RU2742722C1 - Polarized single-winding electromagnetic relay - Google Patents
Polarized single-winding electromagnetic relay Download PDFInfo
- Publication number
- RU2742722C1 RU2742722C1 RU2020104990A RU2020104990A RU2742722C1 RU 2742722 C1 RU2742722 C1 RU 2742722C1 RU 2020104990 A RU2020104990 A RU 2020104990A RU 2020104990 A RU2020104990 A RU 2020104990A RU 2742722 C1 RU2742722 C1 RU 2742722C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- magnetic
- electromagnet
- polarized
- relay
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H51/00—Electromagnetic relays
- H01H51/22—Polarised relays
- H01H51/24—Polarised relays without intermediate neutral position of rest
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Electromagnets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области низковольтных электрических аппаратов, в частности к поляризованным коммутационным устройствам, и может использоваться при конструировании поляризованных реле, дистанционных переключателей промежуточных реле, а также магнитных пускателей и устройств с гибридной коммутацией.The invention relates to the field of low-voltage electrical devices, in particular to polarized switching devices, and can be used in the design of polarized relays, remote switches of intermediate relays, as well as magnetic starters and devices with hybrid switching.
Поляризованное реле в составе устройства имеет постоянный магнит, не меняющий направление магнитного потока за весь цикл работы реле. Магнитный поток постоянного магнита именуют поляризующим. На этом же магнитопроводе размещается электромагнитная обмотка управления, которая меняет направление магнитного потока в зависимости от полярности поданного напряжения на концы обмотки.The polarized relay in the device has a permanent magnet that does not change the direction of the magnetic flux during the entire cycle of the relay. The magnetic flux of a permanent magnet is called polarizing. On the same magnetic circuit, an electromagnetic control winding is located, which changes the direction of the magnetic flux depending on the polarity of the voltage applied to the ends of the winding.
Поток от данной обмотки называют рабочим.The flux from this winding is called working.
При протекании по обмотке управления тока необходимой полярности в одних рабочих зазорах потоки управления и поляризации складываются, а в других вычитаются. При определенной величине магнитного потока происходит переключение одного из якорей в другое положение.When the current of the required polarity flows through the control winding in some working gaps, the control and polarization flows are added, and in others they are subtracted. At a certain value of the magnetic flux, one of the armatures switches to another position.
Известно электромагнитное реле (патент по заявке 2018130670 от 23.08.2018) [1], содержащее два П-образных магнитопровода с обмотками для включения собственных якорей; два идентичных якоря поворотного типа на несущей детали и постоянные магниты на указанных якорях; магнитопроводящий упор для фиксирования крайних положений якорей, две траверсы, шарнирно связанные с каждым якорем, отличающееся тем, что электромагниты с собственными обмотками расположены якорями друг против друга и имеют один общий, фиксирующий якоря в крайних положениях, усеченный равнобедренный клинообразный магнитопроводящий упор, а на торце одного из якорей по центру толщины имеются два винтовых отверстия для крепления каретки, а на последней - соответственно два овальных отверстия.Known electromagnetic relay (patent application 2018130670 dated 08.23.2018) [1], containing two U-shaped magnetic circuits with windings to turn on their own armatures; two identical anchors of the rotary type on the supporting part and permanent magnets on the indicated anchors; a magnetic-conductive stop for fixing the extreme positions of the armatures, two traverses, pivotally connected to each armature, characterized in that the electromagnets with their own windings are located anchors against each other and have one common, fixing the armatures in the extreme positions, a truncated isosceles wedge-shaped magnetic conductive stop, and at the end one of the anchors in the center of the thickness has two screw holes for fastening the carriage, and on the last one there are respectively two oval holes.
Недостатками данного известного электромагнитного реле являются повышенный расход обмоточной меди; избыточная масса конструктивного магнитопроводящего материала, увеличенные габаритные размеры электромагнита, ограниченные функциональные возможности.The disadvantages of this known electromagnetic relay are the increased consumption of winding copper; excess weight of the constructive magnetically conductive material, increased overall dimensions of the electromagnet, limited functionality.
