SE443681B - Kontaktor som uppvisar en kretsbrytares egenskaper - Google Patents

Description

'13400-1 måste öppnas mycket snabbt och avlägsna sig i en riktning som ger en effektiv begränsning av kortslutningsströmmarna. Det finns därför en speciellt kritisk övergående fas i apparatens funktion, under vilken kontakttrycket måste variera mycket snabbt under påverkan av två krafter som motverkar varandra, av vilka den ena härrör från ett fjädrande kontakttrycksorgan, medan den andra uppstår i den motsatta riktningen genom alstringen av repellerande elektrody- namiska krafter. Ã andra sidan måste anordningarna för kompensering av kontakttrycket vara tillräckligt långt från brytzonerna för att undvika bildning av tillfälliga ljusbågar, vilket kan befinnas svårt att uppnå närhelst speciella åtgärder vidtas i syfte att förbättra effektiviteten av de elektrodynamiska krafterna och dess- utom, sådana kompenserande krafter måste utövas mot kontaktbryggan att inte dennas jämvikt ändras.

Föreliggande uppfinning åsyftar därför att förbättra apparatens funktion såväl iknntaktorfunktionen som under den övergående fasen och under den strömbegränsande kretsbrytarfunktionen.

Enligt uppfinningen uppnås detta resultat därigenom att mellanpar- tiet på kontaktbryggan samverkar med en magnetiserbar anordning, som magnetiseras av den i bryggan cirkulerande strömmen, och är belägen mellan styrorganet och nämnda mellanparti samt är så rik- tad, att den mot mellanpartiet utövar kompenserande elektromagne- tiska krafter som är lägre än nämnda tröskelvärde och verkar å ena sidan i en riktning motsatt de elektrodynamiska repellerande kraf- terna och å andra sidan i samma riktning som de initiala kontakt- tryckkrafter, som överförs av det fjädrande organet.

Brytarapparatur är redan känd, som är utrustad med en kompensa- tionsanordning för kontakttrycket och härvid använder sig av en mag- netiserbar anordning som magnetiseras av ström som flyter i en kom- ponent bärande en rörlig kontakt och fästad i apparathuset. Emeller- tid har inte denna apparatur enligt den tidigare tekniken egenska- per som gör det möjligt för den att fungera i egenskap av kontaktor och i egenskap av kretsbrytare, och den har nackdelen att den inte kan göra de kompenserande krafterna oberoende av förslitningsgraden på kontakterna. 8103400-1 Andra särdrag hos den föreliggande uppfinningen likaväl som olika sätt att utföra de ovan nämnda åtgärderna framgår av följande be- skrivning utgörande ett exempel med hänvisning till de åtföljande ritningarna vid vilka: Fig 1 är en sidovy av en första utföringsform av den föreliggande uppfinningen med en kontaktbärare visad sektionerad genom planet PP' genom en kontaktbrygga.

Fig 2 är en sidovy av anordningen enligt fig 1 sektionerad vid plan QQ' visat i fig 1. ~ Fig 5 är en sidovy av anordningen enligt fig 1 sektionerad av plan RR' parallellt med planet QQ'.

Fig 4 visar anordningen enligt fig 1 från ovan och skuren vid planet SS' visat i fig 1.

Fig 5 är en sidovy av en andra utföringsform av den föreliggande uppfinningen skuren vid planet TT' och i vilken kontaktbryggan inte uppbäres av en kontaktbärare ansluten till manöverorganet.

Fig 6 är en sidovy av nämnda andra utföringsform skuren av planet VV' visat i fig S, En kontaktar 1 som har en kretsbrytares egenskaper såsom visats i fig 1 omfattar ett stativ 2 bildat till exempel av en extruderad metallprofil, en isolerande kåpa 5 anbringad vid detta stativ och anordnad att mottaga ett flertal strömbrytarsektioner sådana som 4, en elektromagnet 5 med en stationär bas 6 och ett rörligt ankare 7 och ett kopplingsorgan 8 anordnat att uppbära nämndaankare och att styra dess rörelser i en riktning XX'.

