ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КОНТАКТОР И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ КОНТАКТОРОМ Российский патент 2000 года по МПК H01H9/30 H01H9/38 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических аппаратах с магнитным гашением дуги в воздухе.

Известен электромагнитный контактор, содержащий изоляционную плиту, изолятор, дугогасительную катушку с сердечником и двумя полюсами, неподвижный и подвижный контакт, два вывода, два дугогасительных рога, электромагнитный привод, дугогасительную камеру [1].

В известной конструкции контактора электромагнитный привод закреплен на изоляционной плите консольно, дугогасительная катушка включена последовательно в основную силовую цепь между первым выводом и неподвижным контактом, причем конструктивно она вместе с неподвижным контактом и первым дугогасительным рогом расположена на изоляторе, неподвижный контакт и первый дугогасительный рог электрически соединены. Второй дугогасительный рог расположен непосредственно на подвижном контакте, электрически связанном со вторым выводом и механически связанном с якорем электромагнитного привода. При разрыве возникающей при размыкании контактов дуги последняя выдувается вперед и вверх в дугогасительную камеру.

Известен другой электромагнитный контактор, содержащий изоляционную плиту, изолятор, дугогасительную катушку с сердечником и двумя полюсами, неподвижный и подвижный контакт, два вывода, два дугогасительных рога, электромагнитный привод, дугогасительную камеру [2].

В известной конструкции контактора электромагнитный привод закреплен на изоляционной плите консольно посредством специальной скобы, дугогасительная катушка включена последовательно в основную силовую цепь между первым выводом и неподвижным контактом, причем конструктивно она вместе с неподвижным контактом и первым дугогасительным рогом расположена на изоляторе, неподвижный контакт и первый дугогасительный рог электрически соединены. Подвижный контакт электрически связан со вторым выводом и механически связан с якорем электромагнитного привода, второй дугогасительный рог через изоляционную пластину закреплен на скобе.

К недостаткам описанных электромагнитных контакторов следует отнести следующие. Консольное закрепление узлов на изоляционной плите обуславливает введение в конструкцию дополнительных усиливающих механических деталей и ограничивает возможности конструирования при переднем размещении дугогасительных устройств (выдув дуги только вперед), как того требуют условия размещения электромагнитных контакторов на транспорте, например, в подвагонных ящиках. При использовании электромагнитных контакторов для коммутации высоковольтных цепей на железнодорожном транспорте, где значительные габариты дугогасительной камеры и ее переднее расположение по отношению к контактору определены особенностями разрыва и гашения дуги, условиями эксплуатации, консольное закрепление узлов на изоляционной плите вообще затруднительно.

Реализация способа управления электромагнитным контактором путем замыкания и размыкания подвижного и неподвижного контактов с последующим выносом возникающей при расхождении контактов дуги на дугогасительные рога и далее в дугогасительную камеру при последовательном подключении в цепь нагрузки дугогасительной катушки ведет к неоправданным потерям мощности при нахождении контактора в замкнутом состоянии, а также к необходимости шихтования сердечника и магнитных полюсов дугогасительной катушки с целью исключения в них значительных потерь от вихревых токов при использовании контакторов в цепях переменного тока.

Изобретение решает задачи уменьшения потерь мощности при работе контактора, упрощения его конструкции и улучшения потребительских свойств.

Для решения поставленных задач в части устройства в электромагнитный контактор, содержащий изоляционную плиту с закрепленными на ней первым изолятором и электромагнитным приводом, неподвижный контакт, расположенный на первом изоляторе, механически связанный с электромагнитным приводом подвижный контакт, соединенный с вторым выводом электромагнитного контактора, расположенную рядом с первым изолятора дугогасительную катушку с сердечником, снабженным двумя полюсами, охватывающими зону взаимодействия контактов, дугогасительную камеру, вставленную между полюсами и охватывающую зону взаимодействия контактов, установленные внутри дугогасительной камеры первый дугогасительный рог, закрепленный на упомянутом изоляторе, второй дугогасительный рог, причем первый вывод контактора соединен с первым выводом дугогасительной катушки, введены закрепленные на изоляционной плите две щеки, между которыми установлены первый, второй и третий изоляторы, второй дугогасительный рог закреплен на втором изоляторе, второй вывод контактора установлен на третьем изоляторе, первый и второй дугогасительный рога расположены со стороны торцов соответственно неподвижного и подвижного контактов, обращенных внутрь дугогасительной камеры, первый дугогасительный рог электрически соединен со вторым выводом дугогасительной катушки, а первый вывод контактора соединен с неподвижным контактом, подвижный контакт выполнен с загибом на торце в сторону первого дугогасительного рога.