Известен также другой аналог поляризованного электромагнитного реле по патенту №2016111579 от 28.03.2016 [2], который содержит магнитопроводы, выполненные в виде двух стержней, параллельных друг другу с полюсными наконечниками, траверсу, обмотки, расположенные на указанных стержнях, якорь поворотного типа, состоящий из двух частей; постоянные магниты, размещенные между полюсными наконечниками и имеющие направление намагничивания от одного стержня к другому; два основных идентичных якоря поворотного типа, установленные на основной несущей детали, и дополнительный якорь на оси, который поочередно взаимодействует сначала с магнитной системой замыкающих контактов, а затем с магнитной системой размыкающих контактов.There is also known another analogue of a polarized electromagnetic relay according to patent No. 2016111579 dated 03/28/2016 [2], which contains magnetic circuits made in the form of two rods parallel to each other with pole pieces, a traverse, windings located on these rods, a rotary armature, consisting two-piece; permanent magnets placed between the pole pieces and having a magnetization direction from one rod to another; two main identical rotary type armatures installed on the main bearing part, and an additional anchor on the axis, which alternately interacts first with the magnetic system of the NO contacts, and then with the magnetic system of the NC contacts.
Недостатками магнитной системы указанного аналога являются увеличенные массогабаритные размеры, что ведет к чрезмерному расходу дефицитной обмоточной меди и к трудоемкости изготовления.The disadvantages of the magnetic system of this analogue are the increased weight and dimensions, which leads to excessive consumption of scarce winding copper and to the complexity of manufacturing.
Наиболее близким к заявленному решению по технической сущности и достигаемому результату является поляризованное электромагнитное реле (патент по заявке 2018130670/07 от 23.08.2018), которое содержит два П-образных магнитопровода с обмотками для включения собственных якорей; два идентичных якоря поворотного типа на несущей детали и постоянные магниты на указанных якорях; магнитопроводящий упор для фиксирования крайних положений якорей, две траверсы, шарнирно связанные со своими якорями, отличающиеся тем, что электромагниты с собственными обмотками расположены якорями друг против друга и имеют один общий, фиксирующий якоря в крайних положениях, усеченный равнобедренный клинообразный магнитопроводящий упор, а на торце одного из якорей по центру толщины имеются два винтовых отверстия для крепления каретки, а на последней - соответственно два овальных отверстия.The closest to the claimed solution in terms of the technical essence and the achieved result is a polarized electromagnetic relay (patent application 2018130670/07 dated 08/23/2018), which contains two U-shaped magnetic circuits with windings to turn on their own armatures; two identical anchors of the rotary type on the supporting part and permanent magnets on the indicated anchors; a magnetic-conductive stop for fixing the extreme positions of the armatures, two traverses, pivotally connected with their anchors, characterized in that the electromagnets with their own windings are located anchors against each other and have one common, fixing the armatures in the extreme positions, a truncated isosceles wedge-shaped magnetic conductive stop, and at the end one of the anchors in the center of the thickness has two screw holes for fastening the carriage, and on the last one there are respectively two oval holes.
Однако это электромагнитное реле имеет высокий расход обмоточной меди, избыточную конструктивную массу магнитомягкого материала магнитопровода и увеличенные габаритные размеры электромагнита.However, this electromagnetic relay has a high consumption of winding copper, excess structural mass of the magnetically soft magnetic material of the magnetic circuit and increased overall dimensions of the electromagnet.
Целью предлагаемого изобретения является экономия дефицитной обмоточной меди, снижение конструктивной массы магнитомягкого материала магнитопровода и уменьшение габаритов поляризованного реле в целом, упрощение управления поляризованным реле.The aim of the present invention is to save scarce winding copper, reduce the structural mass of the soft magnetic material of the magnetic circuit and reduce the size of the polarized relay as a whole, simplify the control of the polarized relay.
