Коммутатор Советский патент 1984 года по МПК H01H36/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к элементам систем автоматического контроля и регулирования.

По основному авт. св. jVg 928447 известен коммутатор, содержащий кольцевой магнитопровод с размещенными на нем обмотками управления, выполненный из реманентного материала, и контактные группы, включающие подвижные и неподвижные контакты, - постоянный магнит, установленный внутри указанного кольцевого м.агнитопровода с возможностью вращения его вокруг оси, изоляционной нластиной, закрепленной на указанном магните, немагнитным корпусом, внутри которого раз- . мещены указанный постоянный магнит и изоляционная пластина, и контактные грун 1ы, причем подвижные контакты установлены на изоляционной пластине, а неподвижные контакты - на дне корпуса, а указанный магнитонровод выполнен из отдельных сегментов, соединенных немагинтиыми прокладками 1.

Недостатки такого устройсп а - ма.лый КПД из-за потерь магнитной Э1 ергии в зазорах между сегментами электромагнита и полюсами постоянного магнита, малая надежность и ограниченная возможность уменьшения габаритов, обусловленные малой точностью позиционирования постоянного ма1Нита с подвижными контакт-деталями. Целью изобретения является повыпление КПД, надежности и уменьп1ение габаритов. Поставленная цель достигается тем, что в коммутаторе, соде1)жаще;м жидкостные контакты, расположенные а одинаковых друг от друга расстояниях, между изоляционной пластиной, имеюнлей возмож 1ость кругового вращения, и немагнитным герметичным корпусом, и кольцевой магнитопровод, выполненный из сег.ментов реманентного материала с размещенными на них обмотками и охватывающий указанный корпус, причем На подвижной пластине установлен постоянный магнит с выраженными полюсами, выводы жидкостных контактов изготовлены из магнитопроводящего материала и расположены радиально, причем каждый из них с изоляционным зазором подведен к соответствующим полюсным наконечникам, расположенным между сегментами магнитопровода.

На фиг. 1 показано схематическое расположение элементов коммутатора; на фиг. 2 - коммутатор, общий вид, в разрезе. Коммутатор состоит из диэлектрического герметического корпуса 1 с крьпиками 2, внутри которого разменхены жидкостные контакты 3.1 и 3.2, расположенные на одинаковых друг от друга расстояниях, между изоляционной пластиной 4 и герметичным корпусом 1. Подвижные контакт-детали 5.1 и 5.2 и двухполюсный постоянный магнит 6 (например, пленочный) расположены на

ИЗОЛЯЦИОННОЙ пластине 4, имеющей возможность кругового вращения на оси 7 на подщипнике 8 скольжения (например, часовой, камень). Неподвижные контакт-детали 9 расположены радиально на нижней части корпуса 1 на одинаковых расстояниях друг от друга. Контактные выводы 10.1 и 10.2 через герметичный корпус 1 выходят наружу. Электромагнитный привод коммутационной микросхемы состоит из сегментов 11 кольцевого магнитопровода с обмотками 12 унравления, выполненного из реманентного материала, между которыми находятся магнитопроводящие полюсные наконечники 13, соединенные через тонкий слой изоляционного материала 14 с каждым из контактных выводов. Обмотки 12 управления, расположенные На противоположных сегментах, соединены по две параллельно или последовательно. Причем они соединены так, что одна намагничивает сегмент по ходу часовой стрелки, а другая - противоположный сегмент, против хода часов ой стрелки.

В исходном состоянии одна половина сегментов 11 намагничена в одном направлении, а другая половина - в противоположном направлении. Между двумя сегментами с противоположным направлением намагничивания образуется N или S полюс, который через магнитопроводящие наконечники 13 и тонкий изоляционный слой 14 подводится к противоположным контактным выводам 10.1 и 10.2, сделанным из магнитопроводящего материала, и через них - в герметичный корпус в непосредственной близости к постоянному магниту 6. Под действием магнитных сил между постоянным двухполюсным магнитом 6 и намагниченными контактными выводами поворачивается пластина 4 с контакт-деталями 5.1 и 5.2 вокруг оси 7. При этом соединяются по крайней мере две пары контакт -деталей 5.1 и 9. Электрический сигнал проходит по цепи: вывод 10.1 - жидкостный контакт 3.1 - жидкостный контакт 3,2 - вывод 10.2. В зависимости от требуемого закона коммутации и числа коммутируемых цепей меняется электрическое соединение подвижных контакт-деталей 5.1 и 5.2 между собой. При 5 подаче импульса тока на обмотки 12 управления, соседние с указанными полюсами магнитопровода, эти сегменты пёремагничиваются и полюса магнитопровода смещаются на один сегмент 11. Пластина 4 с постоянным магнитом 6 и контакт-деталями 5.1 и 5.2 также сместится на один сегмент и контакты 3.1 и 3.2 перейдут в новое состояние.

Если потребуется изменить очередность коммутации контактов 3.1 и 3.2, то надо подавать отрицательные импульсы тока в обратной последовательности на обмотки 12 управления. Коммутатор за счет магнитных свойств материала сегментов 11, имеющего прямоугольную петлю гистерезиса. запоминает последнее состояние подвижной пластины 4 с магнитом 6 и, тем самым, контактов 3.1 и 3.2 после исчезновения управляющего импульса. Изобретение по сравнению с базовым объектом позволяет повысить КПД устройства (в 5 раз) и надежность его работы за счет концентрации магнитного потока и вывода его вовнутрь герметичного корпуса, а также за счет уменьшения магнитного сопротивления и потерь магнитной энергии на рассеяние. Концентрация магнитного потока позволяет повьюить точность позиционирования постоянного магнита с подвижными контактами (в 2 раза), что позволяет уменьшить жидкостные контакты до размеров, необходимых по соображениям пределов коммутируемого тока и напряжения, и уменьшить обилие габариты коммутатора. Радиальное расположение контактных выводов позволяет уменьшить электрическую емкость между выводами. Конструкция коммутатора позволяет широкое применение толстопленочной технологии как для контактного поля так и постоянного магнита (пленочный магнит сплава редкоземельных металлов), применение стандартных корпусов и элементов микросхем. Выполнение его корпуса герметизированным и применение контактов, покрытых жидкостной токопроводяшей пленкой, улучшает электрические параметры контактов.

КОММУТАТОР по авт. св. № 928447, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, надежности н уменьшения габаритов, выводы жидкостны.х контактов изготовлены из магнитопроводящего материала и раслоложены радиально, причем каждый из них с изоляцнон11ым зазором подведен к соответствующим полюсным Наконечникам, расположенным между сегментами магнитопровода.