Электрический коммутационный аппарат

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ, содержащий подвижную и неподвижную системы с электрическими контактами, связанные между собой с помощью упругого элемента и .установленные с возможностью обеспечения перемещения подвижной системы в обе стороны от нейтрального положения до положения мертвого хода , привод, отклоняющий подвижную систему от нейтральногоположения, и по крайней мере две защелки, фик сирующие подвижную систему, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой энергии и повышения надежности аппарата путем снижения ударных нагрузок при замыкании контактов, указанные защелки установлены с обеспечением фиксации подвижной, системы в зонах, соот-. ветствующих ее положениям мертвого хода.. СП ел о о о 00

()9) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3418652/24-07 (22) 07.04.82 (46) 23.10.83. Бюл. )) 39 (72) В.С. Витченко и В.Г. Шалаев (53) 621.318.56(088.8) (56) 1. Родштейн Л.A„ Электрические, аппараты. Л., Энергоиэдат, 1981, с. 207.

2. Чунихин A.A. Электрические аппараты. М., Энергия, 1975, с.341 (54)(57) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОММУТАЦИОНHblA AIIIlAPAT, содержащий подвижную и неподвижную системы с электрическими контактами, связанные между собой с помощью упругого элемента и установленные с возможностью обес3(51) Н 01 Н 51/1 6; Н 01 Н 50/58 )

П 01 Н 50/66 печения перемещения подвижной системы в обе стороны от нейтрального положения до положения мертвого хода, привод, отклоняющий подвижную систему от нейтрального положения, и по крайней мере две защелки, фиксирующие подвижную систему, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой энергии и повышения надежности аппарата путем снижения ударных нагрузок при замыкании контактов, укаэанные защелки установлены с обеспечением фиксации подвижной. системы в зонах, соответствующих ее положениям мертвого хода.

1050003

Изобретение относится к электроаппаратостроению, преимущественно к сильноточным электрическим аппаратам.

Известны устройства электрических аппаратов, в которых используется защелка, удерживающая .подвижную систему в определенном положении: в положении Включено, Выключено или Взведено, Готов к включению .

Известно применение механической 10 защелки для удержания контактов во включенном положении в быстродействующих выключателях. При коротком замыкании в цепи выключатель срабатывает — освобождается защелка, и 15 подвижная система под действием отключающей пружины двигается в сторону отклонения до упора $1) .

Недостатком аппарата является .то, что при срабатывании в момент торможения существует удар подвижной части о неподвижную и расходование кинетической энергии подвижной части в тепло. Кроме того, динамический удар, возникающий при частых отключениях, повышает износ и снижает надежность аппарата.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является электрический коммутационный аппарат, .включающий подвижную систему, связанную с возможностью хода в обе стороны от нейтрального положения до положения мертвого хода, привод, отклоняющий подвижную систему от нейтрального положения,.и фиксирующие подвижную систему защелки. При срабатывании подвижная часть отклоняется от нейтрального положения в ту или другую сторону, и, преодолевая силу упругости плоской пружины, 40 притягивается к электромагниту и замыкает контакт. При этом подвижная часть от нейтрального положения разгоняется, а в момент замыкания контактов тормозится. В этот момент 45 происходит соударение контактов, а также якоря и электромагнита, и вся кинетическая энергия, запасенная в

"подвижной части, переходит в тепло f2) .

Недостатком известного аппарата является существование удара, повышающего износ и расходование энергии привода на удар и дальнейшее рассеивание ее в тепло.

Таким образом, желательно иметь аппарат, в котором за счет осуществления рекуперации кинетической энергии подвижной части отсутствует удар, а энергия, расходуемая приводом, минимальна (энергия привода 60 тратится лишь на компенсацию потерь на трение о воздух и в опорах).

Целью изобретения является уменьшение потребляемой энергии и повышение надежности аппарата путем сниже- 65 ния ударных нагрузок при замыкании контактов.

