RU223147U1 - Малогабаритный коммутационный электрический аппарат - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике. Техническим результатом является увеличение надежности работы малогабаритного коммутационного электрического аппарата. Малогабаритный коммутационный электрический аппарат содержит основание с встроенными выводами для подключения во внешнюю сеть, неподвижный электрический контакт, подвижный электрический контакт, выводы для подключения обмотки электромагнита к источнику питания, якорь электромагнита, установленный с возможностью воздействия на подвижный контакт на основании кожуха. В кожухе выполнено углубление, в котором симметрично относительно контактов наклеена пластина постоянного магнита из высококоэрцитивного материала, толщина которой не больше расстояния от стенки углубления до крайней точки подвижного контакта в разомкнутом состоянии. Оси полюсов постоянного магнита расположены в одной плоскости с осью контактов, проходящей через середины контактных площадок в замкнутом состоянии. Плоскость, проходящая через полюса постоянного магнита, перпендикулярна оси контактов в замкнутом состоянии. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к электрическим аппаратам управления и защиты, и может быть использована в малогабаритных контакторах, промежуточных реле и других устройствах.

Известны технические решения [1, 2], состоящие из электрических контактных систем и систем управления электрическими контактами.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является решение, представляющее собой малогабаритный коммутационный аппарат [3], содержащий основание, кожух, неподвижный контакт, подвижный контакт, электромагнит, выводы для внешних присоединений, в котором якорь электромагнита связан с подвижным электрическим контактом и обеспечивает его замыкание или размыкание соответственно при поданном напряжении на обмотку электромагнита и при снятии его.

Недостатком данного технического решения является низкая коммутационная способность при использовании его в малогабаритных и миниатюрных коммутационных аппаратах, в которых на величину раствора контактов (расстояние между подвижным и неподвижным контактом в разомкнутом состоянии) в определенной степени влияют общие габаритные размеры коммутационного аппарата (ограничены требованием к установочным размерам коммутационного аппарата), что ограничивает величину коммутируемого тока. Этот недостаток ограничивает коммутационную способность контактов особенно при коммутации постоянного тока. Причем, малые размеры таких устройств ограничивают возможность использования дополнительных элементов, которые могли бы повысить коммутационную способность, но при этом не требовалось бы изменение габаритов и применения некоторых других усложняющих конструктивных изменений.

Задачей полезной модели является разработка надежного в работе и простого в изготовлении малогабаритного коммутационного аппарата, электрические контакты которого срабатывают при большем значении отключаемого постоянного тока при коммутации нагрузок на постоянном токе.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является увеличение надежности в работе малогабаритного коммутационного электрического аппарата и снижение трудозатрат при изготовлении.

Этот технический результат достигается тем, что в малогабаритном коммутационном электрическом аппарате, содержащем основание с встроенными выводами для подключения во внешнюю сеть, неподвижный электрический контакт, подвижный электрический контакт, выводы для подключения обмотки электромагнита к источнику питания, якорь электромагнита, установленный с возможностью воздействия на подвижный контакт на основании кожуха, в соответствии с заявляемой полезной моделью в кожухе выполнено углубление, в котором симметрично относительно контактов наклеена пластина постоянного магнита из высококоэрцитивного материала, толщина которой не больше расстояния от стенки углубления до крайней точки подвижного контакта в разомкнутом состоянии, причем оси полюсов постоянного магнита расположены в одной плоскости с осью контактов, проходящей через середины контактных площадок в замкнутом состоянии, а плоскость, проходящая через полюса постоянного магнита, перпендикулярна оси контактов в замкнутом состоянии.

Отличительной особенностью заявляемого технического решения является размещение пластины, состоящей из высококоэрцитивного материала и приклеенной с внутренней стороны кожуха электрического аппарата так, что магнитный поток постоянного магнита находится в области коммутации электрического контакта. Под влиянием магнитного поля постоянного магнита возникает сила, действующая на электрическую дугу, возникающую в процессе замыкания/размыкания контактов, что способствует её растяжению и надежному угасанию. При этом выполнение пластины из высококоэрцитивного материала позволяет значительно упростить устройство, так как позволяет значительно уменьшить ее вес по сравнению с магнитами из обычных материалов, которые бы потребовали для прикрепления их соответствующего оборудования, в то время, как в заявляемом устройстве пластина просто приклеивается. Из уровня техники неизвестно устройство коммутационного электрического аппарата, обладающего совокупностью признаков заявляемого технического решения. Поэтому можно сделать вывод, что техническое решение обладает новизной.

