RU215451U1

RU215451U1 - Электромагнитный коммутационный аппарат

Info

Publication number: RU215451U1
Application number: RU2022111529U
Authority: RU
Inventors: Елена Евгеньевна Кашичкина
Original assignee: Елена Евгеньевна Кашичкина
Filing date: 2022-04-27
Publication date: 2022-12-14

Abstract

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

Техническим результатом является обеспечение безопасной коммутации электрической цепи без перегрева электромагнитного коммутационного аппарата и его элементов.

Технический результат достигается тем, что в электромагнитном коммутационном аппарате, содержащем неподвижные контакты, траверсу, установленные на траверсе подвижные контактные мостики, согласно полезной модели, подвижные контактные мостики выполнены медесодержащими и оснащены медесодержащими контактными напайками, закрепленными при помощи припоя, при этом неподвижные контакты также оснащены медесодержащими контактными напайками, закрепленными при помощи припоя.

Description

Известен электромагнитный коммутационный аппарат (варианты) по патенту на изобретение RU 2339113 (опубликовано 27.04.2008, бюл. №12). Аппарат по варианту 1 содержит корпус, сердечник с включающей катушкой, якорь, амортизаторы, расположенные между сердечником и корпусом, камеру с расположенными в ней неподвижными контактными узлами, траверсу, соединенную с якорем, подвижные мостиковые контактные узлы, выполненные в виде мостиков с серебросодержащими контакт-деталями, установленные в траверсе, короткозамкнутые витки, установленные в пазах крайних кернов сердечника, возвратную пружину. При этом амортизаторы выполнены U-образной формы, повторяющей контур сердечника, и в крайних ответвлениях которых со стороны рабочих частей кернов сердечника выполнены углубления (пазы) и отверстия для установки и фиксации короткозамкнутых витков.

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

К недостаткам данного известного решения следует отнести возможность перегрева электромагнитного коммутационного аппарата, обусловленное тем, что серебросодержащие контакт-детали плохо работают в длительном режиме, низкая температура плавления серебра приводит к эффекту «разбрызгивания» серебра (нарушение поверхностного серебросодержащего слоя) в процессе эксплуатации и перегреву контакт-детали и всего аппарата при дальней работе. Перегрев устройства снижает его безопасность, производительность, надежность, а также может вывести его из строя.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении полезной модели, является создание электромагнитного коммутационного аппарата, обеспечивающего надежность работы аппарата и безопасную коммутацию электрической цепи переменного тока без перегрева аппарата и его элементов.

Конструктивное исполнение электромагнитного коммутационного аппарата с медесодержащими подвижными контактными мостиками с медесодержащими контактными напайками обеспечивает безопасную коммутацию электрической цепи переменного тока без перегрева аппарата и его элементов.

Нагрев проводника с током рассчитывается по формуле:

Q = I2Rt, где

Q - количество теплоты,

I - сила тока,

R - сопротивление.

В случае постоянных силы тока I и характеристики времени t нагрев проводника с током будет тем сильнее, чем больше его сопротивление.

Согласно таблице удельных сопротивлений проводников:

ρм_еди = 1,68⋅10^-8 [Ом⋅м];

ρ_{алюминия} = 2,7⋅10^-8 [Ом⋅м];

ρ_железа = 9,9⋅10^-8 [Ом⋅м].

Таким образом, из приведенных расчетов следует, что изготовление отдельных токоведущих деталей электромагнитного коммутационного аппарата (подвижных контактных мостиков, контактных напаек) из медесодержащих материалов позволяет уменьшить электрическое сопротивление этих элементов, их нагрев и исключить перегрев аппарата.

Место контакта подвижного и неподвижного контактов наиболее подвержено перегреву, так как при размыкании контактов образуется дуга. Согласно предлагаемому конструктивному решению на подвижном контактном мостике в месте его контакта с неподвижным контактом закреплены при помощи припоя медесодержащие контактные напайки. Это усиливает место контакта, увеличивает площадь его поперечного сечения и способствует снижению перегрева элементов аппарата в месте контакта. Припаивание контактных напаек к подвижному контактному мостику позволяет создать высокопрочное соединение и обеспечить полное прилегание контактных напаек к контактному мостику, обеспечивая их работу с контактным мостиком как единое целое. В прототипе используются контактные накладки, не обеспечивающие плотное прилегание этих элементов, ввиду чего образуется зазор между накладкой и мостиком, поэтому их использование менее эффективно, чем предлагаемое в заявляемом конструктивном решении использование контактных напаек (припаянная контакт-деталь). Контактные напайки полностью исключают образование зазора между контактным мостиком и контактной накладкой, увеличивая площадь поперечного сечения проводника в месте контакта подвижного контактного мостика и неподвижного контакта.

Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, т.е. чем больше площадь поперечного сечения, тем сопротивление меньше и тем меньше будет нагреваться москитов контактный узел в месте его контакта с неподвижным контактом.

Таким образом, увеличение площади поперечного сечения в месте контакта, отсутствие зазора между подвижным контактным мостиком и неподвижным контактом способствует уменьшению нагрева этих элементов и мест их контакта.

