ti»IB тп»!!» узел„ закрепленный на основании 5 реле. Еомпенсатор саста,-.-:тт и= корпус.".

12, ВыпалненнОГО из TBIIII()cTOикОЙ пластмассы, в котором установлены термобиметаллическая винтовая спи-. раль 13 и нагреватель 1 -.. В качестве нагревателя 14 может ттспользоватться сериинь и проволочвьв». -:: эмагтированныт ре3 нс 1" ар типа ПЭ q э у ОДин из Выво» дов которого непосредственно подклю.— чен к клемме 15 (фиг.2), а другой через винт 16 крепления нагревателя и шинку 17 - к клемме 18. Винтовая спираль 13 нижним концом установлена в пазу корпуса 12 и закреплена в нем отгибам этого конца, а к верхнему концу винтовой спирали 13 жестко прикреплена пластина 19, продольная ось которой совпадает с продольной

ocl>I0 тзинтовой спирали 13. Пластина

19 свободно входит в соответствующий паз колодки 20,, которая своими выстут!гь!и 21 уста!то!тлена B винтовых пазах 22 крышки 23 компенсатора. В централ пом отверстии крышки 23 ус" тановлен талкатег!ь 24, который удерх(ивается т! и",::,,0»дном положении установлепвь;и между нт--и и колодкой 20 упр »гит, эi!(»ме нтам " !Ip) ли ОА 25 сжа"

Ттт-l. HO»ЗКЛЮЧЕНП" и ПОЛ.->Х(ЕНИИ РЕЛЕ толкатель 24 упирается в рычаг 26, ;»1(рет;лет! ..:::й па якоре 2 (как эта показано па фиг.1 штрихпунктиротт).

Нагреватель 14 с. Вклточенньтм пос» ледовательпо, В его цепь резистором

2/ с рет —,-лирсвачны i С01!тротивлеь!Ке»! ((!»иг, 4) падктт!Очен тараллельно вкг(YJ

"-та101т!Втй. Катушке. 3 реле (T, е. получает

Битанпс От тоГG же источника чт0 и BEë10»Iÿ!01öñ3ÿ кат .»»»шка 3) о

Реле работает следусшим Образам.

При подаче пита11ия на включающую катушку 3 якорь 2, преодолевая усилие пружины )O> притягивается к магнитопроваду 1 на расстояние ограничива ;10p тогIщинай немаГнитнОЙ прокладки 11, и утапливает рычагом

26 толкатель 74, сжимая пружину 25 (@III » 1 ). » Связанная с якорем 2 скОбой

9 тяга 8,, перемещаясь вверх, размь1кает кантакть! 6 и 7. В притянутом полрженин якоря 2 момент электромагнитной силы его притяжения к магнитопроводу 1 превышает суммарный отрыв(ной момент, создаваемый усилиями пружин 10 и 75, а также контактных пружин °

При отклк>чении включающей катушк.

3 магнитный поток в магнитоправоде реле спадает замедленно из-за возникновения B гильзе 4 и основании 5 вихревых токов, стремящихся поддержать спадающий поток. Поэтому якорь реле отпадает только после определеной выдержки времени и тогда, когда момент силы электромагнитного притя.:;.ения якоря 2 станет меньше (.уммар1465919

1О

20

25 ного отрывного момента, создаваемого усилиями пружин 10 и 25, а также контактных пружин. Возврат якоря 2 вместе со скобой 9 и тягой 8 в исходное положение приводит к замыканию контактов 6 и 7. Толкатель 24 под действием пружины 25 также возвращается в исходное положение (до упора в крышку 23)„

Компенсация температурной погрешности реле происходит следующим образом.

При постепенном повышении температуры окружающей среды соответственно повышается и температура всех деталей и узлов реле, в том числе гильзы 4 и основания 5, сопротивление электрическому току которых при этом возрастает. Выдержка времени (по сравнению с первоначально устао новленной при 20 С) должна уменьшиться из-за более быстрого затухания вихревых токов в гильзе 4 и основании 5 и, следовательно, более быстрого спадания магнитного потока до величины, при которой происходит отпадание якоря реле и которая однозначно зависит от суммарного отрывного усилия, укаэанных выше противодействующих пружин. Однако винтовая спираль 13 также приобретает повышенную температуру окружающей среды и деформируется вследствие возникающих в ней внутренних механических напряжений так, что ее свободный конец перемещается на определенный центральный угол Ч (рад) по отношению к исходному (при 20 С) положению:

2Щш

Ч= 1 5 M — — — — (t<-t )

h о где M — коэффициент чувствительности термобиметалла, 1/град;

R — - радиус навивки спирали, мм;

ы - число витков спирали;

h — толщина термобияеталла, мм; и -t p — изменение температуры спирали, град, по отношению к первоначальной tp-20 C

