Герконовое реле переменного тока

(72) Н.Н. Николаев1) Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова (53) 621,318.56(088.8)(56) 1. Электрические аппараты. Ч сары, 1976, вып. 1, с, 60-69,2. Авторское свидетельство СССР У 904027, кл. Н 01 Н 51/28, 1982. (54)(57) 1. ГЕРКОНОВОЕ РЕЛЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее геркон, выпрямительный мост, сглаживающий ф основную обмотку управления ге(7 ебок ильтр,рконом,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ подключенную к выходу выпрямительного моста, и дополнительную обмотку управления герконом, параллельно соединенную с переменным резистором, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це"- лью повьппения коэфФициента возврата реле, указанная параллельная цепь подключена последовательно с одним из диодов выпрямительного моста.2, Реле по и. 1, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, основная и дополнительная обмотки управления герконом выполнены в виде одной обмотки с про. межуточной отпайкой.Изобретение относится к электротехнике и может применяться в качестве измерительных реле для выполнения различных устройств защиты электроустановок от ненормальных режимов, а также в качестве реле автоматики,Известно, что защитные реле должны обладать высоким коэффициентом возврата; чем ближе к единице его величина,10 тем чувствительнее защита на основе этих реле.Известны герконовые реле переменного тока, содержащие выпрямитель, сгла. - живающий фильтр и герконовое реле постоянного тока. По обмотке упра.вления15 герконом протекает выпрямленный и сглаженный ток с некоторой пульсацией, Коэффициент возврата К такого реле20где К - коэффициент возврата герВгкона на постоянном токе;К - коэффициент пульсации топг 25ка в обмотке управлення 11.Для получения достаточно высокого коэффициента возврата реле независи-. мо от величины коэффициента возврата самого геркона в схеме предусматривают регулировку величины Кп . Мак- ЗО симальная величина К данных реле ограничивается собственными затухающими колебаниями контакт-деталей геркона, которые возникают при их размыкании, Чем больше промежуток времени З 5 й от момента размыкаиия геркона (минимума тока в обмотке управления) до следующего максимума тока в обмотке управления, тем сильнее затухают колебания контакт-деталей и тем выше о 48 максимальное значение коэффициента возврата реле.В указанном реле в промежуток вре(15 мени при частоте токао " ИГ = 50 Гц колебания контакт-деталей геркона полностью не затухают. Поэтому данное реле имеет коэффициент возврата значительно меньше единицы, 5 ОРНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности является гер- коновое реле переменного тока, содержащее геркон, вынрямительный иост, сглаживающий фильтр, основную обмотку управления герконом, подключенную к выходу выпрямительного моста, и дополнительную обмотку управления герконом, параллельно соединенную с переменным резисторомВ известном реле по основной обмотке протекает практически постоянный ток, а по дополнительной - переменный ток синусоидальной .формы, Поскольку пульсация тока в основной обмотке незначительна, то коэффициент пульсации результирующей МДС обмоток управления, а следовательно, и магнитного потока геркона определяется отношением амплитуды МДС дополнительной обмотки к МДС основной обмотки,Плавное регулирование коэффициента пульсации, а следовательно, и коэффициента возврата реле, производится изменением сопротивления резистора, подключенного параллельно дополнительной обмотке.Для данной схемы промежуток времени С от момента минимапьного значеКния результирующей МДС до ее следующего максимума определяется частотой тока реле и равен половине периода тока при частоте тока Г = 50 Гц ,( 10 мс.Коэффициент возврата указанного реле значительно выше, однако в ряде случаев его величина недостаточна, что является недостатком такого реле.Цель изобретения - повышение коэффициента возврата.Поставленная цель достигается тем, что в герконовом реле переменного тока, содержащем геркон выпрямительный мостсглаживающий фильтр, основную обмотку управления герконом, подкюпЬ- ченную к выходу выпрямительного моста, и дополнительную обмотку управления герконом, параллельно соединенную с переменным резистором, указанная параллельная цепь включена последовательно с одним из диодов выпрямитель- ного моста.Кроме того, основная и дополнительная обмотки управления герконом могут быть выполнены в виде одной обмотки с промежуточной отпайкой.На фиг. 1 представлена принципиаль ная схема герконового реле переменного тока; на фиг. 2 О и 6- временные диаграммы, поясняюшие его работу.