ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в устройствах сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) железнодорожного транспорта.
Известно электромагнитное реле, содержащее электромагнитную систему, включающую ярмо, сердечник и обмотки на электроизоляционных шпулях, покрытые электроизоляционным материалом, Г-образный якорь, установленный на вершине призматической опоры ярма, контактную систему, включающую фронтовые, общие и тыловые контакты, закрепленные на плоских пружинах, поводок из электроизоляционного материала, закрепленный на якоре и связанный с подвижными контактами, грузом с возможностью в заданном пределе свободно перемещаться в вертикальном направлении и закрепленном на горизонтальной полке якоря, причем общие контакты шарнирно соединены с горизонтальной полкой якоря, основание с закрепленными в нем штепсельными выводными пластинами соединены монтажным проводом с обмотками, ручку, защитный колпак, при этом плоские пружины контактов подвергнуты термической стабилизирующей обработке, фронтовые контакты выполнены из композиционного материала на основе высокоплотного графита и серебра, а общие и тыловые контакты из биметаллического материала с контактным слоем из серебра, при этом контактная часть общих контактов имеет сфера образную форму, а сердечник выполнен из магнитомягкого порошкового сплава на основе железа. Данное техническое решение принято в качестве прототипа (патент на полезную модель RU №145565 МПК H01H 51/00, опубл. 20.09.2014)
Недостатком прототипа является увеличение контактного электрического сопротивления и выход его за допустимые нормативные параметры между фронтовыми и общими контактами в процессе эксплуатации, вследствие большой зоны выгорания нанесенного на фронтовые контакты композиционного материала, полученного спеканием порошков серебра и графита, его низкой эрозионной стойкости.
Техническая проблема, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в повышении безопасности работы системы СЦБ за счет снижения контактного электрического сопротивления и повышения электроэрозионной стойкости контактов.
Решение указанной технической проблемы заключается в том, что в известном электромагнитным реле, содержащем электромагнитную систему, включающую ярмо, сердечник, выполненный из магнитомягкого порошкового материала на основе железа, и обмотки на электроизоляционных шпулях, покрытые электроизоляционным материалом, Г-образный якорь, установленный на вершине призматической опоры ярма, контактную систему, включающую фронтовые, общие и тыловые контакты, закрепленные на плоских пружинах, подвергнутых термической стабилизирующей обработке, поводок из электроизоляционного материала, закрепленный на якоре и связанный с подвижными контактами, грузом с возможностью в заданном пределе свободно перемещаться в вертикальном направлении и закрепленном на горизонтальной полке якоря, при этом общие контакты шарнирно соединены с горизонтальной полкой якоря, а контактная часть общих контактов имеет сферообразную форму, основание с закрепленными в нем штепсельными выводными пластинами соединены монтажным проводом с обмотками, ручку, защитный колпак, согласно полезной модели фронтовые, общие и тыловые контакты выполнены медными с нанесенным на их поверхность посредством электровзрывного напыления электроэрозионно-стойкого композиционного покрытия на основе оксида кадмия и серебра.
2
2
Процесс оплавления поверхности медного электрического контакта происходит при поглощаемой плотности мощности 4,5-6,5 ГВт/м, при этом композиционный проводник, из которого электровзрывным методом создано покрытие, состоит из двухслойной плоской серебряной оболочки массой 60-360 мг и сердечника в виде порошка оксида кадмия массой, равной 0,5-2,0 массы оболочки. Кроме того, композитное электроэрозионно-стойкое покрытие, созданное электровзрывом, подвергается импульсно-периодической электронно-пучковой обработке (ЭПО) при поглощаемой плотности энергии 40-60 Дж/см, длительности импульсов 150-200 мкс и количестве импульсов 10-30 имп., сопровождающейся переплавлением его поверхностного слоя толщиной 20-30 мкм. Дефекты в виде микропор и микротрещин, выявляемые после электровзрывного напыления, в нем не наблюдаются (Электровзрывное напыление износо- и электроэрозионно-стойких покрытий / Д.А. Романов, Е.А. Будовских, В.Е. Громов, Ю.Ф. Иванов. - Новокузнецк: Изд-во ООО «Полиграфист», 2014. - 203 с.).
Преимущество заявляемого способа по сравнению с прототипом заключается в формировании поверхностного слоя с низкой шероховатостью, повышенной адгезией, высокой электропроводностью и электроэрозионной стойкостью, гомогенизированной структурой, что увеличивает срок их службы и расширяет область практического применения контактов в электротехнической аппаратуре.
