RU201165U1

RU201165U1 - ELECTROMAGNETIC RELAY WITH CONTACT GROUP MODULAR TYPE

Info

Publication number: RU201165U1
Application number: RU2020117326U
Authority: RU
Inventors: Валерий Сергеевич Фадеев; Александр Викторович Конаков; Олег Викторович Штанов; Николай Михайлович Паладин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех")
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2020-12-01

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в устройствах сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) железнодорожного транспорта. Задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является повышение безопасности работы системы сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) железнодорожного транспорта. В процессе решения поставленной задачи достигаются технический результат, заключающийся в повышении надежности работы реле за счет исключения отказов контактной группы, вследствие нарушения заводских настроек, повышение технологичности изготовления сердечника реле при улучшении электромагнитных параметров сердечника. Указанный технический результат достигается электромагнитным реле с контактной группой модульного типа, содержащим электромагнитную систему, включающую ярмо, сердечник, обмотки на электроизоляционных шпулях, Г-образный якорь, установленный на вершине призматической опоры ярма, при этом сердечник изготовлен спеканием порошка из магнитомягкого сплава на основе железа с добавлением легирующих элементов, и выполнен в виде стержня, имеющего с одной стороны полюсник, а с другой стороны - резьбу, контактную систему, включающую контактную группу, реализованную в виде одного или нескольких неразборных модулей, состоящих из 1-8 контактных триад, образованных фронтовыми, общими и тыловыми контактами, закрепленными на плоских пружинах, установленных в одном монолитном корпусе, при этом корпус получен заливкой пружин диэлектрическим, термореактивным, вибропоглощающим, полимерным материалом, поводок из электроизоляционного материала, закрепленный на якоре и связанный с общими (подвижными) контактами, груз с возможностью в заданном пределе свободно перемещаться в вертикальном направлении и закрепленный на горизонтальной полке якоря, фронтовые контакты выполнены из композиционного материала на основе высокоплотного мелкозернистого графита и серебра, а общие и тыловые контакты из серебра, имеет основание с закрепленными в нем штепсельными выводными пластинами, где соединение пластин с обмотками и монтажным проводом выполнено пайкой, ручку и защитный колпак.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in signaling, centralization and blocking (STB) devices for railway transport. The task to be solved by this technical solution is to increase the safety of the signaling, centralization and blocking (SCB) system of railway transport. In the process of solving the problem, the technical result is achieved, which consists in increasing the reliability of the relay by eliminating the failures of the contact group due to violation of the factory settings, increasing the manufacturability of the relay core while improving the electromagnetic parameters of the core. The specified technical result is achieved by an electromagnetic relay with a modular contact group, containing an electromagnetic system, including a yoke, a core, windings on electrical insulating spools, an L-shaped armature mounted on the top of the prismatic support of the yoke, while the core is made by sintering a powder of a soft magnetic alloy based on iron with the addition of alloying elements, and is made in the form of a rod having a pole on one side and a thread on the other hand, a contact system including a contact group, implemented in the form of one or more non-separable modules consisting of 1-8 contact triads formed by front , common and rear contacts fixed on flat springs installed in one monolithic body, while the body is obtained by filling the springs with a dielectric, thermosetting, vibration-absorbing, polymer material, a leash made of electrical insulating material, fixed on the anchor and connected to common (movable) contacts , a load with the ability to move freely in the vertical direction in a given limit and fixed on the horizontal armature shelf, the front contacts are made of a composite material based on high-density fine-grained graphite and silver, and the common and rear contacts are made of silver, has a base with plug-in outlet plates fixed in it , where the connection of the plates with the windings and the mounting wire is made by soldering, the handle and the protective cap.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в устройствах сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) железнодорожного транспорта.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in signaling, centralization and blocking (STB) devices for railway transport.

