Коммутирующее устройство реле времени

 

О П И С А Н И Е (1) 47ртз

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

;Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.10.72 (21) в.840920/24-7 (51) M. Кл.

Н 01 Ь 36/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и .открытий (43) Опубликовано 25.07.7ЦБюллетень № 87 (Р) УДК 621.318.562.7 (088.,8) (45) Дата опубликования описания 02.12.75 (72) Автор . изобретения

Г. А. Лекомцев (71) Заявитель (54) КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО РЕЛЕ

ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в реле времени.

Известны коммутирующие устройства реле времени, содержащие статор с магнитоуправляемыми контактами и два кинематически связанные между собой зубчатой передачей ротора с элементами, формирующими управляющий магнитный поток, в качестве которых могут быть использованы постоянный магнит и экран с вырезом, два магнитных узла из постоянных магнитов, смещенные в разные стороны от рабочих зазоров магнитоуправляемых контактов.

Срабатывание магнитоуправляемых контактов в этих устройствах происходит при кинематическом совпадении обоих элементов, формирующих управляемый магнитный поток, с положением одного из магнитоуправляемых контактов на статоре.

Указанные устройства имеют недостаточную точность коммутации во времени из-за большого разброса параметров (н. с. срабатывания и н. с. отпускания) и не достаточную стабильность коммутации особенно при воздействии механических нагрузок (ударов, выбраций и линейных перегрузок) вследствие выборки люфтов в зубчатой передаче между роторами в произволь5 ную сторону (в зависимости от направления воздействия нагрузок).

Цель изО6ретения - повышение точности и стабильйости коммутации указанных устройств.

10 Это достигается тем, что один из роторов снабжен по меньшей мере одним дополнительным магнитом, а другой — четырьмя магнитами на каждый дополнительный магнит первого ротора, установленными с

16 чередованием полярности, причем дополнительные магниты обоих роторов размещены вне зоны влияния их полей на магнитоуправляемые контакты.

Такое выполнение устройства создает

20 между элементами, формирующими управ,ляющий магнитный поток, дополнительные магнитные силы смещения, действующие на каждый из элементов, по величине имеюшихся сил смещения между ними. Резуль25 тирующая от имеющихся и дополнительно

478373 созданных магнитных сил смещения позво- ляет выбирать люфты перед срабатыванием и отпусканием каждого магнитоуправляемого контакта против движения одного из элементов, а в моменты срабатывания и отпускания с большой скоростью выби1 рать их в сторону движения этого элемента.

Такая выборка люфтов между элементами, формирующими управляющий магнитный поток в моменты срабатывания и отпускания магнитоуправляемых контактов, позволяет значительно снизить влияние разброса параметров магнитоуправляемых контактов на точность коммутации во времени, так как участки пути роторов, соответствующие координатам срабатывания и, отпускания, преодолеваются ими "с большой скоростью.

Созданные магнитные силы смещения gp исключают появление нестабильности коммутации при воздействии механических на-. грузок ввиду определенной направленности действия этих сил в различные периоды срабатывания — отпускания магнитоуправ- д ляемых контактов.

На фиг. 1 изображено реле времени, в котором формирование управляющего магнитного потока осуществляется вращающимися с разными угловыми скоростями ро вокруг обшей оси кинематически связанными магнитом и экраном с вырезом, общий вид; на фиг. 2 — узел создания дополнительных сил смешения со стороны магнитоуправляемых контактов; на фиг. 3 — ха- 35 рактер изменения дополнительных магнит ных сил смещения, причем знаком (+) указаны силы, совпадающие с направлением. движения ведомого звена — постоянного магнита, а знаком (-) — силы, не совпа-. 40 дающие с направлением движения ведомого звена; на фиг.4 - постоянный магнит над (краем выреза в экране (стрелками показано (направление их движения); на.фиг. 5 ——

45 примерный вид зависймости магнитного потока в рабочем зазоре магнито-". ,управляемых контактов при перемещении около них выреза в экране и магнита, . где Ф и Ф „,и — максимальный и, О с р. иа((с» минимальный потоки, соответствующие крайним значениям намагничивающей силй срабатывания магнитоуправляемых контак-, (тов Ф и Ф в „В„М, mn Þ„вЂ” максимальный ,и минимальный потоки, соответствующие крайним значениям намагничивающей силы отпускания магнитоуправляемых контактов;

H 5 < — погрешности устройств, вызванные разбросом намагничивающей силы 6р срабатывайия и намагничивающей силы отпускания магнитоуправляемых контактов в

1 линейной величине перемещения экрана относительно магнита.

