Контактор с пневматическим приводом Советский патент 1982 года по МПК H01H3/24 

(54) КОНТАКТОР С ПНЕВМАТИЧЕСКИМ ПРИЮДОМ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в эглектропневматических СИЛОВЫХ контакторгис для тепловозов и электровозов.

Известны контакторы с пневматическим приводом, которые имеют ряд преимуществ применительно к силовым аппаратам по отношению к электромагнитному. Известные контакторы с пневматическим приводом содержат одму или несколько контактных систем и пневматический поршневой или диафрагменный привод 11.

Рациональность конструкции контактора определяется согласованием его противодействующей и тяговой характеристик . Противодействующая характеристика сильноточного контактора, а особенно группового контактора (содержит несколько контактных групп на один привод),отличается наличием ВЫСОКОЙ ступеньки в момент залыкания и выбора провала контактов.Тягог вая характеристика поршневого пневматического привода - это прямая, параллельная оси абсцисс. Для диафрагменного пневматического провода характерна падзхщая кривая Е23..

При согласовании тяговой и противодействующей характеристик основным требованием является минимальное с превышение . тяговых сил Над противодействующими. При таком правильном согласовании уменьшается ударный износ и повышаются экономические показатели аппарата.

В начальный период включения (период выбора раствора контактов) В контакторе с пневматическим приводом имеется очень большой избыток . ТЯГОВОЙ силы. В то же время в заклю чительном-периоде (период замыкания и выбора провала контактов) избыток ТЯГОВОЙ силы определяется лишь конструктивным запасом.

Наиболее естественным и продол20жительным режимом работы контактора является его включенное состояние. Для,обеспечения нормальной работы аппарата во включенном состоянии необходимо, чтобы даже при понияюнном

25 давлении сжатого воздухаj внешних вибрациях и ударах сохранялось превышение ТЯГОВЫХ сил над противодействующими. Но необходимость для этого увеличения конструктивногс5 запаса

30 по тяге ВХОДИТ в противоречение с требованием согласования тяговой и противодействукией характеристик и влечет увеличение размеров привода, его массы и т.д. Для известных контакторов с пневматическим приводом характерен еще один существенный недостаток, связанный с особенностью работы пневмопривода с резкрпеременной нагрузкой в небольшом сечении выхлопного отверстия. При отключении, когда размы каются силовые контакты с мощной кон тактной пружиной, усилие контактной пружины, которое до момента размыкания контактов помогало отключакяцей прузгшне сжимать воздух в пневмоприводе, практически сншлается мгновен.но,, .т.е. происходит резкий сброс нагрузки на пневмопривод, а подвижная система под воздействием возникшего усилия от нескомпенсированного давления в пневмоприводе резко снижает скорость и даже останавливается 3J. Остановка контактов в момент их размыканияпри растворах порядка 1 м крайне нежелательны с точки зрения электрической износостойкости, - Известен контактор с пневмоприводом, в котором требуемая форма про тиводействукщей характеристики достигается маятниковым грузом и фиксатором в виде кулачка, который взаимо действует с подпружиненным толкателе Контактор содержит также подвижный элемент с контактами 4. Это устройство отличается относительной сложностью. Для устранения высокой ступеньки в STOiM контакторе необходимо в реальной конструкции иметь большие массу маятникового груза и рычаги, что не всегда приемлемо, особенно для тяговых контакторов, где требования к габаритным раз мерам и массе аппаратов достаточно жесткие. Коммутационная способность этих контакторов ограничена из-за недостаточно большой скорости разликания контактов.Цель изобретения - повьлшенце надежности, коммутационной способности и уменьшение габаритов. Для достижения цели в контакторе содержащем подвижный элемент с контактами и кулачок, взаимодействукмций с подпружиненным толкателем, кулачок соединен с подвижным элементом и имеет участок профиля, параллельный направлению движения подвижного элемента, и сопряженный с ним участок профиля, выполненный с уклоном по отнсяяению к указанному участку,причем при взаимодействии толкателя с параллельным направлению движения подвижного элемента участком кулачка выбирается раствор контактов, а при взаимодействии его с наклонным участком кулачка выбирается провал контактов. Для.исключения перекосов контактор снабжен другим подпружиненным толкателем, также взаимодействующим с кулачком, причем толкатели располохсены , симметрично относительно оси кулачка. На фиг. 1 изображен контактор с пневматическим приводом в отключенном положенииf на фиг. 2 - то же, в положении Включено } на фиг. 3 тяговая (тх) и противодействукнцая характеристики контакта (пх). Контактор с пневматическим приводом содержит подвижный элемент 1, отключенную пружину 2, подвижные 3 и неподвижные 4 контакты. Подвижный элемент 1 соединен с кулачком 5. Кулачик 5 взаимодействует с подпружиненными толкателями б. Кулачок может иметь по крайней мере два сопряженных участка: участок 7 параллельный направлению перемещения подвижного элемента и наклонный по отношению к участку 7 в сторону подвижного элемента участок 8. Участок 7 кулачка 5 соответствует выбору раствора контактов 3 и 4 (зазор р), а участок 8 кулачка 5 соответствует увеличению провала контактов 3 и 4 (зазор п). Контактор работает следующим образом. При подаче сжатого воздуха в рабочую полость пневмопривода подвижный элемент 1 перемещается в сторону замыкания контактов 3 и 4. Подпружиненные толкатели 6 в период перемещения подвижной части 1, соответствующий периоду выбора раствора (зазор р, практически не оказывают влияния на противодействующую характеристику контактора, так как в этот период опираются на участок 7 кулачка 5 (сила трения не учитывается).В момент замыкания контактов 3 и 4, т.е. в момент начала выбора провала контактов, подпружиненные толкатели б резко переходят на другой участок 8 кулачка 5, В результате взаимодействия подпружиненных толкателей б и кулачка 5 (участок 8) возникает дополнительная сила, направленная в сторону перемещения подвижного элемента 1 (помогает приводу создавать контактное нажатие). При соответствующем выборе пружин и участков профиля кулачка можно получить противодействующую характеристику с меньшей ступенькой,так как усилие контактной гфужины будет полностью или частично компенсироваться силой от взаимодействия подпружиненных толкателей б и кулачка 5 (фиг. 3). Уменьшение ступеньки благоприятно сказывается и на процессе отключения; так как сброс нагрузки на пневмопривод будет менее резким, то