Известно применяемое в устройствах СЦБ электромагнитное реле СЦБ типа НМШТ третьего поколения. (Сороко В.И., Милюков В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн. 1. - 3-е изд. - М.: НПФ «Планета», 2000 - стр. 305-354, рис. 112). Электромагнитное реле, имеет электромагнитную систему, включающую ярмо, сердечник и обмотки на электроизоляционных шпулях, покрытые электроизоляционным материалом, Г-образный якорь, установленный на вершине призматической опоры ярма, контактную систему, включающую фронтовые, общие и тыловые контакты, закрепленные на латунных плоских пружинах, при этом контактирующим материалом для фронтовых контактов является серебро-графитовый порошковый композиционные материал, поводок из электроизоляционного материала, закрепленный на якоре и связанный с подвижными контактами, грузом с возможностью в заданном пределе свободно перемещаться в вертикальном направлении и закрепленном на горизонтальной полке якоря, при этом подвижные контакты шарнирно соединены с горизонтальной полкой якоря, имеет основание с закрепленными в нем штепсельными выводными пластинами соединенные монтажным проводом с обмотками реле, ручку, защитный колпак.Known used in devices for signaling the electromagnetic relay for signaling of the NMShT type of the third generation. (Soroko V.I., Milyukov V.A. Equipment of railway automation and telemechanics: Handbook: in 2 books. Book 1. - 3rd ed. - M .: NPF "Planet", 2000 - p. 305-354 , fig. 112). Electromagnetic relay, has an electromagnetic system, including a yoke, a core and windings on electrical insulating spools, covered with electrical insulating material, an L-shaped armature mounted on the top of a prismatic yoke support, a contact system including front, common and rear contacts fixed on brass flat springs, in this case, the contacting material for the front contacts is a silver-graphite powder composite material, a leash made of electrical insulating material, fixed on the anchor and connected to the movable contacts, a load with the ability to move freely in a given limit in the vertical direction and fixed on the horizontal shelf of the armature, while movable the contacts are pivotally connected to the horizontal armature shelf, has a base with plug-in terminal plates fixed in it, connected by a mounting wire to the relay windings, a handle, a protective cap.

Недостатками реле является низкая эрозионная стойкость, контактирующий композиционный материал для фронтовых контактов, полученный спеканием порошков серебра и графита, в процессе эксплуатации имеет большую зону выгорания, что приводит к снижению усилий нажатия контактов друг к другу и, как следствие, увеличению контактного электрического сопротивления, выход его за допустимые нормативные параметры, вплоть до обрыва электрической цепи и отказа реле.The disadvantages of the relay are low erosion resistance, the contacting composite material for front contacts, obtained by sintering silver and graphite powders, has a large burnout zone during operation, which leads to a decrease in the efforts of pressing the contacts to each other and, as a result, to an increase in the contact electrical resistance, the output it for the permissible standard parameters, up to an open circuit and relay failure.

Известно электромагнитное реле, содержащее электромагнитную систему, включающую ярмо, сердечник и обмотки на электроизоляционных шпулях, покрытые электроизоляционным материалом, Г-образный якорь, установленный на вершине призматической опоры ярма, контактную систему, включающую фронтовые, общие и тыловые контакты, закрепленные на плоских пружинах, поводок из электроизоляционного материала, закрепленный на якоре и связанный с подвижными контактами, грузом с возможностью в заданном пределе свободно перемещаться в вертикальном направлении и закрепленном на горизонтальной полке якоря, при чем общие контакты шарнирно соединены с горизонтальной полкой якоря, основание с закрепленными в нем штепсельными выводными пластинами соединены монтажным проводом с обмотками, ручку, защитный колпак, при этом плоские пружины контактов подвергнуты термической стабилизирующей обработке, фронтовые контакты выполнены из композиционного материала на основе высокоплотного графита и серебра, а общие и тыловые контакты из биметаллического материала с контактным слоем из серебра, при этом контактная часть общих контактов имеет сферообразную форму, сердечник выполнен из магнитомягкого порошкового сплава на основе железа. (Патент на полезную модель RU 145565, заявка №2013158453 от 27.12.2013, МПК H01H 51/00).It is known an electromagnetic relay containing an electromagnetic system including a yoke, a core and windings on electrical insulating spools, covered with an electrical insulating material, an L-shaped armature mounted on the top of a prismatic yoke support, a contact system including front, common and rear contacts fixed on flat springs, a leash made of electrical insulating material, attached to the anchor and connected with movable contacts, a load with the ability to move freely in the vertical direction within a given limit and fixed on the horizontal armature shelf, and the common contacts are hingedly connected to the horizontal armature shelf, the base with the plug-in leads fixed in it plates are connected by a mounting wire with windings, a handle, a protective cap, while the flat springs of the contacts are subjected to heat stabilizing treatment, the front contacts are made of a composite material based on high-density graphite and silver, and the common and rear contacts are contacts made of bimetallic material with a contact layer of silver, while the contact part of the common contacts has a spherical shape, the core is made of a soft magnetic powder alloy based on iron. (Patent for utility model RU 145565, application No. 2013158453 dated December 27, 2013, IPC H01H 51/00).