Коммутирующее устройство реле времени состоит из платы (атвторв) 1,свнзвнно го с корпусом 2,и программного вала (ро

\ рв),уствноилвииого в корпусв нв полшипниках качения.На плате (статоре) 1 установле. ны магнитоуправляемые контакты 4, а на программном валу (роторе) 3 закреплен ферромагнитный экран 5 с вырезом в виде сектора и установлен на подшипниках качения поводок (ротор) 6 с постоянным магнитом 7. Ферромагнитный экран 5 и поводок 6 с постоянным магнитом 7 приводятся во вращение двигателем 8 через редуктор 9 и зубчатые колеса 10 и 11 на программном валу (роторе) 3„

Передаточное отношение между поводком 6 с магнитом 7 и экраном 5, формирующими управляющий магнитный поток, вы- бирается таким, чтобы за время поворота поводка 6 с магнитом 7 на угол Of равный угловому шагу расположения магнитоуправляемых контактов 4 на плате 1, экран 5 повернулся навстречу ему на угол

360 - ц

Величина центрального угла секторного выреза . в экране 5 и угловая скорость вращения экрана относительно поводка 6 с магнитом 7 определяют длительность замыкания магнитоуправляемых контактов 4.

Дпя создания дополнительных магнитных сил смещения между поводком 6 с магнитом

7 и экраном 5 применен специальный маг-. нитный узел, который состоит из стержне-, вого магнита 12, установленного на валу (роторе) 3 диаметрально управляющему магниту 7, и четырех стержневых магнитов

13-16, расположенных на поводке 6 с чередованием полярности так, что первый из них по направлению вращения поводка 6 обращен к магниту 12 одноименным полюсом.

Магниты 13 и 14, обращенные одноименными полюсами к магниту 12, расположены примерно диаметрально боковым краям секторного выреза в экране 5. Синхронизации моментов срабатывания — отпускания магнитоуправляемых контактов с этапами выборки люфтов достигается смещением каждого из магнитов 13, 14 вместе с прилегающим магнитом 15 при регулировке реле в направлении вращения поводка 6 и экрана 5.

При формировании управляющего. магнит(-. ного почока двумя магнитными узлами, сме щенными в разные стороны от рабочих зазоров магнитоуправляемых контактов, также

478373 как и при других конструктивных вариантах выполнения элементов, формирующих управляюший магнитный поток, магниты 12, 13, -16 располагаютя. по отношению к магнитоуправляемым контактам так, чтобы не вызывать нх ложных срабатываний. При радиальном расположении магнитоуправляе- мых контактов это обеспечивается просто установкой их на противоположных управляющим магнитам концах роторов так, чтобы >0 продольные оси магнитов 12, 13-16 были перпендикулярны продольным осям магнитоуправляемых контактов и проходили через их рабочие зазоры.

B исходном положении (см. фиг. 1) ма- 15 гнитоуправляемый контакт 4, вырез в экране 5 и магнит 7 находятся на одном уровне, и магнитоуправляемый контакт под действием потока магнита 7 замкнут.

При включении реле экрай 5, прикасаясь своим вырезом к магниту 7, шунтирует его, и магнитоуправляемый контакт отпускает. Следующее срабатывание одного из магнитоуправляемых контактов может произойти только в позиции Т, в которой встречаются магнит 7 и вырез в э>кране

5. Такое положение соответствует повороту поводка с магнитом на угол Q(и на о угол 360 — Ф экрана. Между магнитом и 50 экраном возникает сила, действуюшая на каждый из них и стремящаяся сместить

> эти элементы так, чтобы они заняли симметричное один относительно другого положение. 35

При подходе экрана 5 к магниту 7 своим правым краем секторного выреза (см. фиг. 4) эти силы действуют в направлении против. движения поводка 6 с магни том 7. Но так как люфты в зубчатой пе- 40 редаче выбраны против направления дви. жения ведомого звена-поводка 6 с магнитом

7, то перемещение и экрана 5 и магнита

7 происходит синхронно.

При дальнейшем перемешении экрана 5 между левым краем секторного выреза в нем и магнитом 7 возникают магнитные силы смещения, действуюшие в направлении движения магнита 7, вследствие чего 50 люфты в зубчатой передаче между ними выбираются в сторону движения последнего.