En kontaktsektion 4 är huvudsakligen utrustad med två stationära kontaktbärare 9 och 10, av vilka vardera bildas av ett ben 11 resp. 12 av en ledare 15 resp. 14 som är böjd till formen av ett U och vardera fäst i kåpan, en kontaktbärare 15 som är rörlig i riktning- en XX' mellan de nämnda två ledarna och anordnad att flyttas mellan ett arbetsläge I och ett viloläge II, en stel kontaktbrygga 16 upp- buren vid ett mellanparti 21 av kontaktbäraren och försedd med två armar 17, 18 parallella med benen 11 resp. 12 och placerade jäms med dessa, av vilka vardera uppbär en rörlig kontakt 19 resp. 20 anord- nad att samverka med de stationära kontakterna. 8103400-1 En tryckfjäder 22 anbragt i ett första utsprång 25 av kontaktbära- ren utövar mot mellanpartiet av kontaktbryggan 16 en kraft F1 verkande i riktningen F och anordnad att föra de rörliga kontakterna mot de stationära kontakterna. Två U-formade magnetiserbara delar 24, 25 (se även fig 3), av vilka vardera är försedd med två paral- lella utsprång såsom 26 och 27 åtskilda av ett mellanrum 28 och ett gemensamt tvärstycke 29, är förbundna med vardera av nämnda armar och ben på ett sådant sätt att tvärstycket 29 är infört mel- lan benet 11 och ett parallellt parti }0 av ledaren såsom 13, medan utsprången på denna omger nämnda ben och arm 17 på den jämsideshbe- lägna bryggan.

Ett andra utsprång 31 på kontaktbäraren är förenat med kopplinge- organet 8 medelst en gripanordning av tröskeltyp generellt betecknad med 52, vilken gripanordning å ena sidan har egenskapen att förena kopplingsorganet och kontaktbäraren med varandra så länge som en kraft över ett visst tröskelvärde inte har utövats mellan dem, och å andra sidan egenskapen att tillåta ett valfritt upprättande av en ny förbindelse mellan nämnda organ och nämnda kontaktbärare när dessa har àtskilts från varandra. På känt saft är ljusbågskammare 55, 34 förenade med vardera av nämnda par av stationära kontakter respek- tive rörliga kontakter.

De nu beskrivna komponenterna är tillräckliga för atšíapparaten 1 möjlighet att å ena sidan arbeta i kontaktorfunktionen, under vilken ankarets rörelser överförs till kontaktbryggan för att stänga eller öppna strömbrytaren och å andra sidan arbeta i kretsbrytarfunktionen, under vilken de elektrodynamâška fenomenen som uppstår mellan armar- na och benen med samverkan av/magnetiserbara delarna 24, 25, när mycket höga strömintensiteter flyter genom de kretsar som bildas av nämnda armar och ben inducerar alstringen av den kraft i kontakt- bryggan som verkar i motsatt riktning till F, och vars storlek, som överstiger ovan nämnda tröskelvärde, påverkar gripanordningen eller kopplingen 32 att frigöras. Hållarorgan är anordnade för att säker- ställa att kontaktbryggan, som har drivits i riktningen motsatt F, kvarstannar i ett utlösningsläge III, visat med streckad linje, för att hindra strömbrytaren från att åter slutas. Sådana organ kan an- 8105400-1 bringas vid den övre delen 35 av ett ihåligt hölje 56 anbringat över lådan eller stommen 3, eller företrädesvis kan de bilda del av tröskelkopplingen 52, vilken mycket snart efter brytande av kretsen intar ett läge ovanför det som visats i fig 1, på grund av den automatiska avmagnetiseringen av elektromagneten vid det ögon- blick överbelastande elektrisk ström alstras och med hjälp av icke visade medel.

När strömbrytaren genomflytes av överbelastande ström som inte in- ducerar brytning av kretsen, uppstår likväl de ovan nämnda elektro- dynamiska fenomenen mellan armar och ben och överför till kontakt- bryggan krafter som är lägre än utlösningströskeln och som strävar att sammantrycka fjädern 22 och samtidigt minska trycket mellan kontakterna i ett ögonblick då detta i stället borde ökas.

