RU215222U1 - Контактор вакуумный электромагнитный - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к электрическим коммутационным аппаратам, предназначенным для коммутации силовых электрических цепей переменного тока.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении полезной модели, является создание вакуумного контактора, обеспечивающего возможность его применения для коммутации трехфазного переменного тока.

Техническим результатом является возможность коммутации трехфазного переменного тока.

Технический результат достигается тем, что контактор вакуумный электромагнитный, содержащий электромагнитный привод с якорем, катушкой и сердечником, пружину сжатия, согласно полезной модели содержит три вакуумных камеры с подвижным и неподвижным контактами в каждой, каждая из вакуумных камер содержит держатель подвижного контакта, держатель неподвижного контакта, держатель подвижного контакта снабжен трубчатым сильфоном, причем длина каждого сильфона больше его внутреннего диаметра, все три держателя подвижных контактов приводятся в движение общим Г-образным рычагом, на длинной стороне которого закреплен общий для трех фаз якорь, при этом электромагнитный привод рычага оснащен диодным мостом.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к электрическим коммутационным аппаратам, предназначенным для коммутации силовых электрических цепей переменного тока.

Известен контактор вакуумный электромагнитный по патенту на полезную модель RU 164777 (опубл. 20.09.2016), содержащий выполненные из электроизоляционного материала корпус с перегородкой и Г-образный рычаг, имеющий плечи различной длины, по меньшей мере одну вакуумную дугогасительную камеру с подвижным и неподвижным контактами, электромагнитный привод, по меньшей мере из одного электромагнита, содержащего плоский якорь, ярмо, катушку и сердечник, пружину сжатия, предназначенную для размыкания контактов, снабженную средством регулировки величины нагрузки, в котором перегородка корпуса расположена между вакуумной дугогасительной камерой и электромагнитным приводом, оси катушки и сердечника расположены перпендикулярно перегородке корпуса, длинное плечо Г-образного рычага кинематически соединено с подвижным контактом посредством головки штока, а в коротком плече выполнен продольный паз, в котором закреплен плоский якорь, причем при обесточенном электромагните короткое плечо расположено под острым углом к перегородке корпуса таким образом, что удаленная от оси Г-образного рычага часть плоского якоря контактирует с поверхностью перегородки корпуса или закрепленным на ней упором, а при контакте плоского якоря с сердечником между длинным плечом Г-образного рычага и головкой штока имеется зазор.

Данное известное решение выбрано заявителем в качестве ближайшего аналога полезной модели.

К недостаткам данного известного решения следует отнести следующее: конструкция электромагнитного привода контактора не приспособлена к работе в сети переменного трехфазного тока и не предусматривает его подключение к такой сети.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении полезной модели, является создание вакуумного контактора, обеспечивающего возможность его применения для коммутации трехфазного переменного тока.

Техническим результатом является возможность коммутации трехфазного переменного тока.

Технический результат достигается тем, что контактор вакуумный электромагнитный, содержащий электромагнитный привод с якорем, катушкой и сердечником, пружину сжатия, согласно полезной модели содержит три вакуумных камеры с подвижным и неподвижным контактами в каждой, каждая из вакуумных камер содержит держатель подвижного контакта, держатель неподвижного контакта, держатель подвижного контакта снабжен трубчатым сильфоном, причем длина каждого сильфона больше его внутреннего диаметра, все три держателя подвижных контактов приводятся в движение общим Г-образным рычагом, на длинной стороне которого закреплен общий для трех фаз якорь, при этом электромагнитный привод рычага оснащен диодным мостом.

Держатель подвижного контакта контактора вакуумного электромагнитного может быть выполнен круглого поперечного сечения, а его форма и наружный диаметр соответствует форме и внутреннему диаметру сильфона.

Короткое плечо Г-образного рычага может быть кинематически соединено с тремя держателями подвижных контактов посредством штоков.

Описанное конструктивное исполнение контактора позволяет одновременно коммутировать три полюса/фазы переменного трехфазного тока.