Сущность заявляемого технического решения поясняется фигурами 1, 2, 3.

На фиг. 1 изображена заявляемая конструкция коммутационного аппарата, содержащая постоянный магнит и контактную систему, в отключенном состоянии.

На фиг. 2 изображена заявляемая конструкция коммутационного аппарата, содержащая постоянный магнит и контактную систему, во включенном состоянии.

На фиг. 3 изображен фрагмент конструкции коммутационного аппарата в области электрического контакта и постоянного магнита в увеличенном масштабе с указанием направлений магнитного потока от постоянного магнита, электрического тока в контактах и электродинамической силы (II), действующей на электрическую дугу (искру), возникающую при размыкании контактов.

Заявляемый малогабаритный коммутационный электрический аппарат (фиг. 1) содержит основание 1, с встроенными в него выводами 8 для подключения внешней цепи, неподвижный электрический контакт 2, подвижный электрический контакт 3, выводы 9 для подключения обмотки электромагнита 4 к источнику питания, якорь 5 электромагнита выполненный с возможностью воздействия на подвижный контакт 3, установленный на основании 1, кожух 6, в котором выполнено углубление с установленной в нем пластиной 7 из высококоэрцитивного постоянного магнита из материалов марок неодим-железо-бор или самарий кобальт. Причем толщина пластины постоянного магнита выполнена в соответствии с расстоянием от внутренней стенки углубления до крайней точки подвижного контактов в разомкнутом состоянии и не больше этого расстояния, а постоянный магнит установлен симметрично относительно контактов, так, что оси полюсов постоянного магнита расположены в одной плоскости с осью контактов, проходящей через середины контактных площадок, и плоскости полюсов постоянного магнита перпендикулярны оси контактов. В исходном состоянии коммутационный электрический аппарат включен через выводы 8 и 9 в цепь внешнего источника электроэнергии. При подаче напряжения на обмотку электромагнита 4 контакты 2 и 3 замыкаются (фиг. 2) и по ним протекает ток внешней нагрузки. При снятии напряжения с обмотки электромагнита контакты 2 и 3 начинают расходиться (фиг. 3) и между ними возникает электрическая дуга (искра). При этом в соответствии с принятыми направлениями тока (фиг. 3) и магнитного потока возникает электродинамическая сила, изгибающая электрическую дугу и направленная на увеличение ее длины с большой скоростью, что обеспечивает ее угасание при значениях тока бóльших, чем при отсутствии постоянного магнита.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания и формулы полезной модели:

1. Алексеев В.С. Реле защиты / В.С. Алексеев, Г.П. Варганов, Б.И. Панфилов. М.: Энергия, 1976. – 464 с.

2. Таев И.С. Электрические аппараты управления. Учеб. пособие для вузов по спец. «Электрические аппараты», 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1984. – 247 с.

3. Зайцев Н.Ю., Сазанов Д.С., Петров В.Н., Свинцов Г.П. Анализ малогабаритных промежуточных реле отечественного и зарубежного производства // Проблемы и перспективы развития энергетики, электротехники и энергоэффективности: материалы III междунар. Науч.-техн. конф. – Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2019. – С. 404–410.

Claims (1)

1. Малогабаритный коммутационный электрический аппарат, содержащий основание с встроенными выводами для подключения во внешнюю сеть, неподвижный электрический контакт, подвижный электрический контакт, выводы для подключения обмотки электромагнита к источнику питания, якорь электромагнита, установленный с возможностью воздействия на подвижный контакт на основании кожуха, отличающийся тем, что в кожухе выполнено углубление, в котором симметрично относительно контактов наклеена пластина постоянного магнита из высококоэрцитивного материала, толщина которой не больше расстояния от стенки углубления до крайней точки подвижного контакта в разомкнутом состоянии, причем оси полюсов постоянного магнита расположены в одной плоскости с осью контактов, проходящей через середины контактных площадок в замкнутом состоянии, а плоскость, проходящая через полюса постоянного магнита, перпендикулярна оси контактов в замкнутом состоянии.