Anordningen för tryckkompensation visad i fig 2 är anordnad att förbättra detta kontakttryck för tillstånd av överbelastning. Denna anordning, av vilken en fördelaktig men icke begränsande utförings- form är visad i nämnda figur, består huvudsakligen av ett magneti- serbart stycke 57 i U-form med två parallella utsprång 58, 39 anord- nade på ömse sidor om det centrala partiet 21 på kontaktbryggan och en bas 40 gemensam för dessa båda utsprâng som är placerad mellan nämnda centrala parti och anordningen för tröskelvärdesbrytning.

Denna bas 40 är placerad på ett visst avstånd från den undre kanten 41 av kontaktbryggan när denna sistnämnda är stödd på de fasta kon- takterna och är förenad med kontaktbäraren. När en ström cirkulerar i bryggan, framkallar den ömsesidiga verkan av denna ström och de magnetfält som den inducerar i nämnda magnetiserbara stycke 57 i bryggan en kraft F2 riktad i riktningen F. Denna kraft tilltar sam- tidigt som strömintensiteten och när ett gränsvärde när nämnda stycke är mättat. Om de dimensioner som ges åt detta stycke väljs på ett sådant sätt att denna kraft antar, för strömmar i normal drift, ett värde som säkerställer axiell alstring av kontakttrycket, kan kon- takttryckfjädern 22 inte utöva mot kontaktbryggan annat än en komp- lementär kraft svagare än den som skulle varit nödvändig om kompen- satíonsanordningen skulle saknas. 8103400-1 Följaktligen skulle de krafter som utövas av en dylik tryckfjäder lättare övervinnas när kontaktbryggan förflyttar sig snabbt i rikt- ningen motsatt pilen F i samband med funktionen som brytare.

Det är emellertid att föredra att säkerställa det nödvändiga kon- takttrycket vid cirkulation av nominella strömmar enbart med hjälp av tryckfjädern 22. det konstruktivt är/magnetiserbara stycket 37 fästat vid ett lägre parti 42 av en metallisk och omagnetisk bur 45 som är tillverkad till exempel genom vikning av ett band av rostfritt stål så att det bil- dar två parallella väggar 44, 45, en botten 48 och två. övre utsprång 46, 47. Botten av denna bur är förenad med en förlängning 31 som bildar det andra utsprånget på kontaktbäraren, medan väggarna upp- visar två avlånga öppningar 49, 50 som är parallella med linjen,XX'och vilka passeras av ett cylindriskt stift 51 som fungerar som sväng- lager för det centrala partiet av bryggan som stiftet likaledes passerar igenom. Ett andra stift 52 passerar likaledes genom ut- sprången 46, 47 på buren med vilka det är förenat. Ändarna på dessa båda stift skjuter ut utanför väggarnas utsida till- räckligt mycket för att inskjutas i två spår 55, 54 utformade till exempel i locket parallellt med XX' sålunda åstadkommande styrning av kontaktbäraren som bildas av denna bur. Fjädern 22 stöder sig å ena sidan mot de övre och invändiga utsprången på. buren och å. andra sidan mot den övre kanten 55 av kontaktbäraren genom förmedling av en tryckknapp 56.

Apparatens funktion då den arbetar som kontakter resulterar i rörel- ser hos ankaret som överförs till kontaktbäraren genom förmedling av tröskelkopplingen 32, underförstått att den sistnämnda i detta fall fungerar som en permanent förbindning.

Kontakttryckfjädern 22 utövar då det initialtryck på kontakterna som är nödvändigt för passage av en nominell ström.

