Реле на переключение с магнитной блокировкой

 

Э

ОП ИС АН- И-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (63) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25. 07. 78 (21) 2 б б 79 б б/24-07,,(„з

Н 01 Н 51/28 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано15.10.80. Бюллетень ¹ 3S

Дата опубликования описания 17. 10. SO (53) УДХ 621. 318. .562.(088.8) (72) Авторы изобретения

A. М. Васильев, И. A. Литовкин и И. Г. Гереходник (71) Заявитель (54) РЕЛЕ НА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ С МАГНИТНОЙ

БЛОКИРОВКОЙ

Реле на переключение с магнитной блокировкой, выполненное на запоминающих герконах-гезаконах, предназначено для использования в коммутационной технике, в телефонной связи,в автоматике и т.п.

Известны реле с герметизированными контактами на переключение, в которых функции переключения выполняют, как минимум, три контактных элемента, из которых два находятся в контакте до подачи управляющего. сигнала, а под воздействием магнитного поля один из контактных элементов приходит в замыкание с третьим кон- 15 тактным элементом (Ц .

В таких реле обеспечиваются функции надежного размыкания одной электрической цепи и замыкания другой. .Недостатком таких реле является 26 сложность конструкции трехэлементного геркона и его высокая стоимость.

Для обеспечения функции беэобрывного переключения в таких герконах ставят дополнительные упругие элементы,т.е. еще больше усложняют и удорожают контакт.

Известно реле на переключение с магнитной блокировкой(памятью),выпол.ненное на герконах с контакт-деталя- ЗО ми из материала с остаточной намаг ниченностью — гезаконах (2) ..Оно содержит две группы гезаконов, ферромагнитный экран в области перекрытия контакт-деталей перпендикулярно к продольной оси гезаконов и три группы обмоток, нанесенных по обе стороны указанного экрана. Две группы обмоток — индивидуальные, охватывающие каждую группу гезаконов, а третья группа — общая, охватывающая сразу обе группы гезаконов. Обмотки устроены так, что их результирующая намагничивающая сила по одну сторону экрана во всех случаях не меняет своего направления, а направление результирующей намагничивающей силы по другую сторону экрана для различных: групп гезаконов меняется при перемене состояния реле.

Для управления реле ток подается. в общую и одну из индивидуальных обмоток, при этом замыкается та группа гезаконов, в индивидуальную обмотку которой подан ток управления, а другая группа гезаконов — размыкается.

При подаче тока управлеиия в общую и другую индивидуальную обмотку состоя.ние реле меняется. Таким образом,дан771749 одну сторону экрана, полярность на 5 магниченности не менялась бы при люталей(контактный зазор)смещен относи- 35 тельно пластинчатого ферромагнитного

4О тия контакт-деталей смещен в другую сторону, т.е. в сторону группы обмоток, которые обеспечивают изменение направления намагничивающей силы.

На фиг. 1 показано предлагаемое реле; на фиг. 2 и 3 — другие возмо>кные варианты выполнения обмоток упранления в реле.

Реле содержит две группы геэако- 55 нов 1 и 2. Группа гезаконов 1 охвачена> обмотками .3,4 и 5;, группа гезаконов 2 охвачена обмотками 6,7 и 8, причем. обмотки 3 и б расположены по одну сторону от экрана 9, а обмотки

4,5,7 и 8 — по другую. Ферромагнитный экран 9 расположен в области перекрытия контакт-деталей гезаконов

1 и 2, перпендикулярно к их продольоси pe e TaKKe нЬе реле способно осуществлять функцию переключения.

Однако это реле не обеспечивает возяожности надежного обрывного и беэобрывного переключения вследствие технологического, разброса соответствующих параметров гезаконов; кроме того, наличие общей обмотки, воздействующей íà обе группы гезаконов, усугубляет зависимость поведения реле от параметров гезаконов, усложняет процесс изготовления такой обмотки и увеличивает расход меди.

Целью изобретения является расширение коммутационных возможностей реле на гезаконах путем-создания воэможности регулирования времени отпускания гезаконов.

