Устройство для стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ПЕРЕХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНТАКТОВ МИКРОПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащее формирователь импульсов, подключенный к выводам для подключения контактов микропереключателя, и блок задержки , отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности стабилизации переходного сопротивления, оно снабжено штоком, элементом преобразования вращательного движения в поступательное, кинематически связанным с шаговым электродвигателем и установленным с возможностью воздействия на приводной элемент микропереключателя, блоком управления шаговым электродвигателем , датчиком предельного усилия, датчиком изменения направления перемещения штока, триггерами с раздельными входами, ключевыми элементами, логическим элементом НЕ, логическим элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, источником постоянного напряжения , один полюс которого через первый ключевой элемент соединен с выводом для подключения общего вывода микропереключателя, а второй полюс источника постоянного напряжения через второй ключевой элемент соединен с первыми выводами первого и второго нагрузочных резисторов , вторые выводы которых соответственно соединены с выодами для подключения размыкающего и замыкающего контактов микропереключателя, к выводу для подключения размыкающих контактов через третий ключевой элемент подключен один из раздельных входов первого триггера, другой раздельный вход которого подсоединен к выходу датчика из-менения направления перемещения штока, выход указанного триггера подключен к одному из входов логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, к другому входу которого подсоединен выход второго триггера, один из раздельных входов которого через четвертый ключевой элемент подсоединен к выводу для подключения замыкающего контакта, другой его раз дельный вход подсоединен к выходу i датчика предельного усилия, к входу (Л CZ управления первого, второго, третьего и четвертого ключевых элементов подсоединен выход логического элемента НЕ, вход которого подключен к выходу логического элемента ИСКЛЮЧАЮ- g ЩЕЕ ИЛИ и к выходу управления пятого , шестого и седьмого ключевых элементов , один из выводов формирователя импульсов подсоединен через ;о ю пятый ключевой элемент к выводу для подключения общего вывода микропереключателя , другой вывод формирователя СП импульсов подсоединен через шестой ключевой элемент к выводу для подэо ключения размыкающего контакта мик00 ропереключателя и через седьмой ключевой элемент - к выводу для подключения замыкающего контакта микропереключателя , выход блока управления шаговым электродвигателем подключен к входу шагового электродвигателя ик входу блока задержки, выход которого подсоединен к входу запуска формирователя импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (192 (!12

3(512 Н 01 Н 11 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 35764 22/21 — 07 (22) 08.04.83 (46) 15.05.84. Бюл. Р 18 (72) М.В.Маслов (53) 621.317.39 (088.8) (56) 1. Патент США Р 3267302, кл. 307-137, Н 01 Н 11/04, 1968. (54) (57) УСТГОйСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

ПЕРЕХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНТАКТОВ

МИКРОПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ, содержащее формирователь импульсов, подключенный к выводам для подключения контактов микропереключателя, и блок задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности стабилизации переходного сопротивления, оно снабжено штоком, элементом преобразования вращательного движения в поступательное, кинематически связанным с шаговым электродвигателем и установленным с возможностью воздействия на приводной элемент микропереключателя, блоком управления шаговым электродвигателем, датчиком предельного усилия, датчиком изменения направления перемещения штока, триггерами с разд IbHHMH входами, ключевыми элементами, логическим элементом

НЕ, логическим элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, источником постоянного напряжения, один полюс которого через первый ключевой элемент соединен с выводом для подключения общего вывода микропереключателя, а второй полюс источника постоянного напряжения через второй ключевой элемент соединен с первыми выводами первого и второго нагрузочных резисторов, вторые выводы которых соответственно соединены с выодами для подключения размыкающего и замыкающего контактов микропереключателя, к выводу для подключения размыкающих контактов через третий ключевой элемент подключен один из раздельных входов первого триггера, другой раздельный вход которого подсоединен к выходу датчика изменения направления перемещения штока, выход указанного триггера подключен к одному из входов логического элемента ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, к другому входу которого подсоединен выход второго триггера, один из раздельных входов которого через четвертый ключевой элемент подсоединен к выводу для подключения замыкающего контакта, другой его раз дельный вход подсоединен к выходу датчика предельного усилия, к входу управления первого, второго, третье- / го и четвертого ключевых элементов подсоединен выход логического элемента НЕ, вход которого подключен к выходу логического элемента ИСКЛЮЧАЮ- =

ЩЕЕ ИЛИ и к выходу управления пятого, шестого и седьмого ключевых эле- ф и ментов, один из выводов формирова- теля импульсов подсоединен через пятый ключевой элемент к выводу для (,Д) подключения общего вывода микропереключателя, другой вывод формирователя импульсов подсоединен через шестой ключевой элемент к выводу для подключения размыкающего контакта микропереключателя и через седьмой ключевой элемент — к выводу для подключения замыкающего контакта микропереключателя, выход блока управления шаговым электродвигателем подключен к входу шагового электродвигателя и к входу блока задержки, выход которого подсоединен к входу запуска формирователя импульсов.

