SU913477A1

SU913477A1 - Relay

Info

Publication number: SU913477A1
Application number: SU802964776A
Authority: SU
Inventors: Ivan P Ivanov
Original assignee: Vni
Priority date: 1980-07-25
Filing date: 1980-07-25
Publication date: 1982-03-15

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к низковольтному аппаратостроению, и может найти применение в системах автоматики и управления, использующих герконовые реле.The invention relates to electrical engineering, in particular to low-voltage instrumentation, and can find application in automation and control systems using reed relays.

Известны реле на базе стандартных герконов, которые предназначены для работы без периодических раэьыканий герконов при знакопеременном токе в катушке управления. Устройства управления этих реле содержат, кроме катушки, выпрямители и Фильтры для выпрямления переменного тока и уменьшения его пульсации. В них катушка возбуждает в контакт-деталях геркона, как правило размешенного внутри катушки, пульсирующий магнитный поток с постоянной составляющей, вследствие.чего устраняются периодические размыкания геркона [ 1 ] .Known relays on the basis of standard reed switches, which are designed to work without periodic interleaving of reed switches with alternating current in the control coil. The control devices of these relays contain, besides coils, rectifiers and filters for rectifying alternating current and reducing its ripple. In them, the coil excites in the contact details of the reed switch, usually placed inside the coil, a pulsating magnetic flux with a constant component, as a result of which the periodic opening of the reed switch is eliminated [1].

Однако применение в качестве фильтров этих реле конденсаторов снижает технико-экономические показатели реле, особенно на большие напряжения питания.However, the use of capacitors as filters of these relays reduces the technical and economic performance of the relay, especially for large supply voltages.

Известно герконовое реле переменного тока с электромагнитным сгла2Known reed relay AC with solenoid 2

живанием, представляющее собой гер· кон и устройство управления переменным током, содержащее катушку,living, which is a ger-con and an alternating current control device containing a coil,

5 выпрямитель и электромагнитный экран. Электромагнитый экран в виде трубки иэ электропроводного неферромагнитного материала надет на стандартный геркон. На экране уста10 новлена катушка, которая подключена к выходу выпрямителя, представляющего мостовую схему соединения иэ четырех диодов. Как правило, с Наружной стороны катушки устанавли.. вается магнитопровод в виде ферро. магнитных пластин различной конфигурации. Переменная составляющая выпрямительного магнитного потока индуктирует в экране ток, который5 rectifier and electromagnetic screen. The electromagnetic screen in the form of a tube and an electrically conductive non-ferromagnetic material is mounted on a standard reed switch. A coil is installed on the screen, which is connected to the output of the rectifier, which represents a bridge circuit for connecting four diodes. As a rule, the magnetic core in the form of ferro is installed on the Outside of the coil. magnetic plates of various configurations. The variable component of the rectifier magnetic flux induces a current in the screen that

'оказывает размагничивающее действие, уменьшая пульсацию магнитного потока и устраняя периодические размыкания геркона [2].'has a demagnetizing effect, reducing the pulsation of the magnetic flux and eliminating the periodic opening of the reed switch [2].

Недостаток этого реле - сложность конструкции, которая заключаетсяThe disadvantage of this relay is the complexity of the design, which is

25 в необходимости дополнительных элементов (выпрямителя и экрана) и монтажа их в одном конструктивном блоке с большим числом паек. Ввиду того, что общее сопротивление магнитной25 in the need for additional elements (rectifier and screen) and mounting them in a single structural unit with a large number of rations. Due to the fact that the total resistance of the magnetic

30 цепи реле на герконе, размещенном30 relay circuits on the reed switch placed

33

913477913477

4four

внутри катушки, относительно велико, эффективность экранирования ограничена. Это ведет к применению экранов больших размеров и накладывает ограничения на величину коэффициента возврата используемого геркона и, таким образом, обуславливает увеличение габаритных размеров реле и, соответственно, расход цветных металлов, а также вес реле; кроме того, с увеличением диаметра гильзы возрастает значение среднего диаметра катушки, что в свою очередь ведет к увеличению общего магнитного сопротивления реле, а следовательно, к увеличению потребляемой мощности реле. Потребляемая мощность реле увеличивается, кроме того, из-за пульсирующей части магнитного потока.inside the coil is relatively large, the screening efficiency is limited. This leads to the use of screens of large sizes and imposes restrictions on the value of the return coefficient of the reed switch used and, thus, causes an increase in the overall dimensions of the relay and, consequently, the consumption of non-ferrous metals, as well as the weight of the relay; in addition, with increasing liner diameter, the value of the average diameter of the coil increases, which in turn leads to an increase in the total magnetic resistance of the relay, and consequently, to an increase in the power consumption of the relay. The power consumption of the relay increases, in addition, due to the pulsating part of the magnetic flux.