Контактор содержит три вакуумных камеры (выполнен трехполюсным) и содержит три держателя подвижных контактов и три трубчатых сильфона, что существенно для достижения технического результата. Каждый сильфон совместно с держателем обеспечивает управление коммутацией одной фазы трехполюсного переменного тока, а три трубчатых сильфона с тремя держателями управляют коммутацией тремя фазами трехполюсного переменного тока.

Длина каждого сильфона больше его внутреннего диаметра. Такое соотношение размеров необходимо для увеличения давления воздуха снаружи на сильфон: увеличение длины при небольшом диаметре сильфонов обеспечивает достаточное давление воздуха для одновременной коммутации трех фаз переменного тока. Под действием этого давления воздуха каждый из трех сильфонов оказывает усилие на держатель подвижного контакта, на котором он установлен. Давление воздуха будет прямо пропорционально длине трубчатого сильфона и обратно пропорционально диаметру сильфона.

Применение в конструкции электромагнитного привода контактора печатной платы с диодным мостом позволяет использовать электромагнитные приводы с цельными сердечниками, выполненными из прутка электротехнической стали, для работы на трехфазный переменный ток. При этом мощность привода, обеспечиваемая таким электромагнитным приводом, достаточна для одновременной коммутации трех полюсов/фаз, проводящих трехфазный переменный ток. Цельные сердечники, выполненные из прутка электротехнической стали, без диодного моста не способны работать на переменный трехфазный ток из-за больших вихревых токов, характерных для переменного тока. Диоды выпрямляют трехфазный переменный ток, и на катушку электромагнитного привода поступает постоянный ток. Таким образом, электромагнитный привод описанной конструкции обеспечивает работу контактора на переменный трехфазный ток.

Г-образный рычаг имеет плечи разной длины, при этом якорь закреплен на длинном плече Г-образного рычага.

Якорь, закрепленный на длинном плече Г-образного рычага, является общим для трех полюсов/фаз, что позволяет ему одновременно коммутировать или управлять тремя держателями с закрепленными на них подвижными контактами. Крепление якоря на длинной стороне Г-образного рычага необходимо для лучшего прижатия якоря к неподвижной части электромагнитного привода под действием веса самого рычага. Такая конструкция позволяет осуществлять одновременно коммутацию трех полюсов/фаз переменного трехфазного тока, так как обеспечивает большее усилие (по сравнению с прототипом), толкающее три держателя подвижных контактов. Конструкция Г-образного рычага с якорем обеспечивает достаточное усилие для коммутации трех полюсов/фаз переменного трехфазного тока.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен частичный разрез контактора вакуумного электромагнитного; на фиг. 2 - разрез А-А; на фиг. 3 - разрез В-В.

Контактор вакуумный электромагнитный содержит корпус 1, основание 2 электромагнитов, установленные на основании 2 две катушки 3, пружину сжатия (отключающую пружину) 4 с упором 5.

На оси 6, с возможностью совершения качательных движений установочный элемент из электроизоляционного материала для якоря. Установочный элемент выполнен в виде двуплечего Г-образного рычага 7. Г-образный рычаг 7 имеет плечи разной длины - длинное 8 и короткое 9. На длинном плече 8 Г-образного рычага закреплен якорь 10. В отличие от прототипа якорь 10 электромагнитного привода всей поверхностью одной из своих сторон закреплен на длинном плече 8 Г-обратного рычага 7. Так как трехфазное напряжение переменного тока (380 В - 660 В), проходя по обмоткам катушек, создает мощное электромагнитное поле, предложенный в прототипе конструктив, не рассчитан на работу от сети переменного тока и не сможет обеспечит работу контактора. Необходимо более надежное решение для крепления якоря к Г-образному рычагу. Крепление якоря на длинной стороне Г-образного рычага необходимо для лучшего прижатия якоря к неподвижной части электромагнитного привода под действием веса самого рычага. Конструкция заявляемого решения, в котором якорь 10, опираясь всей площадью одной из своих сторон на длинное плечо Г-образного рычага, позволяет осуществлять коммутацию трехфазного переменного тока.

