Термобиметаллическое реле

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕНЛЬСТВУ

<и>983799

Союз Советсник

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1303,81 (23) 3260655/24-07 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 23,1232. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 253.282

Р М К з

Н 01 Н 37/52

Н 01 Н 61/02

Н 01 Н 71/16

I (33) УДК 621. 318. 56 (088. 8) Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий.(72) Авторы изобретения

Б.С. Кокотов и Л.М. Корец

1

Р

Научно-исследовательский и экспериментальный--saqjHTyT автомобильного электрооборудования и автоприборов (73) Заявитель (54) ТЕРМОБИМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ РЕЛЕ

Изобретение относится к электро- технике, к низковольтному электрооборудованию, а именно к устройствам защиты электрических потребителей.

Известны тепловые реле, содержащие биметаллическую пластину щелчкового действия, один конец которой неподвижно закреплен и электрически связан с первой клеммой, а на свободном конце со стороны активного слоя закреплен контакт, замкнутый с неподвижным контактом, который связан электрически с второй клеммой. Между клеммами включен нагревательный элемент, размещенный на корпусе (1 3.

При прохождении через термореле тока, не превышающего номинальное значение, биметаллическая пружина нагревается незначительно, контакты остаются замкнуты н шунтируют нагревательный,элемент, сопротивление которого на несколько порядков больше сопротивления биметаллической пластины и переходного сопротивления контактов.

Когда ток через термореле превышает установленное значение, биметаллическая пластина нагревается свыше температуры срабатывания, ее свободный конец перемещается, контакты размыкаются, ток проходит по нагревательному элементу, в котором выделяется тепло, подогревающее биметаллйческую пластину, что препятствует возврату контактов в замкнутое состояние.

Недостатком устройства является то, что для быстрого "щелчкового" размыкания контактов биметаллическая пластина выполняется. сложной формы с радиусами кривизны, меняющими при срабатывании биметаллической пластины свою величину и знак. Это обуславливает размещение нагревательного элемента не на бипластине непосредственно, а на некотором расстоянии от нее.

При этом дпя подогрева биметаллической пластины и удержания контактов . в разомкнутом состоянии нагреватель. ный элемент должен выделять значительную мощность, вследствии чего имеет место повьваенное потребление тока тепловым реле, а также значительный на4 грев корпуса и других деталей конструкции.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является термобиметаллическое реле, содержащее биметаллическую пластину, один конец которой неподвижно закреплен на корпусе через токоведущий элемент, а на

983799 другом. свободном конце установлен подвижный контакт, имеющий воэможность взаимодействия с неподвижным контактом, расположенным на корпусе, нагревательный элемент, размещенный на биметаллической пластине и соединенный одним своим выводом с неподвижным концом биметаллической пластины, а другим — с неподвижным контактом, и два дополнительных контакта, один .из которых закреплен на биметаллической пластине (2 7.

Недостатком -известного устройства является возможность повторного замыкания и искрения контактов, что снижает надежность срабатывания.

Целью изобретения является повышение надежности срабатывания.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что термобиметаЛлическое реле снабжено дополнительным нагревательным элементом, размещенным20 на биметаллической пластине, и упругим элементом, размещенным на корпусе, второй вспомогательный контакт размещен на указанном упругом элементе с возможностью взаимодействия с 25 первым дополнительным контактом, а дополнительный нагревательный элемент соединен одним своим выводом с вторым дополнительным контактом, а другим выводом — с неподвижным JP контактом.

На фиг.1 представлена электрическая схема подключения.предлагаемого термобиметаллического реле; на фиг.2 — 3. — конструкция мермобиме- Я таллического реле.

Схема (фиг.1 ) содержит источник

1 питания, к которому через выключатель 2 присоединена одна,из клемм термобиметаллического реле 2, другая его клемма .присоединена к защищаемому потребителю 4.

Термобиметаллическое реле (фиг.2) содержит термобиметаллическую пластину 5 прямоугольной формы, один конец которой неподвижно закреплен на корпусе б с помощью токоведущей стойки 7, связанной с первой клеммой

8, а на свободном конце закреплен контакт 9, замкнутый с неподвижным контактом 10, который установлен 50 на корпусе б и связан с втсрой клеммой 11, вспомогательные контакты

12 и 13, один из которых 12 закреплен на биметаллической пластине 5 в средней ее части, а второй 13 закреплен Л на упругом элементе 14, установленном на корпусе б, нагревательный элемент 15, расположенный на биметаллической пластине 5 и соединенный одним выводом с биметаллической плас- } тиной 5, а другим — с неподвижным контактом 10, дополнительный нагревательный элемент 16, размещенный на биметаллической пластине 5 между контактом 9 и вспомогательным контак-gg том 12 и подключенный одним выводом к второму вспомогательному контакту

13, а другим — к неподвижному контакту 10, Контакты 9 и 12 расположены со стороны активного слоя 17 биметаллической пластины 5.

Устройство работает следующим образом.

