Реле с “памятью

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 30.07.80. Бюллетень хе 28Дата опубликования описания 05.08.80 по делам изобретений и открытий(54) РЕЛЕ С ПАМЯТЬЮ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автоматике для коммутации электрических цепей.Известны реле на герконах, содержащие источники магнитного поля, выполненные, например, в виде постоянных магнитов и обмоток возбуждения, магнитопровод с рабочими зазорами, по крайней мере, один геркон, конструкция которого зависит от конкретных технических требований, в частности, контакты геркона могут быть выполнены в виде мембран, лепестков различного типа 1,Наиболее близким к предлагаемому яв. ляется реле с памятью, содержащее, по крайней мере, один,геркон, переменный магнит с расположенной на нем обмоткой управления, два пластмассовых ферромагнитных магнитопровода, установленные на выводах геркона, и магнитопровод с установленной на нем обмоткой возбуждения, причем переменный магнит и магнитопровод ус тановлены между пластмассовыми ферромагнитными магнитопроводами параллельно продольной оси геркона по разные стороны от него 2. Основным недостатком такого реле является ограниченная коммутационная возможность, так как, вследствие скачкообразного изменения коммутируемого контактами геркона тока при замыкании и размыкании контактов, возникает электрическая дуга, во время горения которой поверхности контактов подвергаются эрозии.Цель изобретения - повышение коммутационных возможностей путем обеспечения автоматической регулировки тока в цепи нагрузки.Цель достигается тем, что в реле с памятью, содержащее по крайней мере один геркон, переменный магнит с расположенной на нем обмоткой управления, два пластмассовых ферромагнитных магнитопровода, устанавливаемые на выводах геркона, и магнитопровод с расположенной на нем обмоткой возбуждения, причем переменный магнит и магнитопровод установлены между пластмассовыми ферромагнитными магнитопроводами параллельно продольной оси геркона по разные стороны от него, введены по крайней мере два гальваномагнитных элемента, электрическое сопротивление которых зависит от напряженности магнитногодоля, соединенные между собой, например, параллельно, магнитопровод выполнен по крайней мере с одним рабочим зазором, причем каждая пара гальваномагнитных элементов установлена в одном рабочем зазоре магнитопровода, а геркон и гальваномагнитные элементы образуют последовательную электрическую цепь.Размещение гальва ном агнитных элементов в зазорах магнитопровода способствует эффективному использованию зависимости изменения величины их электрического сопротивления от напряженности магнитного поля, которая увеличивается как при замыкании, так и при размыкании контактов геркона, вследствии чего увеличивается коммутационная возможность и величина коммутируемого тока уменьшается. В то же время прп замкнутых контактах геркона напряженность магнитного поля в зазоре магнитопровода может быть изменена, чем достигается установление необходимого значения сопротивления гальваномагнитного элемента или парами элементов, которые могут быть соединены между собой и с контактами геркона последовательно или параллельно непосредственно перед вводом реле в эксплуатацию. Кроме того, для изготовления магнитопровода может быть использован материал с высоким значением индукции насыщения, применение которого для изготовления сердечников геркона затруднено, например, из-за несвариваемости со стеклом балло. на геркона пермендюра вследствие различия их коэффициентов термического расширения. Применение материалов с высоким значением индукции насыщения позволяет повысить максимальное значение сопротивления гальваномагнитных элементов. Размещение гальваномагнитных элементов в зазоре на участке магнитопровода, где находится обмотка возбуждения, способствует лучшему использованию магнитного потока, так как последний по мере удаления от обмотки возбуждения ответвляется из магнитопровода, образуя потоки. рассеивания.На чертеже представлено реле с памятью, общий вид. Реле с памятью содержит геркон с последовательной магнитной цепью, образованной ферромагнитными контактными сердечниками 1 и 2, закрепленными в стеклянном баллоне 3. По одну сторону геркона вдоль его продольной оси расположен переменный магнит, состоящий из сердечника 4, выполненного из материала, имеющего прямоугольную петлю гистерезиса, например, из ремендюра, и размещенной на сердечнике 4 обмотки 5 возбуждения. По другую сторону геркона вдоль его продольной оси расположен магнитопровод, выполненный в виде сердечников 6 и 7 из материала с высоким значением индукции насыщения, например, из пермендюра, между которыми имеется рабочий зазор. В зазоре между торцами сердечников 6 и 7 закреплены с помощью изолирующего элемента 8, выполненного из магнитной пластмассы, магниторезисторы 9 и 10, соединенные между собой параллельно. Свободные торцы сердечников 6, 7 и 4 скреплены с соответствующими выводами контакт ных сердечников 1 и 2 с помощью пластмассовых ферромагнитных магнитопроволов 11 и 12. На магнитопроводе с сердечниками 6 и 7 размещена обмотка 13 возбуждения. Общий вывод 14 гачьваномагнитных элементов 9 и 10 соединен с выводом контактного сердечника 1, а их общий вывод 15 и контактный сердечник 2 предназначены для присоединения к ним коммутируемой электрической цепи нагрузки.