Устройство для стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателя Советский патент 1984 года по МПК H01H11/04 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для стабилизации переходного сопротивления контактов электрических аппаратов.

Наиболее близким к изобретению является устройство для стабилизаци переходного сопротивления контактов микропереключателя, содержащее формирователь импульсов, подключенный к выводам для подключения контактов микропереключателя, и блок задержки Блоком задержки за 200-250 мкс до размыкания контактов через них пропускается импульс тока величиной несколько ампер. Затем контакты размыкаются и прерывают этот импульс 1.

Происходящие при прерывании тока газоразрядные процессы, с одной стороны, очищают контактирующие поверхности, а с другой, создают условия образования новых пленок, всевоэможных нагаров, что может привести не к уменьшению переходного сопротивления, а его повышению.

Кроме того, известное устройство стабилизирует переходное сопротивление контактов микропереключателей недостаточно эффективно, так как в процессе стабилизации переходного сопротивления микропереключателя необходимо производить перемещение ег приводного элемента так, чтобы его контак ы соприкасались на различных участках контактных поверхностей, т.е. переходное сопротивление его размыкающих контактов стабилизировалось бы на. всем диапазоне его рабочего хода, а его замыкающих контактов - на всем диапазоне дополнительного хода. Причем при перемещении в процессе стабилизации переходного сопротивления приводного элемента микропереключателя от начального положения к положению прямого срабатывания, когда приводной элемент приближается к положению прямого срабатывания, и при перемещении приводного элемента от конечного положения к положению отпускания, когда приводной элемент приближается к положению отпускания контактное давление на размыкающих, соответственно на замыкающих контактах, становится: очень малым и возникает опасность сваривания контактных поверхностей. Если происходит разрушение таких мест сваривания контактных поверхностей при дальней ием воздействии на приводной элемент микропереключателя, то это приводит к необратимым изменениям контактных поверхностей (появление пиков, кратеров, микронеровностей),что может значительно уменьшить надежность работы таких микропереключателей. У миниатюрных микропереключателей с малыми усилиями прямого и обратного срабатывания в процессе стабилизации их переходного сопротивления возникает опасность появления отказов типа залипание, когда сварившиеся контакты вообще н размыкаются. Кроме того, у микропереключателей в процессе перемещения их приводного элемента возможно существенное изменение контактного давления и даже, кратковременные размыкания (дребезг) контактов, обусловленные конструктивно-технологическими факторами: смещением конца рабочей пружины в надсечке держателя, особенно если надсечка имеет нечеткий трапецеидальный профиль, а конец рабочей пружины заусенцыр, а также при малых сечениях контактных пружин, поэтому при пропускании импульсов порядка одного или нескольких ампер в процессе стабилизации переходного со- противления может происходить прерывание электрического тока, при этом происходят мостиковые явления, которые могут носить остронаправленный характер что резко снижает срок службы контактов микропереключателей. Все это приводит к снижению эффективности стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателей.

Целью изобретения является повышение эффективности стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателей.