1692588

Изобретение относится к электр — технике, в частности к устройствам для стабилизации переходного сопротивления контактов электрических аппаратов.

Наиболее близким к изобретению янляется устройство для стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателя, содержащее формирователь импульсов, подключенный к выводам для подключения контактов микропереключателя, и блок задержки

Блоком задержки за 200-250 мкс до размыкания контактов через них пропускается импульс тока величиной несколько ампер. Затем контакты раз мыкаются и прерывают этот импульс (1).

Происходящие при прерывании тока газоразрядные процессы, с одной стороны, очищают контактирующие поверхности, а с другой, создают условия образования новых пленок, всевозможных нагаров, что может привести не к уменьшению переходного сопротивления, а его повышению.

Кроме того, известное устройство стабилизирует переходное сопротивление контактов микропереключателей недостаточно эффективно, так как в процессе стабилизации переходного сопротивления микропереключателя необходимо производить перемещение егс приводного элемента так, чтобы его контакты соприкасались на различных участках контактных поверхностей, т.е. переходное сопротивление его размыкающих контактов стабилизировалось бы на.всем диапазоне его рабочего хода, а его .замыкающих контактов — на всем диапазоне дополнительного хода, Причем при перемещении в процессе стабилизации переходного сопротивления приводного элемента микропереключателя от начального положения к положению прямого срабатывания, когда принодной элемент приближается к положению прямого срабатывания, и при перемещении приводного элемента от конечного положения к положению отпускания, когда приводной элемент приближается к положению отпускания, контактное давление на размыкающих, соответственно на замыкающих контактах, становится очень малым и возникает опасностЪ снаринания контактных поверхностей. Если происходит разрушение таких мест сваривания контактных поверхностей при дальнейшем воздействии на приводной элемент микропереключателя," то это приводит к необратимым изменениям контактных поверхностей (появление пиков, кратеров, микронеровностей),что может значительно уменьшить надежность работы таких микропереключателей. У миниатюрных микропереклю5

ЗО

4О

5О

ЬО

65 чателей с малыми усилиями прямого и обратного срабатывания н процессе ст аб илиз ации их переходного сопротивления возникает опасность появления отказов типа залипание, когда сварившиеся контакты вообще не размыкаются. Кроме того, у микропереключателей в процессе перемещения их приводного элемента возможно существенное изменение контактного давления и даже кратковременные размыкания (дребезг) контактов, обусловленные конструктивно-технологическими факторами: смещением конца рабочей пружины в надсечке держателя, особенно если надсечка имеет нечеткий трапецеидальный профиль, а конец рабочей пружины заусенцы,, а также при малых сечениях контактных пружин, поэтому при пропускании импульсов порядка одного или нескольких ампер в процессе стабилизации переходного со- . противления может происходить прерывание электрического тока, при этом происходят мостиковые явления, которые могут носить остронаправленный характер, что резко снижает срок службы контактов микропереключателей. Все это приводит к снижению эффективности стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателей.

Целью изобретения является повышение эффективности стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателей.

Указанная цель достигается тем, что устройство для стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателя, содер>кащее формирователь импульсов, подключенный к выводам для подключения контактен микропереключателя, и блок задержки, снабжено штоком, элементом преобра— зования вращательного движения в поступательное, кинематически связан-— ным с шаговым электродвигателем и установленным с возможностью воздействия на приводной элемент микропереключателя, блоком управления шаговым электродвигателем, датчиком предельного усилия, датчиком изменения направления перемещения штока, триггерами с раздельными входами, ключевыми элементами, логическим элементом НЕ, логическим элементом

ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ, источником постоянного напряжения, один полюс которогс через первый ключевой элемент соединен с выводом для подключения общего вывода микропереключателя, а второй полюс источника постоянного напря>кения через второй ключевой элемент соединен с первыми выводами первого и второго нагрузочных резисторов, вторые выводы которых соответственно соединены с выводами