При этом жестко связанная со свободным концом винтовой спирали пластина t9 также разворачивается на угол ц и поворачивает на этот же угол колодку 20, которая, перемещаясь своими выступами 21 в винтовых пазах 22, опускается на величину

41 = ч ††. —, где S — шаг винтового

55 паза. На эту же величину д увеличивается встроенная длина пружины

25 и, следовательно, на величину

dP=C 81„ где С вЂ” жесткость пружины

25, уменьшается ее отрывное усилие, приложенное через толкатель 24 и рычаг 26 к якорю 2. Поэтому отрыв якоря 2 произойдет при меньшем значении спадающего потока и, выдержка времени возрастет. Очевидно, что компенсация будет полной в том случае, когда увеличение выдержки времени из-за снижения отрывного усилия пружины 25 будет равно уменьшению выдержки времени вследствие возрастания сопротивления гильзы 4 и основания 5.

При постепенном понижении температуры окружающей среды (ниже 20 С) соответственно снижается сопротивление гильзы 4 и основания 5, что должно было бы привести к увеличению выдержки времени по сравнению с первоначально установленной при 20 С.

Однако свободный конец винтовой спирали 13 и связанные с ним пластина

19 и колодка 20 поворачиваются на угол у в противоположную сторону от исходного положения, вследствие чего колодка 20, перемещаясь выступами

21 в пазах 22, поднимается и сжимает пружину 25, что приводит к возрастанию ее отрывного усилия, приложенного к якорю 2 через толкатель 24 и рычаг 26. В результате выдержка времени уменьшается до первоначально установленного значения.

Компенсация уменьшения выдержки времени, связанного с нагревом гильзы 4 и основания 5 потоком тепла от длительно включенной включающей катушки 3 реле, осуществляется при подключении нагревателя 14 с установленным в его цепи резистором 27 с регулировочным сопротивлением параллельно включающей катушке 3 ° Тогда подача напряжения на включающую катушку 3 приводит к одновременной подаче его на клеммы 15 и 18, а следовательно, через шинку 17 и винт

16 к нагревателю 14. По нагревателю

14 начинает протекать ток, величина которого ограничивается сопротивлением самого нагревателя и включен-. ного последовательно с ним резистора 27. При этом происходит постепенный нагрев винтовой спирали 13 до установившейся температуры, величина

146591 9 когда требуется независимость временного цикла работы электроприводного (или иного) механизма от температуры окружающей среды и темпе5 ратуры включающих катушек реле, управляющих данным процессом.

Экономический эффект, который может быть получен в результате использования предлагаемого реле, заклю- 10 чается, помимо обеспечения стабильной производительности электроприводных механизмов, управляемых данными реле, в снижении возможности аварий из-за слишком форсированного 15 пуска приводного электродвигателя при повышенных температурах окружающей среды и нагретой рабочим током включающей катушке реле или из-за рассогласованности производствен- 2О ного процесса вследствие затянутого пуска рабочего механизма при низких температурах среды и холодной включающей катушке реле.

Формула изобретения

1. Электромагнитное реле времени, содержащее основание, магнитопровод с размещенной на нем включающей ка- 30 тушкой, якорь с возвратной пружиной, связанный с контактной системой

Э термобиметаллический элемент с наг-. ревателем и механизмом взаимодействия с якорем, расположенным на сво- 35 бодном конце термобиметаллического элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности срабатывания реле путем компенсации температурной погрешности по выдержке времени, оно снабжено корпусом, крышкой,рычагом и резистором с регу:лируемым сопротивлением, корпус установлен на основании и выполнен из теплостойкого материала, крьш ка установлена на корпусе и выполнена с внутренними винтовыми пазами и осевыми отверстиями, термобиметаллический элемент выполнен в виде винтовой спирали и установлен так, что один конец винтовой спирали неподвижно закреплен ка корпусе, механизм взаимодействия с якорем выполнен в виде поворотной втулки с выступами, упругого элемента, толкателя и рычага, при этом поворотная втулка соединена со свободным концом винтовой спирали, размещена своими выступами в винтовых пазах крышки и соединена через упругий элемент с толкателем, размещен-.. ным в осевом отверстии крышки с Во3можностью взаимодействия с рычагом, жестко закрепленным на якоре, нагреватель установлен внутри винтовой спирали и подключен параллельно включающей катушке, а резистор с регулируемым сопротивлением установлен в цепи нагревателя.

2. Реле времени по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в качестве нагревателя использован проволочный эмалированный резистор, например, типа ПЭ.! 465919

Составитель Б.Коносов

Редактор А.Маковская Техред М.Дидык Корректор 0 КРавцова

Заказ 95!/51 Тираж 694 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101