КОНТАКТОР, РАБОТАЮЩИЙ НА ПОСТОЯННОМ И ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ

Предлагаемая полезная модель относится к контактору, работающему на постоянном и переменном токе, и используется в аппаратуре для частых коммутаций силовых электрических цепей, в частности при управлении электродвигателями. Контактор предназначен для коммутации силовых цепей с большими токами при высоких напряжениях, и значительных индуктивных нагрузках.
Известен контактор см. патент Германии DE 29823717 U1, в котором для создания дугогасящего поля используют постоянный магнит вместе с катушкой индуктивности. Контактор содержит неподвижный контакт, связанный с первым питающим проводом, и подвижный контакт, связанный со вторым питающим проводом через шину. Возле контакт-детали размещены постоянный магнит и дугогасительная катушка, которая соединена с тем же самым питающим проводом, что и подвижный контакт. При размыкании подвижный контакт перемещается в улавливающую колодку, которая электрически связана с катушкой. Возникающая при размыкании дуга втягивается дугогасящим полем, создаваемым постоянным магнитом, в направлении улавливающей колодки и перепрыгивает на нее. Поскольку улавливающая колодка электрически связана с катушкой, то катушка при этом возбуждается. Затем она создает электромагнитное дугогасящее поле, посредством которого дуга втягивается в дугогасительную камеру.
Недостатком этого решения является необходимость связи подвижного контакта с питающим проводом через гибкую шину, а также большой ход отключения подвижного контакта. Кроме того, улавливающая колодка имеет сложную геометрию и должна окружать подвижный контакт, по меньшей мере, с двух противоположных сторон.
Наиболее близким техническим решением является контактор, работающий на постоянном и переменном токе, описанный в патенте RU 2417475 от 27.04.2011. Данный электромагнитный контактор включает: электромагнитный привод, дугогасительную камеру, контактную пластину, зажим контактный и средства фиксации дугогасительной камеры к электромагнитному приводу. При этом дугогасительная камера включает дугогасительные рога, постоянные магниты в комбинации с токовыми дугогасительными катушками.
Недостатком данного решения являются большие габариты и как следствие вес контактора.
Предлагаемый электромагнитный контактор не является поляризованным, не имеет постоянно включенных в цепь токовых дугогасительных катушек с металлическим массивным сердечником, а потому может быть применен в цепях постоянного и переменного тока.
Технический результат - уменьшение габаритов и массы контактора.
Технический результат достигается тем, что контактор, работающий на постоянном и переменном токе, содержит: контакт-деталь с двумя неподвижными контактами и одним подвижным, по меньшей мере, один постоянный магнит, размещенный возле контакт-детали и предназначенный для создания постоянного магнитного дугогасящего поля, и, по меньшей мере, одну катушку, размещенную возле контакт-детали и предназначенную для создания электромагнитного дугогасящего поля для втягивания дуги, возникающей при размыкании контакт-детали и, по меньшей мере, одну дугогасительную камеру, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один постоянный магнит, размещен над каждым неподвижным контактом контакт-детали, а дугогасительная камера симметрично разделена вдоль на две идентичные секции перегородкой.
Кроме того постоянные магниты желательно устанавливать над неподвижными контактами с чередующейся полярностью.
Также возле каждой контакт-детали размещают дугогасительные рога, а соответствующая катушка электрически связана с соответствующим неподвижным контактом и соответствующим дугогасительным рогом. При этом над неподвижными контактами установлена указанная выше дугогасительная камера разделенная на две секции перегородкой и средним рогом изолированный от неподвижных контактов.
Предлагаемое техническое решение поясняется фиг. 1-3.
На фиг. 1 показано внутреннее устройство дугогасительной камеры.
На фиг. 2 показан общий вид дугогасительной камеры.
На фиг. 3 показано перемещение дуги по объему камеры.
На Фиг. 1 обозначены:
1, 2 - рога (находящиеся под потенциалом неподвижных контактов);
3 - средний рог находящийся в 1-м и 2-м секторе дугогасительной камеры;
4 - постоянный магнит;
5 - дугогасительная катушка;
6 - дугогасительная камера;
7 - перегородка дугогасительной камеры;
8 - крышка дугогасительного блока.