Также, согласно полезной модели, электромагнитный коммутационный аппарат выполнен с межполюсной диэлектрической перегородкой, размещенной между местами контакта подвижных контактных мостиков и неподвижных контактов двух смежных полюсов аппарата. Как было указано, место контакта подвижного контактного мостика и неподвижного контакта наиболее подвержено перегреву, так как при размыкании контактов образуется дуга. Электромагнитный коммутационный аппарат содержит не менее двух полюсов, и в каждом из этих полюсов имеется место контакта подвижного контактного мостика и неподвижного контакта. Место контакта подвижного и не подвижного контактов это место смыкания контактной напайки подвижного контактного мостика и контактной напайки неподвижного контакта в замкнутом положении контактов. Согласно полезной модели, электромагнитный коммутационный аппарат выполнен с межполюсной диэлектрической перегородкой. Такая перегородка создает преграду, исключая заброс дуги или тока с одного полюса аппарата на другой при размыкании контактов. Электрическая дуга гаснет при столкновении с межполюсной диэлектрической перегородкой (благодаря свойствам диэлектрика). Таким образом, наличие межполюсной диэлектрической перегородки, размещенной между местами контакта подвижных контактных мостиков и неподвижных контактов двух смежных полюсов аппарата, способствует уменьшению нагрева этих элементов и мест их контакта.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид электромагнитного коммутационного аппарата, на фиг. 2 - контактный узел (подвижный контактный мостик с напайками и неподвижные контакты в замкнутом положении).

Электромагнитный коммутационный аппарат содержит подвижные контактные мостики 1, межполюсную перегородку 2, неподвижные контакты 3, траверсу 4, корпус, электромагнитную систему: сердечник с включающей катушкой, якорь (на чертеже не показан), работа которого управляет траверсой 4 (фиг. 1). На траверсе 4 установлены подвижные контактные мостики 1.

Электромагнитный коммутационный аппарат содержит не менее двух полюсов. В каждом из полюсов имеется место контакта 5 подвижных контактных мостиков 1 с контактными напайками 6 и неподвижных контактов 3 с контактными напайками 7.

Электромагнитный коммутационный аппарат выполнен с межполюсной диэлектрической перегородкой 2, размещенной между местами контакта 5 подвижных контактных мостиков 1 и неподвижных контактов 3 двух смежных полюсов. На фиг. 1 показан один из вариантов выполнения межполюсной перегородки. Межполюсная диэлектрическая перегородка создает преграду, исключая заброс дуги или тока с одного полюса аппарата на другой при размыкании контактов. Такая перегородка обеспечивает гашение дуги и исключает перегрев элементов коммутационного аппарата.

В конструкции аппарата может несколько межполюсных диэлектрических перегородок в зависимости от количества полюсов аппарата.

На подвижном контактном мостике 1 в местах для контакта с неподвижным контактом 3 закреплены при помощи припоя медесодержащие контактные напайки 6 (фиг. 2). Это усиливает место контакта 5, увеличивает площадь его поперечного сечения и обеспечивает снижение перегрева элементов аппарата в месте контакта. На неподвижном контакте 3 также могут быть закреплены при помощи припоя медесодержащие контактные напайки 7.

Подвижные контактные мостики 1, контактные напайки 6 и 7 и обмотка включающей катушки выполнены из медесодержащих материалов. Под медесодержащим материалом подразумевается материал, в составе которого содержится медь, включая медь М1. Это позволяет уменьшить электрическое сопротивление этих элементов, их нагрев и исключить перегрев деталей аппарата.

Перемещение подвижных контактных мостиков управляется электромагнитом, содержащим включающую катушку с обмоткой. Это позволяет плотно прижать подвижные контактные мостики к неподвижным контактам, которые они замыкают, и удерживать их в этом состоянии в процессе работы, что в свою очередь исключает образование зазора в месте контакта, кроме того увеличивается площадь поперечного сечения в месте контакта.

Электромагнитный коммутационный аппарат работает следующим образом.

При подаче питания на включающую катушку якорь под действием электромагнитной силы катушки притягивается к сердечнику. Траверса 4, жестко соединенная с якорем, перемещается вместе с ним, подвижные контактные мостики 1 соприкасаются с неподвижными контактами 3, замыкая электрическую цепь между ними. Аппарат включен. При снятии электрического напряжения с включающей катушки удерживающая электромагнитная сила исчезает, и якорь вместе с траверсой 4 и установленными на ней подвижными контактными мостиками 1 под действием возвратной пружины (не чертеже не показана) возвращаются в исходное положение. Электрическая цепь между неподвижными контактами размыкается. Аппарат отключен.

Предлагаемый электромагнитный коммутационный аппарат обеспечивает безопасную коммутацию электрической цепи переменного тока без перегрева аппарата и его элементов. Кроме того, аппарат надежен в работе и расширяет арсенал устройств, используемых в качестве электромагнитных коммутационных аппаратов.

Claims

Электромагнитный коммутационный аппарат, содержащий неподвижные контакты, траверсу, установленные на траверсе подвижные контактные мостики, отличающийся тем, что подвижные контактные мостики выполнены медесодержащими и оснащены медесодержащими контактными напайками, закрепленными при помощи припоя, при этом неподвижные контакты также оснащены медесодержащими контактными напайками, закрепленными при помощи припоя.