Автоматический выключатель Советский патент 1982 года по МПК H01H73/22 

Изооретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электрических цепей и . потребителей электроэнергии от токов перегрузки и коротких замыканий.

Известны автоматические.выключатели с тепловыми расцепителями максимального тока, регулировкой номинального тока, контактной системой, механизмом свободного расцепления с фикса тором .

Эти автоматические выключатели имеют существенный разброс времятоковых характеристик теплового расдепителя, параметры аппарата зависят от температурных условий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является автоматический выключатель, содержаишй механизм свободного расцепления с фиксатором и скобой включения, термобиметаллический компенсатор температуры окружающей среды, контактную сие-; тему с дугогасительным устройством, электромагнитные и тепловые расцепители, регулятор номинального тока тепловых расцепителеП, промежуточный рычаг которого закреплен на оси вращения, установленной на кронштейне, а передаточный конец промажуточНО1о рычага расположен между термобиметаллом компенсатора температуры окружающей среды и фиксатором t JУказанный автоматический выключатель характеризуется низкой надежностью за счет существенного разброса величины тока несраба-уывания, разброса начального-положения термобиметаллических пластин Фаз, а также низкой

10 .выбро- и удароустойчивос:тью, что вызвано отсутствием в аппарате достаточно точного измерительного элемента, функции которого выполняет фиксатор механизма расцепления. Проти15водействующее усилие перемещению теплового расцёпителя в момент срабатывания механизма велико и нестабильно. Составляющая этого усилия увеличивается при соприкосновении переда20точного конца промежуточного рычага с плоскостью фиксатора и в значительной степени зависит от состояния трущихся поверхностей в момент срабатывания.

