Устройство для защиты электромагнитных реле от магнитных помех

 

Использование: защита от воздействия магнитных полей. Сущность изобретения: повышение эффективности защиты достигается за счет двойного экранирования. Первичное экранирование происходит за счет магнитопровода индуктора и П-образного магнитопровода, расположенного перпендикулярно плоскости индуктора и шихтовке магнитопровода защищаемого реле. Вторичное экранирование осуществляется за счет создания компенсирующих магнитных потоков. Таким образом, обеспечивается надежная защита как от постоянных, так и переменных магнитных полей. 3 ил.

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4898881/07 (22) 02.01,91 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Кировский политехнический институт (72) Е.А.Хагемейстер и А.В,Голговских (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1672867, Н 01.Н 45/10, G 12 В 17/02, 1989. (54) УСТРОЙС ВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ ОТ МАГНИТНЫХ

ПОМЕХ (57) Использование: защита от воздействия магнитных полей, Сущность изобретения:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электромагнитных реле от воздействия внешних магнитных полей, возникающих при работе силового энергетического оборудования.

Известно устройство, содержащее компенсирующие обмотки, расположенные на магнитопроводе, защищаемого аппарата, и обмотки индуктора, соединенные последовательно таким образом, что ЭДС, создаваемые магнитным полем, в компенсирующих обмотках направлены согласно между собой и встречно ЗДС в обмотках индуктора, магнитопровод индуктора выполнен 0-образной формы, внутри которого размец(жется защищаемое реле, Такое устройство эффективно защищает от магнитных помех всех направлений, кроме перпендикулярного плоскости магнитопроводов защищаемого аппарата и индуктора. Влияние магнитного поля такого направления приводит к изменению маг, >SU<, 1781722 Al (я)5 Н 01 Н 45/10, G 12 B 17/02 повышение эффективности защиты достигается за счет двойного экранирования. Первичное экранирование происходит за счет магнитопровода индуктора и П-образного магнитопровода, расположенного перпендикулярно плоскости индуктора и шихтовке магнитопровода защищаемого реле. Вторичное экранирование осуществляется за счет создания компенсирующих магнитных потоков. Таким образом, обеспечивается надежная защита как от постоянных, так и переменных магнитных полей, 3 ил. нитной проницаемости магнитопровода реле.

Цель изобретенйя — повышение эффективности защиты от магнитных полей путем устранения влияния магнитного поля на магнитную систему реле.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты электромагнитных реле от магнитных полей, содержащее компенсирующие обмотки, расположенные на магнитопроводе защищаемого аппарата и обмотки индуктора, соединенные последовательно таким образом, что ЭДС, создаваемые магнитным полем в компенсирующих обмотках направлены согласно между собой и встречно ЭДС в обмотках индуктора, магнитопровод индуктора выполнен -образной формы, внутренняя полость которого предназначена для размещения в нем защищаемого реле указанные обмотки расположены так, что их оси параллельны друг другу снабжено дополнительным магнитным видом П-образной формы, расположенным таким образом, что его стержни

1781722 параллельны осям компенсирующих обмо- вием тока, протекающего в этой обмотке, ток и о мотке индуктора, б отке индуктора, происходит срабатывание электромагнитДанйое устройство позволяет повысить ного аппарата. эффективность защиты за счет того, что К катушке индуктора последовательно часть внешнего магнитного потока отводит- 5 подключены компенсирующие катушки 4. ся от защищаемого реле Q -образным маг- Число витков каждой компенсирующей канитопроводом индуктора и тушки4выбирается в2-5разменьшечисла перпендикулярным ему П-образным магни- витков катушки индуктора 2 ар с целью топроводом (йаправленйе внешнего маг- компенсации ЭДС, наводимой внешним нитного поля ОХ, фиг.1).или rio отдельности 10 магнитным полем в компенсирующих какаждым йз них(направления ОУ и OZ). Осу- тушках, и создания магнитного поля, комществляется первйчное экранирование; пенсирующего влияние внешнего

ЭДС, наводимые в компенсирующих обмот- магнитного поля. ках магнитным потоком, создаваемым рабо- Устройство работает следующим обрачим потоком реле, при соединении этих 15 зом. обмоток встречно — последовательно ком- Часть внешнего магнитного потока отпенсируются и не влияют на ЭДС индукто- водится от защищаемого аппарата магнитора, под действием которой в проводом индуктора (фиг.1). Поэтому компенсирующих обмотках протекает ток, напряженность поля внутри индуктора, в создающий в магнитопроводе реле поток, 20 месте расположения магнитопровода защикомпенсирующий магнитный поток, наво- щаемого аппарата, меньше напряженности димый внешним магнитным полем (вторич- внешнего магнитного поля в 5 — 10 раз. Инное экранирование). дуктор 1 и П-образный магнитопровод 6

Предложенное устройство позволяет шунтируют магнитный поток, происходит эффективно защищать от магнитных полей 25 защита отстатическихи переменных полей, любого направления и напряженности, направленных как вдоль магнитной оси