Указанная цель достигается тем, что устройство для стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателя, содержащее формирователь импульсов, :подключенный к выводам для подключения контактов микропереключателя, и блок задержки снабжено атоком, элементом преобразования вращательного движения в поступательное, кинематически связаным с шаговым электродвигателем и установленным с возможностью воздействия на приводной элемент микропереключателя, блоком управления шаговым электродвигйтелем, датчиком предельного усилия, датчиком изменения направления перемещения штока, триггерами с раздельными входами, ключевыми элементами, логическим элементом НЕ, логическим элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, источником постоянного напряжения, один полюс которог через первый ключевой элемент соединен с выводом для подключения общего вывода микропереключателя, а второй полюс источника постоянного напряжения через второй ключевой элемент соединен с первыми выводами первого и второго нагрузочных резисторов, вторые выводы которых соответственно соединены с выводами для подключения размыкающего и замыкающего контактов микропереключателя, к выводу для подключения размыкающих контактов через третий ключевой элемент подключен один из раздельных входов первого триггера другой раздельный вход которого под соединен к выход датчика изменения направления перемещения штока, выход указанного триггера подключен к одному из входов логического эле.мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. к другому входу которого подсоединен выхид вт рого триггера, один из раздельных входов которого через четвертый ключевой элемент подсоединен к выводу для подключения замыкающего ко такта, другой его раздельный вход подсоединен к выходу датчика предел ного усилия, к входу управления первого, второго, третьего и четвер того ключевых элементов подсоединен выход логического элемента НЕ, вход которого подключен к выходу ло гического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и к выходу управления пятого, шестого и седьмого ключевых элементов один из выводов формирователя импульсов подсоединен через пятый клю чевой элемент к выводу для подключения общего вывода микропереключа теля , другой вывод формирователя импульсов подсоединен через шестой ключевой элемент к выводу для подключения размыкающего контакта микропереключателя и через седьмой ключевой элемент к выводу для подкл чения замыкающего контакта микропереключателя, выход блока управле шаговым электродвигателем подключен к входу шагового электродвигателя и к входу блока задержки, вых которого подсоединен к входу запус формирователя импульсов. Па чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство для стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателя содержит формирователь 1 импульсов, подключенный к выводам для подключения контакта микропереключателя 2, шток 3, элемент преобразования вращательного движения в поступательное, кинема гически связанный с шаговым элек- тродвигателем 4, воздействующий На приводной элемент 5 микропереключателя, датчик б предельного усилия, датчик 7 изменения направления перемещения штока, триггеры 8 и 9 с раздельными входами, ключевые элементы 10-16, логически элемент НЕ 17, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18, источник 19 по стоянного напряжения, один полюс которого через ключевой элемент 10 соединен с общим выводом микропере ключателя, а второй полюс источник 19 постоянного тока через ключевой элемент 11 соединен с первыми выводами нагрузочных резисторов 20 и 21, вторые выводы которых соответственно соединены с выводами для подключения размыкающего и замыкающего контактов микропереключателя 2, к выводу для подключения размыкающих контактов через ключевой элемент 12 подключен один из раздельных входов триггера 8, другой раздельный вход которого подсоединен к выходу датчика 7 изменения направления перемещения штока, выход триггера 8 подключен к одному из входов логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18, к другому входу которого, подсоединен выход триггера 9, один из раздельных входов которого через ключевой элемент 13 подсоединен к выводу для подключения замыкающего контакта, другой его раздельный вход подсоединен к выходу датчика б предельного усилия, к вхоДУ управления ключевых элементов 10-13 подсоединен выход логического элемента НЕ 17, вход которого подключен к выходу логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18 и к входу управления ключевых элементов 14-16, один из выводов формирователя 1 импульсов подсоединен через ключевой элемент 14 к общему выводу микропереключателя 2, другой вывод формирователя 1 импульсов подсоединен через ключевой элемент 15 к выводу для подключения размыкающего контакта микропереключателя 2 и через ключевой элемент 16 - к выводу для подключения замыкающего контакта микропереключателя 2, шаговый электродвигатель 4 подключен к выходу блока 22 управления электродвигателем, к которому также через блок 23 задержки подключен вход управления формирователя 1 импульсов. Устройство для стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателей построено на интегральных микросхемах, в качестве ключевых элементов 10-13 использованы герконы с электромагнитным управлением, ключевые элементы 14-16 построены на базе кремниевых тиристоров, датчик 6 предельного усилия построен на механотроне. Шток 3 соединен с валом электродвигателя 4 посредством микрометрического винта с ценой деления 0,1 мм (на чертеже не показан) . Формирователь 1 формирует импульсы тока с амплитудным значением, величина которого может меняться от 1 до 4 А, и регулируемой длительностью от 1 до 10 мс. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии размыкающие контакты микропереключателя 2 замкнуты, с выхода триггеров 8 и 9 на входы логического элемента ИСКЛЮЧАЮ ГДЕЕ ИЛИ 18 поступают сигналы логическая , при этом ключевые элементы 10, 11, 12 и 13 открыты, так как с выхода логического элемен НЕ 17 на их входы управления поступает сигнал логическая , При включении блока 22 управлени шаговый электродвигатель 4 начинает медленно перемещать шток 3, воздействуя на приводной элемент 5 микропереключателя 2. При срабатывании микропереключателя 2 сигналом, полу ченным при замыкании его замыкающих контактов, запускается триггер 9, сигнал логический О с выхода ко торого вызывает появление сигнала .