Известно реле, содержащее катушку управления, геркон, постоянный магнит, примыкающий к геркону и намагниченный в направлении его продольной оси [3].A relay is known that contains a control coil, a reed switch, a permanent magnet adjacent to the reed switch and magnetized in the direction of its longitudinal axis [3].

Реле имеет малые габариты, простую конструкцию, «эднако в нем не исключаются периодические размыкания геркона при управлений знакопеременным магнитным полем.The relay has a small size, simple construction, “however, it does not exclude periodic opening of the reed switch when controlling the alternating magnetic field.

Целью изобретения является исключение периодических размыканий геркона при управлении знакопеременным магнитным полем, упрощение конструкции, уменьшение мощности управления и габаритных размеров реле.The aim of the invention is the elimination of periodic disconnections of the reed switch when controlling alternating magnetic field, simplifying the design, reducing the control power and the overall dimensions of the relay.

Поставленная цель достигается тем, что реле снабжено ферромагнитной пластиной с насыщающимся участком в средней части, установленной вплотную к постоянному магниту со стороны, противоположной стороне, к которой примыкает геркон, катушка управления торцом установлена вплотную к указанной ферромагнитной пластине, причем геркон, постоянный магнит и ферромагнитная пластина расположены так, что их поперечные оси симметрии совмещены с продольной осью катушки управления.This goal is achieved by the fact that the relay is equipped with a ferromagnetic plate with a saturable area in the middle part, mounted close to the permanent magnet on the side opposite to the side that the reed switch adjoins, the end control coil is installed close to the specified ferromagnetic plate, and the reed switch, permanent magnet and ferromagnetic The plate is arranged so that their transverse axes of symmetry are aligned with the longitudinal axis of the control coil.

На фиг. 1 показано предлагаемое реле, общий вид; на фиг. 2 и 3 направления магнитных потоков магнита и катушки в ферромагнитной пластине в разные полупериоды тока в катушке управления.FIG. 1 shows the proposed relay, a general view; in fig. 2 and 3 directions of magnetic fluxes of the magnet and coil in a ferromagnetic plate in different current half-periods in the control coil.

Реле содержит геркон 1 и устройство управления переменным током, включающее постоянный магнит 2, ферромагнитную пластину 3 и катушку 4.The relay contains a reed switch 1 and an alternating current control device including a permanent magnet 2, a ferromagnetic plate 3 and a coil 4.

Вдоль баллона геркона 1 установлен постоянный магнит 2. Направление намагниченности магнита параллельно продольной оси геркона. К магниту с другой стороны (относительно геркона) плотно прилегают , 'ферромагнитная пластина 3, содержащая в средней части участок уменьшенного сечения, т.е. участок насыщения. Поперечные оси симметрии геркона, постоянного магнита и пластины совмещены между собой, а также с продольной осью 00¹ катушки 4, при? мыкающей торцовой поверхностью к пластине 3. С целью уменьшения магнитного сопротивления потоку катушки магнитная цепь может быть замкнута с помощью сердечника 5 и скобы 6,A permanent magnet 2 is mounted along the cylinder of the reed switch 1. The magnetisation direction of the magnet is parallel to the longitudinal axis of the reed switch. On the other hand (relative to the reed switch), the magnet fits snugly, the ferromagnetic plate 3, which contains in the middle part a section of reduced section, i.e. plot of saturation. The transverse axes of symmetry of the reed switch, permanent magnet and plate are aligned with each other, as well as with the longitudinal axis 00 ^{1 of} coil 4, with? poking end surface to the plate 3. In order to reduce the magnetic resistance to the flow of the coil, the magnetic circuit can be closed with the help of the core 5 and the bracket 6,

10, которые могут иметь различные кон;фигурации и служить в качестве корпусных деталей.10, which may have different con ﬁ gulations and serve as body parts.

Реле работает следующим образом.The relay works as follows.

В исходном состоянии (при от15 сутствии напряжения на катушке) магнитный поток постоянного магнита практически полностью замыкается через пластину 3, причем его величина недостаточна для насыщения участкаIn the initial state (in the absence of voltage on the coil), the magnetic flux of the permanent magnet almost completely closes through plate 3, and its magnitude is not sufficient to saturate the area

20 уменьшенного сечения. При этом геркон находится в разомкнутом состоянии.20 reduced section. In this case, the reed switch is in the open state.

