Способ определения механических параметров электромагнитных реле

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ по авт.св. № 995145, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем автоматического определения силы контактного нажатия,, в обмотку реле во время определения силы контактного нажатия подают переменный ток, a в моменты трогания и остановки якоря фиксируют величины угловых ускорений.ЕО , |4 и, учитывая величину момента инерции Э подвижных частей реле, расстояние d между осью поворота якоря и линией действия силы контактного нажатия Р,у, , величины углов поворота якоря и коэффициенты жесткости упругих элементов, силу контактного нажатия вычисляют из соотношения Vf(VEomS(V«JjM. где С, С- - коэффициенты жесткости пружины якоря и пружины подвижного контакта соот§ ветственно 0, К/ ) угол поворота якоря до момента касания толкателем пружины подвижного контакта, 0. - угол поворота якоря до полной его остановки.

,SU„„1095262 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ 5

РЕСПУБЛИК

gyp Н 01 Н 49/00; G 05 В 23/02

ГОСУДАРСТВЕННМЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ где С, С. коэффициенты жесткости пружины якоря и пружины подвижного контакта соответственно; угол поворота якоря до момента касания толкателем пружины подвижного контакта; угол поворота якоря до полной его остановки. (61) 995145 (21) 3491720/24-07 (22) 23.09.82 (46) 30.05.84. Бюл. N- 20 (72) А.В,Гудялис, С.И.Оржекаускас и К.M.Ðàãóëüñêèñ (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (53) 621.318.5(088.8) (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИ-

ЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ

РЕЛЕ по авт.св. Ф 995145, о т л и.— чаюшийся тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей путем автоматического определения силы контактного нажатия, в обмотку реле во время определения силы контактного нажатия подают переменный ток, а в моменты трогания и остановки якоря фиксируют величины угловых ускорений.бо, Е и, учитывая величину момента инерции Д подвижных частей реле, расстояние д между осью поворота якоря и линией действия силы контактного нажатия Р„, величины углов поворота якоря и коэффициенты жесткости упругих элементов, силу контактного нажатия вычисляют из соотношения

p„„=-(з(е -E,I+ñe с(в -е,уд, 1095262

Изобретение относится к технике измерения механических характеристик электромагнитных реле и может быть использовано при их разработке и изготовлении. 5

По основному авт.св. N 995145 известен способ определения механических параметров электромагнитных реле путем приведения в движение якоря при подаче в обмотку реле постоянно!

О го тока и фиксации момента. времени трогания якоря и подвижного контакта и момента замыкания контактов по изменению тока в зависимости от положения якоря, в соответствии с которым дополнительно реле сообщают угловое ускорение, противоположное направлению движения якоря, фиксируют величину углового ускорения в момент трогания якоря и подвижного контакта

20 и в момент замыкания контактов и с учетом момента инерции подвижных частей реле и величины хода якоря вычисляют коэффициент жесткости упру25 гих элементов.

Недостатком этого способа является отсутствие возможности определения сил, приложенных к якорю во время действия углового ускорения и впоследствии автоматического опреде30 ления силы контактного нажатия.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем автоматического определения силы контактного нажатия. 3S

Поставленная цель достигается тем, что в обмотку реле во время определения силы контактного нажатия подают переменный ток, а в моменты трогания и остановки якоря фиксируют 40 величины угловых ускорений Яо, Я с и, учитывая величину момента инерции 3 подвижных частей:реле, расстояние с3 между осью поворота якоря и линией действия силы контактного нажатия 4>

Р „, величины углов поворота якоря и коэффициенты жесткости упругих элементов, силу контактного нажатия вычисляют из соотношения

=-(sp в,1+св,.с„(в„-вД(н, где С, С вЂ” коэффициенты жесткости пружины якоря и пружины подвижного контакта соответственно

8„ - угол поворота якоря до момента касания толкателем пружины подвижного контакта;

Ок — угол поворота якоря до полной его остановки.

