БЕСТОКОВОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к низковольтному аппаратостроению, и может быть использовано в реле, контакторах и пускателях. Магнитные пускатели и реле, применяющиеся во всех сферах нашей жизни, обладают одним общим недостатком: для их работы во время коммутации электрических цепей им требуется напряжение. Оно нужно не только для включения, но, самое существенное, и для выполнения работы по коммутации электрических цепей, что сопряжено с затратами электроэнергии.
Известно электромагнитное реле, см. патент РФ №16633, 20.01.2001. Данное реле содержит электромагнит с сердечником, внешний поворотный якорь, опирающийся на ярмо электромагнита и имеющий возвратную пружину, контактную систему с упругим элементом, соединенным с якорем электромагнита, и обладающую, по меньшей мере, двумя парами контактов. При этом упругий элемент выполнен плоским, П-образной формы для двух пар контактов, соединен с якорем электромагнита тремя точками крепления, две из которых - крайне верхние, а третья точка крепления упругого элемента расположена по оси той пары контактов, которой требуется большее усилие прижатия, и смещена относительно первых двух точек крепления на расстояние, определяющее усилие прижатия данной пары контактов. Недостатком данного реле является достаточно долгое время разрыва цепи, из-за чего может происходить «подгорание» контактов, ведущее затем к возникновению неисправности.
Наиболее близким техническим решением является электромагнитный коммутационный аппарат, см. патент РФ №2087981, от 20.08.1997. Данный аппарат содержит двух катушечный электромагнит клапанного типа, контактные блоки, установленные на скобе магнитопровода, поворотный рычаг, симметричные плечи которого шарнирно связаны с траверсами контактных блоков с возможностью совершения при повороте якоря возвратно-поступательного движения в двух взаимнопротивоположных направлениях, а рычаг шарнирно закреплен на вертикальной оси симметрии аппарата и расположен перпендикулярно этой оси, на концах рычага симметрично относительно его оси вращения установлены два якоря, причем один из них установлен над отгибами Г-образных магнитопроводов одной катушки, а второй - под отгибами Г-образных магнитопроводов второй катушки упомянутыми отгибами и боковой поверхностью катушки. В данном решении скорость срабатывания электромагнита на отключение довольно высока, что сопряжено с увеличением веса электромагнита, соответственно из-за чего недостатком данного устройства является большой вес.
Технический результат заявляемого технического решения - увеличение быстродействия, уменьшения веса.
Технический результат достигается тем, что бестоковое электромагнитное реле содержит:
- два неподвижно закрепленных электромагнита связанных с электрической сетью,
- четырехплечевой рычаг, закрепленный на опоре и вращаемый электромагнитами на некоторый угол в вертикальной плоскости по- и против часовой стрелки, два плеча которого расположены в горизонтальной плоскости напротив электромагнитов, а два других - в вертикальной,
- закрепленную снизу на нижнем плече четырехплечевого рычага, расположенного в вертикальной плоскости, пружину, находящуюся в сжатом состоянии, которая установлена на своей опоре, и имеющая возможность поворачивать на некоторый угол по- и против часовой стрелки четырехплечевой рычаг вокруг его опоры,
- установленную сверху с зазором на верхнее плечо четырехплечевого рычага, расположенного в вертикальной плоскости, пластмассовую пластину,
- по меньшей мере, две пары контактов, два из которых закреплены в пластмассовой пластине имеющую подвижную связь посредством зазора с четырехплечевым рычагом и каждый из которых связан с соответствующим электромагнитом, а два других контакта жестко закреплены в своих опорах по разным сторонам от контактов, закрепленных в пластмассовой пластине, и каждый связан с контактами управляющего переключателя, электрической сети.
Кроме того в пластмассовой пластине может быть дополнительно установлен, по меньшей мере, один контакт, который имеет возможность связи с, по меньшей мере, одним контактом жестко закрепленном в своей опоре, и связанный с электрической сетью.
Заявленное техническое решение поясняется фигурой 1.