Для решения поставленных задач в части способа, при котором осуществляется замыкание подвижного и неподвижного контактов и их размыкание с последующим выносом возникающей при расхождении контактов дуги на дугогасительные рога посредством выталкивающей силы, создаваемой магнитным полем дугогасительной катушки, и гашением растянутой дуги в дугогасительной камере, обеспечивают перед замыканием упомянутых контактов касание загиба подвижного контакта и первого дугогасительного рога, а после замыкания - проскальзывание загиба подвижного контакта по первому дугогасительному рогу, размыкание загиба подвижного контакта и первого дугогасительного рога осуществляют после размыкания подвижного и неподвижного контактов.

Изобретение поясняется чертежом.

Электромагнитный контактор содержит изоляционную плиту 1, щеки 2 (на виде сбоку показана одна из них), электромагнитный привод 3, подвижный контакт 4 с загибом 5, неподвижный контакт 6, первый изолятор 7, первый дугогасительный рог 8, второй дугогасительный рог 9, второй изолятор 10, третий изолятор 11, первый вывод 12, второй вывод 13, проводник 14, дугогасительную катушку 15 с сердечником 16, полюсами 17 (на чертеже пунктиром показан один из них), дугогасительную камеру 18.

Щеки 2 устанавливаются на изоляционной плите 1, между щеками 2 закрепляются с помощью винтов и шпилек электромагнитный привод 3, дугогасительная катушка 15 с сердечником 16, изоляторы 7, 10, 11 с закрепленными на них неподвижным контактом 6, первым и вторым дугогасительными рогами 8, 9 и выводами 12 и 13. Полюса 17 охватывают щеки 2 снаружи, дугогасительная камера 18 вставляется между полюсами 17 в пространство между щеками 2, охватывая зону взаимодействия контактов 4 и 6. Подвижный контакт 4 посредством проводника 14 электрически соединен со вторым выводом 13, неподвижный контакт 6 электрически соединен с первым выводом 12 и первым выводом дугогасительной катушки 15, второй вывод которой электрически соединен с первым дугогасительным рогом 8. Подвижный контакт 4 через систему рычагов механически соединен с подвижной частью электромагнитного привода 3.

Электромагнитный контактор работает следующим образом.

В режиме замыкания срабатывает электромагнитный привод 3, и начинается движение подвижного контакта 4 к неподвижному контакту 6. Первым касается первого дугогасительного рога 8 загиб 5 подвижного контакта 4, затем происходит замыкание подвижного контакта 4 и неподвижного контакта 6, при этом загиб 5 проскальзывает по первому дугогасительному рогу 8. В замкнутом состоянии подвижного и неподвижного контактов 4 и 6 соответственно дугогасительная катушка 15 зашунтирована ими и обесточена.

