Реле

ЪМ 27139 Класс 21 д, 4 ДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ ВТОРСКЕЕ Оп ому свидетельству Д. И. Ааарьева, заявленному 10 мая 1931 года (заяв, свид.88270),выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 июля 1932 года,К авторск м, со- явле- тока о виде обмоцепи, ряжеПредлагается реле, в которо гласно изобретению, использовано ние внезапного изменения фазы в контуре, состоящем из емкости и индукции с железом.Якорь реле, выполненньй в диска, помещен в магнитное поле ток, рассчитанных и включенных в защищаемые реле, При одном нап нии, приложенном,к реле, ток в обмоткеконтура, включенной на конденсатор,мал и совпадает по фазе с током отдельных обмотоквращающегося магнитногополя не получается и якорь не вращается.При большем напряжении ток в обмоткеконтура возрастает скачком и изменяетсвою фазу, магнитные поля обмотокобразуют вращающийся магнитный поток, и якорь приводится во вращение.На чертеже фиг. 1 изображает схемупредлагаемого реле; фиг. 2, 3 и 4 - диаграммы, поясняющие принцип действияреле; фиг, 5, б, - схематически одну изформ выполнения реле по фиг. 1 в двухпроекциях; фиг. 7, 8, - другие формывыполнения. по фиг,Такимобразом принцип действияпредлагаемого реле основан на явленииопрокидывания фазы тока (по отношению к напряжению) в контуре емкостии самоиндукцки в виде реактивной катушки с железным магнитопроводом. Известно, что в таком контуре, при повышении напряжения У от нуля до некоторого значения, имеет место режим аЬ (фиг. 2) слабого тока, отстающего по фазе от напряжения, в виду преобладачия реакции самоиндукции. При дальнейшем повышении напряжений такой режим уже невозможен, ток 1 увеличивается скачком и в контуре устанавливается режим аЬ тока, опережающего -пояжение К НаВ предлагаемом реле использованы оба характерные явления: 1) скачкообразное увеличение тока и 2) опрокидывание" фазы тока относительно напряжения, При упрощенной форме выполнения реле использовано только скачкообразное увеличение тока.Основные элементы реле (фиг. 1, 5) следующие. Электромагнит с обмотками Ылт, создающими вращающее магнит-. ное поле, в которое помещен якорь О, выполненный в виде алюминиевого диска. Обмотка М, намотанная на магнитопровод 55, и конденсатор К составляют вместе резонансный контур.Потенциометр Й служит для регули рования силы тока.Для того, чтобы установить реле на некоторую предельную силу тока, движок а потенциометра устанавливается так, чтобы напряжение Р было при этомтоке равно отрезку аЬ на фиг, 2. Тогдапри малых токах 5, и, следовательно,при малом напряжении Г в контуре МКбудет протекать ток малой силы, отстающий по фазе от напряжения К исовпадающий при надлежащем подборе а Л и Й по фазе с током в катушках ящ, Никакого вращающегося поляв зазоре электромагнита при этом небудет (будет только поле пульсирующее),и диск В будет оставаться в покое,Векторная диаграмма для этого случаяизображена на фиг, 3.Как только ток превысит допустимый(напряжение Г сделается большим аЬ) -в контуре НК ток возрастет скачком иизменится по фазе на опережающий,При наличии омического сопротивленияобмоток Мтт, будет получен угол опережения гораздо меньше 90; (и пер.вом случае угдЬ отставания тока будеттакже меньше 90), При надлежащемвыборе сопротивлений можно получить, сумму этих углов=90, т.-е, достигнутьсдвига фаз после опрокидывания" между Х и 1 П (или, что все равно, между Фи Ф ) равным 90. Следовательно, послеопрокидывания" магнитное поле в за-зоре будет слагаться из двух полей, сдви-нутых во времени и пространстве, т,-е.будет получено вращающееся поле, поддействием которого диск придет во вра-щение. Векторная диаграмма потоковпосле опрокидывания" изображена нафиг. 4,Весь магнитопровод собирается изтонкого листового железа (лагированногоили динамного), Для получения нужнойкривой магнитного потока, именно такой,чтобы в некоторых пределах было Е, ++ Ес + Ек = Р =- 1(,/) = сопИ и вместес тем в тех же пределах поток череззазор Ф=Я сильно возрастал, магнитопровод реактивной катушки собираетсяиз двух частей, При сборке магнито-провода из одной части нельзя достичь того,что в некоторых пределах К=/ Я сопИ,так как всегда в этих пределах будет получаться седловина, обусловленная резким спадением разности напряжений5 ЕС,Чтобы это устранить и добавлчется(фиг, 5) часть А магнитопровода, криваянамагничивания которой имеет резкийизгиб при меньших ампервитках, чемостальная часть магиитопровода, При таком устройстве магнитопровода Ври опрокидывании" получается также большое увеличение магнитного потока, а не только тока, как было бы при сборке из листов с одинаковым воздушным зазором.