Достигается это тем, что в реле на переключение с магнитной блокировкой, которое содержит две группы геэаконов, ферромагнитный пластинчатый экран, расположенный в области перекрытия контакт-деталей гезаконов и перпендикулярно к ним, а также обмотки управления, индивидуально охватывающие каждую группу гезаконон, нанесенные по обе стороны от указанного ферромагнитного пластинчатого экрана, причем с одной стороны расположена группа обмоток, обеспечивающая изменение направления намагничивающей силы(для изменения состояния реле),а с другой стороны расположены обмотки, обеспечивающие неизменное направление намагничивающей силы, центр перекрытия контакт-деэкрана на расстояние, в 1,25-3 раза превышающее величину перекрытия контакт-деталей геэакона.

Для обеспечения функции безобрывного переключения центр перекрытия контакт-деталей гезаконон смещен в сторону группы обмоток, обеспечивающих неизменное направление намагничивающей силы, Для обеспечения функции надежного обрывного переключения центр перекры12- выводы цепей управления. Стрелками показаны направления намагничинающих сил(НС),создаваемых обмотками, что соответствует полярности намагниченности контакт-деталей гезакона.

Требуемое направление HC мо><ет быть обеспечено либо направлением намотки, либо соединением их выводов.Технологически удобнее намотку всех секций вести в одном направлении. Возможны и другие варианты расположения обмоток 3-8, 13,14,15 и 16(см.фиг.2 и 3).Принципиально нук<но применять такую систему обмоток, при которой у всех контакт-деталей, находящихся по бых состояниях реле, а для изменения состояния реле полярность намагниченности менялась бы у всех контакт-деталей, находящихся по другую сторону экрана. Возмо>кно также вместо обмоток, не меняющих направление намагниченности соответствующих им контактдеталей гезаконон, установить постоянные магниты.

Условия регулирования времени отпускания гезаконов создаются путем смещения центра перекрытия контактдеталей гезаконон и ту или иную cTQ рону относительно ферромагнитного экрана на расстояние, превышающее величину перекрытия контакт-деталей гезакона в 1,25-3 раза, что составляет 0,5-1,5 мм.

Наибольшая эффективность такого регулирования достигается в том слу- . чае, когда группы геэаконов охвачены индивидуальными обмотками. При этом целесообразно использонать системы обмоток, состоящие иэ трех секций на каждой группе гезаконов,причем первая секция располагается по одну сторону, экрана,а вторая и третья — по другую.

Этот вариант изображен на фиг.1 в качестве примера.

При подаче сигнала н цепь 10-11 ток идет по обмоткам 3,6,4 и 8, при этом группа гезаконов,1 оказывается под воздействием обмоток 3 и 4, направление НС которых согласное, а группа гезаконов 2 — под воздействием обмоток б и 8, у которых направление НС встречное. В результате этих ноэдействий группа гезаконов 1 замыкает свои контакты, а группа гезаконов 2 размыкает. При подаче сигнала в цепь 10-12 группа 1 гезаконон оказывается под воздействием обмоток 3 и

5, у которых напранление НС встречное, а группа 2 гезаконов — под воздействием обмоток б и 7, у которых

Направление НС согласное. При этом гезаконы 1 размыкаются, а гезаконы 2 замыкаются.

Как можно заметить, контакт-детали обеих групп гезаконов 2, находящиеся в зоне действия одиночных о6>оток 3 и б, в процессе работы не

771749 меняют знака намагниченности, а онтакт-детали, находящиеся в зоне действия двойных обмоток 4,5 и 7,8 -меняют знак намагниченности в зависимости от того, по каким обмоткам будет проходить ток управления. Если центр перекрытия контактов у геэаконов 1 и 2 сместить в сторону одиночных обмоток 3 и 6 относительно экрана 9, то такое смещение изменит условия размыкания гезакона и обеспечит его удержание в замкнутом состоянии на время действия импульса тока управления, длительность которого должна быть не менее времени срабатывания, включая дребезг. Таким образом, создаются условия беэобрыв- 15 ного переключения, когда время раэмыкания контакт-деталей гезакона будет больше времени срабатывания, включая дребезг.