Контактор также содержит три дугогасительные вакуумные камеры 11 и контактную систему. Контактная система состоит из расположенных в вакуумных дугогасительных камерах неподвижных 12 и подвижных 13 контактов.

Короткое плечо 9 Г-образного рычага 7 кинематически связано с подвижным контактом 13 посредством штока 14, установленном в отверстии плеча Г-образного рычага. При повороте Г-образного рычага 7 шток 14 передает усилие пружины сжатия (отключающей пружины) на подвижный контакт 13.

Электромагнитный привод вакуумного контактора содержит печатную плату 15 с электронными компонентами: диодами 16 и конденсатором 17. Печатная плата - элемент, предназначенный для электрического и/или механического соединения различных электронных компонентов. Применение диодов 16 позволяет использовать электромагнитные приводы с цельными сердечниками, выполненными из прутка электротехнической стали, для работы на трехфазный переменный ток. Предложенная в прототипе конструкция не способна удерживать электромагнитный привод в замкнутом положении (в рабочем положении) при переходе через ноль, такая конструкция не предусматривает короткозамкнутого витка, не способна гасить скачки напряжения. В заявляемом решении диоды выпрямляют трехфазный переменный ток, и на катушку электромагнитного привода поступает постоянный ток. Таким образом, электромагнитный привод описанной конструкции обеспечивает работу контактора на переменный трехфазный ток. Выводы 18 катушек 3 выводятся на клеммную колодку 19 печатной платы 15 и электрически соединяются с диодами 16, закрепленными на печатной плате 15. Конденсатор 17 гасит скачки напряжения, возникающие при эксплуатации электромагнитного привода на переменный ток.

Г-образный рычаг 7 передает усилие пружины сжатия 4 через штоки 14 на держатели 20 подвижного контакта 13. Для этого в каждом из трех держателей 20 подвижных контактов 13 выполнено углубление 21, снабженное резьбой. Штоки 14 толкают держатели 20 подвижного контакта 13, снабженные сильфонами 22, к неподвижным контактам 12. Каждый держатель 20 подвижного контакта 13 содержит сильфон 22, участвующий в движении держателей 20 подвижных контактов 13. Сильфон представляет собой гибкую гофрированную тонкостенную оболочку из стали.

Держатель 20 выполнен круглого поперечного сечения. Форма и наружный диаметр держателя 20 соответствует форме и внутреннему диаметру трубчатого сильфона 22. Внутренний диаметр сильфона 22 равен или лишь незначительно больше наружного диаметра держателя 20 подвижного контакта 13.

Контактор вакуумный выполнен трехполюсным и содержит три держателя подвижных контактов и три трубчатых сильфона. Конструктивное исполнение каждой дугогасительной камеры, каждого держателя подвижного контакта с сильфоном одинаковое для всех трех фаз.

Длина каждого сильфона 22 больше его внутреннего диаметра. Такое соотношение размеров необходимо для увеличения давления воздуха снаружи на сильфон: увеличение длины при небольшом диаметре сильфонов обеспечивает достаточное давление воздуха для одновременной коммутации трех фаз переменного тока. Под действием этого давления воздуха каждый из трех сильфонов приводит в движение держатель 20 подвижного контакта, на котором он установлен. Давление воздуха будет прямо пропорционально длине трубчатого сильфона и обратно пропорционально диаметру сильфона.

Выполнение трубчатых сильфонов в количестве трех, также как и наличие трех держателей подвижных контактов, существенно для достижения технического результата. Каждый сильфон совместно с держателем обеспечивает управление коммутацией одной фазы/полюса трехполюсного переменного тока, а три трубчатых сильфона с тремя держателями управляют коммутацией тремя фазами/полюсами трехполюсного переменного тока.