Отпускание магнитоуправляемого контакта 4 происходит при дальнейшем переме- 55 шении экрана 5 после выборки люфтов в сторону движения магнита 7.

Разбросы параметров магнитоуправляемых контактов и таком устройстве будут вносить погрешность в его работу. (60

Суммарная погрешность (Д, >. ) мо- i жет быть определена из выражения где R — радиус окружности, на котором установлены рабочие зазоры магнитоуправляемых контактов;

6) — угловая скорость вращения экраЗИ на относительно магнита, Как видно из уравнения ., погрешность реле времени может быть уменьшена или за счет увеличения радиуса P окружности или за счет увеличения угловой скорости 4) g . увеличение радиуса ведет к увелианию габаритов реле, не вызывая существенного уменьшения суммарной погрешности 4ф

В рассматриваемом реле времени погрешность й1 сушественно уменьшена за счет увеличения угловой скорости Ю в моменты срабатывания и отпускания каждого магнитоуправляемого контакта.

Увеличение угловой скорости Ю „ достигается за счет использования люфтов в зубчатой передаче между ведущим звеномэкраном и ведомым звеном — поводком с магнитом 7, которые перед срабатыванием и отпусканием каждого магнитоуправляемого контакта выбираются против направления движения поводка с магнитом

7, а в моменты срабатывания и отпускания с большой скоростью выбираются в направлении его движения.

Выборка люфтов в зубчатой передаче против и по направлению движения магнита осушествляется с помощью результирующей от имеюшихся и дополнительно созданных магнитных сил смешения.

Как видно на фиг. 3 до совпадения продольных.осей магнитов 12 и 13, 14, обрашенных друг к другу одноименными полюсами, между экраном 5 и поводком 6 с магнитом 7 появляются дополнительные магнитные силы смещения, которые тормозят движение магнита 7 и не позволяют ему выбрать люфты в зубчатой передаче по направлению своего движения.

При малейшем смещении продольных осей магнитов 12 и 13, 14 дополнительные магнитные силы смещения меняют направленце своего действия и, преодолев силы смешения между магнитом 7 и правым краем секторного выреза в экране

5 (см.. фиг, 4), выбирают люфт в зубчатой передаче в направлении движения магнита 7. Так как при взаимном смешении

478373

7 продольных осей магнитов 12 и 13, 14 усилия-возрастают. (см. фиг. 3), то выборка люфтов производится с большой скоростью, почти мгновенно. В момент выборки люфтов происходит срабатывание соответствующего магнитоуправляемого контакта.

При совпадении продольных осей магнитов 12 и 15, 16 силы смещения между ними отсутствуют, и люфт в зубчатой передаче выбирается против направления движения ведомого звена. При смешении продольных осей магнитов 12 и 15; 16 дополнительные магнитные силы смещения меняют направление своего действия и, компенсируя магнитные силы смешения между левым краем секторного выреза в экране 5 и магнитом 7 (см. фиг. 4), не позволяют выбрать люфты по направлению его движения.

При смещении продольных осей. магнитов 12 и 14 дополнительные магнитные силы смещения вновь действуют в направ -„, лении движения магнита 7 и, суммируясь с имеющейся магнитной силой смещения.между левым краем секторного выреза в акране 5 и магнитом 7 (см. фиг. 4), с большой скоростью выбирают люфт в зубчатой передаче в направлении движения послед-. него.

В момент выборки люфтов происходит

8 отпускание ранее замкнутого магнитоуправляемого контакта.

Аналогично происходит -йоследователь- - ное срабатывание и отпускание остальных магнитоуправляемых контактов (позиции

1-ХШ на фиг. 1), Для увеличения скорости выборки люфтов может быть установлено несколько узлов для создания дополнительных магнитр ных сил смешения между экраном 5 и поводком 6 с магнитом 7.

Предмет изобретения

Коммутирующее устройство реле времени, содержащее статор с магнитоуправляемыми контактами и два кинематически связанные между собой зубчатой передачей ротора с элементами,. формирующими

®О, управляющий магнитный поток, о т л ичающееся тем, чтосцельюпоУ вышения точности и стабильности коммутации. во времени, один из роторов снабжен по крайней мере одним дополнительным

25 магнитом, а другой — четырьмя магнитами на каждый дополнительный магнит первого ротора, установленными с чередованием полярности, причем дополнительные маг30 питы обоих роторов размещены вне зоны влияния их полей на магнитоуправляемые

4 контакты,