SU866602A1

SU866602A1 - High-voltage vacuum switch

Info

Publication number: SU866602A1
Application number: SU802878391A
Authority: SU
Inventors: Владимир Семенович Бочкарев; Виктор Петрович Буц; Михаил Александрович Коновченко; Людмила Александровна Коновалова
Original assignee: Предприятие П/Я А-3816
Priority date: 1980-01-29
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1981-09-23

Description

1one

Изобретение относитс к высоковольтным вакуумным выключател м, предназначенным дл коммутации электрических и радиотехнических цепей и вл етс усовершенствованием известных высоковольтных вакуумных ,. выключателей.The invention relates to high-voltage vacuum switches intended for switching electrical and radio circuits and is an improvement on the known high-voltage vacuum switches. switches.

Вакуумный выключатель может найти применение в мощной стационарной, передвижной и бортовой электротехнической и радиотехнической аппаратуре дл подключени источников питани и нагрузок, переключени антенн х цепей, отводов катушки высокочастотного контура, конденсаторов в высоковольтных антенно-согласуюадих устройствах и т.д.The vacuum circuit breaker can be used in high-power stationary, mobile and on-board electrical and radio equipment to connect power sources and loads, to switch antenna circuits, taps of the high-frequency circuit, capacitors in high-voltage antenna matching devices, etc.

Известны высоковольтные вакуумные выключатели, в которых корь электромагнита из магнитог 1 гкого металла вращаетс на оси вращени . Подвеска кор на оси вращени обеспечивает достаточно высокую устойчивость к воздействию ускорений вибрационных и ударных нагрузок l}Однако такой выключатель имеет существенный недостаток. Он состоит в том, что дл обеспечени свободного вращени кор на оси, между поверхност ми вращени имеютс гарантированные зазоры (люфты в осевом и радиальном направлени х. Имеющиес допуски на изготовление деталей и узлов ведут к увеличению суммарной величины этих люфтов. При воздействии ускорений {механических нагрузок и в момент срабатывани , при подаче напр жени на обмотку управлени , корь электромагнита смещаетс в осе10 вом и радиальном направлени х на величину имеющихс люфтов, что вызывает изменение величины контактного давлени в выключателе в замкнутом положенииконтактов и величины меж15 контактного зазора при разомкнутом положении контактов. Эти изменени станов тс еще более значительными из-за всегда имекщегос отклонени от параллельности оси вращени и High-voltage vacuum circuit breakers are known in which the bark of an electromagnet of a magnetog 1 of a light metal rotates on a rotation axis. The suspension of the core on the axis of rotation provides a fairly high resistance to the effects of accelerations of vibration and shock loads. However, this switch has a significant drawback. It consists in the fact that in order to ensure free rotation of the core on the axis, between the surfaces of rotation there are guaranteed clearances (axial and radial clearances. The tolerances for the manufacture of parts and assemblies lead to an increase in the total value of these clearances. loads and at the time of operation, when a voltage is applied to the control winding, the electromagnet's bark is displaced in the axial and radial directions by the amount of backlash that causes a change in the magnitude of the contact the pressure in the switch in the closed position of the contacts and the magnitude of the inter15 contact gap in the open position of the contacts. These changes become even more significant due to the always deviation from the parallelism of the rotation axis and

20 плоскости контактировани выводовконтактов и подвижного контакта.20 a contact plane of the terminals and the movable contact.

Указанные недостатки ведут к нестабильности характеристик выключател , в частности к нестабильному за25 мыканию цепи между неподвижными контактами L-образной контактной пластиной при подаче напр жени питани на обмотку управлени , т.е. при прит нутом к сердечнику кор электромагнита одна из частей L-об30These drawbacks lead to instability of the switch characteristics, in particular, to an unstable closing of the circuit between the fixed contacts with an L-shaped contact plate when power is applied to the control winding, i.e. when the core of the electromagnet is attached to the core, one of the parts of the L-30