Недостатком данного технического решения является нестабильность электрического контактного сопротивления, после длительного хранения реле и работе реле при отсутствии электрических нагрузок. Исходя из электротехнических требований к реле, контакты в процессе работы должны самоочищаться, что и происходит под нагрузкой. При замыкании и размыкании контактов, при образовании электрической дуги, происходит эрозия графитовых контактов. Относительное перемещение контактов приводит к появлению новых окисленных поверхностей, с более высоким контактным электрическим сопротивлением, приводит постоянному незначительному росту контактного электрического сопротивления. В работе электромагнитных реле, имеются периоды, кода не все контактные пары находятся под нагрузкой и имеют относительное перемещение контактов. В результате такого «простоя» образуются окисные пленки на поверхности контактов плохо проводящих электрический ток и как следствие, увеличение контактного электрического сопротивления и выход его за допустимые нормативные параметры между фронтовыми и общими контактами.The disadvantage of this technical solution is the instability of the electrical contact resistance after long-term storage of the relay and the operation of the relay in the absence of electrical loads. Based on the electrical requirements for the relay, the contacts must self-clean during operation, which happens under load. When the contacts are closed and opened, with the formation of an electric arc, erosion of the graphite contacts occurs. The relative movement of the contacts leads to the appearance of new oxidized surfaces with a higher contact electrical resistance, leads to a constant slight increase in the contact electrical resistance. In the operation of electromagnetic relays, there are periods when not all contact pairs are under load and have a relative movement of the contacts. As a result of this "downtime", oxide films are formed on the surface of contacts that are poorly conducting electric current and, as a consequence, an increase in contact electrical resistance and its going beyond the permissible standard parameters between the front and common contacts.

Известно электромагнитное реле для участков железных дорог со скоростным движением, содержащим электромагнитную систему, включающую ярмо, сердечник и обмотки на электроизоляционных шпулях, покрытые электроизоляционным материалом, Г-образный якорь, установленный на вершине призматической опоры ярма, контактную систему, включающую фронтовые, общие и тыловые контакты, закрепленные на плоских пружинах, поводок из электроизоляционного материала, закрепленный на якоре и связанный с подвижными контактами, грузом с возможностью в заданном пределе свободно перемещаться в вертикальном направлении и закрепленном на горизонтальной полке якоря, при этом общие контакты шарнирно соединены с горизонтальной полкой якоря, основание с закрепленными в нем штепсельными выводными пластинами соединены монтажным проводом с обмотками, ручку, защитный колпак, плоские пружины контактов подвергнуты термической стабилизирующей обработке, фронтовые контакты выполнены из композиционного материала на основе высокоплотного графита и серебра, а общие и тыловые контакты из серебра, контактная часть общих контактов имеет сферообразную форму, при этом основой композиционного материала является мелкозернистый графит с открытой пористостью не более 12%, удельным электрическим сопротивлением не более 8 мкОм⋅м, пределом прочности при изгибе не менее 45 МПа, пределом прочности при сжатии не менее 85 МПа, плотностью не менее 1.83 г/см³, зольностью не более 0,08%, средним размером зерна 0,038 мм. Поверхность граничного слоя композиционного фронтового контакта имеет адсорбированный граничный слой, состоящий из анионов эфира фосфорной кислоты, получен из водного раствора эфира фосфорной кислоты. (Патент на полезную модель RU 175934, заявка №2016145956 от 23.11.2016, МПК H01H 51/00). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.Known electromagnetic relay for sections of railways with high-speed traffic, containing an electromagnetic system, including a yoke, a core and windings on electrical insulating spools, covered with an electrical insulating material, an L-shaped armature mounted on the top of the prismatic yoke support, a contact system including front, general and rear contacts fixed on flat springs, a leash made of electrical insulating material, fixed on the anchor and connected with movable contacts, with a load capable of freely moving in a given limit in the vertical direction and fixed on the horizontal armature shelf, while the common contacts are pivotally connected to the horizontal armature shelf, the base with the plug-in terminal plates fixed in it are connected by a mounting wire with windings, the handle, the protective cap, the flat springs of the contacts are subjected to thermal stabilizing treatment, the front contacts are made of a composite material based on the high heat graphite and silver, and the common and rear contacts are made of silver, the contact part of the common contacts has a spherical shape, while the basis of the composite material is fine-grained graphite with an open porosity of no more than 12%, the specific electrical resistance of no more than 8 μOhm⋅hm, the ultimate strength at bending not less than 45 MPa, ultimate strength in compression not less than 85 MPa, density not less than 1.83 g / cm ³ , ash content not more than 0.08%, average grain size 0.038 mm. The surface of the boundary layer of the composite frontal contact has an adsorbed boundary layer consisting of anions of an ester of phosphoric acid, obtained from an aqueous solution of an ester of phosphoric acid. (Patent for utility model RU 175934, application No. 2016145956 dated 23.11.2016, IPC H01H 51/00). This technical solution was adopted as a prototype.

