Частотный коммутатор

 

ЧАСТОТНЫЙ КОММУТАТОР, содержащий герметичный корпус, в котором симметрично расположены два электрода, один из которых полый и заполнен токопроводящей жидкостью, коммутирующей :электроды, и электромагнитную систему, о т л и ч а ющ и и с я тем,, что,с целью повышения , напряжения и увеличения нагрузочной способности, он снабжен приводом и резервуаром переменного объема, заполненным проводящей жидкостью, сообщающейся с полостью электрода, а в качестве привода выбран механизм постоянного давления, установленный faK, что он постоянно воздействует на.резервуар переменного объема. о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5П Н 01 Н 29 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4

44

«

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3445928/24-07 (22) 31. 05.82 (46) 23. 09.83. Бюл. 935 (72) Б.И.Костылев, П.А.Кулаков, Л.T.Éèêîëàåâà, O.Я,Новиков, В.Й.ПриходченкО и В.В.Танаев (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им.,В.В Куйбышева (53) 621.316. 542(088 ° 8) (56) 1. Патент США 9 3904999, кл. Я 01 Н 29/02 1975"

2. Патент США 9 3906416, кл. H 01 Н 29/24, 1975.

3. Заявка Японии В 48-44983, кл. Н 01 Н 51/28 1973 °

„„su„„1043759 A (54 )(57) ЧАСТОТНЫЙ КОММУТАТОР, содержащий герметичный корпус, в котором симметрично расположены два электрода, один из которых полый и заполнен токопроводящей жидкостью, коммутирующей;электроды, и влектромагнитную систему, о т л и ч а юшийся тем, что,с целью повышения. напряжения и увеличения нагрузочной способности, он снабжен приводом и резервуаром переменного объема, заполненным проводящей жидкостью, сообщающейся .с полостью электрода, а в качестве привода выбран механизм постоянного давления, установленный так, что он постоянно воздействует на. резервуар переменного объема.

„,1043759

Изобретение относится к технике коммутирования цепей постоянного тока, а именно коммутационный аппа ратуре с жидким металлом и может ..буть использовано в электротехнической промышленности. 5

Известны .конструкции переключа- . телей, где переключение контактов осуществляется проводящей жидкостью в зависимости от положения якоря, расположенного внутри корпуса 1 ). 10

Такие механические переключатели не обладают быстродействием, сложны по устройству, ненадежны в работе и могут применяться в низковольтных цепях. t5

Из вестен также жидкометаллическим, переключатель с сегментированным потоком жидкости, состоящий из чередующихся изоляционных и токопроводящих трубок, образующих полость, внутри которой имеются смешанные области соответственно с жидким электропроводящим материалом и жидким электроизоляционным материалом.

Эти области располагаются аксиальйо вдоль трубки. ИмееТся устройство для проталкивания жидкого материала, благодаря чему между электродами может протекать ток или цепь будет разомкнута (2 j.

Однако эти конструкции имеют неДостаточное быстродействие за счет механического перемещения столба жидкого материала большого сечения.

Кроме того, если электропроводящим жидким материалом. будет жидкий 35 металл, то возможна металлолизация изоляционных поверхностей,что огра- . ничивает ресурс работы аппарата и делает ненадежным его в работе.

Наиболее близким по технической 40 сущности и достигаемому результату к изобретению является магнитоуправляемый переключатель, представляющий собой герметичный корпус, внутри которого один против другого располо- 5 жены два электрода. Жидкостный контакт находится внутри одного из . электродов. При наличии магнитного поля жидкость вытягивается из полости электрода и входит в контакт со вторым электродом, .замыкая их. При исчезновении магнитного поля жидкостный контакт возвращается s исходное положение за счет силы поверхност" ного натяжения 13 ).

Недостатком этой конструкции является невозможность осуществления циклических. переключений с посто янной частотой циклов Включеноэ —, - Отключеное во времени прн достаточно малом этом времени. Кроме. 60 того, переключатель слаботочный,,так как мостик жидкого проводника имеет малое сечение. Напряжение оп-. ределяется расстоянием между тверд< металлическими контактами, при . увеличении которого будет ненадеж-ным жидкостный токопровод при включенном положении, а при снятии магнитного поля жидкостный контакт не будет возвращаться в исходное поло-, жение.

Целью изобретения является повышение напряжения и увеличение нагруочной способности.

Поставленная цель достигается ем, что частотный коммутатор, соержащий герметичный корпус, в котором симметрично расположены два электрода", один из которых полый и заполнен токопроводящей жидкостью, коммутирующей электроды и электромагнитную систему, снабжен приводом и резервуаром переменного объема, заполненным проводящей жидкостью, сообщающейся с полостью электрода, а в качестве привода выбран механизм постоянного давления, установленный так, что он постоянно воздействует на резервуар переменного объема.

На чертеже схематически изображен частотный коммутатор, общий вид;

Частотный коммутатор состоит из электродов 1 и 2. Электрод 1 внутри полый и заполнен токопроводящей жидкостью, к нему герметически присоединен резервуар 3 переменного объема. Электроды 1 и 2.имеют между собой воздушный зазор 4, охваченный электромагнитной катушкой (не показана). Резервуар 3 переменного объема заполнен жидким металлом 5.

Конструкция Заключена в герметичный корпус 6, который является и сборником для жидкого металла. Корпус б. заполнен инертной средой 7., . Частотный коммутатор работает . следующим образом.

К резервуару..3 переменного. объема постоянно прикладывается сила, кото рая перемещает жидкий металл 5 со скоростью, необходимой для струйного замыкания электродов 1 и 2. Электромагнитная катушка при работе аппарата находится под нарряжением. Сила взаимодействия магнитного поля и тока в жидкометаллическом токопроводе отклоняет его вниз, размыкая тем самым цепь. В следующий момент времени электроды 1 и 2 опять за" мыкаются струей жидкого металла 5, и процесс отключенияъовторяется .

Жидкий металл 5 стекает в корйус б.

Таким образом происходит циклические переключения с большой частотой во времени, которай завискт!от длины . воздушного зазора и скорости струи жидкого металла. Возникающая дуга отключения гасится в инертной,среде растяжением.

Для коммутации цепей индуктивных накопителей необходимы электрйчесicae аппараты, совефнаающие десятки операций ™.Включено — Отключено "

1043759 при значительных токах пррядка десятков килоампер и при восстанавливающихся напряжениях на разомкнутых контактах, достигающих десятки кило- вольт. Создание коммутационной аппаратуры на твердометаллических -.крнтактах для такого режима работы невозможно.

В настоящее время используется коммутационная аппаратура, в которой отключение цепи происходит при 10 взрыве, разрушающем часть проводника. Такая аппаратура не может обеспечить частотных переключений.

Описанный частотный коммутатор может осуществлять переключения с большой частотой во .времени, при этом благодаря воздушному зазору между электродами повышается уровень изоляции, что позволяет использовать аппарат при повышенных напряжениях.

Известно,что электрическая прочность воздуха в равномерном поле равна .

3,0 мВ/м. Струя жидкого металла обеспечивает перекл1очение с большой частотой во времени.с одной стороны, повышает нагрузочную способность с другой.

Составитель Н.Кухарева

Редактор Н.Лазаренко Техред В,gagrекopей . Корректор И.Ватрушкина

Заказ 7349/57 . Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 г

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4