Поставленная цель достигается тем; что в электрическом коммутационном аппарате, содержащем подвижную и неподвижную системы с электрическими контактами, связанные между собой с помощью упругого элемента и установленные с возможностью обеспечения перемещения подвижной системы в обе стороны от нейтрального положения до положения мертвого хода, привод, отклоняющий подвижную систему от нейтрального положения, и по крайней мере две защелки, фиксирующие подвижную систему, указанные защелки установлены с обеспечением фиксации подвижной системы в зонах, соответствующих ее положениям мертвого хода

Обеспечение фиксации подвижной системы в зонах, соответствующих по-в ложениям мертвого хода, которое подвижная система занимает в результате отключения привода, позволяет уменьшить ударные нагрузки, что сокращает энергию, расходуемую приводом, и повышает надежность аппарата. .На.фиг. 1 схематически иэобрежено устройство электрического коымутационного аппарата с качающейся подвиж-. ной системой, положение Включено контакты замкнуты; на фиг. 2 †. то же, положение Отключено, контакты разомкнуты; на фиг. 3 - то же, положение Вэведено, Готов ко включению ; на фиг. 4 устройство электрического коммутационного аппарата с поворотной подвижной системой, положение Включено, контакты замкнуты; на фиг. 5 то же положение Отключено, контакты разомкнуты; на фиг. б — то же, положение Взведено, Готов ко включению .

Устройство (фиг. 1) состоит из неподвижной системы 1 и качающейся подвижной системы 2. Между собой подвижная .2 и неподвижная 1 системы связаны при помощи двух других, упругих элементов, например пружин 3 и 4, таким образом, что подвижная система 2 имеет возможность хода в обе стороны от нейтрального положения (обозначено штрихпунктирной линией У-У). Для этого пружины 3 и 4 разнесены от нейтрального положения на края под вижной и неподвижной систем 2 и 1 и каждая иэ пружин 3 и 4 одним своим концом скреплена с подвижной системой 2, а другим концом — с неподвижной системой 1.

Аппарат имеет три состояния, при котором фиксируется положение подвижной системы 2. Скрепленные с подвижной системой тяги-фиксаторы 5 и б могут входить в зацепление с защелками соответственно 7 и 8, 9, которые приводятся в движение элек1050003 тромагнитами соответственно 10, 11 и 12. Защелка 7 и электромагнит 10 установлены в зоне мертвого положения подвижной системы 2 по одну сторону от ее нейтрального положения

У-У и служат для удержания подвижной системы 2 при. помощи тяги-фиксатора

5 в положении Включено, контакты 13 и 14 замкнуты. Контактная система аппарата мостикового типа. 3аданное контактное нажатие осуществляется при помощи пружины 15 сжатия, установленной в разделенной на части планке 16, одна часть которой связана при помощи оси 17 с элементом 18 неподвижной системы 1, а другая 15 часть — при помощи оси 19 с подвиж ной системой 2.

Защелки 8 и 9 с электромагнитами .11 и 12 установлены по другую сторону от нейтрального. положения У-У. 2р

Защелка 8 и электромагнит 11 установлены также в зоне мертвого положения подвижной системы 2 и служат для удержания последней при помощи тяги-Фиксатора 6 в положении Отключено, контакты 13 и 14 разомкнуты (фиг. 2). Защелка 9 с электромагнитом 12 установлены в зоне взведенного положения подвижной системы

2 и при помощи тяги фиксатора 6 удерживают подвижную систему 2 в положении Взведено, Готов ко включению (фиг. 3). Защелка 9 уда.лена по ходу подвижной системы 2 дальше защелки 8 от нейтрального положения У-У. Для перевода подвижной системы 2 из положения Вклю- . чено в положение Взведено аппарат снабжен приводом 20, у кото- .; рого. тяга 21 входит в зацепление с тягой-фиксатором 6. Включение при- 4() вода 20 осуществляется в зоне мертвого положения, где установлена защелка 8, а выключение — в зоне, где установлена защелка 9. В зависимости от предъявляемых требований к an- 45 парату привод 20 может быть ручным или электромеханическим.

