Бесконтактное магнитное реле переменного тока
Союз Советских (11)635622
Социалистических
Республик
ИЗОБРЕТЕН И Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к акт. свид-зу— (22) Заявлено 21.12.73 (21) 1978288;18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.11.78. Бюллетень ¹ 44 (45) Дата опубликования описания 19.12.78 (51) М.Кл.- Н 03 К 17,. 68
Тосударственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.318.571 (088.8) (72) Авторы изобретения
П. Л. Глузман и В, В. Юдин
Рыбинский авиационный технологический институт
> (71) Заявитель
1 (54) БЕСКОНТАКТНОЕ МАГНИТНОЕ Р
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в коммутационных и логических устройствах различных систем.
Известно бесконтактное магнитное реле псременного тока, содержащее ферромагнитный сердечник, выполненный пз материала с прямоугольной петлей гпстерезиса, входную и выходную обмотки переменного тока (1). Это решение — наиболее близкое к изобретеншо по технической сущности и достигаемому результату.
Недостатками такого магнитного реле являются низкая надежность работы, обусловленная наличием механического звена 15 с перемещением и сложностью схемы, невысокое быстродействие из-за значительной инерционности электромеханического звена (электромагнита), а также малая крутизна выходной характеристики реле, опреде- 20 ляемая скоростью сближения магнита н сердечника.
Цель изобретения — повышение надежности работы, повышение быстродействия и увеличение крутизны выходной характе- 25 ристики.
Поставленная цель достигается тем, что ферромагнитный сердечник выполнен с переменным по периметру сечением, входная обмотка расположена на участке наиболь- 30 шего сечения, а выходная обмотка — на участке наименьшего сечения ферромагнитного ссрдечнпка и дополнительно введены обмотка подмагничивания и компенсирующая обмотка, причем обмотка подмагничиванпя соединена с опорным источником по стояпного тока, а компенсирующая обмотка через выпрямитель подключена параллельно входной обмотке.
На чертеже показана принципиальнап электрическая схема предлагаемого бе<.контактного магнитного реле переменного тока.
На ферромагнитном сердечнике I прямоугольноп формы с переменным по периметру сечением расположены обмотка 2 опорного подмагничивания, питаемая от источника постоянного напряжения Up íåèçменного по величине, служащая для создания постоянного магнитного поля, предназначенного для насыщения сердечника, обмотки 8 II 4 переменного тока, являющиеся соответственно входной и выходной обмотками, причем обмотка 4 расположена на стержне наименьшего сечения и обмотка б постоянного тока, являющаяся размагничивающей и питающаяся через выпрямительный мост б от источника входного напряжения. Для сглаживания пульса635622
10 цпи на выходе выпрямителя включена емкость 7.
Для снижения уровня опорного подмагничивания, увеличения быстродействия н улучшения качества релейной характери .тики сердечник 1 выполнен из высокопроницаемого ферромагнетика с петлей гисте резиса, близкой к прямоугольной, например из материала 65НП, 79НМ, 34НКМП и т. д. При отсутствии входного напряж» ния U„, за счет постоянного магнитного поля, созданного обмоткой 2, сердечник 1 насыщен полностью или частично. Для обеспечения релейного режима необходимым условием является полное насыщение стержня наименьшего сечения.
При появлении входного сигнала U„„no обмоткам 8 ии 5 5 ппррооттееккаа1юот т ттооккии, причем постоянный ток обмотки 5 создает магнитное поле, направленное навстречу полю, созданному. обмоткой 2. Следовательно, поле созданное обмоткой 5, является размагничнвающим. По мере роста сигнала U„, это поле выводит сердечник 1 из состояния насыщения, при этом вначале выходят из насыщения участки магнитопровода с большим сечением. С увеличением сигнала U„„, а следовательно, и напряженности поля обмотки 5, область сердечника 1, находящаяся в состоянии насыщения, сужается. Для улучшения релейности необходимо, чтобы ток в обмотке 5 нарастал либо пропорционально входному сигналу, либо ускоренно по сравнению с этим сигналом.
Наиболее общим случаем является пропорциональная зависимость, так как нелинейный начальный участок вольт-амперной характеристики диодов выпрямителя соответствует нерабочему участку релейной характеристики U„„„ =f(U„.), а рабочий ее участок приходится на линейный участок характеристики диодов.
Среди всех участков магнитопровода последним будет выходить из насыщения стержень наименьшего сечения, на кото. ром расположена выходная обмотка 4. Это происходит при некотором значении сигнала U,„ (при наппяжении срабатывания
U,„.,р. При U,„.,(U„,ð, в обмотке 4 напряжение входного сигнала не трансформируется или трансформируется весьма низкий уровень напряжения за счет неполноть1 насыщения стержня наименьшего сечения (за счет неидеальной прямоугольно<ти петли гистерезиса материала сердечника).
При U,„ = U,„.,ð происходит резкое размагничивание стержня наименьшего сечения сердечника 1 и в обмотке 4 скачкообразно трансформируется ЭДС, а на нагрузке устанавливается высокий уровень выходного напряжения U,„„..
Для улучшения релейного режима работы необходимо, чтобы скорость нарастания размагничивающего поля значительно
l5
65 превышала скорость нарастания поля входного сигнала. Это достигается выбором соотношения чисел витков в обмотках 3 и
5. причем необходимо выполнение условия и"р )) W Для этой же цели желательно, чтобы площадь поперечного сечения стержня, на котором расположена обмотка 4 была как можно меньше.
Нормальная работа реле предусматривает пропорциональность между током в обмотке 8 и напряжением U„„. Это обеспечивается при использовании источника напряжения U„c вь1ходным сопротивлением, намного превышающим пмпеданс обмотки 8, Предлагаемое реле относится к типу реверсивных элементов, так как при изменении фазы входного сигнала фаза выходного сигнала меняется на противополож ную.
Принципиально возможно создание реле на основе магнитной системы тороидальной формы с переменным по угловой координате ссчением.
При работе магнитного реле в обмотках
2 и 5 индуцируют переменные ЭДС потоком, созданным обмоткой 3. Эти ЭДС создают в цепях обмоток 2 и 5 переменные токи, вследствие чего результирующее постоянное поле, управляющее состоянием сердечника, искажается. Это искажение оказывает некоторое влияние на качество релей ной характеристики тем большее, чем больше частоты переменного поля. Устранение указанного искажения не представляет практической трудности (например, включение в цепи обмоток 2 и 5 индуктивных сопротивлений, ограничивающих перемен ные токи, дополнительных вентилей и т. п.) Формула изобретения
Бесконтактное магнитное реле переменного тока, содержащее ферромагнитный сердечник, выполненный из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, входную и выходную обмотки переменного тока, о тличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, повышения бы стродействия, увеличения крутизны выходной характеристики, ферромагнитный сердечник выполнен с переменным по периметру сечением, входная обмотка расположена на участке наибольшего сечения, а выходная обмотка — на участке наименьшего сечения ферромагнитного сердечника и дополни-.ельно введены обмотка подмагничивания и компенсирующая обмотка, при чем обмотка годмагничивания соединена с опорным источником постоянного тока, а компенсирующая обмотка через выпрямитель подключена параллельно входной обмотке.
635622
+ Составитель Н. Дьякова Техред О. Тюрина Корректор С. Файн Редактор Т. Рыбалова Заказ 853/1263 Изд. № 751 Тираж 1045 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5 Тип. Харьк. фил. поед. <Патент Источник информации, iпринятый BO внимание при экспертизе: 1. Публикация Японии № 47-16385, кл. 59 Н-4, 15.05.72.
