Термобиметаллическое реле

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕНЛЬСТВУ н 983799 Союз СфветсникСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 130381(21) 3260655/24-07с присоединением заявки Йф -(088,8) Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ТЕРМОБИМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ РЕЛЕ Изобретение относится к электро-технике, к низковольтному электрооборудованию, а именно к устройствам защиты электрических потребителей,Известны тепловые реле, содержащие биметаллическую пластину щелчкового действия, один конец которой неподвижно закреплен и электрически связан с первой клеммой, а на свободном конце со стороны активного слоя закреплен контакт, замкнутый с неподвижным контактом, который связан электрически с второй клеммой. Между клеммами включен нагревательный элемент, размещенный на корпусе 11 3.При прохождении через термореле тока, не превышающего номинальное значение, биметаллическая пружина нагревается незначительно, контакты остаются замкнуты н шунтируют нагревательный,элемент, сопротивление которого на несколько порядков больше сопротивления биметаллической пластины и переходного сопротивления контактов.Когда ток через термореле превышает установленное значение, биметаллическая пластина нагревается свыше температуры срабатывания, ее свободный конец перемещается, контакты раз. мыкаются, ток проходит по нагревательному элементу, в котором выделяется тепло, подогревающее биметаллйческую пластину, что препятствует возврату контактов в замкнутое состояние.Недостатком устройства являетсято, что для быстрого фщелчковогоиразмыкания контактов биметаллическаяпластина выполняется. сложной Формыс радиусами кривизны, меняющими присрабатывании биметаллической пластинысвою величину и знак. Это обуславливает размещение нагревательного элемента не на бипластине непосредственно, а на некотором расстоянии от нее.При этом дпя подогрева биметалличео кой пластины и удержания контактов . в разомкнутом состоянии нагреватель,ный элемент должен выделять значительную мощность, вследствии чего имеет место повьваенное потребление тока тепловым реле, а также значительный нагрев корпуса и других деталей конструкции.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является термобиметаллическое реле, содержащеебиметаллическую пластину, один конецкоторой неподвижно закреплен на корпусе через токоведущий элемент, а надругом свободном конце установлен подвижный контакт, имеющий воэможность взаимодействия с неподвижным контактом, расположенным на корпусе, нагревательный элемент, размещенный на биметаллической пластине и соединенный одним своим выводом с неподвижным концом биметаллической пластины, а другим - с неподвижным контактом, и два дополнительных контакта, один .из которых закреплен на биметаллической пластине Г 2 730Недостатком .известного устройства является возможность повторного замыкания и искрения контактов, что снижает надежность срабатывания.Целью изобретения является повышение надежности срабатывания.Поставленная цель достигается благодаря тому, что термобиметаЛлическое реле снабжено дополнительным нагревательным элементом, размещенными на биметаллической пластине, и упругим элементом, размещенным на корпусе, второй вспомогательный контакт размещен на указанном упругом элементе с возможностью взаимодействия с 25 первым дополнительным контактом, а дополнительный нагревательный элемент соединен одним своим выводом с вторым дополнительным контактом, а другим выводом - с неподвижным ЗО контактом.На фиг.1 представлена электрическая схема подключения предлагаемого термобиметаллического реле; на фиг.2 - 3. - конструкция мермобиме- Я 5 таллического реле.Схема фиг.1 ) содержит источник 1 питания, к которому через выключатель 2 присоединена одна,из клеммтермобиметаллического реле 2, другая его клемма присоединена к защищаемому потребителю 4.Термобиметаллическое релефиг.2) содержит термобиметаллическую пластину 5 прямоугольной формы, один конец которой неподвижно закреплен на 45 корпусе б с помощью токоведущей стойки 7, связанной с первой клеммой 8, а на свободном конце закреплен контакт 9, замкнутый с неподвижным контактом 10, который установлен 50 на корпусе б и связан с втсрой клеммой 11, вспомогательные контакты 12 и 13, один из которых 12 закреплен на биметаллической пластине 5 в среднейеечасти, а второй 13 закреплен 55 на упругом элементе 14, установленном на корпусе б, нагревательный элемент 15, расположенный на биметаллической пластине 5 и соединенный одним выводом с биметаллической плас- щ тиной 5, а другим - с неподвижным контактом 10, дополнительный нагревательный элемент 16, размещенный на биметаллической пластине 5 между контактом 9 и вспомогательным контак-у 5 том 12 и подключенный одним выводом к второму вспомогательному контакту 13, а другим - к неподвижному контакту 10, Контакты 9 и 12 расположены со стороны активного слоя 17 биметаллической пластины 5.Устройство работает следующим образом.