Указанная цель достигается тем, что два идентичных якоря с постоянными магнитами, намагниченными в одном направлении, установлены на общем основании так, что они имеют один общий стержневой магнитопровод с рабочей обмоткой и прикрепленную на нем с помощью винта через овальное отверстие в каретке свободно скользящую в противоположных направлениях каретку, выступающую за пределы стержня магнитопровода на 0,2÷0,3 мм. Каретка может быть установлена как на одном конце магнитопровода, так и на обоих. Для перехода любого якоря, с замкнутого на магнитопроводе, в противоположное положение необходимое усилие обеспечивается через скользящую каретку кинетической энергией другого якоря. Так как трогание с места размыкающего контакт якоря на второй магнитной системе начинается в конце срабатывания замыкающего контакт якоря после удара последнего скользящей кареткой, то происходит задержание во времени начала срабатывания размыкающего контакта. Согласно указанной механике последовательного приведения в движение контактов обеспечивается перекрытие во времени включенного состояния контактов на противоположных траверсах.This goal is achieved by the fact that two identical armatures with permanent magnets, magnetized in the same direction, are installed on a common base so that they have one common core magnetic circuit with a working winding and attached to it with a screw through an oval hole in the carriage sliding freely in opposite directions of the carriage protruding beyond the core of the magnetic core by 0.2 ÷ 0.3 mm. The carriage can be installed both at one end of the magnetic circuit, and at both. For the transition of any armature, closed on the magnetic circuit, to the opposite position, the required force is provided through the sliding carriage by the kinetic energy of the other armature. Since the start of the armature opening contact on the second magnetic system starts at the end of the armature closing contact actuation after the last hit by the sliding carriage, there is a delay in the start time of the opening contact actuation. According to the specified mechanics of sequential actuation of contacts, overlapping in time of the on state of the contacts on opposite traverses is provided.
По предложенному изобретению изготовлен макетный образец.A prototype was made according to the proposed invention.
Испытание образца показало время перекрытия между контактами в пределах 1,8-2,2 мс.Sample testing showed an overlap time between contacts in the range of 1.8-2.2 ms.
Предложенное поляризованное реле с одной общей обмоткой на стержневом магнитопроводе с идентичными якорями, намагниченными в одном направлении, обеспечивает экономию дефицитной меди в 1,5 раза, снижение конструктивной массы магнитомягкого материала в 1,2 раза и уменьшение габаритов поляризованного электромагнита в 1,4 раза.The proposed polarized relay with one common winding on a core magnetic circuit with identical armatures magnetized in one direction provides a 1.5-fold savings in scarce copper, a 1.2-fold reduction in the constructive mass of a soft magnetic material, and a 1.4-fold reduction in the size of a polarized electromagnet.
Техническим результатом данного изобретения является экономия обмоточной меди, снижение конструктивной массы магнитомягкого материала магнитопровода и уменьшение габаритов поляризованного малогабаритного реле в целом.The technical result of this invention is to save winding copper, reduce the structural mass of the soft magnetic material of the magnetic circuit and reduce the size of the polarized small-sized relay as a whole.
Технический результат данного изобретения достигается тем, что в устройстве используется электромагнит в виде простого стержня с одной обмоткой, который поочередно используется и для включения и для отключения реле благодаря постоянным магнитам на якорях, намагниченным в направлении, совпадающем с полем обмотки электромагнита. Данное техническое решение, кроме экономии обмоточной меди, уменьшения габаритов и массы, удобства управления поляризованным реле, упрощает технологию изготовления магнитопровода. Использование для переключения любого якоря кинетической энергии другого уменьшает потребляемую мощность и исключает отскок срабатывающего якоря в момент удара путем его торможения кареткой и ослабления силу удара при срабатывании. Кроме того, в связи с возможностью подачи на обмотку напряжения одной и той же полярности и при включении и при отключении реле упрощается устройство управления.The technical result of this invention is achieved by the fact that the device uses an electromagnet in the form of a simple rod with one winding, which is alternately used to turn on and off the relay due to permanent magnets on the armatures magnetized in the direction coinciding with the field of the electromagnet winding. This technical solution, in addition to saving winding copper, reducing the size and weight, ease of control of the polarized relay, simplifies the manufacturing technology of the magnetic circuit. The use of kinetic energy of another for switching any armature reduces power consumption and eliminates the rebound of the operating armature at the moment of impact by braking it with the carriage and weakening the force of the impact during triggering. In addition, in connection with the possibility of supplying voltage to the winding of the same polarity both when the relay is turned on and when the relay is turned off, the control device is simplified.
При анализе уровня техники, в целях проверки новизны заявляемого однообмоточного и однокатушечного малогабаритного поляризованного реле, не обнаружены аналоги и прототипы с перечисленной совокупностью вышеуказанных признаков, следовательно, описанное техническое решение соответствует критерию новизны.When analyzing the prior art, in order to test the novelty of the claimed single-winding and single-coil small-sized polarized relay, no analogues and prototypes with the listed combination of the above features were found, therefore, the described technical solution meets the criterion of novelty.
