Электромагнитный коммутационный аппарат Советский патент 1976 года по МПК H01H50/18 H01H50/36 H01H50/54 

1

Изобретение относится к контактным электрическим аппаратам и может найти применение в дистанционно управляемых электромагнитных коммутационных аппаратах, например контакторах, пускателях, реле и т. п.

Известны и в существующих контактных аппаратах широко применяются мостиковые контакты, укрепляемые с помощью держателя и пружин на изоляционных рейках, держателях или траверсах, связанных с подвижными частями привода, например электромагнитного.

Такие конструкции имеют изнащиваемые (трущиеся) направляющие для подвижных систем, контактных элементов и электромагнитов. Электромагниты в таких конструкциях, как правило, создают избыточные силы, необходимые для преодоления сопротивления пружин, сил трения и веса подвижных частей, а также для удержания аппарата во включенном положении.

Такие аппараты конструктивно сложны и требуют технологической увязки ряда кинематически сопрягаемых узлов с довольно высокой точностью. Ири работе в таких аппаратах возникают практически не поддающиеся расчету и управлению динамические процессы, сильно ограничивающие долговечность основных узлов и элементов конструкции. Возникающие при срабатывании таких аппаратов удары и вибрации частей вызывают отскакивание контактов, что ограничивает их коммутационную способность и износостойкость.

Известны также магнитоуправляемые контакты, так называемые герконы (язычковые реле), преимущественно на малые токи, в которых контакты на плоских пружинах, помещенные в герметизированные или газонаполненные кацсулы, приводятся в действие (замыкаются или размыкаются) с помощью электромагнитов или постоянных магнитов.

Однако эти герконы обладают весьма ограниченными возможностями в повыщении надежности контактирования, необходимого для пропускания токов в десятки и сотни ампер; ограниченной токопроводящей способностью плоских пружинных контактов; весьма ограниченной коммутационной способностью; низкими термоустойчивостью и электродинамической устойчивостью, вследствие чего номинальные токи герконов не превыщают несколько ампер. Кроме того, герконы неремонтопригодны.

Цель изобретения - создание максимально простого, технологического, ремонтопригодного электромагнитного коммутационного аппарата в уменьщенных габаритах на номинальные токи от долей ампера до нескольких сотен ампер при достаточной для электромагнитного аппарата коммутационной способности, термоустойчивости, электродинвмической устойчивости и т. н., в котором были бы сведены к минимуму трение между деталями и избыточное тяговое усилие электромагнита для обеспечения более высокого уровня надежности и долговечности аппарата в целом.

Поставленная цель достигается тем, что сердечник магнитопровода выполнен в виде двух изолированных друг от друга при помощи изоляционной прокладки полюсов, на рабочие цоверхности которых установлены неподвижные контакты, а якорь - в виде мостикового подвижного контакта, причем контактные накладки на соприкасающихся поверхностях сердечника и якоря выполняются из ферромагнитной композиции, и якорь снабжен специальной деталью в виде пружины или магнитов.

На фиг. 1 изображен электромагнитный коммутационный аппарат в отключенном положении (цепь АВ разомкнута); па фиг. 2 - то же, во включенном положении (цепь АВ замкнута).

Электромагнитный коммутационный аппарат содержит полюса 1 и 2 магнитопровода, одновременно являющиеся неподвижными контактами и токопроводами; деталь 3, электрически изолирующую полюса 1 и 2 между собой; включающую катушку 4, рассчитанную на питание постоянным током; дополнительную катушку 5, которая может применяться для видоизменения характеристики срабатывания (например, видоизменение коэффициента возврата, автоматическое отключение при возникновении тока перегрузки н т. п.) при встречном или согласном подключении ее с катушкой 4; контактные накладки 6 и 7, изготовляемые из специальных композиций, предназначаемых для электрических контактов, устанавливаемые на неподвижные и подвижные части контактной системы в месте их соприкосновения для дополнительного увеличения надежности контактирования, увеличения износостойкости, термической и электродинамической устойчивости, коммутационной способности; мостиковый контакт 8 из ферромагнитного материала, который одновременно является якорем электромагнита; колодку 9 из немагнитного материала, па которую может опираться мостиковый контакт (якорь) 8 в отключенном положении и на которой может устанавливаться устройство 10 (пружины, постоянные магниты, электромагниты и т. п.), служащее для облегчения возврата и удержания подвижного мостикового контакта в отключенном положении в случае работы в условиях тряски, вибрации, наклонов, ударов или если требуется блокировать включение контактов при подаче напряжения на включающую катушку. В тех случаях, когда ечение магнитопровода достаточно для содания требуемой величины контактного наатия, но не обеспечивает достаточно высокую электропроводность, последняя может быть увеличина за счет дополнительных проводников тока, шунтирующих следующие участки магнитопровода: на мостике - между контактами, а на полюсах - между контактом и местом подсоединения проводов к аппарату.

Работа электромагнитного коммутационного аппарата происходит следующим образом. При подаче напряжения на катушку 4 индуктируется магнитный поток, проходящий вдоль неподвижных контактов (полюсов 1 и 2), мостикового контакта (якоря) 8, через контактные накладки 6 и 7 и зазор между ними, а также через изоляционную деталь 3. Таким образом, под действием силы притяжения, развиваемой магнитным потоком, которая превышает вес мостика и силу, развиваемую удерживающим устройством 10, происходит перемещение мостикового контакта во включенное положение, указанное на фиг. 2. При этом рабочий магнитный поток, притягивающий мостик, выполняет для него и функцию направляющей системы, не подверженной механическому износу.

При размыкании цепи катушки 4 магнитпое поле снижается до незначительной величины, определяемой остаточпой индукцией ферромагнитных частей, в результате чего

мостиковый контакт (якорь) 8 отпадает под действием собственного веса. Таким образом происходит размыкание цепи АВ.

Предлагаемый электромагнитный коммутационный аппарат обладает рядом преимуществ по сравнению с известными электромагнитными коммутащиоппыми аппаратами: содержит значительно меньшее число деталей; не требуется избыточпое тяговое усилие электромагнита, превышающее нажатие на

контактах, так как конечное тяговое усилие в предлагаемом электромагнитном коммутационном аппарате является контактным нажатием во включенном положении; отсутствуют характерные для герконов недостатки, препятствующие увеличению номинального тока вплоть до нескольких сотеп ампер; отсутствует трение подвижных частей, снижающее долговечность и надежность аппарата; меньщие габариты, материалоемкость и вес; упрощается привод и конструкция в целом контактных систем, в частности систем, нредназпаченных для работы в вакууме, газе или жидкости.

ормула изобретения

1. Электромагнитный коммутационный аппарат, содержащий катушку, питаемую постоянным током, неподвижные части магнитопровода и подвижный якорь, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения падежности электромагнитных аппаратов, сердечник магнитопровода выполнен в виде двух изолированных друг

от друга при помощи изоляционной прокладна рабочие поверхности которых

ки полюсов, неподвижные 1чонтакты, а якорь установлены виде мостикового подвижного выполнен контакта.

2. Электромагнитный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения магнитной проводимости магнитопроводящей пепи, а также для повышения надежности контактирования, контактные накладки на

соприкасаюшихся поверхностях сердечника и якоря выполняются из ферромагнитной композиции.

3. Электромагнитный аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения устойчивости работы в условиях повыИ1енных механических внешних воздействий, якорь снабжен специальной деталью в виде пружины или магнитов.

I

Ei

J

iXJiXihJOtX

уЧу Л|ГЧХХХЗ

TT/Z.TZ

i r : llhw