Недостатком данного технического решения является низкая вибрационная стойкость контактной группы. При прохождении железнодорожного транспорта по рельсам возникают вибрации, которые передаются на здания и сооружения расположенные рядом с дорогой, в том числе и на реле установленные в релейных шкафах. Реле подвергается вибрациям в широком частотном диапазоне. При совпадении вынужденных частот вибрации создаваемых проходящим составом и собственных частот элементов реле, возникает явление резонанса. Такое явление приводит к значительным амплитудам колебания элементов реле, что, в свою очередь, приводит к ослаблению крепления плоских контактных пружин под действием знакопеременных напряжений и как следствие нарушению заводских настроек, приводящих к замыканию общих и фронтовых контактов.The disadvantage of this technical solution is the low vibration resistance of the contact group. When railway transport passes along the rails, vibrations occur, which are transmitted to buildings and structures located next to the road, including relays installed in relay cabinets. The relay is subject to vibration over a wide frequency range. When the forced vibration frequencies created by the passing train and the natural frequencies of the relay elements coincide, a resonance phenomenon occurs. This phenomenon leads to significant oscillation amplitudes of the relay elements, which, in turn, leads to a weakening of the flat contact springs fastening under the action of alternating voltages and, as a consequence, a violation of the factory settings, leading to the closure of common and front contacts.

Задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является повышение безопасности работы системы сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) железнодорожного транспорта.The task to be solved by this technical solution is to increase the safety of the signaling, centralization and blocking (SCB) system of railway transport.

В процессе решения поставленной задачи достигаются технический результат, заключающийся в повышении надежности работы реле за счет исключения отказов контактной группы, вследствие нарушения заводских настроек, повышение технологичности изготовления сердечника реле при улучшении электромагнитных параметров сердечника.In the process of solving the problem, the technical result is achieved, which consists in increasing the reliability of the relay by eliminating the failures of the contact group due to violation of the factory settings, increasing the manufacturability of the relay core while improving the electromagnetic parameters of the core.

Указанный технический результат достигается электромагнитным реле с контактной группой модульного типа, содержащим электромагнитную систему включающую ярмо, сердечник, обмотки на электроизоляционных шпулях, Г-образный якорь, установленный на вершине призматической опоры ярма, при этом сердечник изготовлен спеканием порошка из магнитомягкого сплава на основе железа с добавлением легирующих элементов, и выполнен в виде стержня, имеющего с одной стороны полюсник, а с другой стороны - резьбу, контактную систему, включающую контактную группу, реализованную в виде одного или нескольких неразборных модулей, состоящих из 1-8 контактных триад, образованных фронтовыми, общими и тыловыми контактами, закрепленными на плоских пружинах, установленных в одном монолитном корпусе, при этом корпус получен заливкой пружин диэлектрическим, термореактивным, вибропоглощающим, полимерным материалом, поводок из электроизоляционного материала, закрепленный на якоре и связанный с общими (подвижными) контактами, груз с возможностью в заданном пределе свободно перемещаться в вертикальном направлении и закрепленный на горизонтальной полке якоря, фронтовые контакты выполнены из композиционного материала на основе высокоплотного мелкозернистого графита и серебра, а общие и тыловые контакты из серебра, имеет основание с закрепленными в нем штепсельными выводными пластинами, где соединение пластин с обмотками и монтажным проводом выполнено пайкой, ручку и защитный колпак. Кроме этого, сердечник изготовлен из порошка железа PASC60 фирмы Hoganas, содержащего 0,6 мас. % фосфора, 0,05 мас. % углерода, 0,13 мас. % кислорода, корпус модуля имеет монтажные отверстия, плоские пружины подвергнуты термической стабилизирующей обработке, контактная часть общих контактов имеет сферообразную форму, основой композиционного материала является мелкозернистый графит с открытой пористостью не более 12%, удельным электрическим сопротивлением не более 8 мкОм⋅м, пределом прочности при изгибе не менее 45 МПа, пределом прочности при сжатии не менее 85 МПа, плотностью не менее 1.83 г/см3, зольностью не более 0,08%, средним размером зерна 0,038 мм, серебро распределено в объеме дискретно и неравномерно по концентрации, от максимальной на контактной поверхности с уменьшением в слоях при удалении от поверхности, поверхность фронтового контакта имеет адсорбированный граничный слой, состоящий из анионов ди-(алкилполиэтиленгликолевый) эфира фосфорной кислоты, граничный слой фронтового контакта получен из водного раствора ди-(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты, граничный слой фронтового контакта получен из спиртового раствора ди-(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты.The specified technical result is achieved by an electromagnetic relay with a modular contact group containing an electromagnetic system including a yoke, a core, windings on electrical insulating spools, an L-shaped armature mounted on the top of the prismatic yoke support, while the core is made by sintering a powder from a soft magnetic alloy based on iron with by adding alloying elements, and is made in the form of a rod having a pole on one side and a thread on the other, a contact system including a contact group, implemented in the form of one or more non-separable modules consisting of 1-8 contact triads formed by frontal common and rear contacts fixed on flat springs installed in one monolithic body, while the body is obtained by filling the springs with a dielectric, thermosetting, vibration-absorbing, polymer material, a leash made of electrically insulating material, fixed to the anchor and connected to common (movable) contacts, cargo with the ability to move freely in the vertical direction in a given limit and fixed on the horizontal armature shelf, the front contacts are made of a composite material based on high-density fine-grained graphite and silver, and the common and rear contacts are made of silver, has a base with plug-in outlet plates fixed in it, where the connection of the plates with the windings and the mounting wire is made by soldering, the handle and the protective cap. In addition, the core is made of iron powder PASC60 from Hoganas, containing 0.6 wt. % phosphorus, 0.05 wt. % carbon, 0.13 wt. % oxygen, the module case has mounting holes, flat springs are subjected to heat stabilizing treatment, the contact part of the common contacts has a spherical shape, the basis of the composite material is fine-grained graphite with an open porosity of no more than 12%, specific electrical resistance no more than 8 μOhmhm, ultimate strength at bending not less than 45 MPa, ultimate strength in compression not less than 85 MPa, density not less than 1.83 g / cm3, ash content not more than 0.08%, average grain size 0.038 mm, silver is distributed in the volume discretely and unevenly in concentration, from the maximum on the contact surface with a decrease in layers with distance from the surface, the surface of the front contact has an adsorbed boundary layer consisting of di- (alkylpolyethylene glycol) ether anions of phosphoric acid, the boundary layer of the front contact is obtained from an aqueous solution of di- (alkylpolyethylene glycol) ether of phosphoric acid, the boundary front contact layer obtained from an alcohol solution of di- (alkylpolyethylene glycol) ester of phosphoric acid.