На фиг. б изображеиа примерная форма выполнения магнитопровода реле в другой проекции,Для достижения явления опрокидывания", приводящего в действие реле, должен быть произведен соответствующий расчет, которык, в основном, приводится следующим образом.Задаются размерами дополнительной и основной частей магнитопровода и числом витков обмотки М,Строятся кривые намагничивания для обеих частей магнитопровода, Вычисляются токи намагничивания, по которым. определяются магнитные потоки и их суммарный поток, По суммарному магнитному потоку определяют напряжение самоиндукции Ю Задаются током, при котором в контуре- МК самоиндукци и емкости наступает резонанс. Определяется емкость, строятся кривая Е,. = =Я и прямая Е = ЯОпределяется графически теоретическое напряжение Н опрокидыс;=:-:ия", т.-е. максимум Е= Е - Е, (в области преобладания самоиндукции),Далее, полагая, что при резонансе подводимое напряжение (опрокидывания") полностью тратится в ваттном сопротивлении обмотки, определяют это сопротивление, Строится прямая Ед = = Л - Я 1).После этого строят кривую =(Е, + + Ес)+Ел =Я (сложение геометри ческое), из которой определяется действительное напряжение опрокидывания,.Вторая форма выполнения реле (фиг. У), отличается от первой (фиг, 5), тем, что в ней можно получить магнитный поток в зазоре электромагнита (где помещается диск) весьма большой силы, Для этого наматывается на сердечник электромагнита еще обмотка ЯФорма выполнения по фиг, 8 отличается от первых двух тем, что в ней отсутствуют параллельные обмотки пгт, их роль выполняет медное кольцо, наде. тое наполовину сечения магнитопроводаэлектромагнита. Здесь используется только одно характерное явление опрокидывание", т.-е. скачкообразное увеличениетока (и магнитного потока через зазор),При скачкообразном увеличении магнитного потока в зазоре, благодаря медному кольцу, возникнет вращающееся. магнитное поле (умеренное), момент вращения диска увеличится скачком и диск, придет в умеренное вращение, Релеможет быть питаемо не непосредственноот потенциометра, а через промежуточный трансформатор.В этом случае получаются выгодныесоотношения и параметры.,Предлагаемое реле должно иметьследующие качества,УБольшую уверенность действия - получающуюся благодаря, скачкообразномуувеличению тока и одновременному с темраздвижению векторов магнитных потоков Фи ф. Точность работы - так как время действия реле и трогание с места весьмамало зависят от заедания и случайногоувеличения трения (достаточно небольшого увеличения тока в защищаемойсистеме, чтобы момент вращения дискаизменился чрезвычайно сильно,Возможность изготовления реле с любыми характеристиками; например, дляполучения зависимой" характеристикинадо подобрать сопротивления обмоток Ми яи так, чтобы при опрокидывании"раздвижение векторов Фи Ф былонебольшим; для получения независимой характеристики надо, чтобы после опрокидывания" угол расхождения векторов Фи ф был равен 90.Реле может работать и как макси мальное и как диференциальное и должно дать хорошую селективность защиты, позволить устанавливать меньшую разницу в выдержках времени ближней и дальней зоны защиты, дать возможность уменьшить выдержку времени в реле на ближних зонах защиты и, в конечном счете, сократить время действия токов короткого замыкания.3 Предмет изобретения. Реле, отличающееся тем, что с целью использования явления внезапного изменения фазы тока в контуре, состоящем из емкости и самоиндукции с железом, якорь Д реле, выполненный в виде диска, помещен в магнитное поле обмоток, рассчитанных и включенных в цепи, защищаемые реле, так, чтобы при одном напряжении, приложенном к реле, ток в обмотке контура МК, включенной нв конденсатор, был мал и совпадал по фазе с током остальных обмоток, вращающегося магнитного поля не получалось бы, и якорь Д не вращался бы, а при большем напряжении ток в обмотке контура МК возрастал бы скач-ком" и изменял бы свою фазу, магнитные поля обмоток образовали бы вращающийся магнитный поток, и якорь Д приходил бы во вращение".