Зависимости времени срабатывания ;щ с учетом дребезга (сс, )и времени отпускания t геэаконов от величиОтр ны сдвига 0 их контактного эаэора относительно экрана при постоянном значении тока срабатывания приведены в табл.1 и 2(для сравнения приведены гезаконы с различными зазорами между контакт-деталями, находящимися, однако, в пределах допуска при изготовлении, в табл. 1 — гезакон с наименьшим контактным зазором,в табл.2гезакон с наибольшим контактным зазором).

Длительность „ импульса управления равна 2000 мкс, 8„ =const=

=200 A-В. УПР 35

Как видно иэ табл. 1 в пределах сдвига 0,5-1,5 мм для всех геэаконов надежно обеспечено условие с д > т.е. обеспечено безобрывное ср ар переключение контактов реле. За пре- 40 делами указанных интервалов некоторые контакты дают сбой.

Аналогичная зависимость для гезаконового реле при длительности импульса управления, равной C n,=500ìêñ, т.е. менее времени срабатывайия KQH тактов, включая дребезг, приведена в табл. 3.

В этом случае при любом сдвиге контактного зазора геэаконов относи- тельно экрана 9 t c.t,т.е. яв0 Г ll с Р + А р ление безобрывности при переключении не наблюдается.

Если смещение центра контактного перекрытия геэаконов относительно экрана55

9 в сторону двойных обмоток 4,5,7 и

8 обеспечит условия:, быстрого раэмыкания. Таким образом,.создаются условия для надежного обрыва переключения. 6Î

Зависимость . времени отпускания и времени срабатывания контактов

t от величины сдвига Р при Оу„р

=const=2Ou А-В и l =2000 мкс приУПР едена в табл.4. 65

Для исследования иэ партии контактов был выбран гезакон с наименьшим контактным зазором, т.е. имеющий минимальное время срабатывания и минимальное время отпускания. Как видно иэ табл.4, в пределах 0 =0-2,0мм выполняются условия надежного обрывноо переключения с ) отп

Следует отметить, что габаритная длина гезакона(между свободными концами выводов) в соответствии с Ту закрыта жесткими допусками, благодаря чему установка центра перекрытия контактов гезакона относительно ферромагнитного экрана при ориентировании на концы выводов может быть произведена с точностью 0,1-0,2 мм.

На фиг. 2 изображен возможный вариант исполнения обмоток управления на данном реле, отличающийся от варианта, показанного на фиг.1, тем,что в нем вместо индивидуальных обмоток

3,6,5 и 8 использованы обмотки 13 и

14, охватывающие обе группы гезаконов. Обмотки 4 и 7 имеют число витков в 1,5-2 раза больше, чем общие обмотки 13 и 14. управление состоянием реле осуществляется подачей импульса тока в общие обмотки 13,14 и в одну из индивидуальных обмоток 4 или 7. При подаче импульса тока в цепь 10-11 на гезакон 2 воздействует только НС обмоток

13 и 14.При этом контакт-детали гезакона 2 будут намагничены встречно и разомкнутся. На левую контакт-деталь гезакона 1 воздействует разность НС обмоток 4 и 13, причем преобладает

НС обмотки 4. На правую контакт-деталь геэакона 1 воздействует только

HC обмотки 14. Таким образом, реэультирующие НС, действующие на обе.контакт-детали гезакона 1, направлены согласно, что обеспечивает их замыкание. При подаче импульса тока в цепь 10-12 на группу геэаконсв 1 воздействует только НС обмоток 13 и 14, обеспечивая встречное намагничивание контакт-деталей и их размыкание. На группу гезаконов 2 воздействует НС обмоток 7,13 и 14, вызывая согласное намагничивание их контакт-деталей и, соответственно, замыкание.

