РЕЛЕ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве быстродействующего электромеханического реле, предназначенного для максимальной токовой защиты электродвигателей.
Известно электромеханическое реле, содержащее электромагнит с обмоткой, стальной подвижный якорь и контактную систему, включающую неподвижную и подвижную части 1. Данное реле имеет простую конструкцию и схему, поэтому нашло широкое применение в различных отраслях техники, однако при его использовании затруднительно изменять уставки, так как в нем используется только одна катушка.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является реле, содержащее магнитную систему, состоящую из шихтованного сердечника и подвижного якоря, при этом на сердечнике расположены две катушки, концы обмоток которых выведены на зажимы, позволяющие с помощью перемычек получать последовательное или параллельное соединение обмоток и, соответственно, изменять величину уставок в два раза, и контактную систему, имеющую один замыкающий и один размыкающий контакты 2. В данном реле имеется возможность изменять уставки, поэтому оно нашло широкое применение в обеспечении максимальной токовой защиты электрических асинхронных и синхронных двигателей. Однако увеличение величины тока срабатывания реле предопределяет необходимость повышения быстродействия его срабатывания, в то время как динамические свойства реле остались прежними, что является основным недостатком реле.
Техническим результатом полезной модели является повышение быстродействия реле за счет введения в его схему элементов, уменьшающих его постоянную времени.
Поставленный технический результат достигается тем, что в реле, содержащем корпус, первый и второй зажимы для подключения источника питания, сердечник, две катушки, входы которых подсоединены к первому зажиму для подключения источника питания, якорь, демпфер и контактную систему, причем указанные зажимы и сердечник закреплены неподвижно на корпусе, упомянутые катушки расположены на сердечнике, демпфер и контактная система закреплены на якоре с возможностью перемещения в направлении сердечника, каждый из выходов катушек последовательно соединен с соответствующим резистором, зашунтированным соответствующим конденсатором, при этом выходы катущек соединены с вторым зажимом для подключения источника питания.
На чертеже изображена принципиальная электрическая схема включения катушек реле.
Реле содержит корпус ( не показан), первый 1-1 и второй 1-2 зажимы для подключения источника питания, сердечник (не показан), первая 2-1 и вторая 2-2 катушки, входы которых подключены к первому зажиму 1-1 для подключения источника питания, якорь, демпфер и контактную систему (не показаны), при этом выходы катушек 2-1 и 2-2 соединены со вторым зажимом 1-2 для подключения источника питания, соответственно, через резисторы 3-1 и 3-2, зашунтированные, соответственно, конденсаторами 4-1 и 4-2, соответственно. Включение резисторов 3-1 и 3-2 последовательно с катушками 2-1 и 2-2, соответственно, позволяет ускорить действие магнитной системы (сердечника и якоря) за счет уменьшения постоянной времени Т, которая зависит от индуктивности катушек L и сопротивления резисторов R
то есть чем больше сопротивление резистора, тем быстрее будет срабатывать реле. Однако, на любом сопротивлении при протекании тока наблюдается падение напряжения, из-за которого эффект ускорения срабатывания реле снижается, поэтому, чтобы достичь требуемого быстродействия реле.
T  L/R,
вводимые резисторы 3-1 и 3-2 необходимо зашунтировать конденсаторами 41 и 4-2, соответственно. Так как в начальный момент конденсатор представляет достаточно малое сопротивление, подводимое напряжение будет полностью подведено к катушке, что значительно ускорит время срабатывания реле в связи с тем, что электромагнитная сила зависит от квадрата тока, числа витков катушки, магнитной проводимости и длины силовой магнитной линии.
Реле работает следующим образом. В статическом состоянии, когда напряжение на первом и втором зажимах 1 для подключения источника питания отсутствует, катушки 2-1 и 2-2 будут обесточены, по резисторам 3-1 и 3-2 токи не протекают и конденсаторы 4-1 и 4-2 не заряжены. При этом электромагнитная сила, заставляющая якорь притягиваться к сердечнику отсутствует, поэтому контактная система находится в незамкнутом состоянии, и демпфер не работает. При появлении напряжения на первом и втором зажимах 1 для подключения источника питания по обеим катушкам 2-1 и 2-2 протекают токи, под действием которых возникает электромагнитная сила, обеспечивающая надежное притяжение якоря к сердечнику, при котором срабатывает контактная система, сигнализирующая о факте срабатывания реле. При снятии напряжения с первого и второго зажимов для подключения источника питания катушки 2-1 и 2-2 будут обесточены, и якорь вернется в первоначальное положение.
Источники, принятые во внимание:
1 В. А. Андреев, Релейная защита и автоматика систем электроснабжения, М., Высшая школа, 1991, с.65, рис.2.16.
2 Техническое обслуживание релейной зашиты и автоматики электростанций и электрических сетей. Ч. 1. Электромеханические реле. Под ред. Б.А. Алексеева, М., Изд-во ПЦ ЭПАС, 2000, с. 13, параграф 2.1, рис 3.2.