При подаче на катушку переменного напряжения, например, синусоидальной формы частоты 50 Гц, на участкеWhen applying to the coil AC voltage, for example, a sinusoidal frequency of 50 Hz, in the area

25 насыщения появляется кроме магнитного потока Ф_м постоянного магнита, два переменных потока катушки противоположных направлений, причем эти потоки меняют свои направления25 except for the saturation magnetic flux appears F _m of the permanent magnet, two coils flow in opposite directions variables, and these flows change their direction

30 в каждый полупериод напряжения на катушке. В зависимости от направления этих потоков происходит их суммирование с потоком постоянного магнита на одной из половин участка насыщения. При обозначенной на фиг.1 полярности постоянного магнита в одном из полупериодов суммируются, как показано на фиг. 2, значения потоков магнита ф_м и катушки ф£ . Насыщается одна половина участка30 in each half period of the voltage on the coil. Depending on the direction of these flows, they are summed with the flow of a permanent magnet in one of the halves of the saturation region. With the polarity of the permanent magnet indicated in FIG. 1, in one of the half periods, as shown in FIG. 2, the magnet flux values f _m and the coil f £. One half of the plot is saturated

40 насыщения (на фиг. 2 условно заштрихована) . При магнитном потоке катушки другой полярности происходит аналогичным образом насыщение второй половины участка насыщения40 saturation (in Fig. 2 conditionally shaded). With a magnetic flux coil of a different polarity, the second half of the saturation section is similarly saturated.

45 (фиг. 3) . , .45 (Fig. 3). ,

Таким образом, участок уменьшенного сечения практически насыщен постоянно при напряжении на катушке управления, и магнитный поток в немThus, the area of reduced cross-section is almost constantly saturated with the voltage on the control coil, and the magnetic flux in it

50 при каждой полуволне имеет трапецеидальную форму. С насыщением участка насыщения основная часть потока постоянного магнитазамыкается через геркон, и он срабатывает. Гер55 кон остается в замкнутом положении при наличии напряжения на катушке.50 at each half-wave has a trapezoidal shape. With the saturation of the saturation region, the main part of the flow of a permanent magnetically is locked through the reed switch, and it works. Ger55 Kon remains in a closed position in the presence of voltage on the coil.

За счет подбора площади поперечного сечения участка насьвценИя достигается большая крутизна фронта потокаDue to the selection of the cross-sectional area of the on-site area, a large steepness of the flow front is achieved.

60 на нем и в момент перехода через60 on it and at the time of transition through

нуль, который длится кратковременно, в контакт-деталях ¹ геркона сохраняется значение потока магнита, достаточное для удержания его в замкнутом состоянии. Следовательно, устраня⁰⁵ ются периодические размыкания герко*zero, which lasts briefly, in the contact details ^{1 of the} reed switch, the magnet flux is sufficient to keep it in a closed state. Therefore, eliminating ⁰⁵ are periodic opening Gerco *

5five

913477913477

66

на при знакопеременном токе в катушке управления.on with alternating current in the control coil.

С целью подтверждения работоспособности предложенного реле разрабатывают и изготовляют опытные образцы реле на базе герконов типа КЭМ-1. Данные катушки управления: длина 27 (·«? внутренний диаметр 7 мм; наружный диаметр 16 мм; диаметр провода 0,1мм; число витков 5000.In order to confirm the efficiency of the proposed relay, relay prototypes are developed and manufactured on the basis of KEM-1 type reed switches. Data of the control coil: length 27 (· “? Inner diameter 7 mm; outer diameter 16 mm; wire diameter 0.1 mm; number of turns 5000.

_Используют постоянные магниты_Permanent magnets are used.

из ЮНДК с размерами 2x7, 5x25 мм с различными значениями магнитного ίпотока в нейтральном сечении и пластины с различными сечениями участка насыщения.from the UNDK with dimensions of 2x7,5x25 mm with different values of the magnetic flux in the neutral section and a plate with different sections of the saturation region.

Для установления влияния разброса параметров геркона используют герконы с различными МДС срабатывания и отпускания и коэффициентом возврата, характерными для групп чувствительности А. На катушку подается напряжение проьыяленной частоты 50 Гц. Процессы эадыкания и размыкания геркона контролируются с помощью стробоскопического осциллографа С7-12.To establish the influence of the variation of the parameters of the reed switch, use reed switches with different MDS tripping and release and return coefficient characteristic for sensitivity groups A. A voltage of lost frequency 50 Hz is applied to the coil. The process of eekkaniya and disconnection of the reed switch is controlled using a C7-12 stroboscopic oscilloscope.