На фиг. 1 показана кинематическая схема поляризованного однообмоточного реле с перекрытием замыкающих и размыкающих контактов; на фиг. 2 - общий вид якорей поляризованного однообмоточного реле с перекрытием замыкающих и размыкающих контактов; на фиг. 3 - схема однообмоточного поляризованного реле с распределением магнитных и электромагнитных потоков.FIG. 1 shows a kinematic diagram of a polarized single-winding relay with overlapping make and break contacts; in fig. 2 is a general view of the armatures of a polarized single-winding relay with overlapping make and break contacts; in fig. 3 is a diagram of a single-winding polarized relay with the distribution of magnetic and electromagnetic fluxes.
Поляризованное однообмоточное электромагнитное реле (фиг. 1, 2, 3) содержит: магнитопровод - стержень 1, обмотку 2, расположенную на магнитопроводе, якоря 3 и 3' поворотного типа, расположенные между соответствующими фиксирующими упорами 4 и 4' и магнитопроводом, с постоянными магнитами 5, намагниченными, например, в направлении от пластины 6 к пластине 6', траверсы 7 и 7', контакты 8 и 8', 9 и 9' и скользящую каретку 10.A polarized single-winding electromagnetic relay (Fig. 1, 2, 3) contains: a magnetic circuit - a
Предложенное однообмоточное поляризованное электромагнитное реле работает следующим образом.The proposed single-winding polarized electromagnetic relay operates as follows.
В начальном положении поляризованное реле может иметь следующее состояние: один из якорей, например, якорь 3, замкнут на магнитопровод - сердечник катушки 2, и его контакт 9 на траверсе - 7. Второй якорь 3' разомкнут и фиксируется упором 4', и его контакты 9' на траверсе 7' разомкнуты.In the initial position, the polarized relay can have the following state: one of the armatures, for example,
При подаче напряжения на обмотку 2 через контакты 8' возбуждаемый им рабочий магнитный поток Фр проходит через сердечник 1, якорь 3 и упор 4 с одной стороны, а с другой симметричной стороны - через сердечник 1, якорь 3' и фиксирующий упор 4'.When voltage is applied to winding 2 through contacts 8 ', the working magnetic flux Fr excited by it passes through
При этом потоки Фр и Фп' в зазоре складывается, а в зазоре вычитаются. При достаточном уровне магнитного потока происходит перебрасывание якоря 3' на сердечник 1 и удар по якорю 3 через каретку 10, и кинетическая энергия якоря 3' перебрасывает якорь 3, отключенный к этому моменту от магнитного потока обмотки 2 контактами 8', в новое устойчивой положение. При обесточивании обмотки 2 якорь 3 удерживается на упоре 4, а якорь 3' - на сердечнике обмотки 2 постоянными магнитами 5 соответственно.In this case, the fluxes Фр and Фп 'in the gap folds, and in the gap are deducted. With a sufficient level of magnetic flux, the armature 3 'is thrown onto the
Для возврата якорей в исходное положение напряжение на катушку подается через контакты 8 при том же направлении тока.To return the armatures to their original position, the voltage is applied to the coil through
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020104990A RU2742722C1 (en) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | Polarized single-winding electromagnetic relay |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020104990A RU2742722C1 (en) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | Polarized single-winding electromagnetic relay |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2742722C1 true RU2742722C1 (en) | 2021-02-10 |
Family
ID=74554399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020104990A RU2742722C1 (en) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | Polarized single-winding electromagnetic relay |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2742722C1 (en) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU466568A1 (en) * | 1969-09-16 | 1975-04-05 | Предприятие П/Я А-7147 | Timed relay |
SU1269217A1 (en) * | 1985-01-02 | 1986-11-07 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Релестроения | Electromagnetic relay |
DE4403420A1 (en) * | 1994-02-04 | 1995-08-10 | Fluid Systems Partners S A | Linear electromagnetic drive for control elements |