Сущность изобретения заключается в том, что действием углового ускорения на реле, противоположно направленным движению якоря, создается такое эквивалентное усилие, приложенное к неподвижному контакту, как и в случае действия электромагнитной силы притяжения. Это позволяет, измерив величину углового ускорения в определенные моменты положения якоря и учитывая конструктивные параметры реле, из выражения действующих на якорь сил вычислить силу контактного нажатия. Кроме того, подачей минимального переменного тока в обмотку реле достИгается уменьшение побочного влияния электромагнитной силы и увеличение чувствительности при определении моментов трогания и остановки якоря.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит электродвигатель 1 с регулируемым ускорением ротора, на валу которого закрепляется испытуемое реле 2 так, что оси ротора вала и якоря реле совпадают.

Совместно с реле 2 укреплен датчик

3 угловых ускорений, выход которого соединен с входом усилителя 4. K выходу этого усилителя подключены два ключа 5 и 6, другие входы которых вв подключены к двум выходам программно" го блока 7. На один вход программного блока 7 поступает командный импульс, соответствующий моменту замыкания контактов испытуемого реле 2 с выхода блока 8, входы которого подключены к подвижным и неподвижным контактам реле. На другой вход программного блока 7 поступают импульсы, соответствующие моментам трогания и остановки якоря с выхода двухрежимного, блока. 9, одним входом подключенного к обмотке реле 2. Другой вход блока

9, а также вход блока 10 подключены к одному из выходов программного блока 7, причем другой вход блока 10 присоединен с обмотке реле 2.

Для запоминания промежуточных результатов вычислений использован блок 11 памяти, одним входом подключенный через усилитель t2 к выходу

1095262 1Н = о (3) контактов.

35 з ключа 5, другим входом подключенный через блок 13 умножения к выходу ключа 6, а управляющим входом к одному из выходов программногс блока 7. !

Выходы блока 11 памяти через вычисли5 тельный блок 14 подключены к входам индикатора 15. Другие входы вычислительного блока 14 подключены к первой группе выходов блока 16 регули-. руемых напряжений, а управляющий вход — к одному из выходов программного блока 7. Вторая группа выходов блока 16 подключена к вторым выходам блока 13 умножения,и ключей 17 и 18, причем первые входы ключей 17 и 18 подключены к одним из выходов программного блока 7. Усилитель 12 охвачен обратной связью включающей блок 19 перемножений, другой вход которого под- 20 ключен к выходам ключей 17 и 18.

Сила контактного нажатия опреде,ляется из уравнений движения пово- 25 .ротного якоря в момент трогания и

I в момент остановки после замыкания

В момент трогания, когда поворот якоря осуществляется в результате кинематического воздействия, т.е. ,когда сила электромагнитного притяжения равна нулю, движение якоря описывается уравнением.

Z<" +Ь(4-V j+Ñ(È )+Ì„=o, (1I или, введя относительную координату

8 = Ч вЂ” 1 и обозначая М" = 5 40 зe" +ьв +св+М„=-Зе Ф

4 в уравнении (2), Момент начального натяга, создаваемый пружиной якоря, в этот момент становится равным моменту от действия сил инерции, т.е. где с — значение ускорения в момент трогания якоря.

При дальнейшем воздействии угловым ускорением на корпус реле якорь поворачивается до полной остановки (до упора на магнитопровод), преодолевая действия пружин якоря и подвижного контакта, который с опреде-. ленным усилием прижимается к неподвижному контакту (сила контактного нажатия). Движение якоря до момента остановки описывается уравнением в,"+ (мь„) в,+ ce,+cÄ (e Ä-e, pm„+ p,„ = (+) где Вк — угол поворота якоря до полной его остановки

Ъ1с„ — коэффициенты демпфирования и жесткости подвижного контакта;

81 — угол поворота якоря до момента касания толкателем пружины подвижного контакта;

Р1,1 — сила контактного нажатия; — расстояние между осью поворота якоря и линией действия

КН

В момент остановки якоря производные ох сэI

Вк, Ок в уравнении (4) становятся равными нулю и определение величины силы контактного нажатия, учитывая"выражение (3), сводится к вычислению соотношения где 3 мн

М

У вЂ” момент инерции подвижных частей реле", - коэффициенты демпфирования и жесткости пружины якоря соответственно; — момент начального натяга ю — угловая координата якоря; — угловая координата корпуса реле.

