Частотный коммутатор Советский патент 1983 года по МПК H01H29/02 

,«

-д

I -- -- Гаад

«А.Л-Л,.г

со

СП

со Изобретение относится к технике коммутирования цепей постоянного тока,а именно коммутационный аппаратуре с жидким металлом и может буть использовано в электротехнической промышленности. Известны .конструкции переключателей, где-переключение контактов осуществляется проводящей жидкостью в зависимости от положения якоря, расположенного внутри корпуса .Такие механические переключатели не обладают быстродействием, сложны по устройству, ненадежны в работе и могут применяться в низковольтных цепях. Известен также жйдкомёталлическй переключатель с сегментированным потоком жидкости, состоящий из чере дующихся изоляционных и токопроводящих трубок, образующих полость, внутри которой имеются смешанные области соответственно с жидким электропроводящим материалом и жидким электроизоляционным материалом Эти области располагаются аксиально вдоль трубки. Имеемся усз ройство для проталкивания жидкого материала благодаря чему между электродами может протекать ток или цепь будет разомкнута 2 . ... Однако эти конструкции имеют неДостаточное быстродействие за счет механического перемещения столба жидкого материала большого сечения Кроме того, если электропроводящим жидким материалом будет жидкий .металл, то возможна -металлолизация изоляционных поверхностей/что ограничивает ресурс работы аппарата и делает ненадежным его в работе. . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является магнитоуправ ляемый переключатель, представляющий собой герметичньй; корпус, внутр которого один против другого распол жены два электрода. Жидкостный контакт находится внутри одного из . электродов. При наличии магнитного поля жидкость вытягивается из прлос ти электрода и входит контакт со вторым электродом, замыкая их. При .исчезновении магнитного поля жидкос ный контакт возвращается в исходное положение за счет силы поверхностного натяжения 3 J Недостатком этой конструкции является невозможность осуществления циклических переключений с пост янной частотой циклов Включено Отключейое ; во времени при доста точнЪ малом этом времени. Кроме, того, переключатель слаботочный, .так как мостик жидкого проводника имеет малое сечение. Напряжение определяется расстояниеммежду твердо ме.таллическими контактами j при . увеличении которого будет ненадеж-НЫМ жидкостный ТОКОПрОВОД при ВКЛЮ-. ченном положении, а при снятии магнитного поля жидкостный KOHTaKt н будет возвращаться в исходное полот жение.. Целью изобретения является повышение напряжения и увеличение нагрузочной способности. Поставленная цель достигается тем, что частотный коммутатор, содержащий герметичный корпус, в котором симметрично расположены два электрода , один из которых полый и заполнен токопроводящей жидкостью, коммутирующей электроды и электрома.г«итную систему, снабжен приводом и резервуаром переменного объема, заполненным проводящей жидкос.тью, сообщающейся с полостью электрода, а в качестве привода выбран механизм постоянного дaJвлeния, установленный так, что он постоянно воздействует на резервуар переменного объёма. На чертеже схематически изображен частотный коммутатор, общий вид; Ча.стотный коммутатор состоит из электродов 1 и 2. Электрод 1 внутри полый и заполнен токопроводящей жидкостью, к нему герметически г рисоединен резервуар 3 переменного объема. Электроды 1 и 2. имеют между собой воздушный зазор 4, охваченный электромагнитной катушкой (не показана) . Резервуар 3 переменного объема заполнен металлом 5. Конструкция заключена в.герметичный корпус б, который является и сборником для жидкого.металла. Корпус 6. заполнен инертной средой 7. . Частотный коммутатор работает . следующим образом. К резервуару. 3 переменного объема постоянно приклгадывается сила, кото рая пер|вмещает жидкий металл 5 со: скоростью, необходимой для струйного замыкания электродов 1 и 2. Электромагнитная катушка при работе annapaiта находится под напряжением. Силавзаимодействия магнитного поля и . тока в жйдкометалЛичёском токопровОде отклоняет его вниз, размыкая тем самым цепь. В следующий момент времени электрода 1 и 2 опять замыкаются струей жидкого метадла 5, и процесс отключения-повторяете я, ;Жидкий металл 5 стекает в корпус 6. Таким образом происходит циклические переключения с (Зрльшой частотой во времени, которай 1 зав исиг от длины воздушного зазора искорости струи жидкого металла. Возникающая дуга отключения гасится в инертной срёде растяжением. Для коммутации цепей индуктивных накопителей необходимы электрические аппараты, совейиаияцие десятки операций Включено - Отключено

при значительных токах порядка десятков килоампери при восстанавливающихся напряжениях на разомкнуты контактах, достигающих десятки киловольт. Создание коммутационной аппаратуры на твердометаллическиХ 7 контактах для такого режима работы невозможно. ;

В настоящее время используется коммутационная аппаратура, в которой отключение происходит при взрыве, разрушающем часть провод- ника. Такая аппаратура не может обеспечить частотных переключений.

Описанный частотный коммутатор может осуществлять переключения с большой частотой во .времени, при этом благодаря воздушному зазору между электродами повышается уровень изоляции, что позволяет использовать аппарат при повышенных напряжениях. Известно,что электрическая прочность воздуха в равномерном поле равна . 3,0 мВ/м. Струя жидкого металла обеспечивает перекл очение с большой частотой вовремени с одной стороны, повышает нагрузочную способность с другой.

ЧАСТОТНЫЙ КОММУТАТОР, содержащий герметичный корпус, в котором симметрично расположены два электрода, один из которых полый и заполнен токопроводящей жидкостью, коммутирующей :электроды, и электромагнитную систему, о т л и ч а ющ и и с я тем,, что,с целью повышения, напряжения и увеличения нагрузочной способности, он снабжен приводом и резервуаром переменного объема, заполненным проводящей жидкостью, сообщающейся с полостью электрода, а в качестве привода выбран механизм постоянного давления, установленный faK, что он постоянно воздействует на.резервуар переменного объема. о