25

,Нестабильность противодействующего усилия, в свою очередь, обуславливает разброс скорости перемещения промежуточного рвлчага при заданном токе и времени перегрузки, что вызы30вает разброс времятоковых характеристик даже при высокой стабильности величины перемещения срабатывания. Регулировка одновременности воздействия всех трех термобиметаллов фаз на промежуточный рычаг и фиксатор сложна и в массовом производств не может быть выполнена с необходимой точностью из-за наличия люфтову неточности подвода регулировочных винтов. Кроме этого, случайные снижения усилий срабатывания за счет нестабильности силы трения понижают вибрационную и ударную устойчивость выключат.еля. Цель изобретения - повышение надежности работы автоматического выключателя и упрощение его настройки Поставленная цель достигается тем, что автоматический выключатель, содержащий механизм свободного расцепления с фиксатором и ско бой включения, термобиметаллическйй компенсатор температуры окружающей среды, контактную систему с дугогасительным устройством, электромагни ные и тепловые расцепители, регулятор номинального тока тепловых расц пителей, промежуточный рычаг которо закреплен на оси вращения, установленной на кронштейне, а передаточны конец промежуточного рычага располо жен между термобиметаллом компенсат ра температуры окружакяцей среды и фиксатором, снабжен тягой с продоль ным отверстием и подпружиненной оцо рой, установленной на кронштейне, при- этом промежуточный рычаг закреп лен на оси вращения своей средней частью, передаточный конец промежуто ного рычага связан со скобой включения с помощью тяги и выполнен с выетупом, который расположен с возможностью перемещения в продольном от.верстии тяги, а конец промежуточного рычага, противоположный передаточному, выполнен призматическим и расположен на подпружиненной опоре. На фиг. 1 изображен описываемый автоматический выключатель, разрез, с замкнутыми контактами в положении Включено ; на фиг. и.3 - тепловой расцепитель максимального тока автоматического выключателя; на фиг. 4 кинематическая схема взаимодействия частей и звеньев автоматического выключателя. Автоматический выключатель содержит корпус 1, механизм свободного расцепления 2 контактов с фиксатором 3, скобу включения 4, контактную сис тему 5, дугогасительное устройство б, выводнае зажимы фаз 7, крышу 9, рукоятку управления 9, электромагнит ный- расцепитель 10, тепловой расцепи тель 11 максимального тока, имеющий токоведущую стОйку 12, к которой прикреплена фазная термобиметаллическая пластина 13 с нагревательным элементом 14, неподвижный кронштейн 15, на оси 16 которого установлен промежуточный рычаг 17. Передаточный конец 18 промежуточного рычага 17 расположен между фиксатором 3 и термобиметаллом 19 компенсации изменения температуры окружающей среды. Противоположный призматический конец 20 промежуточного рычага 17 расположен в углублении опоры 21, установленной на сжатой пружине 22, опирающейся на выступ 23 неподвижного кронштейна 15. Передаточный конец 18 рычага 17 снабжен выступом 24, который входит с возможностью перемещения в продольное отверстие 25 тяги 26, соединенной со скобой включения 4 осью 27. Термобиметалл 19 компенсации изменения температуры окружающей среды жестко связан с кронштейном 28, который укреплен шарнирно на рычаге 29 осью 30. Рычаг 29 соединен шарнирно с кронштейном 15 осью 31. На рычаг 29 воздействует регулировочный винт 32, связанный резьбой с кронштейном 15. Автоматический вык77ючатель функционирует следующим образом. Для взвода выключателя необходимо скобу включения 4 рукояткой управления 9 перевести .в положение Взведено . При этом тяга 26, упираясь в выступ 24, перемещает передаточный конец 18 рычага 17 в начальное напряженное положение, обусловленное изменением направления действия предварительно сжатой пружины 22. В это время фиксатор 3 устанавливается в рабочее положение. Предварительное сжатие прулсины 22 определяется выбранными размерами пружины, расстоянием между выступом 23 кронштейна 15- и отверстием под ось 16в кронштейне,длиной призматического .конца 20 рычага 17 и размером опоры 21. .Положение промежуточного рычага 17в состоянии Взведено устанавливается за счет.равенства сил от деформации термобиметалла; 13 фаз, термобиметалла 19 компенсации изменения температуры и тангенциальной составляющей. F усилия пружины 22, образуемой при взводе выключателя в месте упора призматического конца 20 рычага 17 на опоре 21. При этом устраняются люфты, обусловленные допусками на изготовление деэталей, и выбираются зазоры, неизбежно получающиеся при регулировке одновременности воздействия термобиметаллов 13 фаз. Этим обеспечивается одновременность воздействия термобиметаллов аз на промежуточный рычаг 17, Деформация термобиметаллов 13 фаз при взводе происходит в направлении, про тивоположном тепловой деформации, При прохождении тока перегрузки чере нагревательный элемент 14 термобиметалл 13 фазы теплового расдепителя 11 максимального тока нагревается и, изгибаясь, воздействует на толкатель 33, который поворачивает конец термобиметалла 19 компенсации температуры с кронштейном 28 вокруг оси 30. При этом противоположный конец термобиметалла 19 компенсации изменения температуры воздействует н передаточный конец 18 промежуточного рьмага 17, который, поворачиваясь на оси 16, сжимает пружину 22. По мере сжатия пружины 22 и приближения призматического конца 20 рычага 17 к прямой., соединяющей ось 16 и точку упора основания пружины 22 на выступ 23, тангенциальная составляющая F этой пружины уменьшается. Пропорционально уменьшается усилие, противоде ствующее повороту термобиметаллй компенсации и достигает нуля в момент излома, т.е. в момент достижения призматическим концбм 20 указан ной вьпие прямой. Так как прЪтиводей ствующее усилие в момент излома отсутствует, сила трения Bd всех трущихся поверхностях стремится к нулю Дальнейший изгиб термобиметалла 13 фазы при-водит к перемещению призматического конца за линию излома. Тангенциальная составляющая I-. силы пружины 22 изменяет свой зг.ак на противоположный, происходит самостоятельное ускоренное перемещение передаточного конца 18 под действием нарастающей тангенциальной составляющей усилия разжимающейся пружины 22. Освобождение фиксатора 3 и отклю чение выключателя происходит ударно под действием значительной силы, обусловленной кинетической и потенциальной энергией промежуточного рычага 17 и пружины 22. Таким образом, в выключателе пере мещение передаточного конца промежуточного рычага не имеет разброса, обусловленного трением, а само перемещение оказывается наибольшим.Поэтом наличие люфтрв также оказывает меньшее влияние на перемещение рычага.Стабиль ное перемещение передаточного рычага в выключателе обусловливает мальай разброс время-токовых характеристик аппарата. Несрабатывание автоматического выключателя при номинальном токе и при воздействии на него ударов и ви раций достигается обеспечением в нем достаточно большого начального противодействующего усилия на рычаге 1 приложенного к термобиметаллу компенсации, и величиной перемешения промежуточного рычага из этого положения до линии перелома. Ударное освобождение фиксатора механизма свободного расцепления позволяет использовать усиленную пружину отключения контактов, что уменьшает собственное время отключения и снижает электроизнос контактной системы, увеличивая ее надежность. Для обеспечения срабатывания выключателя, его взвода и включения величина продольного отверстия в тяге определяется ходом промежуточного рычага из начального напряженного состояния до точки освобождения фиксатора. Настройка тепловых расцепителей в данном выключателе упрощается. Для установки одновременности воздействия термобиметаллов фаз на промежуточный рычаг и фиксатор достаточна грубая установка начашьного положения термобиметаллов фаз, а для выполнения тепловыми расцепителями требуемых условий срабатывания и несрабатывания по току и времени достаточно ввашолнить простейшие операции регулировочным винтом в обесточенном выключателе. Использование данного автоматического выключателя в системах электроснабжения, повьоиает их надежность . и дает существенный экономический эффект в серийном производстве .аппарата за счет упрощения настройки. Формула изобретения Автоматический выключатель, содержащий механизм свободного расцепления с фиксатором и скобой включения, термобиметаллический крмпенсатор температуры окружающей среды, контактную систему с дугогасительным устройством, .электромагнитные и тепловые расцепители, регулятор номинального тока тепловых расцепителей, промежуточный рычаг которого закреплен на оси вращения, установленной на кронштейне, а передаточный конец промежуточного рычага расположен между.термобиметаллом компенсатора температуры окружающей среды и фиксатором, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы выключателя и упрощения его настройки, он снабжен тягой с продольным отверстием и подпружиненной опорой, установленной на кронштейне, при этом промежуточный рычаг закреплен на оси вращения своей средней частью, передаточный конец промежуточного рычага связан со скобой включения с помощью тяги и выполнен с выступом, который расположен с возможностью перемещения в продоль:юм отверстии тяги, а конец промежуТОЧНОГО рычага , противоположный передаточноь у, выполнен призматическим и расположен на подпружиненной опоре.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

свидетельство СССР 01 Н 73/66, 1976.

свидетельство СССР 01 Н 73/22, 1973

« 19

Фч1.}