КОНТАКТНО-ДУГОГАСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2004 года по МПК H01H9/44 

Изобретение относится к устройствам коммутации электрических цепей постоянного тока и может быть использовано в конструкциях реле, контакторов и других коммутационных устройств автоматики, управления и защиты.

Известно [1] контактно-дугогасительное устройство контактора (фиг.1, 2), содержащее призматические токоведущие шины 1 и 2 с закрепленными на них неподвижными контактами 3 и 4, подвижный контактный мостик 5, установленный в окне траверсы 6, обеспечивающий два разрыва в цепи тока, дугогасительную камеру 7 и постоянные магниты 8 и 9. Продольные оси O₁-O₁, O₂-O₂ соответственно шин 1 и 2 (фиг.1, 2) лежат в одной плоскости, след которой на фиг.2 обозначен как I_П-I_П. Продольная ось О₃-О₃ контактного мостика 5 перпендикулярна продольным осям O₁-O₁ и O₂-O₂ шин 1 и 2. Постоянные магниты 8 и 9 размещены у граней соответствующих шин, противолежащих граням, на которых установлены неподвижные контакты 4 и 3. Контактно-дугогасительное устройство крепится стальными винтами 10, 11 на ферромагнитной скобе 12 приводного электромагнита.

Недостатком известного [1] устройства является неэффективное использование энергии постоянных магнитов. Связано это с тем, что по мере удаления неподвижных контактов 3 и 4 в процессе отключения тока магнитная индукция у их рабочих поверхностей уменьшается, что вызывает замедление движения опорных точек электрической дуги на неподвижных контактах 3 и 4. Это приводит к увеличению температуры контактных точек и повышенному износу, снижает коммутационную способность контактно-дугогасительного устройства. Эти явления усугубляются и тем, что большая доля магнитного потока Ф_П постоянных магнитов замыкается (Ф_П2) через магнитный шунт, функции которого выполняют винты 10, 11, скоба 12 магнитопровода электромагнита. Другим недостатком является использование двух постоянных магнитов, что увеличивает стоимость устройства.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является контактно-дугогасительное устройство [2] (фиг.3, 4), содержащее шины 1 и 2 прямоугольного поперечного сечения, продольные оси которых лежат в одной плоскости, неподвижные контакты 3 и 4, закрепленные на концах переходных шин токоведущего контура, контактный мостик 5, продольная ось которого лежит в плоскости, проходящей через продольные оси шин 1 и 2, траверсу 6, на которой установлены мостик 5, дугогасительную камеру 7, призматические постоянные магниты 8 и 9, установленные напротив мостика 5 в нишах дугогасительной камеры 7 так, что результирующий вектор намагниченности направлен по продольной оси элементов 1, 2, 3 токоведущего контура.

Недостатком устройства является недостаточная надежность, обусловленная тем, что в зависимости от положения дуги (сечение ее на фиг.3 зачернено), которое определяется случайным характером электродинамического усилия Р_эду, действующего на столб дуги, может быть направлено либо на траверсу 6 (точка В) либо в рабочую полость камеры 7 (точка С). Область поперечного магнитного поля в месте расположения электрической дуги в конструкции мала, так как часть поля (приблизительно половина) замыкается в плоскостях, параллельных продольной плоскости (плоскость, проходящая через продольные оси токоведущих элементов). По мере увеличения расстояния между неподвижными контактами 3, 4 и мостиком 5 в процессе отключения тока интенсивность поперечного магнитного поля, воздействующего на электрическую дугу, уменьшается. В конструкции так же используются два постоянных магнита, что увеличивает затраты в процессе производства контактно-дугогасительного устройства.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности, упрощение устройства и снижение затрат в процессе его производства.

Технический результат достигается тем, что в контактно-дугогасительном устройстве, содержащем дугогасительную камеру, токоведущие шины, продольные оси симметрии которых лежат в одной плоскости, мостиковую контактную систему, подвижные контакты которой размещены в окнах траверсы вдоль продольной оси симметрии токоведущих шин, по крайней мере, один постоянный магнит, который установленный непосредственно на траверсе под мостиком подвижных контактов так, что результирующий вектор намагниченности постоянного магнита ориентирован перпендикулярно продольной оси симметрии токоведущих шин и мостика подвижных контактов, причем в многополюсном аппарате с нечетным числом полюсов постоянные магниты установлены с чередованием через полюс, а выводы токоведущих шин соседних полюсов соединены токоведущими перемычками, так же в многополюсном аппарате с четным числом полюсов соседние полюса постоянных магнитов обращены друг к другу одноименными полюсами, а выводы шин соседних полюсов соединены токоведущими перемычками.

