КОНТАКТОР ВАКУУМНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим аппаратам для коммутации силовых электрических цепей переменного тока, предназначенным для частых дистанционных включений и выключений в нормальном режиме работы.
Известен вакуумный контактор, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений в нормальном режиме работы, содержащий три вакуумные дугогасительные камеры, электромагнит, корпус, изоляционный рычаг с якорем электромагнита, ось рычага, ярмо, отключающую пружину, ограничитель хода рычага и блок вспомогательных контактов, снабженный кнопкой, отличающийся тем, что в него введен дополнительный рычаг, установленный на корпусе с возможностью поворота, длинное плечо дополнительного рычага взаимодействует с рычагом контактора, а короткое плечо - с кнопкой блока вспомогательных контактов, причем отношение короткого плеча дополнительного рычага к его длинному плечу равно отношению хода кнопки блока вспомогательных контактов к рабочему ходу рычага контактора в точке взаимодействия с дополнительным рычагом (Патент на изобретение RU 2367049, опубл. 10.09.2009) [1].
Недостатком известного технического решения является то, что изоляционный рычаг выполнен прямолинейным, при этом на разном расстоянии от оси он взаимодействует со штоком подвижных контактов, якорем или электромагнитом. Это ограничивает возможности использования данных устройств, когда, например, длина рабочего хода якоря электромагнита и подвижного контакта совпадают или незначительно отличаются.
Известен контактор, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений в нормальном режиме работы, содержащий вакуумные дугогасительные камеры, электромагниты, изоляционный корпус с перегородкой, станину, установочный элемент с якорем электромагнита, расположенный на оси, ярмо, отключающую пружину, ограничитель хода Г-образного рычага, блок вспомогательных контактов, котором длинная часть Г-образного рычага соединена с якорем электромагнита, а короткая - со стержнем, передающим движение на подвижный контакт (Патент на полезную модель RU 144317, опубл. 20.08.2014) [2].
В известном устройстве [2] по сравнению с устройством [1] габариты уменьшены за счет использования Г-образного рычага, и расположения оси катушки электромагнита перпендикулярно перегородки корпуса, при этом конструкция является более сложной за счет наличия помимо корпуса, выполненного из электроизоляционного материала, еще и станины.
При этом следует отметить, что габариты в техническом решении [2] уменьшены недостаточно.
Ближайшим аналогом предложенного технического решения по совокупности существенных признаков является техническое решение [2].
Целью полезной модели является устранение отмеченных недостатков.
Техническая задача, решаемая настоящей полезной моделью, направлена уменьшение габаритов устройства, упрощение конструкции за счет исключения станины и расширение арсенала технических средств, предназначенных для коммутации силовых электрических цепей переменного тока.
Указанная техническая задача решается следующей совокупностью существенных признаков.
Контактор вакуумный электромагнитный, содержащий выполненные из электроизоляционного материала корпус с перегородкой и Г-образный рычаг, имеющий плечи различной длины, по меньшей мере одну вакуумную дугогасительную камеру с подвижным и неподвижным контактами, электромагнитный привод, по меньшей мере из одного электромагнита, содержащего плоский якорь, ярмо, катушку и сердечник, пружину сжатия, предназначенную для размыкания контактов, снабженную средством регулировки величины нагрузки, в котором перегородка корпуса расположена между вакуумной дугогасительной камерой и электромагнитным приводом, ось катушки и сердечника расположены перпендикулярно перегородке корпуса, длинное плечо Г-образного рычага кинематически соединено с подвижным контактом посредством головки штока, а в коротком плече выполнен продольный паз, в котором закреплен плоский якорь, причем при обесточенном электромагните короткое плечо расположено под острым углом к перегородке корпуса, таким образом, что удаленная от оси Г-образного рычага часть плоского якоря контактирует с поверхностью перегородки корпуса или закрепленным на ней упором, а при контакте плоского якоря с сердечником между длинным плечом Г-образного рычага и головкой штока имеется зазор.
Общими с ближайшим аналогом являются следующие существенные признаки.
Контактор вакуумный электромагнитный, содержащий выполненные из электроизоляционного материала корпус с перегородкой и Г-образный рычаг, имеющий плечи различной длины, по меньшей мере одну вакуумную дугогасительную камеру с подвижным и неподвижным контактами, электромагнитный привод, по меньшей мере из одного электромагнита, содержащего плоский якорь, ярмо, катушку и сердечник, пружину сжатия, предназначенную для размыкания контактов, снабженную средством регулировки величины нагрузки, в котором перегородка корпуса расположена между вакуумной дугогасительной камерой и электромагнитным приводом, ось катушки расположена перпендикулярно перегородке корпуса, при контакте плоского якоря с сердечником между плечом Г-образного рычага и головкой штока имеется зазор.
