ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ Российский патент 2007 года по МПК H01H50/00 

Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники, а именно к низковольтному аппаратостроению, и может быть использовано в конструкции контакторов и пускателей.

Известен электромагнитный коммутационный аппарат [1], содержащий корпус, сердечник с включающей катушкой, якорь, закрепленный на одном из плеч Г-образного рычага, узел контактной траверсы с установленными подвижными мостиковыми контактами, колодку с расположенными на ней неподвижными контактными узлами. К корпусу крепятся узлы контактов вспомогательной цепи, установленные по бокам с обеих сторон корпуса.

Недостатками данного электромагнитного коммутационного аппарата являются завышенный расход дефицитных драгметаллов (серебросодержащих контактных накладок) при том же коммутационном ресурсе, расход цветных металлов, материалоемкость, большие габариты, вес и отсутствие защиты от случайного соприкосновения с токоведущими частями (IP20).

Наиболее близким к техническому решению по своей сущности и достигаемому результату является электромагнитный коммутационный аппарат [2], содержащий корпус, сердечник с включающей катушкой, якорь, установленный в обойме, амортизаторы, расположенные между обоймой и поверхностью якоря, узлы контактных траверс, соединенные с обоймой общей осью, подвижные мостиковые контактные узлы, выполненные в виде контактных мостиков с серебросодержащими контактными накладками, установленных на контактных траверсах, колодку с расположенными на ней неподвижными контактными узлами в виде контактных скоб с верхними и нижними полками и серебросодержащими контактными накладками на верхних полках и возвратные пружины.

Недостатками известной конструкции аппарата также являются перерасход дефицитных драгметаллов при обеспечении той же коммутационной износостойкости, завышенный расход материалов деталей, отсутствие обеспечения защиты от соприкосновения с токоведущими частями.

Задачей настоящего технического решения является экономия дефицитных материалов, в частности серебра при регламентируемой коммутационной износостойкости и надежности работы, уменьшении расхода материалов деталей, обеспечение удобства в обслуживании, расширение функционального ряда по вспомогательной цепи, обеспечение защиты от соприкосновения с токоведущими частями.

Поставленная задача решается за счет того, что электромагнитный коммутационный аппарат содержащий корпус с ребрами и крышкой, сердечник с включающей катушкой, якорь, установленный в обойме, амортизаторы, расположенные между обоймой и поверхностью якоря, узлы контактных траверс, соединенные с обоймой общей осью, подвижные мостиковые контактные узлы, каждый из которых выполнен в виде контактных мостиков со стальным корытообразным основанием, медной пластиной и с серебросодержащими контактными накладками, установленных на контактных траверсах, колодку с расположенными на ней неподвижными контактными узлами с дугонаправляющими скобообразными элементами, неподвижные контактные узлы выполнены в виде скоб с верхними и нижними полками и серебросодержащими контактными накладками на верхних полках и возвратные пружины, каждый дугонаправляющий скобообразный элемент выполнен в виде дугонаправляющей скобы, охватывающей каждую скобу, каждая дугонаправляющая скоба содержит верхнюю рабочую часть, нижнюю опорную часть, переднюю стенку и вертикальный экран, образующий с верхней рабочей частью прямой угол и имеющий в верхней своей части ступеньку для фиксации в пазах дугогасительной камеры, а нижняя опорная часть снабжена отверстием для фиксации и прижима нижней полки контактной скобы, медная пластина каждого контактного мостика расположена с наружной стороны стального корытообразногоо основания, на крышке корпуса выполнены выступы и отверстия, а на каркасе включающей катушки выполнена перемычка, амортизаторы сердечника выполнены с выступом, закругленным на конце в виде полуовала, а на боковых сторонах стального корытообразного основания, каждого контактного мостика выполнены элементы фиксации, а серебросодержащие накладки расположены снаружи медной пластины таким образом, что их внешняя поверхность образует контактную поверхность контактного мостика, элементы фиксации выполнены в виде отгибов на корытообразном основании, и контактная поверхность, по крайней мере, одной серебросодержащей контактной накладки выполнена сферической, причем контактная поверхность, по крайней мере, одной серебросодержащей контактной накладки выполнена с усеченной плоской поверхностью и с буртиком шириной, по крайней мере, не менее 0,2 мм, а корпус снабжен двумя заглубленными пазами для фиксации крышки, лицевая сторона крышки выполнена с двумя выступами с отверстиями в вертикальном направлении, с задней стороны корпуса выполнены симметрично по два прямоугольных сквозных отвестия в горизонтальном положении под выводные зажимы включающей катушки, а на каркасе включающей катушки выполнена перемычка, расположенная на выступах для фиксации выводов, а на двух других выступах выполнены продольные пазы, в которых располагаются ребра корпуса, продольные пазы выполнены усеченной формы и он снабжен сдвоенными дополнительными контактными узлами, установленными на двух противоположных наружных поверхностях корпуса.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью существенных признаков, состоит в создании коммутационного аппарата, требующего меньшего расхода серебра при регламентированном ресурсе по коммутационной износостойкости, меньшего расхода конструкционного материала, удобного в обслуживании при эксплуатации, обеспечивающего защиту от случайного соприкосновения с токоведущими частями и имеющего более расширенный ряд по количеству и исполнению контактов.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен электромагнитный коммутационный аппарат, продольный разрез;