В режиме размыкания при снятии усилия, развиваемого электромагнитным приводом 3, начинается процесс расхождения контактов. Первыми размыкаются неподвижный контакт 4 и подвижный контакт 6, при этом загиб 5 скользит по первому дугогасительному рогу 8, обеспечивая с ним механический и электрический контакт. В этот момент по дугогасительной катушке 15 протекает силовой ток по цепи: первый вывод 12 - витки дугогасительной катушки 15 - первый дугогасительный рог 8 - загиб 5 - подвижный контакт 4 - проводник 14 - второй вывод 13. Протекание тока по этой цепи приводит к возникновению магнитного потока в сердечнике 16 и между полюсами 17 в зоне взаимодействия подвижного и неподвижного контактов 4, 6 соответственно. При дальнейшем движении подвижного контакта 4 вниз загиб 5 отходит от первого дугогасительного рога 8, между подвижным и неподвижным контактами возникает электрическая дуга. Последовательное подключение дугогасительной катушки в силовую цепь при размыкании контактов позволяет всегда сориентировать магнитное поле между полюсами таким образом, чтобы возникающая дуга растягивалась с контактов 4 и 6 на дугогасительные рога 8, 9, выдувалась в дугогасительную камеру 18 и там гасла [2]. При разомкнутом состоянии контактов и погашенной дуге ток по дугогасительной катушке также не протекает.

Источники информации
1. Н. М. Баталов, Б. П. Петров "Тяговые электрические аппараты" М., "Энергия", 1969 - 240 с.

2. А.А.Чунихин "Электрические аппараты" М. "Энергоатомиздат", 1988 - 720 с.

Изобретение может быть использовано в электрических аппаратах с магнитным гашением дуги в воздухе. Электромагнитный контактор, конструктивно выполненный в виде изоляционной плиты с закрепленными на ней двумя щеками и расположенными между ними электромагнитным приводом, изоляторами, подвижным и неподвижным контактом, выводами, дугогасительной катушкой, магнитной системой, дугогасительными рогами и камерой, обеспечивает гашение дуги посредством выталкивания ее магнитным полем в пространство дугогасительной камеры при подключении к силовому напряжению дугогасительной катушки только на время гашения дуги. Это достигается конструктивным исполнением подвижного и неподвижного контактов, дугогасительных рогов и схемой подключения дугогасительной катушки. Способ управления электромагнитным контактором предусматривает кратковременное подключение дугогасительной катушки к силовому напряжению при замыкании и размыкании подвижного и неподвижного контактов. Технический результат заключается в уменьшении потерь мощности при работе контактора, упрощении его конструкции и улучшении потребительских свойств. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.

1. Электромагнитный контактор, содержащий изоляционную плиту с закрепленными на ней первым изолятором и электромагнитным приводом, неподвижный контакт, расположенный на первом изоляторе, механически связанный с электромагнитным приводом подвижный контакт, соединенный с вторым выводом электромагнитного контактора, расположенную рядом с первым изолятором дугогасительную катушку с сердечником, снабженным двумя полюсами, охватывающими зону взаимодействия контактов, дугогасительную камеру, вставленную между полюсами и охватывающую зону взаимодействия контактов, установленные внутри дугогасительной камеры первый дугогасительный рог, закрепленный на упомянутом изоляторе, второй дугогасительный рог, причем первый вывод контактора соединен с первым выводом дугогасительной катушки, отличающийся тем, что на изоляционной плите закреплены две щеки, между которыми установлены первый, второй и третий изоляторы, второй дугогасительный рог закреплен на втором изоляторе, второй вывод контактора установлен на третьем изоляторе, первый и второй дугогасительный рога расположены со стороны торцов соответственно неподвижного и подвижного контактов, обращенных внутрь дугогасительной камеры, первый дугогасительный рог электрически соединен со вторым выводом дугогасительной катушки, а первый вывод контактора соединен с неподвижным контактом, подвижный контакт выполнен с загибом на торце в сторону первого дугогасительного рога. 2. Способ управления электромагнитным контактором, при котором осуществляется замыкание подвижного и неподвижного контактов и их размыкание с последующим выносом возникающей при расхождении контактов дуги на дугогасительные рога посредством выталкивающей силы, создаваемой магнитным полем дугогасительной катушки, и гашением растянутой дуги в дугогасительной камере, отличающийся тем, что перед замыканием упомянутых контактов обеспечивают касание загиба подвижного контакта и первого дугогасительного рога, а после замыкания - проскальзывание загиба подвижного контакта по первому дугогасительному рогу, размыкание загиба подвижного контакта и первого дугогасительного рога осуществляют после размыкания подвижного и неподвижного контактов.