Однако, учитывая то, что в момент трогания, т.е. в момент начала движения якоря значение относительной координаты 8 равно нулю, то соответственно равны нулю и членыЭО", Р6 з(„- )св,+с„(е -в„) где K1c — значение ускорения в момент остановки якоря. 0 При этом значения коэффициентов жесткости С и С определяются соглас1 но способу, описанному в основном авт.св., а значение углов ВК и 8

1 из технической документации для конкЫ ретного типа реле;

Способ определения механических параметров электромагнитных реле осуществляется следующим образом.

1095262

В первом этапе определяются коэффициенты жесткости пружин якоря и подвижного контакта. Для этого по командному импульсу с программного блока 7 в режим постоянного тока переводятся блоки 9 и 10, и в обмотку реле подается постоянный ток, созданная которым электромагнитная сила компенсирует начальный натяг пружины якоря. Затем регулируя величину ускорения Я, действующего на реле, достигают того момента, когда якорь поворачивается на угол 8 . В этот момент блок 9 выдает импульс для программного блока, который вырабатывает сигнал для открытия электронных ключей 5 и 18, и сигналы, пропорциональные Е, с выхода усилителя 4 и 8., с выхода блока 16 регулируемых напряжений поступают на входы усилителя 12, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный коэффициенту жесткости С. Одновременно иэ программного блока 7 поступает управляющий сигнал для блока 11 памяти, который запоминает значение С.

Прн дальнейшем увеличении ускорения достигают такого момента, когда контакты реле замыкаются. В этот момент блок 8 выдает импульс для программно-ЗО го блока 7. Последовательность действий повторяется за исключением того, что открываются ключи 5 и 17, по которым поступают сигналы, пропорциональные Я1 и 82 (угол поворота 35 якоря до момента замыкания контактов), а на выходе усилителя 12 образуется сигнал, пропорциональный жесткости

С + С, также запоминаемый блоком

11 памяти. По командным импульсам 4О сигналы, пропорциональные С и С +

+ С, передаются в вычислительный

1» блок 14, в котором определяется значение С„. Полученные значения С и

С поступают на регистры индикато- 4>

1 ра 15.

Во втором этапе определяется сила контактного нажатия Ркн . В этом случае по командному импульсу из программного блока 7 в режим пе- 50 ременного тока переводятся блоки 9 и 10. В обмотку реле подается с выхода блока 10 переменный TOK наименьшей величины, еще обеспечивающей вырабатыванию импульсов блоком 9 в 55 моменты трогания и остановки якоря.

Регулируя величину ускорения действующего на реле, достигают момента трогания якоря. В этот момент блок 9 выдает импульс для программного блока 7, который вырабатывает сигнал для открытия ключа 6 и сигнал, пропорциональный Ео, поступает на один вход флока 13 перемножения, на другой вход которого поступает сигнал, пропорциональный 3, с выхода блока 16. На выходе блока 13 перемножения образуется сигнал, пропорциональный моменту начального натяга

Мп= — ЭЕО, который по управляющему сигналу с программного блока 7 запоминается в блоке 11 памяти. При дальнейшем увеличении ускорения достигают того момента, когда поворот якоря прекращается. В этот момент блоком 9 выдается второй импульс, последовательность действий устройства повторяется и в блоке 11 памяти запоминается значение момента Э Г

По поступившим командным импульсам сигналы, пропорциональные — 3fо

3f„, а также ранее полученным С и

С + С1, из блока 11 памяти передаются в вычислительный блок, в котором определяется значение силы Р, Полученное значение силы P „„„ поступает на соответствующий регистр индикатора 15. На этом один цикл использования устройства заканчивается и на индикаторе 15 визуализируются значения коэффициентов упругих элементов реле и значение. силы контактного нажатия.

Предлагаемый способ позволяет значительно повысить быстродействие и точность определения силы контактного нажатия и автоматизировать про.цесс измерений.

Сила контактного нажатия, как и параметры жесткости упругих элементов контактной и якорной систем реле, непосредственно влияет на виброустойчивость н на время дребезга при срабатывани реле и обуславливает качество работы. Однако из-за большой трудоемкости при определении этого параметра обычньачи способами разрушающего контроля слежение за качеством испытуемых реле по величине силы контактного нажатия является мало пригодным. Поэтому предлагаемый способ может быть использован при выходном неразрушающем контроле реле из производства для сортировки, а также для автоматизации процесса виброиспытаний электромагнитных реле °