1092588

30 для подключения размыкающего и замыкающего контактов микропереключателя, к выводу для подключения размыкающих контактов через третий ключевой элемент подключен один из раздельных входов первого триггера, другой раздельный вход которого подссединен к выход датчика изменения направления перемещения штока, выход указанного триггера подключен к одному из входов логического эле- 10 ,мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. к другому входу которого подсоединен выход второго триггера, один из раздельных входов которого через четвертый ключевой элемент подсоединен к вы- 15 воду для подключения замыкающего контакта, другой его раздельный вход подсоединен к выходу датчика предельного усилия, к входу управления первого, второго, третьего и четвертого ключевых элементов подсоединен выход логического элемента НЕ, вход которого подключен к выходу лоiè÷åñêaão элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и к выходу управления пятого, шестого и седьмого ключевых элементов, один из выводов формирователя импульсов подсоединен через пятый ключевой элемент к выводу для подключения общего вывода микропереключателя, другой вывод формирователя импульсов подсоединен через шестой ключевой элемент к выводу для подключения размыкающего контакта микропереключателя и через седьмой ключевой элемент к выводу для подклю-З5 чения замыкающего контакта микропереключателя, выход блока управления шаговым электродвигателем подключен к входу шагового электродвигателя и к входу блока задержки, выход 40 которого подсоединен к входу запуска формирователя импульсов.

Иа чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для стабилизации пе- 45 реходного сопротивления контактов микропереключателя содержит формирователь 1 импульсов, подключенный к выводам для подключения контакта микропереключателя 2, шток 3, элемент преобразования вращательного вижения в поступательное, кинемаически связанный с шаговым элек- тродвигателем 4, воздействующий на приводной элемент 5 микропереключателя, датчик б предельного усилия, датчик 7 изменения направления перемещения штока, триггеры 8 и 9 с раздельными входами, ключевые элементы 10-16, логический элемент НЕ 17, логический элемент 60

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18, источник 19 постоянного напряжения, один полюс которого через ключевой элемент 10 соединен с общим выводом микропереключателя, а второй полюс источника 65

19 постоянного тока через ключевои элемент 11 соединен с первыми выводами нагрузочных резисторов 20 и 21, вторые выводы которых соответственно соединены с выводами для подключения размыкающего и замыкающего контактов микропереключателя 2, к выводу для подключения размыкающих контактов через ключевой элемент 12 подключен один из раздельных входов триггера 8, другой раздельный вход которого подсоединен к выходу датчика 7 изменения направления перемещения штока, выход триггера 8 подключен к одному из входов логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18, к другому входу которого,подсоединен выход триггера

9, один из раздельных входов которого через ключевой элемент 13 подсоединен к выводу для подключения замыкающего контакта, другой его раздельный вход подсоединен к выходу датчика 6 предельного усилия, к входу управления ключевых элементов

10-13 подсоединен выход логического элемента НЕ 17, вход которого подключен к выходу логического элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18 и к входу управления ключевых элементов 14-16, один из выводов формирователя 1 импульсов подсоединен через ключевой элемент

14 к общему выводу микропереключателя 2, другой вывод формирователя

1 импульсов подсоединен через ключевой элемент 15 к выводу для подключения размыкающего контакта микропереключателя 2 и через ключевой элемент

16 — к выводу для подключения замыкающего контакта микропереключателя

2, шаговый электродвигатель 4 подключен к выходу блока 22 управления электродвигателем, к которому также через блок 23 задержки подключен вход управления формирователя 1 импульсов.

Устройство для стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателей построено на интегральных микросхемах, в качестве ключевых элементов 10-13 использованы герконы с электромагнитным управлением, ключевые элементы 14-16 построены на базе кремниевых тиристоров, датчик б предельного усилия построен на механотроне. Шток 3 соединен с валом электродвигателя 4 посредством микрометрического винта с ценой деления 0,01 мм (на чертеже не показан). Формирователь 1 формирует импульсы тока с амплитудным значением, величина которого может меняться от 1 до 4 А, и регулируемой длительностью от 1 до 10 мс.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии размыкающие контакты микропереключателя 2 замкну

1092388 ты, с выхода триггеров 8 и 9 ка входы логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18 поступают сигналы логическая 1, при этом ключевые элементы 10, 11, 12 и 13 открыты, так как с выхода логического элемента 5

HE 17 на их входы управления поступает сигнал логическая 1 ..