Реле с памятью работает следующим образом,В исходном состоянии обмотки 5 и 13 не возбуждаются, а переменный магнит 4 находится в одном из двух состояний остаточной магнитной индукции, причем магнитный поток, выходящий из его торцов разветвляется через пластмассовые ферромагнитные магнитопроводы 11 и 12 в контактные сердечники 1 и 2, и магнитопровод 6 и 7. Геркон разомкнут, магнитное сопротивление в его цепи велико, поэтому величина магнитодвижущей силы, действующей в его рабочем зазоре, недостаточна для замыкания. Для срабатывания геркона обмотки 5 и 13 возбуждаются соответствующими элект рическими токами так, что их магнитные потоки в рабочем зазоре геркона совпадают по направлению, вследствие чего величина магнитодвижушей силы увеличивается и через промежуток времени, определяемый инерционностью движения контактных сердечников. В то же время сопротивление гальваномагнитных элементов (магниторезисторов) 9 и 10 при возбуждении обмотки 13 возрастает пропорционально величине напряженности магнитного поля в зазоре между сердечниками 6 и 7 практически без запаздывания, поэтому замыкание контактных сердечников 1 и 2 происходит при максимальном значении сопротивления магниторезисторов 9 и 10. После перемагничивания переменного магнита 4 возбуждение обмотки 5 прекращается. При надежном замыкании контактных сердечников степень возбуждения обмотки 13 уменьшается до величины, при которой достигается необходимое значение сопротивления магниторезнсторов 9 и 10. При этом геркон находится в замкнутом состоянии, по крайней мере, под действием магнитодвижушей силы, созданной магнитным потоком переменного магнита 4, так как отсутствие зазора между контактными сердечниками уменьшает магнитное сопротивление цепи,:., азованной ими. Для размыкания геркона . пень возбуждения обмотки 13 вновь увеличивается током прежнего направления, а обмотка 5 возбуждает 10 23 30 ЭЗ 40 45 50ся током противоположного направления, поэтому направление обеих магнитных потоков, созданных обмотками 5 и 13, совпадают в зазоре магнитопровода между сердечниками 6 и 7, но не совпадают в контактных сердечниках 1 и 2. При этом сопротивление магниторезисторов 9 и 10 вновь увеличивается, а величина магнитодвижущей силы, удерживающей контактные сердечники 1 и 2 в замкнутом состоянии, уменьшается, и последние размыкаются при максимальном значении сопротивления магниторезисторов 1 о 9 и 10. Возбуждение обмотки 5 прекращается после перемагничивания переменного магнита 4, а обмотки 13 - после размыкания контактов геркона. Возможен также другой режим работы реле, когда при замкнутых контактах геркона используется минимальное достижимое сопротивление магниторезисторов 9 и 10. В этом случае замыкание контактных сердечников происходит вышеописанным образом. Для размыкания геркона возбуждается лишь обмотка 13, причем током противоположного направления. В этом случае также происходит уменьшение магнитодвижущей силы, удерживающей контактные сердечники 1 и 2 в замкнутом состоянии, и последние размыкаются при максимальном значении сопротивления магниторезисторов 9 и 10, так как их сопротивление зависит лишь от напряженности поперечного магнитного поля, но не зависит от его направления. Возбуждение обмотки 13 прекращается после размыкания контактов геркона.При использовании второго режима работы реле переменный магнит может быть заменен постоянным магнитом, Для надежной работы реле необходимо, чтобы коэрцитивная сила магнита была больше, чем напряженность магнитного поля, действующего на него со стороны обмотки возбуждения, не входящей в состав переменного магнита. Для достижения различных характеристик реле гальваномагнитные элементы могут быть закреплены в рабочем зазоре магнитопровода с возможностью замены их в процессе эксплуатации. При этом магнитопровод может выполнять функции теплоотвода, чем также достигается увеличение мощ 2 о и зо 35 4 о ности, рассеиваемои гальваномагнитными элементами.Предлагаемое реле отличается от известных также тем, что для изменения величины сопротивления коммутируемого участка электрической цепи в пределах, дости. гаемых путем изменения напряженности магнитного поля, действующего на гальваномагнитные элементы, в переключении контактов геркона или группы герконов нет необходимости. форму,га изобретенияРеле с памятью, содержащее, по крайней мере, один геркон, переменный магнитс расположен ой на нем обмоткой управления, два пластмассовых ферромагнитныхмагнитопровода, устанавливаемые на выводах геркона, и магнитопровод с расположенной на нем обмоткой возбуждения, причемпеременный магнит и магнитопровод установлены между пластмассовыми ферромагнитными магнитопроводами параллельнопродольной оси геркона по разные стороныот него, отличающееся тем, что, с целью повышения коммутационных возможностейпутем обеспечения автоматической регулировки тока в цепи нагрузки, в него введеныпо крайней мере два гальваномагнитных элемента, электрическое сопротивление которыхзависит от напряженности магнитного поля,соединенные между собой, например, параллельно, магнитопровод выполнен по крайней мере с одним рабочим зазором, причемкаждая пара гальваномагнитных элементовустановлена в одном рабочем зазоре магнитопровода, а геркон и гальва нома гнитныеэлементы образуют последовательную электрическую цепь.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Буль Б. К., Пучков А. С., Шоффа В. Н.Клапанно-лепестковые и мембранные герметизированные магнитоуправляемые коммутирующие устройства. М., Информэлект.ро, 1973,2, Рабкин Л. И. и Евгенова И. Н. Герконы. М., 1968, с. 59 (прототип).авитель А. ПучкоК. Шуфрич844 Со хр ра арст изоб мнтета откры ая на ент,едактор Е. Дорошенко аказ 4756/13 ЦНИИПИ по д 113035, Мо Филиал ПППГос елам сква сПат венного коетений и5, РаушсУжгород Корректор ЮПодписноеСССРийд. 4/5Проектная, 4 акареико