Цепь замыкается выключателем 2, ток проходит от источника 1 питания через контакты выключателя 2 по термобиметаллическому реле 3 через его клемму 8, стойку 7, биметаллическую пластину 5, контакт 9, неподвижный контакт 10, клемму 11 и через потребитель 4 на "массу". Поскольку сопротивление названных токоведущих элементов термобиметаллического реле 3 значительно(в 50-100 раз ) меньше сопротивления потребителя 4, напряжение, приложенное к клеммам 8 и 11 термобиметаллическогo реле 3 мало и нагревательные элементы 15 и 16, к которым прикладывается часть этого напряжения, практически не нагреваются.

При токе, не превышающем номинальное значение, биметаллическая пластина 5 нагревается ниже температуры срабатывания, ее свободный конец не перемещается, контакты 9 и 10 остаются замкнутыми, шунтируя нагревательные элементы 15 и 16.

При токах перегрузки или короткого замыкания биметаллическая пластина

5 нагревается выше температуры срабатывания, свободный конец ее перемещается и контакты 9 и 10 размыкаются. Вспомогательные контакты 12 и

13 (фиг.3) остаются некоторое время в замкнутом состоянии за счет того, что упругий элемент 14 перемещается вслед за биметаллической пластиной

5 на расстояние, определяемое его упругой деформацией. Ток проходит через клемму 8, стойку 7, биметаллическую пластину 5 и далее по двум параллельным цепям, по первой — через йагревательный элемент 15, неподвижный контакт 10, клемму 11 и по второй — через вспомогательные контакты 12 и 13, дополнительный нагревательный элемент 16, неподвижный контакт 10, клемму 11.

К нагревательным элементам 15 и

16, сопротивление которых значительно больше суммы сопротивлений всех остальных участков цепи, п1 икладывается большая часть напряжения источника 1 питания (для термобиметаллического реле на 12 В сопротивление нагревательного элемента составляет

30 Ом, дополнительного нагревательного элемента 15-20 Ом ), в них выделяется тепло, которое передается биметаллической пластине 5, поддерживая ее температуру выше температуры срабатывания.

5," ". 983799 6

Одновременное включение обоих нагревательных элементов 15 и 16 обеспечивает быстрое без повторного замыкания и искрения разделение контактов 9 и 10 в диапазоне рабочих значений напряжений источника 1 пита- 5 ния и температуры окружающей сре)щ.

Биметаллическая пластина перемещается в крайнее положение (обозначено на фиг,З пунктиром). Вспомогательные контакты 12 и 13 размыкают- 0 ся. (положение, при котором происходит это размыкание регулируется подгибкой упругого элемента 14 ), вследствие чего дополнительный нагревательный элемент 16 обесточивается.

Биметаллическая пластина 5 удерживается в этом положении за счет тепла выделяемого нагревательным элементом 15. Ток в цепи ограничен сопротивлением нагревательного элемента 15 (для термореле на 12 В 3 <0,4 A) и не опасен для потребителя 4.

Для возвращения контактов .9 и 10 в замкнутое положение, необходимо разомкнуть цепь выключателем 2. Сопротивление нагревательного элемента

15 подобрано таким образом, чтобы обеспечить подогрев биметаллической пластины 5, достаточный для удержания ее в крайнем положении при номинальном значении напряжения источника питания О„и температуре окружающей среды 4 =+20-+30 С.

При максимальных значениях напряжения сети и температуры окружающей среды биметаллическая пластина 5 не будет перегреваться, при минимальных же значениях этих параметров, когда мощности нагревательного элемента 15 недостаточно для удержания биметаллической пластины 5, последняя начнет 40 перемещаться из крайнего положения в исходное, однако, прежде чем замкнутся контакты 9 и 10, замыкаются вспомогательные контакты 12 и 13, вследствие чего включается дополни- 45 тельный нагревательный элемент 16, сообщая. дополнительное тепло биметаллической пластине 5 и препятствуя тем самым замыканию контактов 9 и 10.

Технико-экономический эффект, изобретения достигается за счет повышения надежности и увеличения срока службы путем исключения перегрева биметаллической пластины и устранения замыкания и искрения контактов.

Формула изобретения

Термобиметаллическое реле, содержащее биметаллическую пластину, один конец которой неподвижно закреплен на корпусе через токоведущий элемент, а на другом, свободном конце, установлен подвижный контакт, имеющий воэ« можность взаимодействия с неподвижньм контактом, расположенным на корпусе, нагревательный элемент, размещенный на биметаллической пластине и соеди ненный одним своим выводом с неподвижным концом биметаллической пластины, а другим - с неподвижным контактом, и два дополнительных контакта, один из которых закреплен на биметаллической пластине, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительным нагревательным элементом, размещенным на биметаллической пластине, и упругим элементом, размещенным на корпусе, второй вспомогательный контакт размещен на указанном упругом элементе с возможностью взаимодействия с первым дополнительным контактом, а дополнительный нагревательный элемент соединен одним своим вЫводом с вторым дополнительным контактом, а другим выводом — с неподвижным контактом. ,Источники информации, принятые во внимание .при экспертизе

1. Патент CIA Р 3265839, кл.337-91, 1963.

2. Патент Франции 9 2138182, кл. Н 01 Н 71/00, 1973.

983799 у 1Я

Фиг. Е

Составитель С. Гордон

Редактор Аг. Шандор .Техред Ь.Неце - Корректор О. Билак

Заказ 9 63 Тираж 76 Подписное

BHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Е-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,