В результате исследований установлено, что реле функционирует нормально, т.е. геркон четко замыкается, и размыкается соответственно при подаче и отключении напряжения иAs a result of the research, it was established that the relay functions normally, i.e. the reed switch is clearly closed and opens, respectively, when voltage is applied and disconnected and

10ten

1515

2020

2525

30thirty

не происходит периодических размыканий при наличии напряжения на катушке независимо от параметров срабатывания геркона.there is no periodic opening in the presence of voltage on the coil, regardless of the response parameters of the reed switch.

Выявлено,что на работоспособность реле не влияет величина коэффициента возврата геркона. Например, один из нормально функционирующих образцов реле имеет следующие данные: величина потока в нейтральном сечении магнита 1б · Ю"⁴ Вб; сечение -участ-40 ка насыщения пластины из стали 20864 12 мм²"; МДС срабатывания геркона 50-70 А; МДС отпускания геркона 22-42 А; мощность срабатывания 1,5-1,8 ВА. 45Revealed that the performance of the relay does not affect the magnitude of the return coefficient of the reed switch. For example, one of the normally functioning relays samples has the following information: the quantity of flow in the neutral section of the magnet 1b xlO ^"4 Wb; section -participation saturation ka-40 steel plates of 12 mm ² 20864"; MDS triggering reed switch 50-70 A; MDS releasing reed switch 22-42 A; power of operation 1,5-1,8 VA. 45

3535

Реле переменного тока предложенной конструкции отличается от известных простотой. Конструктивные узлы из геркона и постоянного маг- 50 нита используются, в герконовых реле (например, серии РПГ-5, РПГ-9 и РМГ), технология их сборки проста и отработана в серийном производстве. Пластины с участком уменьшенного 55The AC relay of the proposed design differs from the known simplicity. Constructive units of the reed switch and permanent magnet are used in reed relays (for example, RPG-5, RPG-9 and RMG series), the technology of their assembly is simple and tested in mass production. Plates with a reduced area of 55

сечения являются частью магнитопровода, характерного для всех реле, т.е. его наличие не увеличивает номенклатуру конструктивных элементов реле. Схема управления реле состоит только из катушки и не содержит выпрямителей. Установка геркона, вне катушки упрощает процесс сборки реле. Следовательно, снижается себестоимость реле.The sections are part of the magnetic circuit characteristic of all relays, i.e. its presence does not increase the nomenclature of structural elements of the relay. The control circuit of the relay consists only of a coil and does not contain rectifiers. Installing the reed switch outside the coil simplifies the assembly process of the relay. Consequently, the cost of the relay is reduced.

Кроме того, для предложенного реле характерно уменьшение потребляемой мощности реле.In addition, the proposed relay is characterized by a decrease in the power consumption of the relay.

Магнитный поток, необходимый для срабатывания геркона, обеспечивает постоянный магнит, а магнитный поток катушки в предложенном реле используется только для насыщения участка уменьшенного сечения. Материал и сечение участка насыщения, а также величина магнитного потока постоянного магнита подбираются таким образом, что насыщение наступает при незначительной величине потока катушки, т.е. при небольшой мощности потребления. Это, в свою очередь, ведет к уменьшению расхода электроэнергии при эксплуатации реле.The magnetic flux required to trigger the reed switch provides a permanent magnet, and the magnetic flux of the coil in the proposed relay is used only to saturate the section of reduced section. The material and cross section of the saturation section, as well as the magnitude of the magnetic flux of the permanent magnet, are selected in such a way that saturation occurs at a negligible coil flux, i.e. with a small power consumption. This, in turn, leads to a decrease in power consumption during the operation of the relay.

II

Малая мощность потребления катушки, а также возможность создания замкнутой магнитной цепи без воздушных зазоров (кроме паразитных зазоров) позволяет уменьшить габаритные размеры катушки и, следовательно, реле. При этом уменьшается вес реле, что ведет к экономии материала.Low power consumption of the coil, as well as the ability to create a closed magnetic circuit without air gaps (except for parasitic gaps) allows to reduce the overall dimensions of the coil and, therefore, the relay. This reduces the weight of the relay, which leads to material savings.

Claims

Claim

A relay containing a control coil, a reed switch, a permanent magnet sticking to the reed switch and magnetized in the direction of its longitudinal axis, characterized in that, in order to exclude periodic reed-openings when controlling the alternating magnetic field, simplify the design, reduce the size and power of the control, it is equipped ferromagnetic plate with nasitsayuschimsya site in the middle part, installed close to the permanent magnet from the side opposite to the side, which adjoins the reed switch, control coil tor ohm installed in contact with said ferromagnetic plate, and a reed switch, a permanent magnet and a ferromagnetic plate is disposed so that its transverse axis of symmetry aligned with the longitudinal axis of the control coil.

I