Электромагнитные нейтральные реле 1 класса, эксплуатируемые в устройствах СЦБ, должны удовлетворять большому количеству различных эксплуатационно-технических требований, выполнение которых должно обеспечить безотказную работу реле в экстремальных условиях, это вибрация, сильное электромагнитное излучение, высокие температуры и др.Class 1 electromagnetic neutral relays used in signaling devices must satisfy a large number of different operational and technical requirements, the fulfillment of which must ensure the reliable operation of the relay in extreme conditions, such as vibration, strong electromagnetic radiation, high temperatures, etc.

Изготовление сердечника из магнитомягкого сплава, использывание металлических порошков на основе железа, смешивая их в нужных соотношениях, прессуя в формах и спекая при определенных температурах, позволяет получить минимальный припуск под механическую обработку, улучшить электромагнитные параметры сердечника и повысить технологичность его изготовления и реле в целом.The manufacture of a core from a soft magnetic alloy, the use of iron-based metal powders, mixing them in the desired ratios, pressing in molds and sintering at certain temperatures, allows you to obtain a minimum allowance for machining, improve the electromagnetic parameters of the core and increase the manufacturability of its manufacture and the relay as a whole.

Для исключения отказов работы реле по причине износа контактов, все тыловые контакты реле должны размыкаться при замыкании хотя бы одного фронтового контакта и наоборот, совместный ход контактов должен быть не менее 0,35 мм, скольжения контактов для их самоочистки у фронтовых контактов должно быть не менее 0,25 мм, а у тыловых контактов не менее 0,2 мм, надежное отпускание якоря под действием массы якоря и связанных с ним подвижных частей при отключении напряжения от его обмоток. Это достигается выполнением фронтовые контактов из композиционного материала на основе высокоплотного мелкозернистого графита и серебра, основой композиционного материала является мелкозернистый графит с открытой пористостью не более 12%, удельным электрическим сопротивлением не более 8 мкОм⋅м, пределом прочности при изгибе не менее 45 МПа, пределом прочности при сжатии не менее 85 МПа, плотностью не менее 1.83 г/см3, зольностью не более 0,08%, средним размером зерна 0,038 мм, серебро распределено в объеме дискретно и неравномерно по концентрации, от максимальной на контактной поверхности с уменьшением в слоях при удалении от поверхности, а общие и тыловые контакты из серебра. Поверхность фронтового контакта имеет адсорбированный граничный слой, состоящий из анионов ди-(алкилполиэтиленгликолевый) эфира фосфорной кислоты, полученный из водного раствора или спиртового раствора ди-(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты. Форма контактной площадки общих контактов выполнена в виде сферы радиусом от 2,0 до 10,0 мм, переходное контактное сопротивление между общими и фронтовым контактами не более 0,2 Ом после технологического прогона и нормируемого числа коммутаций. Данный материал практически не имеет износа при числе циклов включение-выключение более 1.5 млн, что обеспечивает сохранение нажимного усилия с общим контактом в течение всего срока эксплуатации.To exclude relay failures due to contact wear, all rear contacts of the relay must open when at least one front contact is closed and vice versa, the joint travel of the contacts must be at least 0.35 mm, the sliding contacts for their self-cleaning at the front contacts must be at least 0.25 mm, and at the rear contacts at least 0.2 mm, reliable release of the armature under the action of the mass of the armature and associated moving parts when the voltage is disconnected from its windings. This is achieved by making front contacts made of a composite material based on high-density fine-grained graphite and silver, the basis of the composite material is fine-grained graphite with open porosity no more than 12%, specific electrical resistance no more than 8 μOhm⋅hm, ultimate bending strength of no less than 45 MPa, limit compressive strength not less than 85 MPa, density not less than 1.83 g / cm3, ash content not more than 0.08%, average grain size 0.038 mm, silver is distributed in the volume discretely and unevenly in concentration, from the maximum on the contact surface with a decrease in layers at away from the surface, and the general and rear contacts are made of silver. The surface of the front contact has an adsorbed boundary layer consisting of anions of di- (alkylpolyethylene glycol) ether of phosphoric acid, obtained from an aqueous solution or alcohol solution of di- (alkylpolyethylene glycol) ether of phosphoric acid. The shape of the contact area of the common contacts is made in the form of a sphere with a radius of 2.0 to 10.0 mm, the transition contact resistance between the common and front contacts is not more than 0.2 Ohm after the technological run and the normalized number of commutations. This material has practically no wear at the number of on-off cycles of more than 1.5 million, which ensures the maintenance of the pressing force with a common contact throughout the entire service life.

