SE460812B - Elkopplare - Google Patents

Description

i gßflyIIIIIN]||wWmlrl[l|||||||l|,|r,"TnuHW,, 2 466* 812 'Har-Y a* vidihög ström så att kontaktsvetsning undvikes, men utförandet har samtidigt den nackdelen att kontaktorn p g a kontakt- attraktionen inte kan användas för brytning av strömmar över- stigande ett relativt måttligt överströmsvärde. Genom placer- ingen av magneterna i direkt anslutning till kontaktstället _ försvinner dessutom möjligheten att med hjälp av det av strömmen _alstrade magnetfältet blåsa ut ljusbågen i kontaktorns släck- kammare. Detta beror dels på att de kontakttryckshöjande mag- neterna avskärmar fältet runt kontaktstället, dels på att man med denna magnetplacering är tvungen att utforma kontakterna Åt så, att strömmen går rakt igenom magnetkretsen och inte i en ,: l f slingformig bana, vilket skulle ha gett en blåsning av ljus- bågen_mot släcklamellpaketet.

Det är vidare känt att vid kontaktorliknande apparater anordna U-formade dragmagneter för att öka kontakttrycket vid måttliga överströmmar, se t ex svenska utläggningsskriften 8103400-1.

Dessa dragmagneter är avsedda att i samverkan med repulsions- magneter göra dessa apparater skickade att även kunna bryta kortslutningsströmmar. Dragmagneterna är så dimensionerade att de går i mättning då överströmmen överstiger ett värde mot-- svarande normala motorstartströmmar, t ex 10 ggr märkströmmen.

Dessa apparater är specialkonstruktioner och därför relativt dyra jämfört med vanliga kontaktorer.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en elkopplare med en strömberoende kontakttrycksförstärkande magnetisk krets, som hindrar kontaktlyftning i det kritiska överströmsomrâdet upp till ca 30 ggr märkströmmen, men som § samtidigt medger att elkopplaren kan användas för brytning* ' av strömmar upp till den gräns som bestäms av elkopplarens brytförmâga. Detta uppnås enligt föreliggande uppfinning genom en elkopplare som uppvisar de i kännetecknande delen av patentkrav 1 angivna särdragen.

Genom att enligt uppfinningen anordna en kontakttrycksför- stärkande magnetisk krets, där magnetkärnan är stumt kopplad till elkopplarens kontaktförare och ankaret är stumt kopplat till den rörliga kontakten uppnås bl a följande fördelar: a) b) c) d) d) f) 9) Afasthet hos ljusbâgsskärmen. ~«--..._....._.,.....-..».....w............................................~..........~....--..,__....._ ...___ __., T R* 3 130.812 De elektrodynamiska repulsionskrafterna kan balanseras ut så att en högre lyftström erhålles. Därigenom undvikes kontaktlyftning inom ett stort strömomrâde.

Fjäderkraften hos kontakttrycksfjädrarna kan hållas lägre än normalt. Därigenom kan man vid kontaktorer välja en mindre storlek på manövermagneten, vilket förutom kostnadsbesparingar medför mindre slitage och därmed lång mekanisk livslängd.

Genom att kärnan i den magnetiska kretsen är fixerad vid kontaktföraren, attraheras kontaktföraren till kontakten, varvid frånslaget underlättas. En distinkt kontaktseparation uppträder, vilket ger kortare bryttid och därmed lägre ljus- bågsenergi. Éjäderkraften i en kontaktors frânslagsfjädrar kan av samma skäl som i punkt c minimeras. V Koordinationen mellan elkopplaren och med denna serie- kopplade apparater såsom säkringar, strömbegränsande ' A » I brytare, motorskyddsbrytare etc förbättras radikalt.

Energiutvecklingen då strömmen överstiger lyftströmmen och ljusbâge uppträder (t ex vid kortslutning) blir lägre, vilket medför lägre tryck och därmed lägre krav på håll- Risken för ankarstuds hos en kontaktors manövermagnet vid tillslag av motorstartström minskar genom den attraherande kraften. ~....m-w-..1...s...._.,.-.~»~vnnumv~mnwww-v........~.~.m......,,_ _ ________,__________ 7 i 460 812 g A ' f 1 ï | 1 l I h) Eftersom kontaktavbränningen successivt minskar luftgapet mellan kärna och ankare i den magnetiska kretsen, aktiveras kretsen vid lägre strömmar ju äldre elkopplaren blir.