разной контактной пластины из-за значительного увеличени зазора не контактирует с соответствующим ей выводом-контактом. При этом мощность электромагнита идет, в основном, на преодоление упругих сил реакции той части контактной пластины, котора наиболее близко расположена к соответствующему ей выводу-контакту, т.е. на ее прогиб. Особенно ощутимо это про вл етс при повышенной температуре окружающей среды, т.е. когда из-за I КС провода сопротивлени обмотки увеличиваетс и мощность электромагнита падает. Это ведет к тому, что мс цность .обмотки в этом случае оказываетс недостаточной дл прогиба близко расположенной части контактной пластины до згииыкани второй ее части. Следствием этого вл етс незамыкание цепи даже в тех образцах, которые в нормальных услови х работали стабильно (без рбоев .different contact plate due to a significant increase in the gap is not in contact with its corresponding output-contact. In this case, the power of the electromagnet goes mainly to overcome the elastic reaction forces of that part of the contact plate, which is most closely located to the corresponding output contact, i.e. on its trough. This is especially noticeable at elevated ambient temperatures, i.e. when, due to I KS, the wires of the winding resistance increase and the power of the electromagnet drops. This leads to the fact that the ms of the winding in this case is insufficient for the deflection of the closely spaced part of the contact plate before the second part of the ziggycan. The consequence of this is that the circuit does not open even in those samples that under normal conditions worked stably (without rboys.

Кроме того, из-за несоосности отверстий в коре и корпусе (или его элементе) под ось, а также непосредственного контакта магнитом гкого материала кор с материалом оси при вращении кор между поверхност ми оси и отверстий в вакууме возникает очень больша сила трени , котора ведет к по влению микросварок и заклиниванию кор на оси.In addition, due to the misalignment of the holes in the bark and body (or its element) under the axis, as well as direct contact of the magnetically soft material of the core with the material of the axis, when the core rotates between the surfaces of the axis and the holes in vacuum, a very large friction force occurs, which leads the appearance of micro-welds and the sticking of the core on the axis.

Наиболее близкой к предлагаемой вл етс конструкци вакуумного выключател , в которой указанный выключатель содержит вакуумированную камеру, неподвижные контакты, устано ленные на вводах, подвижный крнтакт, жестко закрепленный на вращанвдемс коре электромагнита, который расположен в корпусе состыкованном с кольцом, корь электромагнита вращаетс на двух втулках из твердого материала, а сами втулки свободно вращаютс на оси 2.The closest to the present invention is the design of a vacuum switch, in which the specified switch contains an evacuated chamber, fixed contacts mounted on the inlets, a movable contact rigidly attached to the rotor of the electromagnet, which is located in the case coupled to the ring, the electromagnet is rotated on two bushings hard material, and the sleeves themselves rotate freely on axis 2.

Применение в этом выключателе двух втулок из материала с большой твердостью, свободно вращающихс на оси из того же материала, на которых свободно ;вращаетс корь электромагнита, позвол ет значительно повысить надежность работы подвижной системы выключател за счет дополнительной степени свободы вращени и уменьшени сил трени .The use in this switch of two bushings of a material with high hardness, freely rotating on an axis of the same material, on which it is free to rotate the bark of an electromagnet, can significantly increase the reliability of the mobile system of the switch due to the additional degree of freedom of rotation and reduction of friction forces.

Однако и в э,том выключателе не прин то мер по снижению радиальных и продольных люфтов, т.е. ему свойственны описанные выше недостатки.However, even in this switch, no measures were taken to reduce radial and longitudinal play, i.e. it has the disadvantages described above.

Цель изобретени - снижение радиальных и продольных люфтов и повышение тем самым стабильности замыкани цепи, процента выхода годных и снижение трудоемкости.The purpose of the invention is to reduce radial and longitudinal play and thereby increase the stability of the circuit, the percentage of usable yield and reduce labor intensity.

Указанна цель достигаетс тем, что в данном вакуумном выключателе подвеска кор электромагнита выпилнена на двух винтовых полуос х с коническими концами, жестко закрепленных в кольце корпуса электромагнитаи соосно расположенных между собой.This goal is achieved by the fact that in this vacuum switch the suspension of the core of an electromagnet is made out on two screw semi-axes with conical ends rigidly fixed in the ring of the body of the electromagnet and coaxially arranged with each other.

