Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ

Известные электромагнитные реле переменного тока для защиты энергосистем, содержащие магнитопровод с размещенными на нем обмотками, якорь и контакты, характеризуются сильной вибрацией подвижной системы и контактов реле.

В предлагаемом реле с целью повышения надежности магнитопровод выполнен в виде постоянного магнита с полюсными наконечниками, шунтированного двуплечим симметричным магнитным шунтом с намотанными на его плечи двумя одинаковыми включенными согласно обмотками.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого реле; на фиг. 2 - графики изменения потока в рабочем зазоре.

Магнитная система реле состоит из постоянного магнита 1, двуплечего симметричного шунта 2 из материала с близкой к прямоугольности петлей гистерезиса, на который намотаны одинаковые обмотки 3 и 4, включенные согласно друг с другом, полюсных наконечников 5 и якоря 6.

Площадь поперечного сечения плеч шунта выбирается так, чтобы при отсутствии тока в обмотках материал плеч под действием постоянного магнита находился на пороге насыщения (точка А - фиг. 1,б). Так как магнитное сопротивление шунта значительно меньше магнитного сопротивления зазора, то при отсутствии тока практически весь поток магнита замыкается через шунт.

При работе схемы на постоянном токе, последовательном и согласном соединении обмоток, протекающий по ним ток создает в обоих плечах шунта одинаковые намагничивающие силы. Однако, если в первом плече намагничивающая сила действует согласно с намагничивающей силой постоянного магнита, то во втором - она направлена встречно. Первое плечо шунта еще больше насытится, а из второго - поток вытеснится в рабочий зазор.

При другой полярности тока плечи шунта меняются ролями, а поток в зазоре остается прежним как по величине, так и по направлению.

С увеличением тока поток в рабочем зазоре увеличивается до тех пор, пока плечо, из которого он вытесняется, не насытится в направлении, противоположном полю постоянного магнита. При этом рабочий поток достигает своего максимального значения и в дальнейшем с увеличением тока не возрастает.

Если при работе схемы на переменном токе обмотки соединены последовательно и согласно, то при синусоидальном токе форма потока в зазоре напоминает график двухлолупериодного выпрямления, т.е. поток пульсирует от нуля до некоторого значения с двойной по отношению к току частотой (фиг. 2,б). Таким образом поток в зазоре не меняет знака и имеет большую постоянную составляющую. При больших токах, форма потока имеет вид, представленный на фиг. 2,в, т.е. еще большую постоянную составляющую. Если обмотки соединить параллельно и согласно, то переменная составляющая потока в три раза меньше, чем при последовательном соединении (при той же постоянной составляющей), т.е. до нуля рабочий поток не уменьшается.

Реле работает как на переменном, так и на постоянном токе любой полярности. Включив обмотки встречно, можно получить поляризованное реле.