Технический эффект заключается в повышении надежности работы реле за счет исключения отказов, вследствие снижения переходного контактного сопротивления между фронтовыми и общими контактами и повышения электроэрозионной стойкости контактов.
Полезная модель поясняется чертежом.
Электромагнитное реле содержит электромагнитную систему, включающую ярмо 1, сердечник 2 и обмотки 3 на электроизоляционных шпулях 4, покрытые электроизоляционным материалом 5, Г-образный якорь 6, установленный на вершине призматической опоры ярма 1, контактную систему, включающую фронтовые 7, общие 8 и тыловые 9 контакты, закрепленные на плоских пружинах 10, поводок 11 из электроизоляционного материала, закрепленный на якоре и связанный с подвижными контактами, грузом 12 с возможностью в заданном пределе свободно перемещаться в вертикальном направлении и закрепленном на горизонтальной полке якоря 6, при этом подвижные контакты шарнирно соединены с горизонтальной полкой якоря 6, имеет основание 13 с закрепленными в нем штепсельными выводными пластинами 14, соединенные монтажным проводом 15 с обмотками 3, ручку (на фигуре не показана), защитный колпак 16, монтажное соединение обмоток магнитной системы и штепсельных выводных пластин выполнено проводом 15, защитный колпак 16, плоские пружины 10, фронтовые 7, общие 8 и тыловые 9 контакты выполнены из меди с покрытием на основе оксида кадмия и серебра.
Пример 1.
2
Фронтовые 7, общие 8 и тыловые 9 контакты выполнены медными с покрытием на основе оксида кадмия и серебра CdO-Ag, созданным из композиционного электрически взрываемого проводника, состоящего из оболочки и сердечника в виде порошка оксида кадмия CdO, при этом оболочка состояла из двух слоев электрически взрываемой плоской серебряной фольги массой 60 мг, а масса сердечника составляла 30 мг. Сформированной плазменной струей оплавляли поверхность медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 4,5 ГВт/м и формировали на ней композиционное электровзрывное покрытие системы CdO-Ag. После самозакалки покрытия при теплоотводе в объем основы медного контакта осуществляли импульсно-периодическую обработку (ЭПО) поверхности электровзрывного покрытия при поверхностной плотности энергии 40 Дж/см, длительности импульсов - 150 мкс, количестве импульсов - 10 имп. Получили электроэрозионно-стойкое покрытие с высокой адгезией покрытия с основой на уровне когезии.
Пример 2.
2
2
Контактное покрытие системы оксида кадмия и серебра CdO-Ag, созданное из композиционного электрически взрываемого проводника, состоящего из оболочки и сердечника в виде порошка оксида кадмия CdO, при этом оболочка состояла из двух слоев электрически взрываемой плоской серебряной фольги массой 360 мг, а масса сердечника составляла 720 мг. Сформированной плазменной струей оплавляли поверхность медного электрического контакта при поглощаемой плотности мощности 6,5 ГВт/м и формировали на ней композиционное электровзрывное покрытие системы на основе оксида кадмия и серебра CdO-Ag. После самозакалки покрытия при теплоотводе в объем основы медного контакта осуществляли ЭПО электровзрывного покрытия при поверхностной плотности энергии 60 Дж/см, длительности импульсов - 200 мкс, количестве импульсов - 30 имп. Получили электроэрозионно-стойкое покрытие с высокой адгезией покрытия с основой на уровне когезии.
Реле работает следующим образом.
При подаче напряжения на обмотки 3 в электромагнитной системе, формируется электромагнитное поле, под воздействием которого якорь 6 притягивается к сердечнику 2 и тем самым приводит в движение систему привода общих контактов 8. При притягивании якоря 6 происходит замыкание фронтовых 7 и общих 8 контактов. При снятии напряжения с обмоток 3, магнитное поле, притягивающее якорь 6 к сердечнику 2 исчезает, под действием груза 12, якоря 6 и закрепленной на поводке ведущей планки общих контактов, система привода общих контактов 8 возвращается в исходное положение. Происходит размыкание фронтовых 7 и общих 8 контактов и замыкание тыловых 9 и общих 8 контактов. При подаче напряжения на обмотки 3 катушек происходит повторение цикла.
Использование предлагаемого технического решения позволяет по сравнению с прототипом повысить надежность работы реле за счет исключения отказов вследствие электроэрозионного разрушения фронтовых контактов и повышения переходного контактного сопротивления между фронтовыми и общими контактами.