Предлагается устройство, показанное на фиг. 1, состоит из электромагнитов ЭМ1, ЭМ2, четырехплечевого рычага 1, вращающегося на некоторый угол в плоскости рисунка по- и против часовой стрелки на точке опоры 2, пружины 3, находящейся в сжатом состоянии и имеющей возможность поворачиваться на некоторый угол по- и против часовой стрелки в плоскости рисунка относительно точки опоры 4, групп контактов A, B, пластмассовой пластины 5, имеющей подвижную связь с плечом 6 четырехплечевого рычага 1 и обеспечивающей работу контактных групп А,В, группы УК управляющих контактов, зазора 7.
Устройство работает следующем образом. Положение четырехплечевого рычага при работе отличается от показанного на фиг. 1. Рычаг 1 при работе может занимать только два фиксированных положения относительно центра вращения 2: Положение 1 (рычаг повернут по часовой стрелке до прижима нижней части правого плеча рычага 1 к верхней части ЭМ2); Положение 2 (рычаг повернут против часовой стрелки до прижима нижней части левого плеча рычага 1 к верхней части ЭМ1). Контакты УК, управляемые либо человеком, либо каким-нибудь любым устройством, могут занимать только два фиксированных положения: замкнуты управляющие контакты 2-1 или замкнуты управляющие контакты 2-3.
1. Положение 1 рычага 1. При замкнутых контактах УК.2-УК.1 включается ЭМ2 по цепи: замкнутые контакты А.3-А.4 (эти контакты замкнуты, т.к. при предыдущем включении рычаг 1 был в положении, когда нижняя часть левого плеча рычага 1 была прижата под воздействием пружины 3 к верхней части ЭМ1, а плечо 6 при повороте против часовой стрелки посредством пластмассовой пластины 5 перевело контакты А.3-А.4 в замкнутое состояние), ЭМ2. Зазор 7 обеспечивает конструктивно заданную выдержку времени, необходимую для своевременного переключения контактов группы A: их переключение происходит тогда, когда центр верхней части пружины 3, вращаясь против часовой стрелки относительно опоры 4, пересечет линию, проходящую через центры точек опор 2, 4 и ее дальнейшее вращение под воздействием магнитного поля и разжиманием пружины 3 происходит экспоненциально и необратимо. В этот момент происходит размыкание контактов А.3-4, прерывающих питание обмотки ЭМ2, и дальнейший поворот рычага 1 происходит только под воздействием разжимающейся пружины 3. Контакты А.1-2 замыкаются, подготавливая цепь работы ЭМ1. Контакты УК.2-1 продолжают оставаться включенными до появления управляющего сигнала, переключающего контакты УК в другое положение.
2. Положение 2 рычага 1. При замкнутых контактах УК.2-УК.3 включается ЭМ1 по цепи: замкнутые контакты А.2-А.1 (эти контакты замкнуты, т.к. при предыдущем включении рычаг 1 был в положении, когда нижняя часть правого плеча рычага 1 была прижата под воздействием пружины 3 к верхней части ЭМ2, а плечо 6 при повороте по часовой стрелке посредством пластмассовой пластины 5 перевело контакты А.2-А.1 в замкнутое состояние), ЭМ1. Происходит размыкание контактов А.2-1, прерывающих питание обмотки ЭМ1, и дальнейший поворот рычага 1 происходит только под воздействием разжимающейся пружины 3. Контакты А.3-4 замыкаются, подготавливая цепь работы ЭМ2. Контакты УК.2-3 продолжают оставаться включенными до появления управляющего сигнала, переключающего контакты УК в другое положение.
Как видно из описания, заявляемое устройство потребляет энергию только в момент переключения, а конструкция устройства позволяет значительно снизить ток срабатывания электромагнитов ЭМ1, ЭМ2 наряду с сохранением конструктивно заданной силы прижима контактных групп A, B посредством сжатой пружины 3. Контактная группа В показана символически. В ней может быть несколько групп контактов, как в обычных реле и магнитных пускателях.
Предлагаемое устройство названо «бестоковым» лишь потому, что величина потребляемой им энергии во время работы сведена до ничтожно малого уровня.
Заявленная полезная модель может быть осуществлена с помощью известных в области техники средств и компонентов и соответствует условию "промышленная применимость".