Герконовое реле содержит выпрямительные диоды 1-4, включенные по мос 1089663Р. ЗФЫ ПР 14 24 КЖ,ЫЗФК+1) (2)ЗЗ Г =Опр (Рк+1) ай жг(М+1) о, 1, 2, , пкруговая частота тока в контролируемой цепи;амплитудное значение МДС дополнительной обмотки. где К = Ы По основной обмотке 6 управления в оба полупериода ток протекает в одном направлении. Переменная составляющая тока в основном протекает через сглаживающий фильтр 5, а постоянная составляющая - по обмотке 6 управления, В результате МДС ГВ основной об-, мотки 6 имеет лишь незначительную пульсацию (кривая 11, фиг.2) где Г - постоянная составляющая60МДС основной обмотки; товой схеме, сглаживающий фильтр 5,представляющий малое сопротивлениепеременному току, основную 6 и дополнительную 7 обмотки управления герконом, геркон 8 и резистор 9, выполненный с регулируемым сопротивлением.Дополнительная обмотка 7 с параллельно соединенным резистором 9 включена последовательно с выпрямитель 10ным диодом 3. Она может подключатьсяи последовательно с любым из диодов1, 2 или 4.В этом случае упрощается конструкция предлагаемого реле, так как ос 15новная и дополнительная обмотки могутвыполняться в виде одной обмотки спромежуточной отпайкой,Герконовое реле работает следующимобразом.В первый полупериод диоды 1 и 4закрыты. Ток протекает через диод 3,параллельно включенные дополнительную обмотку 7 и резистор 9, параллельно включенные основную обмотку 6 и25сглаживающий фильтр 5, диод 2. Во втором полупериоде диоды 2 и 3 закрыты.Ток протекает через диод 4, параллельно включенные обмотку 6 с фильтром 5 и диод 1, По дополнительной обмотке 7 ток протекает только в одинполупериод. Изменение МДС этой обмотки Рвремени соответствует кривой 10 (фиг.2)амплитуда переменной сосботавляющей МДС основной обмотки;(,- угол сдвига вектора МДСР относительно вектораМДС ГКоэффициент пульсации МДС сновной обмотки Кп-не превышает 0,1.Результирующая МДС у 6 з создающая магнитный поток в Герконе, представлена кривой 12 (фиг,2),Коэффициент пульсации результирующей МДС определяется выражением де п соотве тственно максимальное и минимальное зн ач ение результирующей МДГ.Таким образом, основная обмотка управления преимущественно создает постоянную составляющую магнитного потока, а дополнительная обмоткапеременную и часть постоянной состав. ляющей.Амплитудное значение МДС дополнительной обмотки 7 Г , а следовательно, и переменная составляющая магнитного потока геркона, а также коэффициент возврата реле могут регулироваться изменением сопротивле-. ния резистора 9.При повышении тока в контролируемой цепи до величины тока срабатывания герконового реле максимальное значейие результирующей МДС Гд, достигает МДС срабатывания геркона и реле срабатывает. При уменьшении тока в цепи до тока возврата реле минимальное значение результирующей МДС Гп снижается до МДС.возврата геркона и реле возвращается в исходное состояние,Промежуток времени 1 к от минималь. ного значения результирующей МДС, когда происходит размыкание геркона, до момента следующего максимума результирующей МДС для предлагаемой схемы определяется величиной угла сУгол сС, в общем случае может принимать значения от 0 до - л в зависиПодписноероектнвя,4 мости от характера и соотношения сопротивлений сглаживающего фильтра носновной обмотки 6 управления переменному току.Если сглаживающий фильтр 5 является конденсаторным, а сопротивлениеобмотки 7 чисто индуктивное, то уголЫ. близок к значению -, а если сопротивление обмотки 6 чисто активное,то с близок к значению - в . КогдаТфильтр резонансный индуктивно-емкостной, то угол о приближается к О.Момент минимума результирующейМДС обмоток управленияопределяется из соотношения 15фФфА -")=-1(5)откудаРйй- в +А= в3 Ь(6)ЕслиЯ р,о О то М20 с=, тв фЕ=1 (7)1 Л о(=-Т, тО йй =3.2Момент первого максимума результи руюшей МДС 1 определяется моментом максимума МДС дополнительной обмотки Г Фа= +р 3. (8) 2 Иэ выражений (7) и (8) вытекает,что промежуток времениК1 для данной схемы.Исследования показали, что при кон- денсаторном фильтре и частоте тока 50 Гц 1 = 12,5-13 мс, а в случае резонансного индуктивно-емкостного фильтра 1 = 14-14,5 мс. Коэффициент возврата предлагаемого реле на герконах КЗМА выше 0,96.Таким образом, включение дополнительной обмотки, параллельно соединенной с переменным резистором, последовательно с одним из диодов выпрями- тельного моста повышает максимальный коэффициент возврата герконового реле переменного тока, а выполнение обмоток в виде одной обмотки с промежуточной отпайкой упрощает конструкцию предлагаемого реле,