Цепь замыкается выключателем 2, ток проходит от источника 1 питания через контакты выключателя 2 по термобиметаллическому реле 3 через его клемму 8, стойку 7, биметаллическую пластину 5, контакт 9, неподвижный контакт 10, клемму 11 и через потребитель 4 на "массу". Поскольку сопротивление названных токоведущих элементов термобиметаллического реле 3 значительно(в 50-100 раз ) меньше сопротивления потребителя 4, напряжение, приложенное к клеммам 8 и 11 термобиметаллического реле 3 мало и нагревательные элементы 15 и 16, к которым прикладывается часть этого напряжения, практически не нагреваются.При токе, не превышающем номинальное значение, биметаллическая пластина 5 нагревается ниже температуры срабатывания, ее свободный конец не перемещается, контакты 9 и 10 остаются замкнутыми, шунтируя нагревательные элементы 15 и 16.При токах перегрузки или короткого замыкания биметаллическая пластина 5 нагревается выше температуры срабатывания, свободный конец ее перемещается и контакты 9 и 10 размыкаются. Вспомогательные контакты 12 и 13 ( фиг.3) остаются некоторое время в замкнутом состоянии за счет того, что упругий элемент 14 перемещается вслед за биметаллической пластиной 5 на расстояние, определяемое его упругой деформацией. Ток проходит через клемму 8, стойку 7, биметаллическую пластину 5, и далее по двум параллельным цепям, по первой - через нагревательный элемент 15, неподвижный контакт 10, клемму 11 и по второй - через вспомогательные контакты 12 и 13, дополнительный нагревательный элемент 16, неподвижный контакт 10, клемму 11.К нагревательным элементам 15 и 16, сопротивление которых значитель- но больше суммы сопротивлений всех остальных участков цепи, прикладывается большая часть напряжения источника 1 питания для термобиметаллического реле на 12 В сопротивление нагревательного элемента составляет 30 Ом, дополнительного нагревательного элемента 15-20 Ом ), в них выделяется тепло, которое передается биметаллической пластине 5, поддерживая ее температуру выше температуры срабатывания.Одновременное включение обоих нагревательных элементов 15 и 16 обеспечивает быстрое без повторного замыкания и искрения разделение контактов 9 и 10 в диапазоне рабочих значений напряжений источника 1 пита ния и температуры окружающей сре)щ..Биметаллическая пластина переме-щается в крайнее положение обозначено на фиг,З пунктиром). Вспомогательные контакты 12 и 13 размыкают-0 ся,положение, при котором происходит это размыкание регулируется подгибкой упругого элемента 14 ), вследствие чего дополнительный нагревательный элемент 16 обесточивается.Биметаллическая пластина 5 удержи" вается в этом положении за счет тепла выделяемого нагревательным элементом 15. Ток в цепи ограничен сопротивлением нагревательного элемента 15 для термореле на 12 В 3 0,4 А) и не опасен для потребителя 4.Для возвращения контактов 9 и 10 в замкнутое положение, необходимо разомкнуть цепь выключателем 2. Сопротивление нагревательного элемента 15 подобрано таким образом, чтобы обеспечить подогрев биметаллической пластины 5, достаточный для удержания ее в крайнем положении при номинальном значении напряжения источника питания Ои температуре окружающей среды 1 =+20-+30 С.При максимальных значениях напряжения сети и температуры окружающей среды биметаллическая пластина 5 не будет перегреваться, при минимальных же значениях этих параметров, когда мощности нагревательного элемента 15 недостаточно для удержания биметаллической пластины 5, последняя начнет 40 перемещаться из крайнего положения в исходное, однако, прежде чем замкнутся контакты 9 и 10, замыкаются вспомогательные контакты 12 и 13, вследствие чего включается дополнительный нагревательный элемент 16, сообщая. дополнительное тепло биметаллической пластине 5 и препятствуя тем самым замыканию контактов 9 и 10.Технико-экономический эффект изобретения достигается за счет повышения надежности и увеличения срока службы путем исключения перегрева биметаллической пластины и устранения замыкания и искрения контактов.Формула изобретенияТермобиметаллическое реле, содержащее биметаллическую пластину, один конец которой неподвижно закреплен на корпусе через токоведущий элемент, а на другом, свободном конце, установлен подвижный контакт, имеющий воэ можность взаимодействия с неподвижньм контактом, расположенным на корпусе, нагревательный элемент, размещенный на биметаллической пластине и соединенный одним своим выводом с неподвижным концом биметаллической пластины, а другим - с неподвижным контактом, и два дополнительных контакта, один из которых закреплен на биметаллической пластине, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительным нагревательным элементом, раз-. мещенным на биметаллической пластине, и упругим элементом, размещенным на корпусе, второй вспомогательный контакт размещен на указанном упругом элементе с возможностью взаимодействия с первым дополнительным контактом, а дополнительный нагревательный элемент соединен одним своим вЫводом с вторым дополнительным контактом, а другим выводом - с неподвижным контактом.аказ 9 63 Тираж 76 П ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Е, Раушская насн у О Фиг, Е илиал ППП Патент , г, Ужг б., д. 4/5 ул. Проектная, 4