На Фиг. 2 обозначены
9 - полюс постоянного магнита;
10 - полюс дугогасительной катушки;
11 - стенка камеры;
12 - крышка дугогасительного блока.
Контактор электромагнитный состоит из двух неподвижных контактов и одного подвижного имеющего конструкцию мостикового типа (на фигурах они не показаны, т.к. это общеизвестные контакты). Чтобы контактор не имел критических токов (основной недостаток существующих коммутационных аппаратов) применены постоянные магниты для отвода дуги из зоны контактов, постоянные магниты с полюсами установлены над каждым неподвижным контактом. Полюса магнитов перекрывают зону контактов и часть дугогасительных рогов поз. 1, 2 см фиг. 1.
Постоянные магниты поз. 4 фиг. 1 устанавливаются над неподвижными контактами (на фигурах не показаны) с чередующейся полярностью, таким образом, над разноименными потенциалами неподвижных контактов создается различная полярность магнитного поля. Магнитное поле перпендикулярно движению дуги в камере.
Основной особенностью дугогасительной камеры поз. 6 является ее симметричное разделение на две секции перегородкой поз. 7 и рогом поз. 3 см фиг. 1. Рог позволяет разделить и переместить дугу в первую и вторую секции дугогасительной камеры. При этом напряжение, возникающее на дуге, разделяется на две части камеры.
При размыкании главных контактов мостикового типа (на фигурах не показано) на двух воздушных зазорах возникает две дуги, одна из которых, двигаясь по подвижному контакту проходя рог поз. 1 или 2 затягивается в пространство между этими рогами см. фиг. 1, 3, а вторая дуга, двигаясь в ту же сторону, но только между мостиком и неподвижным контактом гаснет, как только первая дуга сойдет с мостика и тот в свою очередь потеряет электрический потенциал. Дуга разгоняясь по рогам поз. 1, 2 фиг. 1 касается рога поз. 3, разделяется на две части входит в первую и вторую секцию дугогасительной камеры поз. 6, секции камеры выполнены в виде широкой щели, двигаясь в этом пространстве дуга не испытывает на своем пути сопротивления. На выходе из секций установлены дугогасительные блоки, набранные из металлических магнитных пластин. Разделение камеры на две симметричные секции позволило вдвое снизить габариты дугогасительной камеры, а соответственно и массу контактора.
Применение дугогасительных блоков из магнитных материалов, во-первых, позволило снизить массу токовых дугогасительных катушек, так как не требуется создание сильных магнитных полей в объеме камеры для перемещения дуги и втягивания ее в дугогасительные блоки; во-вторых, перенапряжение на дуге напрямую зависит от количества пластин, а значит, есть возможность создавать контакторы с необходимыми заданными параметрами коммутации (перенапряжением создаваемым контактором в отключаемой цепи и связанным с ним временем гашения дуги). Перенапряжение является очень важным параметром, так как от него зависит долговечность службы изоляции отключаемых от питания машин и аппаратов.
При больших токах (более 200 А) и высоких напряжениях в камере применяются токовые дугогасительные катушки поз. 5 фиг. 1 включаемые кратковременно. Применяются они для создания более равномерного магнитного поля по всему объему камеры. На фиг. 3 показано перемещение дуги в объеме камеры. Дуга поз. 13 перемещаясь в камере под действием магнитного поля, разделяется средним рогом на 2 части и входит в 2 секции камеры. В 1-ю секцию входит дуга поз. 14 и двигается дальше поз. 15, 16 (положение дуги поз. 14 в следующие моменты времени) растягиваясь по рогам, во 2-ю секцию входит дуга поз. 17 и двигается дальше поз. 18, 19, так же как и дуга в первой секции. Электрически дуга в 1-й и 2-й секциях связана средним рогом поз. 3 фиг. 1. Форма среднего рога имеет определяющее значение для отключающей способности камеры и определялась опытным путем в зависимости от токовой нагрузки, как и ширина щели (секции камеры), площадь и форма дугогасительной пластины.
Для удобства обслуживания камеры дугогасительные блоки разделены на сектора, а для их быстрой замены сделаны две съемные крышки поз. 12 Фиг. 2.