Причем конические концы полуосей выполнены из твердого материала (или имеют покрытие из твердого материала ) и вход т в цилиндрические .отверсти кор электромагнита.Moreover, the conical ends of the semi-axes are made of solid material (or have a coating of solid material) and enter cylindrical holes of the electromagnet core.

Выполнение подвескн кор электромагнита на двух винтовых полуос х с коническими концами, жестко закрепленных в кольце К01пуса электромагнита и соосно расположенных между собой , причем конические концы опор вход т в отверсти кор электромагнита , позвол ет исключить наличие продольных и осевых люфтов в подвиж . ной системе выключател . Исключение указанных люфтов стабилизирует контактный зазор, а следовательно, повышает стабильность срабатывани выключател и надежность его работыThe suspension of the electromagnet core on two screw semi-axes x with conical ends, rigidly fixed in the ring K01 of the electromagnet and coaxially arranged with each other, with the conical ends of the supports entering the orifices of the electromagnet core, eliminating the presence of longitudinal and axial play in movement. circuit breaker system. The exclusion of these backlash stabilizes the contact gap and, consequently, increases the stability of the switch operation and the reliability of its operation.

Выполнение конических концов из твердого материала (или с покрытием из твердого материала) снижает силу трени и веро тность диффузионного сваривани трущихс поверхностей полуосей и кор , что также способствует повышению стабильности срабатывани и надежности работы выключател .Making tapered ends of a hard material (or coated with hard material) reduces the frictional force and the likelihood of diffusion welding of the working surfaces of the semi-axes and core, which also contributes to the stability of the operation and reliability of the switch.

Выполнение полуосей с коническими концами, вход щими в цилиндрические отверсти кор электромагэгита, позвол ет резко снизить трение за счет значительного уменьшени площади соприкосновени трущихс поверхностей , т.е. соприкосновение поверхности отверсти кор с конической поверхностью полуосей в предлагаемом выключателе происходит по линии. Это сних;ает веро тность диффузионного сваривани и повышает надежност работы выключател .The implementation of semi-axes with conical ends entering the cylindrical holes of the electromagnet core allows drastically reducing friction due to a significant decrease in the contact area of the rubbing surfaces, i.e. the contact surface of the hole of the core with the conical surface of the semi-axes in the proposed switch occurs along the line. This is the case; the likelihood of diffusion welding and increases the reliability of the switch.

На фиг1 1 изображен предлагаемый выключатель при разомкнутом положении контактов; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. Ij на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.In Fig 1 1 shows the proposed switch when the contacts are open; in fig. 2 shows section A-A in FIG. Ij in FIG. 3 shows a section BB in FIG. one.

Вакуумный выключатель имеет цилиндрическую стекл нную оболочку 1, вакуумноплотно спа ньую с молибденовыми .выводами-контактами 2 и переходным кольцом 3 из ковара, с которым вакуумноплотно с помощью сварки соединен диамагнитный цилиндр 4, вакуумноплотно спа нный с сердечником 5 из магнитом гкого металла и механически прочно с кольцом 6 из магнитом гкого металла, вл ющимс частью корпуса электромагнита, расположенной в вакууме.The vacuum switch has a cylindrical glass shell 1, vacuum-sealed with molybdenum contacts 2 and a transitional ring 3 from covar, with which diamagnetic cylinder 4 is vacuum-tight through welding, vacuum-sealed with a soft metal magnet 5 and mechanically firmly with a ring 6 of a magnet of a flexible metal, which is a part of the body of an electromagnet located in a vacuum.