När intensiteterna hos överbelastning som överstiger denna nominella ström cirkulerar i bryggan och detta intill ett värde av storleksord- ningen 10 gånger den nominella strömmen, ökar anordningen för tryck- kompensation kontakttrycket under motverkan av de elektrodynamiska krafter som strävar att separera bryggan från de stationära kontak- 8103400-1 7 terna. Det kan framhållas att för en viss given ström dessa kompen- sationskrafter är föga beroende av kontakternas förslitning beroen- de på formefioch anordningen av stycket 57 i förhållande till kon- taktbrygganÄ Så snart som strömmen uppnår ett värde över överbelastningsström- marna, tar de repellerande elektrodynamiska krafterna överhanden över de krafter som utövas av fjädern och av kompensationsanordning- en, vilket utlöser öppnandet av kopplingsanordningen 52 och frigö- randet av det nedre utsprånget 51. Kontaktbäraren skjuter därefter snabbt uppåt och för med sig kontaktbryggan som utsätts för en stöt- kraft mellan exempelvis stiftet 51 mot stycket 57. Man kan för den skull samordna två urtagningar 57, 58 i utsprången 59, 58 i vilka inskjuter stiftet 51 med ett visst axiellt spelrum på sådant sätt att stöten tas emot av bottnen av urtagningen.

I den utföringsform av uppfinningen som visas i fig 5 och 6 samver- kar en kontaktbrygga 60 med två fasta kontakter 61, 62 analoga med de tidigare. Kontaktbryggan är även här svängbart lagrad vid sitt centrala parti 65 på ett stift 64, men detta sistnämnda är förenat med en kontaktbärare 65 med reducerade dimensioner, som är styrd längs axeln XX' i glidbanor 66, 67 på höljet, och som står under fjäderverkan från en första ände 68 på en tryckfjäder 69 vars andra ände 70 stöder mot en övre botten 71 på höljet 87. Kontaktbryggan är då underkastad fjäderverkan från denna fjäder som strävar att anbringa den mot de fasta kontakterna och utöva ett inledande kfln- takttryck.

En nedre yta 72 på kontaktbäraren vetter mot en övre yta 75 på ett styrorgan 74 som är rörligt längs axeln XX' pågrund av sin permanen- ta förbindning med ankaret till en elektromagnet som icke är visad.

I läget II, visat i fig 5 och 6, är elektromagneten magnetiserad och de fasta och rörliga kontakterna är slutna, varvid ett litet mellanrum förefinnes mellan ytorna 72, 75. När elektromagneten av- magnetiseras förflyttas styrorganet uppåt i figuren och lyfter kon- taktbäraren och för den till viloläget I därmed öppnande de fasta och rörliga kontakterna. 8103400-1 Ett magnetiserbart stycke 75 i U-form analogt med det föregående (se fig 6) och uppvisande två. utsprång 76, 77 som omger det centra- la partiet 65 av bryggan, är fästat vid övre änden '(8 av styrorga- net 74, på. sådant sätt att när detta hålles i det läge som bestäm- mes av elektromag-netens ankare, en ström som cirkulerar i bryggan åstadkommer, som i det tidigare fallet, en attraktion av bryggans centrala parti mot botten av stycket 75 som medför en ökning av kontakttrycket för de överbelastande strömmarna.

Två. magnetiska stycken 79, 80 i U-form är även här anbragta kring benen 81, 82 på stöden 85, 84 för de fasta kontakterna och armar 85, 86 på bryggan för att förbättra effekten hos de repellerande elektrodynamiska krafterna när kortslutningsströmmar uppträder.

Det kan noteras att i denna senare utföringsform massan av kontakt- bäraren är mindre än i den första utföringsformen, så att kontakt- bryggan kan skilja sig snabbare från de fasta kontakterna och effek- 7 ten av strömbegränsningen förbättras. Icke visade fästorgan medger 'hållande av kontaktbryggan i utlösningsläget III, visat med streckad linje, när apparaten har utfört en brytning. Som regel är detta läge III beläget på. större avstånd från de fasta kontakterna än det som motsvarar bryggans viloläge I.