на фиг.2 - то же, разрез по А-А на фиг.1;

на фиг.3-5 - дугонаправляющий скобообразный элемент в трех проекциях;

на фиг.6 - подвижный мостиковый контактный узел 13;

на фиг.7 и 8 - стальное корытообразное основание контактного мостика в двух проекциях;

на фиг.9 - узел медной пластины с контактными накладками;

на фиг.10 и 11 - контактная накладка в двух исполнениях;

на фиг.12 и 13 - то же, вид по А на фиг.10 и 11;

на фиг.14 - узел корпуса с установленной крышкой;

на фиг.15 - то же, разрез по А-А на фиг.14;

на фиг.16 - крышка 25, устанавливаемая в корпусе;

на фиг.17 - то же, разрез по А-А на фиг.16;

на фиг.18 и 19 - каркас включающей катушки в двух проекциях;

на фиг.20 - амортизатор;

на фиг.21 и 22 - крышка, устанавливаемая на шины главных полюсов, в двух проекциях;

на фиг.23 - электромагнитный коммутационный аппарат, вид сверху.

Электромагнитный коммутационный аппарат содержит корпус 1 (фиг.1) с крышкой 25, Ш-образную магнитную систему с сердечником 2, на котором размещена включающая катушка 3, якорь 4, установленный в обойме якоря 5, между обоймой и поверхностью якоря установлены амортизаторы 6, узлы контактных траверс 7, соединенные с обоймой якоря 5 общей осью 8, колодку 9, расположенные на ней неподвижные контактные узлы 10 и дугонаправляющий скобообразный элемент 11 для быстрого схода дуги с контактной накладки 12 неподвижных контактных узлов 10, подвижные мостиковые контактные узлы 13, установленные узлы контактных траверс 7, возврат которых обеспечивается возвратными пружинами 14.

Каждый узел контактных траверс 7 имеет опорную поверхность и выполнен составным из двух симметричных полых частей 15 (фиг.2), соединенных в зоне опорной поверхности контактной пружиной 16, один конец которой установлен на сужающемся к свободному концу выступе, выполненном в полости симметричных частей 15 траверсы 7 и ориентированном свободным концом к нижней части траверсы, а второй конец контактной пружины 16 опирается в скобу 17, прижимая ее к нижней части траверсы 7. Концы скобы 17 соединены осью 18. Также каждый подвижный мостиковый контактный узел 13 подпружинен с помощью плоской пружины 19. Обойма 5 якоря 4 выполнена с выступами, на которых установлены направляющие движения в виде ползунов 20, причем на внутренних сторонах колодки 9 образованы боковые пазы, в которых расположены ползуны 20, при этом возвратные пружины 14 опираются на поверхности ползунов 20 и опорные поверхности корпуса 1. В ползунах 20 выполнены гнезда для фиксации общей оси 8, соединяющей обойму 5 якоря с узлами контактных траверс 7. Колодка 9 в виде прямоугольного корпуса установлена на корпус 1. На колодке 9 закреплены шесть токопроводящих шин 21, к которым приворачиваются шесть неподвижных контактных узлов 10 с дугонаправляющими скобообразными элементами 11 (фиг.3-5). По центру колодки выполнены отверстия для крепления трех узлов контактных траверс 7. Сердечник 2 установлен в корпусе 1 посредством направляющих 22 и осей 23, на которые установлены дополнительные амортизаторы 24 с выступами (фиг.20), которые входят в окна, расположенные на стенках корпуса 1 с одной стороны и в окна крышки 25 корпуса 1 с другой стороны (фиг.16).

