РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА С УВЕЛИЧЕННЫМ ТОКОМ СРАБАТЫВАНИЯ

Полезная модель относится к области электротехники и может использоваться в качество быстродействующего реле в устройствах автоматики.
Известно реле постоянного тока с повышенным быстродействием, содержащее источник питания с плюсовой и минусовой клеммами, последовательно включенные добавочные резистор и катушка, размещенная на сердечнике, замыкающие и размыкающие контакты [1]. Данное реле нашло широкое применение из-за простоты схемы и конструкции, поскольку в нем для повышения быстродействия уменьшена постоянная времени за счет добавочного резистора. Однако включение резистора в новую цепь питания катушки ведет к увеличению потерь мощности, поэтому область применения данного реле ограничена.
Техническим результатом полезной модели является уменьшение потерь мощности при включении реле.
Требуемый технический результат достигается тем, что в реле постоянного тока с увеличенным током срабатывания, содержащее источник питания с плюсовой и минусовой клеммами, последовательно соединенные ограничительный резистор и катушку, размещенную на сердечнике, якорь, группы замыкающих и размыкающих контактов, при этом плюсовая клемма источника питания подключена к первому выводу ограничительного резистора, а минусовая клемма источника питания соединена со свободным выводом катушки, введен транзисторный ключ, содержащий цепь смещения тока базы транзистора и непосредственно транзистор, причем указанная цепь содержит последовательно соединенные диод обратного включения, резистор и конденсатор, катод указанного диода соединен с плюсовой клеммой источника питания, анод названного диода соединен с базой транзистора, свободный вывод конденсатора соединен с минусовой клеммой источника питания, эмиттер транзистора подключен к первому выводу ограничительного резистора, коллектор транзистора подключен к второму выводу указанного резистора, а группы замыкающих и размыкающих контактов содержат первую группу контактов, объединяющую замыкающие контакты 5-1, 5-2, …, 5-n и вторую группу контактов, объединяющую размыкающие контакты 6-1, 6-2, …, 6-m.
На чертеже изображена схема реле постоянного тока с увеличенным током срабатывания.
Реле постоянного тока содержит источник питания 1 с плюсовой 1-1 и минусовой 1-2 клеммами, транзисторный ключ 2, содержащий цепь смещения тока базы 2-1 и непосредственно транзистор 2-2, ограничительный резистор 3, катушку 4, размещенную на сердечнике (не обозначен), якорь (не обозначен), первую группу контактов 5, объединяющую замыкающие контакты 5-1, 5-2, …, 5-n и вторую группу контактов 6, объединяющую размыкающие контакты 6-1, 6-2, …, 6-m, причем цепь смещения тока базы 2-1 содержит последовательно включенные диод обратного включения 2-3, резистор 2-4 и конденсатор 2-5, при этом катод диода (не обозначен) соединен с плюсовой клеммой 1-1 источника питания 1, анод указанного диода (не обозначен) соединен с базой транзистора (не обозначена), эмиттер транзистора (не обозначен) соединен с первым выводом (не обозначен) ограничительного резистора 3, коллектор транзистора (не обозначен) соединен с вторым выводом (не обозначен) указанного резистора, а свободный вывод конденсатора 2-5 подключен к минусовой клемме 1-2 источника питания 1. Якорь (не обозначен) соединен механически с сердечником (не обозначен), а механические связи якоря с первой группой контактов 5, объединяющей замыкающие контакты 5-1, 5-2, …, 5-n и второй группой контактов 6, объединяющей размыкающие контакты 6-1, 6-2, …, 6-m не показаны. Все элементы схемы реле серийно выпускаются отечественной промышленностью.
Реле постоянного тока с увеличенным током срабатывания работает следующим образом. При появлении напряжения на плюсовой 1-1 и минусовой 1-2 клеммах источника питания 1 начинает заряжаться конденсатор 2-5 цепи смещения тока базы 2-1 транзистора 2-2. Величины резистора 2-4 и конденсатора 2-5 выбираются такими, чтобы транзистор 2-2 работал в режиме ключа и при протекании тока / он был полностью открыт.Поскольку в режиме ключа сопротивление перехода эмиттер-коллектор транзистора 2-2 близко нулю, то ограничительный резистор 3 будет закорочен и ток срабатывания катушки будет пропорционален полному напряжению источника питания 1. Цепь протекания тока срабатывания плюсовая клемма 1-1, эмиттер транзистора 2-2, эмиттерно-каллекторный переход транзистора 2-2, катушка 4, минусовая клемма 1-2 источника питания 1. Под действием большого тока в магнитной системе реле создается значительная МДС и якорь притягивается, что приводит к замыканию контактов 5-1, 5-2, …, 5-n первой группы 5 и размыканию контактов 6-1, 6-2, …, 6-m второй группы контактов 6.
Таким образом в данном реле время срабатывания уменьшено за счет введения добавочного резистора, т.е. уменьшения постоянной времени, а потери мощности в момент срабатывания электромагнита на указанном резисторе исключены за счет его шунтирования эмиттерно-коллекторным переходом транзистора. Указанное шунтирование обусловило рост тока срабатывания, предопределившего уменьшение времени срабатывания.
Источники, принятые во внимание
[1] Родштейн Л.А. Электрические аппараты. Л., Энергоатомиздат, 1989, стр 144, рис. 8.12, а.