Claims (7)

8103400-1 Patentkrav

1. Kontakter, som uppvisar en kretsbrytares egenskaper när kortslut- ningsströmmar uppstår, omfattande i ett hölje två fasta kontakter, som vardera uppbäres av ett ben på en till U-form böjd kontakt- hållare, en stel kontaktbrygga, som vid vardera av sina två ändar uppbär en rörlig kontakt anordnad att samverka med en jämsides belägen fast kontakt, varvid bryggan på båda sidor av sitt mellan- parti är försedd med två motsatta armar som sträcker sig jämsides med nämnda ben, och nämnda mellanparti är anordnat att glida ir höljet mellan ett viloläge, i vilket bryggan är skild från de fasta kontakterna av ett styrorgan förbundet med ankaret på en elektromagnet, och ett arbetsläge, i vilket bryggan hålls mot de fasta kontakterna av ett fjädrande organ, och kontaktbryggan är an- ordnad att kunna inta ett utlösningsläge på större avstånd från de fasta kontakterna än viloläget när de elektrodynamiska repel- lerande krafter, som alstras mellan nämnda armar och ben överstiger ett visst tröskelvärde, k ä n n e t e c k n a d av att mellanpar- tiet (21, 65) på kontaktbryggan (16, 60) samverkar med en magneti- serbar anordning (37, 75), som magnetiseras av den i bryggan cir- kulerande strömmen, och är belägen mellan styrorganet (51, 74) och nämnda mellanparti samt är så riktad, att den mot mellanpartíet utövar kompenserande elektromagnetiska krafter (F2) som är lägre än nämnda tröskelvärde och verkar á ena sidan i en riktning motsatt de elektrodynamiska repellerande krafterna och å andra sidan i samma riktning som de initiala kontakttryckkrafter (F1), som överförs av det fjädrande organet (-22, 69).

2. Kontakter enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att initial- krafterna (F1) för åstadkommande av kontakttryck är tillräckliga för att säkerställa kontakttryck när kontaktbryggan genomflytes av strömmar motsvarande normal funktion och att kompensationskrafterna (FZ) uppnår en viss gräns, när kontaktbryggan genomflytes av ström- mar i storleksordningen tio gånger strömmen vid normaldrift. 8103400-1 10

3. Kontakter enligt något av kraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k- n a. d av att den magnetiserbara anordningen utgöres av ett stycke i U-form (57, 75) med två parallella. utsprång (58, 39 resp. 76, 77) mellan vilka nämnda mittparti (21, 65) är aelvia emeletet een ett tvärstycke(45) riktat mot styrorganet (51, 74).

4. Kontakter enligt krav 3, kä n n e t e c k n a d av att det U- formade stycket är placerat i en kontaktbärare (43) som är kopplad till ankaret på. en elektromagnet (7) under förmedling av en tröskel- várdeskoppling (32) och att initialkrafterna för kontakttrycket .ås- tadkoms av en fjäder (22) anbragt i kontaktbäraren mellan den cent- rala delen (21) eeh en ände (46, 47) på rentektbäraren reteatt keep- lingsanordzzingen.

5. Kontakter enligt krav 4, k ä n n et t e c k n a d av att kon- taktbäraren (43) utgöres av en omagnetisk metallhylsa med två väggar (44, 45) mellan vilka det U-formade stycket (37) är anbragt.

6. Kontakter enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a. d av att kontakt- bärarer (45) etyres i raljet (56) av tva eylirariaka stift (51, 52) som paeserar genom “de två väègarna (44, 45), varvid ett första stift (51) som fnngeransom svängningscentrzzm för det centrala partiet (21) är förskjutbart i kontaktbäraren vinkelrätt mot manöveraxeln (xx').

7. Kontakter enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att mitt- partiet pa kertaktbryggan (60) är anbragt 1 en kertaktbärare (65) gliebart arbragt 1 laaan eller ieeket (87) een plaeeraa mellan en tryckfjäder (69) för initialtryck som anligger mot en botten (71) i heljet een arean (78) på ett atyrergan (74) eer uppbär det U-ferra- ae etyeket (75) een eem inte är förbundet med kentaxtbararen. B. Kontaktar enligt ett av kraven 1-7, k a' n n e t e c k n a d av att två magnetiserbara 'CT-formade stycken (24, 25, 79, 80) omfattande parallella utsprång mellan vilka. är placerade bryggans motsatta ar- mar och motsvarande ben på. de stationära kontakterna, är anbragta i låaae (5, 56) för att förstärka de elektreayrarieka repelleranae krafterna.