Каждый из подвижных мостиковых контактных узлов 13 состоит из стального корытообразного основания 26 (фиг.6-8), серебросодержащих контактных накладок 27, медной пластины 28. На боковых сторонах стального корытообразного основания 26 имеются отгибы для фиксации медной пластины, выполняющие также функции дугогасительных рогов. Серебросодержащие контактные накладки 27 расположены снаружи медной пластины 28 таким образом, что их внешняя поверхность образует контактную поверхность подвижных мостиковых контактных узлов 13.

Дугонаправляющий скобообразный элемент 11 (фиг.3-5) охватывает каждую контактную скобу неподвижного контактного узла 10 и состоит из верхней рабочей части 34, нижней опорной части 35, передней стенки и вертикального экрана 37. Передняя стенка соединяет рабочую и опорную части, а вертикальный экран образует с верхней рабочей частью прямой угол и снабжен в верхней своей части ступенькой 38 для фиксации в пазах дугогасительной камеры. Дугонаправляющий скобообразный элемент 11 установлен таким образом, что опорный участок прижимает нижнюю полку неподвижного контактного узла 10, а верхняя рабочая часть в сочетании с вертикальным элементом служит для отвода дуги с контактных накладок 12.

Контактные накладки 12 и 27 неподвижных контактных узлов 10 и подвижные мостиковые контактные узлы 13 выполнены с усеченной плоской поверхностью, с буртиком и сферической поверхностью, что обеспечивает оптимальный расход драгоценных металлов при обеспечении требуемого ресурса по коммутационной износостойкости.

Каркас 30 включающей катушки 3 выполнен с перемычкой 41, соединяющей выступы 42 под выводные концы катушки, улучшающей технологичность детали и облегчающей процесс намотки. А на двух других выступах 43 выполнены усеченные пазы 44 для фиксации на ребрах корпуса 1.

Корпус 1 снабжен крышкой 25 устанавливаемой нижней своей поверхностью в заглубленные пазы корпуса 1 и фиксируемой с помощью винтов. При этом крышка 25 (фиг.16, 17) с лицевой стороны имеет два выступа 39 с отверстиями в вертикальном направлении под инструмент, а сзади - симметрично по два прямоугольных сквозных отверстия 40 в горизонтальном направлении под выводные зажимы включающей катушки 3. Амортизаторы 24, расположенные на направляющих осях 23, выполнены с выступами полуовальной формы, что обеспечивает удобство установки и съема катушки (при необходимости), т.е. удобство обслуживания аппарата при эксплуатации, а также экономию материала амортизатора.

Дугогасительная камера 29 с помощью подпружиненных винтов крепится к колодке 9 и осуществляет гашение дуги с помощью дугогасительных пластин 32, установленных в каждом разрыве полюса.

Электромагнитный коммутационный аппарат может быть снабжен сдвоенными дополнительными контактными узлами цепи управления 31, установленными на двух противолежащих наружных поверхностях корпуса 1 для увеличения количества и исполнений контактов вспомогательной цепи.

Работает аппарат следующим образом.

При подаче питания на включающую катушку 3 якорь 4 притягивается к сердечнику 2, подвижный мостиковый контактный узел 13 замыкает неподвижные контактные узлы 10 и контактные накладки 12 и 27. При этом траверсы 7 совершают перемещения в пазах колодки 9 по направляющим боковым выступам. Для уменьшения вибрации подвижного мостикового контактного узла 13 и погашения энергии движущегося якоря 2 включаются в работу амортизаторы 6 и 26 и контактные пружины 16. Применение указанных амортизаторов обеспечивает высокую механическую износостойкость. При отключении питания от катушки 3 якорь 4 возвращается в исходное положение под действием возвратных пружин 14, действующих на ползуны 20, связанные с якорем 4 через общую ось 8. При этом возникающая дуга между контактными накладками 12 и 27 при помощи дугонаправляющего скобообразного элемента 11 и дугонаправляющих стальных рогов направляется в зону дугогашения, где с помощью дугогасительных пластин 32 разбивается на несколько дуг, что обеспечивает быстрое погашение дуги и более высокую коммутационную износостойкость.

Электромагнитный коммутационный аппарат снабжен крышками 33 (фиг.21, 22), устанавливаемыми на каждую из токопроводящих шин 21 и обеспечивающими защиту от случайного соприкосновения с токоведущими частями главной цепи.

Источники информации

1. Каталог Информэлектро «Пускатель электромагнитный серии ПМА».

2. Листок каталог ЛК 07.14.12-94 «Пускатели электромагнитные серии ПМ12 на номинальные токи 100 и 160 А».

