Магнитоуправляемый контакт Советский патент 1982 года по МПК H01H1/66 

Изобретение относится к .электромеханическим переключающим устройствам и может найти применение для . коммутации электрических цепей в системах автоматики, телемеханики и связи, в измерительной технике.

Известны магиитоуправляемые контакты, содержащие гepмetизиpoвaнный баллон, подвижный и неподвижный контактные сердечники, выполненные в виде пластин с расположенными в противоположных торцах баллона l.

Недостатками известных устройств являются малые коммутируемые точки, наличие дребезга контактов при замыкании, а также недостаточная виброустойчивость, что может привести к самопроизвольному размыканию контактов.

Известен также магнитоупрааляемый контакт, содержащий герметизированный баллон, неподвижный и подвижный ферромагнитные контактные сердечники, закрепленные в противоположных торцах баллона и установ- , ленные с перекрытием и зазором друг относительно друга, и дугообразный упругий элемент, выполненный из отрезка плоской пружины и размещенный в плоскости перемещения подвижного сердечника, причем один конец упругого элемента закреплен на внутренней грани подвижного сердечника, а незакрепленный конец его располоtoжен по отношению к наружной грани неподвижного контактного сердечника с зазором, причем величина зазора выбрана такой, что при сраба тывании магнитоуправляемого контак15та незакрепленный конец упругого элемента упирался в неподвижный контактный сердечник f 2 З,