В данной схеме реле, как видно, правые контакт-детали гезаконов не меняют полярность намагниченности при переключении. Следовательно, сдвинув гезаконы относительно ферромагнитного экрана 9 в сторону обмоток

4,13 и 7,меняющих направление НС, получим обрывный характер переключений, а сдвинув в сторону обмотки 14, не меняющей направление НС, получим беэобрывный характер переключения.

На фиг. 3 изображен еще один вариант расположения обмоток в реле

Добавлены индивидуальные обмотки 15 и 1б и еще один вывод цепи управления. Этот вариант реле дает особенно

771749

Т а блица 1

2030 2030 2030 2030 алип) 80 отп

730

730

t ср+др

Таблица 2

15 2010 2010 2010 2010 2010 (залип)

1320 1320 1320 1320 1320 1320 отп

СР+АР

Таблица 3

Время, 510 (залип)

730 730 отп

510

510

510

730

730

730

730

CP+AP широкие воэможности по управлению и обеспечению функций обрывности и безобрывности переключения независимо от того, в какую сторону осуществлен относительный сдвиг центра перекрытия контакт-деталей гезаконов и ферромагнитного экрана 9. Достаточно осуществить вышеуказанный сдвиг в одну(любую) сторону и можно получать эффект либо обрывного, либо безобрывного переключения,не меняя конструкции реле, путем подачи импульса тока в соответствующие цепи управления.

Например, осуществив сдвиг геза.— конов группы 1 и 2 относительно экрана 9 в сторону обмоток 3,15,16,6,и подавая импульс управления в цейи

10,11 .и 10,12, получим безобрывный характер переключения; а подавая импульс управления в цепи 10,12 и 17, 12, получим обрывный характер.переключения и т.п.

Достоинством предлагаемого реле является то, что надежное обрывное и безобрывное переключение. достигается очень простыми средствами,не тре буюцими дополнительных затрат на ис полнение.

Известно, что в различных системах автоматики, связи и др. от контактов применяемых там реле требуется обеспечивать строго определенный характер переключения — обрывное либо беэобрывное. С .этой целью очень часто применяются специальные устройства, задерживающие замыкание или размыкание и:полнительных контактов реле. Применение указанных устройств неизбежно связано с дополнительными затратами времени и денежных средств.

15 Использование описываемых реле, гарантирующих определенный .характер переключЕНия без каких-либо дополнительных устройств, позволяет достигнуть определенного упрощения целого

2О ряда систем и добиться экономии как времени, так и денежных средств при их реализации.

730 730 730 730

1О

771749

Таблица 4

80 2030

11О 110

8О

80

2030

11О

110

11О

110 ср

Формула изобретения

1f

1. Реле на .переключение с магнитной блокировкой, содержащее две группы гезаконов, ферромагнитный пластинчатый экран, расположенный в области перекрытия контакт-деталей гезаконов перпендикулярно к их продольным осям, а также обмотки управления, охватывающие индивидуально каждую группу гезаконов и расположенные по обе сто- 25 роны от указанного ферромагнитного экрана, причем с одной стороны расположены обмотки, обеспечивающие изменение направления намагничивающей силы, а с другой стороны — обмотки, обеспечивающие неизменное направление намагничивающей силы, о т-л и ч а ющ е е с я тем, что, с .целью расширения коммутационных возможностей реле, центр перекрытия контакт-деталей гезаконов смещен относительно ферромагнитного пластинчатого экрана на расстояние, в 1,25-3 раза превышающее величину перекрытия контакт-деталей гезакона.

ВНИИПИ Заказ 6708/65

Тираж 844 Подписное

Филиал ППП Патент", r Ужгород,ул.Проектная,4

2. Реле по п.1, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью обеспечения безобрывного переключения, упомянутое смещение центра перекрытия контакт-деталей гезаконов относительно экрана осуществлено в сторону группы обмоток, обеспечивающих неизменное направление намагничивающей силы.

3. Реле по п.1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения обрывного переключения, упомянутое смещение центра перекрытия контакт-деталей гезаконов осуществлено в сторону группы. обмоток, обеспечивающих изменение направления намагничивающей силы..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3254172, кл. 335-154, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

9 547870, кл. Н 01 Н 51/28, 1977.