Detta minskar kraven på efterfjädring, ytfinhet hos kontakterna etc.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning, i vilken fig 1 visar en enligt uppfinningen utförd kontaktor i längssnitt, fig 2 visar hälften av samma kontaktor i tvärsnitt I efter linjen II-II i fig 1, fig 3 visar kontaktorns kontaktsystem i perspektiv, fig 4 och 5 visar i större skala den centrala delen av det É rörliga kontaktsystemet i tvärsnitt resp längssnitt, fig 6 visar schematiskt en omkring kontaktorns rörliga kontakt anordnad magnetisk krets och den till- hörande magnetiska fältbilden, fig 7 visar kurvor över de på det rörliga kontaktsystemet É verkande krafterna som funktion av strömmen, och - fig 8 visar en utlösningskurva för en med kontaktorn seriekopplad säkring. f 4150 8'12 .Q BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMÉÉL Den i fig 1 och 2 visade kontaktorn är trepolig och har en märkspänning av t ex 660 V. Kontaktorns märkström kan exempel- vis ligga i området 100 - 1000 A. kontaktorn är uppbyggd på ett stativ 1 av tryckgjuten lättmetall. Stativet uppbär en av 'plast utförd hållare 2 med anslutningsskenor 3, 4 för inkopp- ling av kontaktorn i en yttre huvudströmkrets.

Kontaktorns kontaktanordning, som i ritningen visas i frånläget, omslutes av en av plast utförd ljusbågsskärm 5 försedd med släck- plåtar 6. Kontaktanordningen omfattar i varje pol två elektriskt seriekopplade brytställen anordnade i var sin i ljusbâgs- skärmen bildad brytkammare 7, 8. Varje brytställe har en fast kontakt 9 resp 10, som är fäst vid anslutningsskenan 3 resp 4.

De fasta kontakterna är i slutet kontaktläge förbundna med y varandra genom en kontaktbrygga bestående av en rörlig kontakt 11 ” och ett ovanpå den rörliga kontakten liggande järnbeslag 12 för mekanisk förstyvning av kontakten.

Kontaktbryggan är infäst i en öppning 13 i en kontaktförare 14 som är kopplad till ankaret 15 hos kontaktorns manövermagnet, vars magnetkärna och spole betecknas med 16 resp 17. Ankaret 15 pâverkas av frånslagsfjädrar 18, av vilka endast en är visad.

När spolen 17 är strömlös, pressar dessa fjädrar ankaret 15 :in de: i fig 1 och 2 visade läget. xontaktbryggan 11, 12 passerar mellan skänklarna 19 hos en i kontaktföraren 14 an- ' ordnad U-formad bygel 20 (fig 3). De fria ändarna av bygel- -i skänklarna 19 är förbundna genom en pinne 21. Mellan denna _ 1 pinne och den rörliga kontaktbryggan 11, 12 ligger en blad- fjäder 22. I bygeln 20 är en kontakttrycksfjäder 23 anordnad. V ¿ Den rörliga kontakten 11 omslutes av en magnetkrets bestående av en magnetkärna 25, som är stelt kopplad till kontakt- föraren 14, och ett magnetankare 26 som är fast fixerat vid den rörliga kontakten. Såsom bäst framgår av fig 4 och S } åstadkommas fixeringen av magnetkärnan 25 genom att den av 1 kontakttrycksfjädern 23 hålles tryckt mot en ansats 24 i 2.460 812 Akontaktföraren 14. Bygeln 20 är axiellt rörlig i kontaktföraren 14 mot verkan av fjädrarna 22 och 23.

Då i kontaktorns tilläge ström flyter genom den rörliga kontakten 11 magnetiseras magnetkretsen 25, 26 (fig 6), varvid en attraktionskraft Fa uppträder mellan magnetkärnan 25 och kontaktbryggan 11, 12. Denna attraktionskraft är sammansatt av en relativt stor kraft Fa1 mellan kärnan 25 och ankaret 26 och en mindre kraft Paz mellan kärnan 25 och kontakten 11.

Attraktionskraften Fa samverkar med den av fjädrarna 22 och 23 utövade statiska fjäderkraften FS. Samtidigt påverkas kontakt- ”bryggan av en elektrodynamisk repulsionskraft Fr.