При прохождении железнодорожного транспорта по рельсам возникают вибрации, которые передаются на окружающие здания и сооружения и в том числе на реле. В данном случае реле подвергается вибрациям в широком частотном диапазоне. В данный диапазон входят собственные частоты практически всех подвижных частей реле. При совпадении вынужденных частот вибрации и собственных частот элементов реле, возникает явление резонанса. Такое явление приводит к значительным амплитудам колебания элементов реле, что, в свою очередь, приводит к релаксации механических креплений плоских контактных пружин под действием знакопеременных напряжений, что приводит нарушению заводских настроек, и замыканию общих и фронтовых контактов. Данному недостатку подвержено техническое решение, принятое в качестве прототипа, так как конструктивно плоские пружины с закрепленными на них контактами изолированы между собой изолирующими пластинами и собраны в единый корпус посредством механического соединения.When railway transport passes along the rails, vibrations occur, which are transmitted to the surrounding buildings and structures, including the relay. In this case, the relay is subjected to vibrations in a wide frequency range. This range includes the natural frequencies of almost all moving parts of the relay. When the forced vibration frequencies and the natural frequencies of the relay elements coincide, a resonance phenomenon occurs. This phenomenon leads to significant oscillation amplitudes of the relay elements, which, in turn, leads to relaxation of the mechanical fasteners of flat contact springs under the action of alternating stresses, which leads to a violation of the factory settings, and the closure of common and front contacts. The technical solution adopted as a prototype is subject to this drawback, since structurally flat springs with contacts fixed to them are isolated from each other by insulating plates and assembled into a single body by means of a mechanical connection.

Конструкция контактной системы, включающей в себя контактную группу реализованную в виде одного или нескольких неразборных модулей, состоящих из 1-8 контактных триад, образованных фронтовыми, общими и тыловыми контактами, закрепленными на плоских пружинах, установленных в одном монолитном корпусе, полученным методом заливки пружин, материалом обладающим высоким демфирующим и вибропоглащающим свойствами, за счет снижения знакопеременных напряжений, позволяет значительно повысить надежность и безотказность работу реле в режиме вибрации в широком частотном диапазоне. Применение монолитного корпуса полученного методом заливки из материала, обладающего диэлектрическими и термореактивными свойствами позволяет снизить влияние температурных, и возникающих от этого побочных эффектов, при гарантируемом соблюдении изоляции между пластинами с контактами и в целом минимизировать отказы в работы реле. Наличие на корпусе модуля монтажных отверстий позволят скреплять модули как и между собой так и осуществлять монтаж внутри реле. Кроме этого, при выходе из строя одного из контактов, нет необходимости проводить замену реле в целом, достаточно произвести замену только контактной группы, которая имеет заводские настройки. Такой ремонт возможен в условиях ремонтно-технологических участков (РТУ) на железной дороге.The design of a contact system, including a contact group, implemented in the form of one or more non-separable modules, consisting of 1-8 contact triads formed by front, common and rear contacts, fixed on flat springs, installed in one monolithic case obtained by the method of pouring springs, a material with high damping and vibration-absorbing properties, due to the reduction of alternating stresses, can significantly increase the reliability and reliability of the relay operation in vibration mode in a wide frequency range. The use of a monolithic housing obtained by pouring from a material with dielectric and thermosetting properties allows to reduce the influence of temperature and the side effects arising from this, while ensuring that the insulation between the plates with contacts is maintained and, in general, to minimize failures in the operation of the relay. The presence of mounting holes on the module case will allow the modules to be fastened to each other as well as to be mounted inside the relay. In addition, if one of the contacts fails, there is no need to replace the relay as a whole, it is enough to replace only the contact group, which has factory settings. Such repair is possible in the conditions of repair and technological sections (RTU) on the railway.