При включении блока 22 управления шаговый электродвигатель 4 начинает медленно перемещать шток 3, воздей- 10 ствуя на приводной элемент 5 микропереключателя 2. При срабатывании микропереключателя 2 сигналом, полученным при замыкании его замыкающих контактов, запускается триггер 9, сигнал логический 0 с выхода ко. торого вызывает появление сигнала ,логическая 1 на выходе логичес кого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18 и соответственно закрывание ключевых элементов 10-13 и отключение от контактов микропереключателя 2 источника 19 постоянного напряжения и триггеров 8 и 9 и открывание ключевых элементов 14-16 и подключение к контактам микропереключателя 2 формирователя 1 импульсов. Каждый импульс с выхода блока 22 управления, поступивший на вход шагового электродвигателя 4,перемещает ка очередной отрезок пути приводной элемент 5 и соответственно одну относительно другой поверхности контактов микропереключателя 2. Задним фронтом этого импульса запускается блок 23 за-. держки, формирующий импульс, задним 35 фронтом которого запускается формирователь 1 импульсов (период следования импульсов, поступающих ка вход шагового электродвигателя с его блока управления, а также дли- 4() тельность импульсов блока зацержки выбираются из условия того, что за это время затихнут динамические процессы, возникающие в упругой перекидной системе микропереключателя при перемещении его приводного элемента и обусловливающие изменение контактного давления и дребезг контактов) .

При пропускании импульса тока длительностью порядка нескольких миллисекунд с выхода формирователя 1 через замкнутые контакты микропереключателя 2 тепловая энергия этого импульса выделяется ка переходном слое контактов и вызывает уменьшение переходного сопротивления, При достижении приводным элементом 5 конечного положения срабатывает датчик 6 предельного усилия, при этом триггер 9 возвращается в исходное, 6G состояние и сигнал логическая 1 с его выхода вызывает появление на выходе лс гического элемента.

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18 сигнала логический 0 и соответственно закрывание ключевых элементов 14-16 и отключение формирователя 1 импульсов от цепи контактов микропереключателя

2 и открывание ключевых элементов

10, 11, 12 и 13 и подключение к цепи контактов источника 19 постоянного капря>кения, и через ключевые элементы 12 и 13 — подключение соответствующих раздельных входов триггеров 8 и 9, причем на вход триггера 8 с нагрузочного резистора 20 поступает сигнал удержания, так что при изменении направления перемещения штока 3, когда с датчика 7 поступает сигкал на другой раздельный вход триггера 8, он.остается в исходном состоянии.

При замыкании размыкающих контактов во время обратного хода приводного элемента 5 с нагрузочного ðåзистора 20 снимается сигнал, вызыван>щий срабатывание триггера 8, с выхода которого на вход логического элемента ИСКЛ)0ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18 поступает сигнал логический 0, вызывающий закрывание ключевых элементов 10-13 и отключение от цепи контактов микропереключателя источника 19 постоянно1 го напряжения и триггеров 8 и 9 и открывание ключевых элементов 1416 и подключение к цепи контактов формирователя 1 импульсов. При перемещении приводного элемента 5 от положения отпускакия до его начального положения происходит очистка поверхностей размыкающих контактов микропереключателя 2, При изменении направления перемещения штока 3 сиг" нал с выхода датчика 7, поступающий на вход триггера 8, устанавливает его в исходное состояние, тем самым

II:äãoòàâëêâàÿ устроиство к новому циклу стабилизации переходного сопро. тивления контактов.

Использование предложенного устройства позволяет повысить эффективность стабилизации переходного сопротивления контактов микропереключателей,благодаря чему обеспечивается уменьшение в среднем на

15-20Ъ сопротивления электрического контакта размыкающих и замыкающих кснтактов микропереключателей после их стабилизации в течение 40-50 циклов коммутаций; увеличение процента выхода годных изделий, поскольку снижается вероятность сваривания контактов микропереключателей; вследствие приработки механизма щелчково. гс действия (надсечка держателя кснец рабочей пружины) стабилизируется усилие отпускания, а также время r рямого и обратного срабатывания микропереключателей.

1092588

Составитель Т.Гроздова

Редактор Л.Повхан Техред Т.Фанта Корректор А.Тяско.

Заказ 3265/37 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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