Недостатками этого устройства

20 являются малое быстродействие, ограниченное дугообразным упругим элементом, наличие вибраций при замыкании. 39 При подаче управляющего магнитно го потока подвижный контактный сердечник передвигается со скоростью, величина которой ограничивается противодействием деформируемого дугообразного элемента и силами трения последнего о стенку баллона. Кроме того, преодоление указанных противодействий требует мощного управляющего сигнала, тем самым снижается чувствительность устройства и повыша ется его энергоемкость. Уменьшение вибраций контактов а, значит, повышение надежности контактирования, проводимое путем усовершенствования механической системы, недостаточно эффективно. Целью изобретения является повышение быстродействия и снижение вибраций при замыкании. Указанная цель достигается тем, что магнитоуправляемый kOKTaKf снабжен двумя дополнительными выводами и двумя диэлектрическими прокладками один из выводов образует раЗмыкающий контакт с-внутренней стороной дугообразного элемента в его центральной части, а другой - электрически соединен с закрепленным концом дугообразного элемента, дугообразный элемент установлен с зазором относительно баллона и закреплен на подвижном ферромагнитном сердечнике через одну из диэлектрических прокла док, на неподвижном ферромагнитном сердечнике в месте его контактирования с дугообразным элементом установ лена другая диЭJpeктpичecкaя прокладка, причем зазор между подвижным и неподвижным ферромагнитными сердеч:никами выбран большим, чем сумма зазоров между баллоном и дугообразным элементом и между незакрепленным концом последнего и диэяектриче.ской прокладкой на неподвижном ферромагнитном сердечнике. На фиг, 1 изображен предлагаемый магнитоуправляемый контакт, продольный разрез , на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1; на фиг. 3 - один из.вариантов схемы управления устройством Магнитоуправляемый контакт содержит герметизированный баллон 1, внут ри .которого в одном торце расположен неподвижный ферромагнитный контактный сердечник 2, а в другом торце - подвижный ферромагнитный сердечник 3| который через дополнительно введен)иую диэлектрическую проклад 4 ку i жестко соединен с упругим дугообразным элементом 5. Дугообразный элемент 5 наружной стороной дуги установлен с зазором по отношению к герметизированному баллону 1 и электрически связан с выводом 6. Внутренняя сторона дугообразного элемента 5 в его центральной части образует размыкающий контакт с дополнительно установленным контактом 7. Неподвижный сердечник 2 в зоне, зазора с дугообразным элементом 5 покрыт диэлектрическим материалом 8 Зазор между неподвижным сердечником 2 и подвижным сердечником 3 больше, чем сумма зазоров между герметизированным баллоном 1 и дугообразным упругим элементом 5 между незакрепленным концом последнего и неподвижным сердечником 2. Устройство работает следующим образом При воздействии магнитного поля подвижный ферромагнитный контактный сердечник 3 идет на сближение с неподвижным ферромагнитным контактным сердечником 2, В начальный момент времени скорость передвижения подвижного сердечника 3, к которому через диэлектрическую ппокладку жестко поикрёплен упругий дугообразный элемент 5, обусловлена только силами электромагнитного притяжения, инерции и упругости. Передвижение упругого дугообразного элемента вместе с подвижным сердечником обеспечивает размыкание нормально замкнутого контакта между дугообразным элементом 5 и KOHtaKTOM 7. При этом изменяется (уменьшается) величина управляющего магнитного поля, так как в цепь управления включается дополнительное реактивное сопротивление R (фиг. 3). В последующий момент времени, когда подвижный контактный сердечник 3 проходит расстояние, достаточное для соприкосновения дугообразного упругого элемента 5 с герметизированным баллоном 1, скорость подвижного сердечника 3 начинает уменьшаться в связи с возрастанием силы реакции деформируемого дугообразного элемента, которая направлена против направления перемещения подвижного сердечника 3. При дальнейшем перемещении подвижного сердечника 3 дугообразный элемент деформируется, свободный его 5 конец приближается к неподвижному сердечнику 2 до соприкосновения с последним. В зоне соприкосновения неподвижного сердечника 2 он покрыт диэлектрическим материалом 8 обеспечиващим изоляцию между соприкасающимися деталями, С момента сопри косновения скорость подвижного контактного сердечника еще больше умен шается в связи с возрастанием силы реакции деформируемого дугообразного элемента. В последующий момент времени происходит замыкание подвиж ного и неподвижного контактных сердечников После размыкания нормально замкнутого контакта между дугообразным элементом 5 и контактом 7 умень шение управляющего магнитного|;поля может осуществляться, например, еле дующим образом (фиг, 3)t Размыканием нормально замкнутого контакта в цепь управления параллельно электромагнитной катушке включается дополнительное реактивное сопротивле ние R, вследствие чего изменяется велимика магнитного поля. Подобрав необходимые величины зазоров, длину дугообразного подвижного элемента, кривизну и точку крепления к подвижному контактному сердечнику, а также величину реактивного сопротивления можно достичь значительного увеличения виброустойчивости, практически исключить дребезг. Быстродействие магнитоуправляемого контакта повышается благодаря первоначальному периоду времени, во время которого подвижный сердечник с максимальной скоростью движется к неподвижному сердечнику. Скорость движения начинает гаситься (уменьшаться) с момента размыкания нормал но замкнутого контакта. Следует заметить, что нормально замкнутый контакт между дугообразным упругим элементом 5 и контакт 1 7 может быть с первоначальным натягом, что обеспечивает наличие еще одной фазы управления процессом ком мутирования. Благодаря дополнительной цепи уп равления значительно увеличивается износоустойчивость контактов реле. Лабораторные образцы магнитоуправляемых контактов при режиме коммута ции: ток 1,0 А, напряжение 30 V, максимальная частота срабатывания в секунду 10 раз выдержало в сред106нем срабатываний и по этому показателю почти в раза превышает известные магнитоуправляемые контакты. При этом время срабатывания (при рабочем напряжении в обмотке) не превышало 12 мс. Время отпускания не превышало 18 мс. Вибрация контактов, измереннэя емкостным дискретным устройством, уменьшается примерно на . Таким образом, предлагаемый магнитоуправляемый контакт целесообразно применять в системах связи, особенно телефонии, а также в цепях управления и автоматики железноД9РОЖНОГО транспорта, где требуется минимальное время вибрации при коммутации. Формула изобретения Магнитоуправляемый контакт, содержащий герметизированный баллон, подвижный и неподвижный ферромагнитные контактные сердечники и дугообразный упругий элемент, выполненный из отрезка плоской пружины и размещенный в плоскости перемещения / подвижного ферромагнитного сердечника так, что один конец дугообразного упругого элемента закреплен на внутренней грани подвижного ферромагнитного сердечника, а незакрепленный конец его расположен по отнсииению к наружной грани неподвижного ферромагнитного контактного сердечника с зазором, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что с целью повьшения быстродействия и снижения вибраций при закыкании ой снабжен двумя дополнительными выводами и дау мя диэлектрическими прокладками, один Из дополнительных выводов образует размыкающий контакт с внутренней стороной дугообразного элемента в его центральной части, а другой электрически соединен с закрепленным концом дугообразного элемента, дугообразный элемент установлен с зазором относительно баллона и закреплен на подвижном ферромагнитнои сердечнике через одну из диэлек- . трических прокладок, на неподвижном ферромагнитном сердечнике в месте его контактирования с дугообразным элементом установлена другая диэлектрическая прокладка, причем зазор между подвижным и неподвижным ферро7

магнитными сердечниками выбран боль шим, чем сумма зазрров между баллоном и дугообразным элементом и между незакрепленным концом последнего и -диэлектрической прокладкой на неподвижном ферромагнитном сердечнике.

9821108

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Диковский ЯоМ,, Капралов И„И. Магнитоуправляемые контакты, М,,

5 Энергия, 1970., с. 7, рис, 1-1.

2,Авторское свидетельство СССР № , кл, Н 01 Н 1/66, 1978,