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в конструкции контакторов и пускателей. Техническим результатом является экономия дефицитных материалов, в частности серебра, уменьшение расхода материалов деталей, обеспечение удобства в обслуживании и защиты от соприкосновения с токоведущими частями. Технический результат достигается за счет того, что в известном электромагнитном коммутационном аппарате каждый дугонаправляющий скобообразный элемент выполнен в виде дугонаправляющей скобы, охватывающей каждую скобу неподвижного контактного узла. Каждая дугонаправляющая скоба содержит верхнюю рабочую часть, нижнюю опорную часть, переднюю стенку и вертикальный экран, образующий с верхней рабочей частью прямой угол и имеющий в верхней своей части ступеньку для фиксации в пазах дугонаправляющей камеры, а нижняя опорная часть снабжена отверстием для фиксации и прижима нижней полки контактной скобы. Медная пластина каждого контактного мостика расположена с наружной стороны стального корытообразного основания. На крышке корпуса выполнены выступы и отверстия. На каркасе включающей катушки выполнена перемычка, амортизаторы сердечника выполнены с выступами, закругленными на конце в виде овала. 9 з.п. ф-лы, 23 ил.

1. Электромагнитный коммутационный аппарат, содержащий корпус с ребрами и крышкой, сердечник с включающей катушкой, якорь, установленный в обойме, амортизаторы, расположенные между обоймой и поверхностью якоря, узлы контактных траверс, соединенные с обоймой общей осью, подвижные мостиковые контактные узлы, каждый из которых выполнен в виде контактных мостиков со стальным корытообразным основанием, медной пластиной и с серебросодержащими контактными накладками, установленных на контактных траверсах, колодку с расположенными на ней неподвижными контактными узлами с дугонаправляющими скобообразными элементами, неподвижные контактные узлы выполнены в виде скоб с верхними и нижними полками и серебросодержащими контактными накладками на верхних полках и возвратные пружины, отличающийся тем, что каждый дугонаправляющий скобообразный элемент выполнен в виде дугонаправляющей скобы, охватывающей каждую скобу неподвижного контактного узла, каждая дугонаправляющая скоба содержит верхнюю рабочую часть, нижнюю опорную часть, переднюю стенку и вертикальный экран, образующий с верхней рабочей частью прямой угол и имеющий в верхней своей части ступеньку для фиксации в пазах дугогасительной камеры, а нижняя опорная часть снабжена отверстием для фиксации и прижима нижней полки контактной скобы, медная пластина каждого контактного мостика расположена с наружной стороны стального корытообразного основания, на крышке корпуса выполнены выступы и отверстия, а на каркасе включающей катушки выполнена перемычка, амортизаторы сердечника выполнены с выступом, закругленным на конце в виде полуовала.2. Электромагнитный коммутационный аппарат по п.1, отличающийся тем, что на боковых сторонах стального корытообразного основания каждого контактного мостика выполнены элементы фиксации, а серебросодержащие накладки расположены снаружи медной пластины таким образом, что их внешняя поверхность образует контактную поверхность контактного мостика.3. Электромагнитный коммутационный аппарат по п.2, отличающийся тем, что элементы фиксации выполнены в виде отгибов на корытообразном основании.4. Электромагнитный коммутационный аппарат по п.2, отличающийся тем, что контактная поверхность, по крайней мере, одной серебросодержащей контактной накладки выполнена сферической.5. Электромагнитный коммутационный аппарат по п.3, отличающийся тем, что контактная поверхность, по крайней мере, одной серебросодержащей контактной накладки выполнена с усеченной плоской поверхностью и с буртиком шириной, по крайней мере, не менее 0,2 мм.6. Электромагнитный коммутационный аппарат по п.1, отличающийся тем, что корпус в передней его части снабжен двумя заглубленными пазами для фиксации крышки.7. Электромагнитный коммутационный аппарат по п.1, отличающийся тем, что лицевая сторона крышки выполнена с двумя выступами с отверстиями в вертикальном направлении, с задней стороны корпуса выполнено симметрично по два прямоугольных сквозных отверстия в горизонтальном положении под выводные зажимы включающей катушки.8. Электромагнитный коммутационный аппарат по п.1, отличающийся тем, что на каркасе включающей катушки выполнена перемычка, расположенная на выступах для фиксации выводов, а на двух других выступах выполнены продольные пазы, в которых располагаются ребра корпуса.9. Электромагнитный коммутационный аппарат по п.8, отличающийся тем, что продольные пазы выполнены усеченной формы.10. Электромагнитный коммутационный аппарат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен сдвоенными дополнительными контактными узлами, установленными на двух противоположных наружных поверхностях корпуса.