логическая i на выходе логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18 и соответственно закрывание ключевых элементов 10-13 и отключение от кон тактов микропереключателя 2 источни ка 19 постоянного напряжения и триг геров 8 и 9 и открывание ключевых элементов 14-16 и подключение к контактам микропереключателя 2 форм рователя 1 импульсов. Каждый импуль с выхода блока 22 управления, посту пивший на вход шагового электродвигателя 4, перемещает на очередной отрезок пути приводной элемент 5 и соответственно одну относительно другой поверхности контактов микропереключателя 2, Задним фронтом это го импульса запускается блок 23 задержки, формирующий импульс, задним фронтом которого запускается формирователь 1 импульсов (период следования импульсов, поступающих на вход шагового электродвигателя с его блока управления, а также длительность импульсов блока задержки выбираются из условия того, что за это время затихнут динамические процессы, возникающие в упругой перекидной системе микропереключателя при перемещении его приводного элемента и обусловливающие изменение контактного давления и дребезг контактов)„ При пропускании импульса тока дл тельностью порядка нескольких милли секунд с выхода формирователя 1 через замкнутые контакты микропереклю чателя 2 тепловая энергия этого импульса выделяется на переходном слое контактов и вызывает уменьшени переходного сопротивления. При достижении приводным элементом 5 ко нечного положения срабатывает датчик 6 предельного усилия, при этом триггер 9 возвращается в исходное состояние и сигнал логическая i с его выхода вызывает появление на выходе логическото элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18 сигнала логический О и соответственно закрывание ключевых элементов 14-16 и отключение формирователя 1 импульсов от цепи контактов микропереключателя 2 и открывание ключевых элементов 10, 11, 12 и 13 и подключение к цепи контактов источника 19 постоянного напряжения, и через ключевые элементы 12 и 13 - подключение соответствующих раздельных входов триггеров 8 и 9, причем на вход триггера 8 с нагрузочного резистора 20 поступает сигнал удержания, так что при изменении направления перемещения штока 3, когда с датчика 7 поступает сигнал на другой раздельный вход триггера 8, он остается в исходном состоянии. При замыкании размыкающих контактов во время обратного хода приводного элемента 5 с нагрузочного резистора 20 снимается сигнал, вызывающий срабатывание триггера 8, с выхода которого на вход логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18 поступает сигнал логический О, вызывающий закрывание ключевых элементов 10-13 и отключение от цепи контактов микропереключателя источника 19 постоянного напряжения и триггеров 8 и 9 и открывание ключевых элементов 1416 и подключение к цепи контактов формирователя 1 импульсов. При перемещении приводного элемента 5 от положения отпускания до его начального положения происходит очистка поверхностей размыкающих контактов микропереключателя 2„ При изменении направления перегмещения штока 3 сиг-нал с выхода датчика 7, поступающий на вход триггерс1 8, устанавливает его в исходное состояние, тем самым подготавливая устройство к новому циклу стабилизации переходного сопротивления контактов. Использование предложенного устройства позволяет повысить эффективность стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателей , благодаря чему обеспечивается уменьшение в среднем на 15-20% сопротивления электрического контакта paз iыкaкlщиx и замыкающих контактов микропереключателей после их стабилизации в течение 40-50 циклов коммутаций; увеличение процента выхода годных изделий, поскольку снижаеагся вероятность сваривания контактов микропереключателей; вследствие приработки механизма щелчкового действия (надсечка держателя ко-нец рабочей пружины) стабилизируется усилие отпускания, а также время прямо-го и обратного срабатыва-ния микропереключателей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ПЕРЕХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНТАКТОВ МИКРОПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащее формирователь импульсов, подключенный к выводам для подключения контактов микропереключателя, и блок задержки, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности стабилизации переходного сопротивления, оно снабжено штоком, элементом преобразования вращательного движения в поступательное, кинематически связанным с шаговым электродвигателем и установленным с возможностью воздействия на приводной элемент микропереключателя, блоком управления шаговым электродвигателем, датчиком предельного усилия, датчиком изменения направления перемещения штока, триггерами с раздельными входами, ключевыми элементами, логическим элементом НЕ, логическим элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, источником постоянного напряжения, один полюс которого через первый ключевой элемент соединен с выводом для подключения общего вывода микропереключателя, а второй полюс источника постоянного напряжения через второй ключевой элемент соединен с первыми выводами первого и второго нагрузочных резисторов, вторые выводы которых соответственно соединены с выодами для подключения размыкающего и замыкающего контактов микропереключателя, к выводу для подключения размыкающих контактов через третий ключевой элемент подключен один из раздельных входов первого триггера, другой раздельный вход которого подсоединен к выходу датчика из-менения направления перемещения штока, выход указанного триггера подключен к одному из входов логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, к другому входу которого подсоединен выход второго триггера, один из раздельных входов которого через четвертый ключевой элемент подсоединен к выводу для подключения замыкающего контакта, другой его раз дельный вход подсоединен к выходу i датчика предельного усилия, к входу (Л CZ управления первого, второго, третьего и четвертого ключевых элементов подсоединен выход логического элемента НЕ, вход которого подключен к выходу логического элемента ИСКЛЮЧАЮ- g ЩЕЕ ИЛИ и к выходу управления пятого, шестого и седьмого ключевых элементов, один из выводов формирователя импульсов подсоединен через ;о ю пятый ключевой элемент к выводу для подключения общего вывода микропереключателя, другой вывод формирователя СП импульсов подсоединен через шестой ключевой элемент к выводу для подэо ключения размыкающего контакта мик00 ропереключателя и через седьмой ключевой элемент - к выводу для подключения замыкающего контакта микропереключателя, выход блока управления шаговым электродвигателем подключен к входу шагового электродвигателя ик входу блока задержки, выход которого подсоединен к входу запуска формирователя импульсов.