Вторым элементом корпуса электромагнита вл етс корпус 7 из магнитом гкого металла, расположенный вне вакуумной оболочки и состыкованный с кольцом 6 через дно диамагнитного цилиндра 4. К внутренней поверхности кольца 6 через никелевую пластину 8 жестко прикреплен нераспыл екклй газопоглотитель 9. В кольце 6 с помощью резьбы и накладок 10, приваренных к кольцу, жестко закреплены две винтовые полуоси 11 с коническими концами и соосно расположенные друг относительно друга, на которых вращаетс корь 12 электромагнита из магнитом гкого металла. Свобода поворота кор 12 без диального и продольного люфтов обеспечиваетс до закреплени регулировкой зазора ме щу поверхност ми отверстий в коре и коническими поверхност ми полуосей 11 путем ввинчивани или вывинчивани их 3 кольцо б.The second element of the body of the electromagnet is a case of a magnet of a soft metal, located outside the vacuum shell and docked with the ring 6 through the bottom of the diamagnetic cylinder 4. To the inner surface of the ring 6 through the nickel plate 8 is fixed spontaneously gas getter 9. In the ring 6 by means of a thread and overlays 10, welded to the ring, are rigidly fixed two helical semi-axes 11 with conical ends and coaxially located relative to each other, on which the electromagnet 12 of the magnet is made of a soft magnetic magnet. thallium. Freedom of rotation of the core 12 without the distal and longitudinal clearances is ensured by fixing the gap between the surfaces of the holes in the crust and the conical surfaces of the axes 11 by adjusting the gap by screwing or unscrewing them 3 ring b.

На коре 12 э ёктсюмаг ита через изол тор 13 жестко закреплён подвижный контакт 14 и дополнительна пластина 15. Рбзомкйутре положение контактов обеспечиваетс пружиной 16 возврата, а требуемый дазор между неподвижньми контактами 2 и подвижным контактом 14 обеспечиваетс уступом, выполненным н4 кольце 6. Дл управлени подвижным контактом 14, закрепленным иа коре, имеетс катушка 17 управлени .On the bark 12 of the shell, through the insulator 13, the movable contact 14 and the additional plate 15 are rigidly secured. For the bladder, the contact position is provided by the return spring 16, and the required dazor between the stationary contacts 2 and the movable contact 14 is provided with a ledge of the ring 6 on the movable contact. By contact 14 fixed to the core, there is a control coil 17.

При подаче напр жени питани на эту катушку под воздействием созданного ею магнитного потока корь 12 прит гиваетс к сердечнику 5 и кольцу корпуса злектрс лагн.ита 6, сжима возвратную пружину 16. Контактна пластина подвижного контакта 14, жестко св занна через изол тор с корем 12, закыкает контакты 2 несколько раньше, чем корь прит нетс к кольцу 6.When voltage is applied to this coil under the influence of the magnetic flux created by it, the measles 12 are attracted to the core 5 and the ring of the electrolyte housing 6, compressing the return spring 16. The contact plate of the moving contact 14 is rigidly connected via an isolator to the 12 , closes contacts 2 somewhat earlier than measles to ring 6.

При сн тии напр жени питани корь электромагнита отжимаетс возвратной пружиной 16, а подвижный контакт 14 разгллкает электрическую цепь между контактами 2.When the supply voltage is removed, the bark of the electromagnet is pressed by the return spring 16, and the movable contact 14 disengages the electrical circuit between the contacts 2.

Выключатель может быть выполнен и в металлокерамическом исполнении.The switch can be made in the ceramic-metal version.

Использование подвески кор на двух винтовых полуос х повышает стабильность работы, увеличивает процент выхода годных, снижает расход металла, уменьшает трудоемкость изготовлени и экономит электроэнергию .The use of a pendant core on two helical semi-axes increases stability of work, increases the percentage of yield, reduces metal consumption, reduces manufacturing labor-intensiveness and saves energy.

Claims

1. High-voltage vacuum switch containing a vacuum chamber, non-contact contacts installed at the inputs, movable

a contact rigidly mounted on a rotating cortex of an electromagnet, which is located in a housing coupled to a ring, characterized in that, in order to increase the stability of operation, reliability of operation and reduce labor intensity, the suspension of the electromagnet core is made in the form of two helical semi-axes with conical ends, which

rigidly fixed in the ring of the body of the electromagnet and arranged coaxially with each other, with the conical axes of the semi-axes entering the holes that are made in the crust.

2. The switch according to claim 1, wherein the cone ends of the semi-axes are made of solid material.

3. The switch according to claim 1, about tl and h and y and with the fact that open

in the cortex is made with a cylindrical surface.

Sources of information taken into account in the examination

1. Authors testimony of the USSR №305517, cl. H 01 H 33/66, 1965.

2. USSR author's certificate №517720, k. H 01 H 33/66, 1.977,