Все три держателя 20 подвижных контактов 13 приводятся в движение общим Г-образным рычагом 7, на длинной стороне которого закреплен якорь 10.

Якорь 10, являющийся подвижной частью электромагнитного привода, закреплен на длинном плече 8 Г-образного рычага 7, а короткое плечо 9 Г-образного рычага кинематически соединено с тремя держателями 20 подвижных контактов 13 посредством штоков 14, воздействующих на держатели подвижных контактов. Такая конструкция позволяет одновременно коммутировать три полюса/фазы переменного трехфазного тока. Якорь, закрепленный на длинном плече Г-образного рычага, является общим для трех полюсов/фаз, что позволяет ему одновременно коммутировать (управлять) тремя держателями подвижных контактов с подвижными контактами. Крепление якоря на длинной стороне Г-образного рычага необходимо для лучшего прижатия якоря к неподвижной части электромагнитного привода под действием веса самого рычага. Такая конструкция позволяет осуществлять одновременно коммутацию трех полюсов/фаз переменного трехфазного тока, так как обеспечивает большее усилие (по сравнению с прототипом), толкающее три держателя подвижных контактов. Конструкция Г-образного рычага 7 с якорем 10 обеспечивает достаточное усилие для коммутации трех полюсов/фаз переменного трехфазного тока.

На основании 1 установлен также блок 23 вспомогательных контактов, содержащий установленный в направляющих подпружиненный ползун с закрепленными на нем подвижными контактами и закрепленные неподвижно неподвижные контакты.

Контактор вакуумный электромагнитный работает следующим образом. При подаче напряжения на катушки 3 электромагнита якорь 10 притягивается к сердечнику. Связанный с якорем 10 Г-образный рычаг 7 поворачивается вокруг оси 6 и воздействует на шток 14, связанный с подвижным контактом дугогасительной камеры 11. Пружина 4 сжимается, и подвижные контакты 13 под действием давления воздуха снаружи вакуумной дугогасительной камеры перемещаются вместе с плечом 9 Г-образного рычага 7 в направлении неподвижных контактов 12 до замыкания. Г-образный рычаг 7 поворачивается на оси 6 до контакта нижней поверхности якоря 10 с плоской поверхностью сердечника 24 катушки 3.

При отключении электромагнита под воздействием отключающей пружины 4 установочный элемент 7 в виде Г-образного рычага поворачивается вокруг оси 6 до упора якоря в стенку корпуса 1. Подвижные контакты 13 перемещаются вместе со вторым плечом 9 Г-образного рычага и размыкаются с неподвижными контактами 12.

Таким образом, контактор вакуумный электромагнитный согласно данной полезной модели обеспечивает коммутацию трехфазного переменного тока. Он отличается стабильностью и надежностью работы. Предлагаемое решение, кроме того, расширяет арсенал вакуумных контакторов.

Claims (3)

1. Контактор вакуумный электромагнитный, содержащий электромагнитный привод с якорем, катушкой и сердечником, пружину сжатия, отличающийся тем, что он содержит три вакуумных камеры с подвижным и неподвижным контактами в каждой, каждая из вакуумных камер содержит держатель подвижного контакта, держатель неподвижного контакта, держатель подвижного контакта снабжен трубчатым сильфоном, причем длина каждого сильфона больше его внутреннего диаметра, все три держателя подвижных контактов приводятся в движение общим Г-образным рычагом, на длинной стороне которого закреплен общий для трех фаз якорь, при этом электромагнитный привод рычага оснащен диодным мостом.

2. Контактор вакуумный электромагнитный по п. 1, отличающийся тем, что держатель подвижного контакта выполнен круглого поперечного сечения, а его форма и наружный диаметр соответствует форме и внутреннему диаметру сильфона.

3. Контактор вакуумный электромагнитный по п. 1, отличающийся тем, что короткое плечо Г-образного рычага кинематически соединено с тремя держателями подвижных контактов посредством штоков.

Images