RU2076377C1 (en) * | 1994-09-15 | 1997-03-27 | Леонид Андреевич Гозун | Polarized relay with magnetic system responding to single-polarity current |
US6078232A (en) * | 1998-10-16 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Electromagnetic relay |
RU68180U1 (en) * | 2007-04-16 | 2007-11-10 | Михаил Иванович Воронин | ELECTROMAGNETIC HIGH VOLTAGE HIGH FREQUENCY RELAY |
RU81844U1 (en) * | 2008-11-05 | 2009-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Технос" | POLARIZED ELECTROMAGNET |
RU2397567C1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-08-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Polarised electromagnet |
RU2653532C2 (en) * | 2016-03-28 | 2018-05-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева" | Polarized electromagnet |
RU2713475C1 (en) * | 2018-08-23 | 2020-02-05 | Игорь Александрович Тимофеев | Polarized miniature electromagnetic relay |
-
2020
- 2020-02-03 RU RU2020104990A patent/RU2742722C1/en active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU466568A1 (en) * | 1969-09-16 | 1975-04-05 | Предприятие П/Я А-7147 | Timed relay |
SU1269217A1 (en) * | 1985-01-02 | 1986-11-07 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Релестроения | Electromagnetic relay |
DE4403420A1 (en) * | 1994-02-04 | 1995-08-10 | Fluid Systems Partners S A | Linear electromagnetic drive for control elements |
RU2076377C1 (en) * | 1994-09-15 | 1997-03-27 | Леонид Андреевич Гозун | Polarized relay with magnetic system responding to single-polarity current |
US6078232A (en) * | 1998-10-16 | 2000-06-20 | Nec Corporation | Electromagnetic relay |
RU68180U1 (en) * | 2007-04-16 | 2007-11-10 | Михаил Иванович Воронин | ELECTROMAGNETIC HIGH VOLTAGE HIGH FREQUENCY RELAY |
RU81844U1 (en) * | 2008-11-05 | 2009-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Технос" | POLARIZED ELECTROMAGNET |
RU2397567C1 (en) * | 2009-05-12 | 2010-08-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Polarised electromagnet |
RU2653532C2 (en) * | 2016-03-28 | 2018-05-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева" | Polarized electromagnet |
RU2713475C1 (en) * | 2018-08-23 | 2020-02-05 | Игорь Александрович Тимофеев | Polarized miniature electromagnetic relay |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2216806C2 (en) | Electromagnetic starter | |
RU2547815C2 (en) | Bistable electromagnetic drive | |
US7982567B2 (en) | Electromagnetic actuator and switch apparatus equipped with such an electromagnetic actuator | |
JP5295858B2 (en) | Electromagnetic actuator, electromagnetically operated switchgear using the same, and control method thereof | |
EP2551881B1 (en) | Actuator for a circuit breaker | |
RU2742722C1 (en) | Polarized single-winding electromagnetic relay | |
CA2874724C (en) | Electrical switching apparatus and relay including a ferromagnetic or magnetic armature having a tapered portion | |
CN201274237Y (en) | Permanent magnet lock type circuit breaker operation mechanism without friction obstacle during switching on and switching off | |
RU2713475C1 (en) | Polarized miniature electromagnetic relay | |
RU2310941C1 (en) | Electromagnetic operating mechanism for high-voltage vacuum circuit breaker | |
CN110634710A (en) | Permanent magnetic contactor | |
RU2397567C1 (en) | Polarised electromagnet | |
JP2003016887A (en) | Operating device for power switchgear | |
JP2003016888A (en) | Operating device for power switchgear | |
RU121642U1 (en) | BISTABLE ELECTROMAGNET OF THE DRIVE OF THE SWITCHING DEVICE | |
RU209591U9 (en) | SWITCHING DEVICE | |
RU209591U1 (en) | SWITCHING DEVICE | |
JP2003016882A (en) | Operating device for power switchgear | |
CN222562568U (en) | Magnetic latching relay with high closing reliability | |
RU121641U1 (en) | BISTABLE ELECTROMAGNET OF THE DRIVE OF THE SWITCHING DEVICE | |
RU2234789C2 (en) | Reversible pulse-controlled electromagnetic drive | |
RU2276421C1 (en) | Two-position electromagnet | |
JPH03297019A (en) | Electromagnetically operated switch | |
RU75251U1 (en) | ELECTROMAGNETIC DRIVE | |
RU86037U1 (en) | ELECTROMAGNETIC DRIVE |