На фиг.1 изображена схема устройства, (фиг.1), так и перпендикулярно ей (фиг.2, 3). на фиг.2 и 3 — схема распределения магнит- Внешнее магнитное поле наводит в каных потоков, при их действии перпендику- тушке индуктора ЭДС, которая может быть лярно стержням магнитопроводов (фиг.2) и 30 вычислена по формуле; шихтовке магнитопровода (фиг.3), 11z = 4,44 f.Bm,S ар, Устройство содержит Q-образный ин- где f — частота внешнего магнитного поля. дуктор 1, на котором по крайней мере, раз- Гц; мещена одна обмотка 2, компенсирующие Bm — индукция вмагнитопроводеиндукобмотки 3, размещенные по одной на каж- 35 тора, наведенная внешним магнитным подомстержнемагнитопроводазащищаемого . лем, Тл; . электромагнитного реле 4. Компенсирую- S — площадь сечения магнитопровода

2 щие обмотки 3 и обмотки индуктора 2 сое- индуктора, м . динены последовательно таким образом, Магнитное поле в компенсирующих обчто ЭДС, создаваемые магнитным полем, в 40 мотках 3 наводит ЭДС, направленные компенсирующих обмотках 3 были направ- . встречно Iz. Под действием разницы ЭДС: лены согласно между собой и встречно ЭДС hl = lz — 14 и в обмотках индуктора 2. Защищаемое элек- где n — число компенсирующих обмоток 3, в ромагнитное реле 4 располагают внутри них протекаюттоки, создающие магнитные магнитопровода Q-образной формы. Маг- 45 потоки ; равные по величине магнитным нитные оси обмоток 2 и 3 параллельны. Па- . потокам; йаводимым внешним магнитным раллельно. осям компенсирующих обмоток йолем в стержнях магнитопровода защища3 и обмотки индуктора 2 расположен П-об- емого аппарата; но имеющие противопоразныймагнитопровод5. ложное направленйе и компенсирующие

Индукция, наводимая внешним магнит- 50 влйяние внешнего магнитного поля, ным полем в индукторе; пропорциональна ин- Точнбсть компенсацйи зависит от выдукции, наводимой внешним магнитным полнения фазовых и амплитудных соотнополем в магнитопроводе защищаемого реле. шений между полем помех и Число компенсирующих обмоток 3 on- компенсирующими полями. Учитывая, что ределяется количеством стержней магнито- 55 речь идет о низких частотах, фазовыми провода защищаемого реле 4. сдвигами компенсирующих обмоток и обКомпенсирующие обмотки 3 включены меж- мотки индуктора можно пренебречь, а ампду собой встречно-последовательно, литудные соотношения легко получаются

На магнитопроводе защищаемого реле подбором сечения магнитопровода индукрасположена рабочая обмотка 6. Под дейст1781722 тора и числа витков компенсирующих обмоток.

Под действием рабочего магнитного потока Ф (фиг.1), создаваемого рабочей обмоткой в реле, в обмотках 3 наводятся ЭДС, 5 равные по величине и направленные встречно. Поэтому рабочий магнитный по- ток реле не оказывает влияния на работу устройства.

С изменением напряженности внешне- IO го поля в и раз, изменяется в и раз и ЭДС катушки индуктора, соответственно изменяется разница ЭДС и компенсирующий потоки Фк. В итоге, в магнитопроводе защищаемого электромагнитного аппарата 15 сумма магнитных потоков, наводимых внешним магнитным полем ип и создаваемых компенсирующими катушками %, будет равно О. Влияние внешнего магнитного поля нейтрализуется.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности реле и других электроаппаратов с магнитными сердечниками, благодаря применению их при наличии низкочастотных и статических по- 25 мех с высоким уровнем полей, Степень ослабления внешнего поля индуктором П-образным магнитопроводом за- . висит от их размеров. Чем больше площадь поперечного сечения и длина магнитопро- 30 водов 1 и 5, вдоль которых направлено внешнее магнитное поле, тем выше степень ослабления поля внутри индуктора, Эффективность действия предложенного устройства подтверждена при защите 35 широко распространенного реле серии РТ40. Устройство содержало индуктор с пло-а щадью поперечного сечения 4.10 м., .обмотку индуктора в = 30, компенсирующие обмотки сй<= 15, магнитопровод сече- 40 нием 2.10" м .

Без устройства относительная погрешность реле в магнитном поле, направленном перпендикулярно шихтовке магнитопровода, при напряженности внешнего магнитного поля H=4000 А/м составила 9 — 10, . При использовании устройства относительная погрешность уменьшилась до 1 — 27 ..

Изобретение позволяет расширить функциональные воэможности реле и других аппаратов с магнитными сердечниками в условиях воздействия низкочастотных и статических магнитных полей высокого уровня.

Формула изобретения

Устройство для защиты электромагнит- ных реле от магнитных помех, содержащее индуктор и компенсирующие обмотки, индуктор включает в себя магнитопровод и по крайней мере одну обмотку, размещенную на указанном магнитопроводе; компенсирующие обмотки предназначены для размещения по одной на каждом из стержней магнитопровода защищаемого реле, магнитопровод индуктора выполнен Q-образным, причем его внутренняя полость предназначена для размещения в ней защищаемого реле, компенсирующие обмотки и обмотки индуктора соединены между собой последовательно, таким образом, что ЭДС, создаваемые магнитным полем в компенсирующих обмотках, направлены согласно между собой и встречно ЭДС в обмотках индуктор и расположены таким образом, что оси параллельны друг другу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности экранирования, оно снабжено дополнительным магнитопроводом П-образной формы, расположенным таким образом, что его стержни параллельны осям компенсирующих обмоток и обмотке индуктора.

1781722

Составитель М.Трофимова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С.Юско

Редактор Т,Иванова

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

Заказ 4277 Тира>к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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