För att uppnå ett högre mättningsvärde för magnetkretsen 25, 26 utan att behöva öka elkopplarens dimensioner har man, såsom framgår av fig 4, utfört magnetkärnan 25 med större tvärsnitts- area i bottendelen 25a än i skänklarna 25b. På detta sätt ökar Paz med strömmen.

I fig 7 visas hur de ovannämnda på kontaktbryggän verkande krafterna Fa, FS och Fr varierar som funktion av strömmens momentanvärde i. I diagrammet har kontaktsystemets "lyftström" im markerats, dvs det strömvärde vid vilket kontaktseparation sker. Som synes är detta värde väsentligt högre än lyft- strömmen is för ett motsvarande kontaktsystem utan den mag- netiska kretsen 25, 26.

I fig 8 visas utlösningskurvan för en för seriekoppling med kontaktorn avsedd säkring, dvs utlösningstiden t som funktion av strömmens effektivvärde I. Strömskalan i fig 8 är därvid direkt jämförbar med strömskalan i fig 7. Med ett kontakt- system utan den beskrivna magnetkretsen sker kontaktseparation vid strömmen IS. Vid denna ström har säkringen en utlösnings- tid ts- under vilken brännskador på kontakterna och eventuellt kontaktsvetsning kan ske innan strömmen bryts. Med ett kontakt- system som är försett med en magnetkrets 25, 26 enligt före- liggande uppfinning är lyftströmmen Im betydligt högre, och

Claims (5)

7 460 812 vid denna ström är säkringens utlösningstid tm så kort, (<50 ms), att om en kontaktseparation överhuvudtaget sker innan strömmen bryts, någon smältning av materialet i kontakt- ytorna inte förekommer eller är starkt begränsad. PATENTKRAV

1. Elkopplare med minst ett kontaktpar omfattande en fast (9) och en rörlig kontakt (11), av vilka den rörliga kontakten (11) står under påverkan av en kontakttrycksfjäder (23) och är förskjutbar mellan två andlägen med hjälp ev en 1-.111 een menöverergen (15, 16, 17) kopplad kontaktförare (IQ). som uppbär den rörliga kontakten, vilken är rörlig relativt kontaktföraren (lfi) mot verkan av kontakttrycksfjädern (23). varvid för förstärkning av kontakttrycket vid höga strömmar anordnats en av strömmen genom kontakterna (9, 11) magnetiserad magnetkrets inne- fattande två delar (25, 26) av ferromagnetiskt material. av vilka den ena delen (26) är fäst vid den rör1iga.kontakten (11) och den andra delen (25) uppbäres av kontaktföraren (14). k ä n n e t e c k n a d av att den nämnda andra magnetkretsdelen (25) är anordnad att av kontakttrycksfjädern (23) fasthållas mot ett på kontaktföraren (14) anordnat anslag (24).

2. Elkopplare enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den rörliga kontakten (11) utgöres av en kontaktbrygga för förbindning av två i avstånd från varandra anordnade fasta kontakter (9, 10), varvid kontakt- bryggan via den nämnda kontaktföraren är kopplad till ett ankare (15) pád en manövermagnet (16. 17).

3. Elkopplare enligt patentkrav 2. k ä n n e t e c k n a d av att kontakttrycksfjädern (23) är anordnad på den sidan om kontaktbryggan (11) som vetter mot manövermagneten (15. 16. 17). varvid fjäderkraften över- föres till kontaktbryggan via en dragbygel (20).

4. » 4. Elkopplare enligt patentkrav 3. k ä n n e t e c k n a d av att den nämnda andra nangetkretsdelen (25) är U-formig, varvid U-ets bottendel (25a) har större tvärsnittsarea än U-ets skänklar (25b). _ W WW »H H \ “wlww VIAWÛWVYWNW' WIN" H-flww WWW' Å v' 'Whwr “wlrw flwwyuwwqfln I 460 812

5. Elkopplare enligt patentkrav 2, 3 eller Ä, k ä n n e t e c k n a d av att kontaktbryggan innefattar dels en strömförande del (11) av material med god elektrisk ledningsförmága, dels en längs hela den strömförande' V delen sig sträckande mekaniskt förstyvande del (12) av ferromagnetiskt_ material, vilken är anordnad på den från de fasta kontakterna (9, 10) viettande sidan av kontaktbryggan, varvid den nämnda ena magnetkretsdelen (26) helt eller delvis, utgöres av den nämnda mekaniskt förstyvande delen (12). É.