Сущность изобретения заключается в том, что размещение постоянного магнита непосредственно на траверсе под контактным мостиком так, что результирующий вектор его намагниченности направлен перпендикулярно продольной оси симметрии токоведущих шин и мостика подвижных контактов, позволяет обеспечить эффективное поперечное магнитное дутье на всем участке выбора раствора контактов при их размыкании при вдвое меньших затратах материала, используемых для изготовления постоянных магнитов.

На фиг.5, 6 схематично приведена конструкция контактно-дугогасительного устройства. Оно содержит токоведущие шины 1, 2 с закрепленными на них неподвижными контактами 3, 4, контактный мостик 5. Продольные оси O₁-O₁, О₂-О₂, О₃-О₃ соответственно элементов 1, 2, 5 токоведущего контура лежат в продольной плоскости симметрии конструкции, след которой обозначен по фиг.6 как I_прод-I_прод. Контактный мостик 5 установлен на траверсе 6. Гашение электрической дуги происходит в камере 7. Постоянный магнит 8 установлен непосредственно на траверсе 6 под контактным мостиком 5 (фиг.5). При этом постоянный магнит 8 расположен так, что результирующий вектор его намагниченности направлен перпендикулярно продольной плоскости симметрии (I_прод-I_прод) и лежит в поперечной плоскости симметрии (I_П-I_П) контактно-дугогасительного устройства.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом. При отключении коммутационного аппарата траверса 6 с контактным мостиком 5 перемещаются по направлению у (фиг.5). После выбора провала при расхождении контактов в межконтактных разрывах возникают дуги Д1 и Д2, которые на всем этапе перемещения траверсы (при выборе раствора контактов) пересекаются поперечно направленными линиями магнитной индукции, создаваемой постоянным магнитом 8, намагниченным вдоль поперечной плоскости I_П-I_П симметрии конструкции. На каждую из дуг Д1 и Д2 действует электрическая сила Р_эду, перемещающая интенсивно столб дуги и ее опорные точки по поверхности контактов в дугогасительную камеру 7, где и обеспечивается ее окончательное гашение.

Размещение постоянного магнита под мостиком на траверсе обеспечивает эффективное дутье в поперечном магнитном поле в процессе гашения электрической дуги, повышая износостойкость и коммутационную способность аппарата. Использование одного постоянного магнита, обеспечивающего гашение электрических дуг в двух разрывах контактной системы, позволяет снизить затраты на изготовление аппарата.

Дополнительное снижение стоимости многополюсного аппарата с нечетным числом полюсов обеспечивает установка постоянного магнита в траверсах с чередованием через полюс и подсоединением выводов токоведущих шин соседних полюсов токоведущими перемычками, обеспечивая противоположное направление протекания тока в полюсах аппарата (фиг.7).

Источники информации

1. Каталог 07.13.05-02 Электромагнитные контакторы серии KM.

2. Каталог 07.13.03-97 Контакторы электромагнитные серии МК.

Изобретение относится к устройствам коммутации электрических цепей постоянного тока и может быть использовано в конструкциях реле, контакторов и других коммутационных устройств автоматики, управления и защиты. Технический результат – повышение надежности, упрощение устройства и снижение затрат в процессе его производства. Контактно-дугогасительное устройство содержит дугогасительную камеру, токоведущие шины, продольные оси симметрии которых лежат в одной плоскости, мостиковую контактную систему, подвижные контакты которой размещены в окнах траверсы вдоль продольной оси симметрии токоведущих шин. По крайней мере, один постоянный магнит установлен непосредственно на траверсе под мостиком подвижных контактов так, что результирующий вектор намагниченности постоянного магнита ориентирован перпендикулярно продольной оси симметрии токоведущих шин и мостика подвижных контактов. 1 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. Контактно-дугогасительное устройство, содержащее дугогасительную камеру, токоведущие шины, продольные оси симметрии которых лежат в одной плоскости, мостиковую контактную систему, подвижные контакты которой размещены в окнах траверсы вдоль продольной оси симметрии токоведущих шин, по крайней мере, один постоянный магнит, отличающееся тем, что постоянный магнит установлен непосредственно на траверсе под мостиком подвижных контактов так, что результирующий вектор намагниченности постоянного магнита ориентирован перпендикулярно продольной оси симметрии токоведущих шин и мостика подвижных контактов.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в многополюсном аппарате с нечетным числом полюсов постоянные магниты установлены с чередованием через полюс, а выводы токоведущих шин соседних полюсов соединены токоведущими перемычками.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в многополюсном аппарате с четным числом полюсов соседние полюса постоянных магнитов обращены друг к другу одноименными полюсами, а выводы шин соседних полюсов соединены токоведущими перемычками.