Повышение надежности работы реле достигается снижением отказов в работе реле, в течение заданного срока эксплуатации, при условии точного сохранения в реле электрических и механических параметров, и соответствия этих параметров техническим условиям завода-изготовителя и технологическим картам на ремонт реле. Электромеханик при ремонте реле в РТУ, в соответствии с технологическим процессом, должен выполнить измерение и отрегулировать не менее пяти механических, пяти электрических параметров реле. При нестабильности свойств элементов реле (плоские пружины, контакты) регулировка всех параметров реле задача в условиях РТУ достаточно сложная и не всегда выполнимая. Использование в предлагаемой контактной системе контактных групп реализованных в виде нерегулируемых и неразборных модулей, значительно сокращает объем работ время на их проведение и повышает надежность работы реле.An increase in the reliability of the relay operation is achieved by reducing the failures in the operation of the relay, during a given service life, provided that the electrical and mechanical parameters are accurately stored in the relay, and these parameters comply with the manufacturer's specifications and flow charts for relay repair. When repairing a relay in a RTU, an electromechanic, in accordance with the technological process, must measure and adjust at least five mechanical, five electrical parameters of the relay. With the instability of the properties of the relay elements (flat springs, contacts), the adjustment of all relay parameters is a task under RTU conditions is rather complicated and not always feasible. The use of contact groups in the proposed contact system, implemented in the form of non-adjustable and non-separable modules, significantly reduces the amount of work, the time spent on them and increases the reliability of the relay.

Пример конкретного выполнения предлагаемого реле СЦБ.An example of a specific implementation of the proposed signaling relay.

Электромагнитное реле показано на фиг. 1, на фиг. 2 контактная группа, реализованная в виде нерегулируемого и неразборного модуля из 8 триад контактов, на фиг. 3 показана практическое исполнение контактной группы, реализованная в виде двух модулей из 4-х триад контактов каждый.An electromagnetic relay is shown in FIG. 1, FIG. 2, a contact group, implemented as a non-adjustable and non-separable module of 8 triads of contacts, in Fig. 3 shows a practical implementation of the contact group, implemented in the form of two modules of 4 triads of contacts each.

Реле содержит электромагнитную систему, включающую ярмо 1, сердечник 2 и обмотки 3 на электроизоляционных шпулях 4, Г-образный якорь 5, установленный на вершине призматической опоры ярма 1, контактную систему включающую контактную группу реализованную в виде нерегулируемого и неразборного модуля, состоящего из 8-ми контактных триад, образованных фронтовыми 6, общими 7 и тыловыми 8 контактами, закрепленными на плоских пружинах 9, установленных в одном монолитном корпусе 10, поводок 11 из электроизоляционного материала, закрепленный на якоре 5 и связанный с общими (подвижными) контактами 7, грузом 12 с возможностью в заданном пределе свободно перемещаться в вертикальном направлении и закрепленном на горизонтальной полке якоря 5, имеет основание 13 с закрепленными в нем штепсельными выводными пластинами 14, соединенные монтажным проводом 15 с обмотками 3, ручку (на фиг. не показана), защитный колпак 16. Монолитный корпус 10, получен заливкой пружин 11 диэлектрическим, термореактивным, вибропоглощающим, полимерным материаломThe relay contains an electromagnetic system, including a yoke 1, a core 2 and windings 3 on electrical insulating spools 4, an L-shaped armature 5 mounted on the top of the prismatic support of the yoke 1, a contact system including a contact group implemented in the form of an unregulated and non-separable module consisting of 8- mi contact triads formed by front 6, common 7 and rear 8 contacts, fixed on flat springs 9, installed in one monolithic body 10, a leash 11 made of electrical insulating material, fixed on an anchor 5 and connected to common (movable) contacts 7, weight 12 with the ability in a given limit to move freely in the vertical direction and fixed on the horizontal shelf of the armature 5, has a base 13 with plug-in terminal plates 14 fixed in it, connected by a mounting wire 15 with windings 3, a handle (not shown in the figure), a protective cap 16 . Monolithic body 10, obtained by filling the springs 11 with dielectric, thermosetting, vibration absorbent, polymeric material

Реле работает следующим образом.The relay works as follows.