задержка или уменьшение скорости размыкания в начальном периоде будет менее значительной. Некоторое возможное уменьшение средней скорости период размыкания контактов (уменьшается начальная сила тяги отключения) на коммутационной способности аппарата не скажется, так как на процесс дугогашения большее влияние оказывает скорость- разгллкания в начальном периоде (при растворе контактов около 2 мм электрическая дуга уже сходит с контактов на рога и гасится под действием электромагнитных и др. внешних сил), которая в данном случае будет выше, чем у обычных контакторов с пневматическим приводом.

Уменьшение ступеньки позволяет в ряде случаев применить пневмопривод меньших размеров (понизить тяговую характеристику (фиг, 3) или в случае крайне тяжелых условий эксплуатации иметь больший запас.по тяговому усилию. Применение меньшего пневмопривода (уменьшение рабочей площади поршня), в свою очередь, также ул учшает динамику отключения, так как сила от нескомп нсированного давления сжатого воздуха в момент размыкания контактов будет меньше.

Формула изобретения

1. Контактор с пневматическим приводом, содержащий подвижный элемент с контактами и кулачок, взаимодействую1ЦИЙ с подпружиненным толкателем, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности, коммутационной способности и уменьшения габаритов, кулачок соединен с подвижный элементом и имеет участок профиля, параллельный направлению движения подвижного элемента, и сопряженный с ним участок профиля, наклонный по отнсяаению к указанному параллельному участ0ку в сторону подвижного элемента,причем при взаимодействии толкателя с параллельным направлению движения подвижного элемента участком кулачка выбирается раствор контактов, а при 5 взаимодействии его с наклонным участком кулачка выбирается провал контактов.

2.Контактор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен

0 другим подпружиненным толкателем, также взаимодействующим с кулачком, причем толкатели расположены симметрично относительно оси кулачка.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе 1. Баталов В.М., Петров Б.П. Тяговые электрические аппараты. М,, Энергия, 1969, с. 40-43.

.2. Сахаров П.В. Проектирование 0 электрических аппаратов. М., Энергия. 1972, с. 235.

3.Брон О.Б. Электрическая дуга в аппаратам управления. М.-Л., Госэнергоиздат, 1954.

15 4. Авторское свидетельство-СССР по заявке 2731071/24-07, кл. Н 01 Н 3/24, 1979.

Фиг.4

.SL