Аналогично устроен электрический коммутационный аппарат с поворотной подвижной системой (Фиг. 4-6) с той SO лишь разницей, что подвижная система 2 выполнена поворотной на оси 22.

Пружина 23 сжатия, обеспечивающая . необходимый провал контактов 14 и заданное контактное нажатие, установлена между упором 24 и контактом 14.

Электрический аппарат работает следующим образом.

В положении Включено (положение замыкания контактов 13 и 14) подвижная система 2 занимает устойчи- . 6() вое состояние. При подаче сигнала на отключение электромагнит 10 получает питание и приводит в действие связанную с ним защелку 7. Последняя освобождается и выходит из зацепле" g5 ния с тягой фиксатором 5. Под действием пружин 3 и 4 подвижная система

2 приходит в движение, перекатываясь по неподвижной системе 1. При этом за счет собственной инерции подвижная система 2 проходит нейтральное положение У-у и доходит до мертвого положения; установленная в этой зоне защелка 8 срабатывает от механического воздействия тяги-фиксатора 6 и входит с ним в зацепление. Одновременно с этим тяга-фиксатор 6 входит в зацепление с тягой 21 электромеханического привода 20. B это время осуществляется включение привода 20, и тяга 21 переводит подвижную систему 2 в третье устойчивое состояние— положение Взведено, Готов ко включению . Защелка 9, установленная в этой зоне, срабатывает от механического воздействия тяги-фиксатора 6 и входит с ним в зацепление.

В этот момент происходит отключение привода 20.

При переводе подвижной системы 2 в положение Взведено последняя, растягивая пружину 3, запасает энергию, сообщенную ей приводом 20. При подаче сигнала на включение электро- магниты 12 и 11 получают питание и приводят в действие защелки соответственно 9 и 8. Защелка 9 освобождается и выходит из зацепления с тягой-фиксатором 6. Защелка 8 опускается, не мешая движению тяги-фикса- тора 6. Под действием пружин 3 и,4 подвижная система 2 приходит в двй жение и начинает перекатываться по неподвижной системе 1, но уже в обратную сторону, т.е. в положение Включено . Так же, как описано выше, подвижная система 2 доходит до нейтрального положения У-У и, двигаясь по инерции дальше, останавливается в мертвом положении, а, установленная в этой зоне защелка 7 срабатывает от механического воздействия тяги-фиксатора 5 и входит с ним в зацепление; контакты 13 и 14 замыкаются.

При срабатывании защелки 7 или 8 подвижная система 2 в процессе ее перемещения от мертвого положения до нейтрального положения У-У сначала разгоняется, а затем после прохождения нейтрального положения..у-у тормозится, и, наконец, останавливается. Таким образом, в процессе работы аппарата подвижная система 2 останавливается безударно, при этом энергия ее движения сначала запаса- . ется в пружинах 3 и 4, а затем отдается на обратный ход. Привод 20 получается существенно меньшим, так как его энергия расходуется только на компенсацию потерь на тр ние: в опорах, о воздух и т.п.

1050003

Лппарату присуща работа с минимальными ударными нагоузками, а следовательно, повышенные долговечность и надежность.

Конструкция аппарата может быть и с поль зова на в качестве конт актора, автоматического выключателя и др., рассчитанных на коммутацию постоянного или переменного тока. Перспективным является применение данной конструкции в сильноточных электрических аппаратах, например в низковольтных автоматических выключателях на большие номинальные токи (1000 A и выше) .

1050003

1050003

Я г.5

Составитель Г. Алексеев

Редактор И. Николайчук - Техред М.Тепер- Ко ек тор О. Билак рр Заказ 8439/51 Тираж 703 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

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