При подаче напряжения на обмотки 3 в электромагнитной системе, формируется электромагнитное поле, под воздействием которого якорь 5 притягивается к сердечнику 2 и тем самым приводит в движение поводок 11, систему привода общих контактов 7. При притягивании якоря 5 происходит замыкание фронтовых 6 и общих 7 контактов. При снятии напряжения с обмоток 3, магнитное поле, притягивающее якорь 5 к сердечнику 2 исчезает, под действием груза 12, якоря 5, поводок 11 возвращает в исходное положение система привода общих контактов 7. Происходит размыкание фронтовых 6 и общих 7 контактов и замыкание тыловых 8 и общих 7 контактов. При подаче напряжения на обмотки 3 катушек происходит повторение цикла.When voltage is applied to the windings 3 in the electromagnetic system, an electromagnetic field is formed, under the influence of which the armature 5 is attracted to the core 2 and thereby drives the leash 11, the drive system of common contacts 7. When the armature 5 is pulled, the front 6 and common 7 contacts are closed ... When the voltage is removed from the windings 3, the magnetic field that attracts the armature 5 to the core 2 disappears, under the action of the load 12, the armature 5, the leash 11 returns the drive system of the common contacts to its original position 7. The front 6 and common 7 contacts open and the rear 8 contacts are closed and common 7 contacts. When voltage is applied to the windings of 3 coils, the cycle repeats.

Изготовлена опытная партия электромагнитных реле с контактной системой включающую контактную группу в виде нерегулируемых и неразборных модулей состоящих из контактных триад, включающих фронтовой, общий и тыловой контакты, закрепленных на плоских пружинах залитых в одном корпусе диэлектрическим термореактивным полимерным материалом обладающим повышенным демпферными и вибропоглощающими свойствами, и сердечником выполненным из магнитомягкого сплава на основе железа с добавлением легирующих элементов, изготовленного спеканием из порошкового композиционного материала, для проведения промышленных испытаний.A pilot batch of electromagnetic relays with a contact system has been made, including a contact group in the form of non-adjustable and non-separable modules consisting of contact triads, including front, common and rear contacts, fixed on flat springs filled in one housing with a dielectric thermosetting polymer material with increased damping and vibration-absorbing properties, and a core made of a soft magnetic alloy based on iron with the addition of alloying elements, made by sintering from a powder composite material, for industrial tests.

Claims

1. An electromagnetic relay with a modular contact group, characterized in that it contains an electromagnetic system, including a yoke, a core, windings on electrical insulating spools, an L-shaped armature mounted on the top of the prismatic yoke support, while the core is made by sintering a powder from a soft magnetic alloy on based on iron with the addition of alloying elements, and is made in the form of a rod with a pole on one side and a thread on the other, a contact system including a contact group, implemented in the form of one or more non-separable modules consisting of 1-8 contact triads, formed by front, common and rear contacts fixed on flat springs installed in one monolithic body, while the body is obtained by filling the springs with a dielectric, thermosetting, vibration-absorbing, polymer material, a leash made of electrical insulating material, fixed on the anchor and connected with common (movable) contacts , cargo with possible the rod, within a given limit, freely move in the vertical direction and fixed on the horizontal armature shelf, the front contacts are made of a composite material based on high-density fine-grained graphite and silver, and the common and rear contacts are made of silver, has a base with plug-in outlet plates fixed in it, where the connection plates with windings and a mounting wire are soldered, a handle and a protective cap.

2. Electromagnetic relay under item 1, characterized in that the core is made of iron powder PASC60 from Hoganas, containing 0.6 wt. % phosphorus, 0.05 wt. % carbon, 0.13 wt. % oxygen.

3. Electromagnetic relay according to claim 1, characterized in that the module housing has mounting holes.

4. Electromagnetic relay according to claim 1, characterized in that the flat springs are thermally stabilized.

5. Electromagnetic relay according to claim 1, characterized in that the contact part of the common contacts has a spherical shape.

6. Electromagnetic relay according to claim 1, characterized in that the basis of the composite material is fine-grained graphite with open porosity of no more than 12%, specific electrical resistance of no more than 8 μOhmhm, ultimate bending strength of at least 45 MPa, ultimate strength in compression not less than 85 MPa, density not less than 1.83 g / cm3, ash content not more than 0.08%, average grain size 0.038 mm, silver is distributed in the volume discretely and unevenly in concentration, from the maximum on the contact surface with a decrease in layers with distance from the surface ...

7. Electromagnetic relay according to claim 1, characterized in that the front contact surface has an adsorbed boundary layer consisting of anions of di- (alkylpolyethylene glycol) ether of phosphoric acid.

8. Electromagnetic relay according to claim 1 or 7, characterized in that the boundary layer of the front contact is obtained from an aqueous solution of di- (alkylpolyethylene glycol) ether of phosphoric acid.

9. Electromagnetic relay according to claim 1 or 7, characterized in that the boundary layer of the front contact is obtained from an alcohol solution of di- (alkylpolyethylene glycol) ether of phosphoric acid.