Отличительными от ближайшего аналога существенными признаками являются: длинное плечо Г-образного рычага кинематически соединено с подвижным контактом посредством головки штока, а в коротком плече выполнен продольный паз, в котором закреплен плоский якорь, причем при обесточенном электромагните короткое плечо расположено под острым углом к перегородке корпуса, таким образом, что удаленная от оси Г-образного рычага часть плоского якоря контактирует с поверхностью перегородки корпуса или закрепленным на ней упором, а при контакте плоского якоря с сердечником между длинным плечом Г-образного рычага и головкой штока имеется зазор.
В частности, контактор вакуумный электромагнитный может содержать блок вспомогательных контактов, ползун которого, несущий подвижные контакты, кинематически соединен посредством толкателя и дополнительного двуплечего рычага, на котором закреплен толкатель, с длинным плечом Г-образного рычага, при этом на боковых стенках корпуса с двух сторон симметрично выполнены крепежные отверстия для крепления блока вспомогательных контактов, оси дополнительного двуплечего рычага и отверстие для подведения проводников блока вспомогательных контактов к плате и/или клеммовой колодке, расположенных внутри корпуса.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан контактор вакуумный - вид со стороны вакуумных контактов.
На фиг. 2 - вид справа на фиг. 1.
На фиг. 3 - частичный разрез по Α-A на фиг. 1.
Контактор вакуумный электромагнитный содержит корпус 1, выполненный из электроизоляционного материала, одну, две или три камеры 2 дугогасительные вакуумные и контактную систему.
Контактная система состоит из расположенных в вакуумных дугогасительных камерах неподвижных и подвижных контактов.
Неподвижные контакты электрически соединены с плоскими выводами 3, а подвижные контакты электрически соединены с плоскими выводами 4 посредством гибких проводников 5. Плоские выводы 3 могут быть выполнены за одно целое с камерами или неподвижно закреплены на них. Выводы 3 и 4 неподвижно соединены на продольных плоских поверхностях выступов перегородки (фиг. 2) корпуса 1 винтами посредством пружинных (гровер) и обычных шайб.
Контактор вакуумный электромагнитный содержит также электромагнитный привод с несколькими или одним электромагнитом с катушкой 6, ярмом 7 и якорем 8.
Выполненный из электроизоляционного материала Г-образный рычаг, одно длинное плечо которого 9 расположено под прямым углом к другому короткому плечу 10, установлен с возможностью совершения качательных движений на оси 11, закрепленной в корпусе 1. Ось 11 зафиксирована от осевого смещения посредством установленного в резьбовом отверстии корпуса 1 зафиксированного от поворота пружинной шайбой и гайкой винта (фиг. 2), цилиндрический конец которого расположен в кольцевой канавке оси 11.
Длинное плечо 9 Г-образного рычага кинематически соединено с каждым подвижным контактом посредством промежуточного звена в виде шайбы 12 со сферическим отверстием, находящимся в контакте с поверхностью сферической головки штока 13. Шайба 12 установлена в отверстии длинного плеча 9 Г-образного рычага с возможностью возвратно-поступательного перемещения по плоской донной поверхности отверстия. Возможно исключение промежуточного звена в виде шайбы 12 с обеспечением непосредственного контакта головки штока 13 с поверхность длинного плеча 9 Г-образного рычага, расположенной с противоположной от вакуумной дугогасительной камеры стороны. Для этого в длинном плече 9 Г-образного рычага нужно выполнить продольный паз под стержень и головку штока 13 для обеспечения возможности введения головки штока 13.
На коротком плече 10 Г-образного рычага неподвижно посредством винтов и пружинных шайб закреплен плоский якорь 8 электромагнита, выполненный в виде пластины прямоугольной формы с глухим отверстием 14 для фиксации в нем конца пружины 15 сжатия, предназначенной для размыкания контактов. Второй конец пружины 15 зафиксирован на ступенчатом цилиндре 16 с резьбовым отверстием, в которое ввинчен винт 17, установленный цилиндрической головкой в отверстии ярма 7 электромагнита с возможностью вращения и ограниченный от осевого перемещения относительно ярма 7 цилиндрическим концом другого винта, расположенном в кольцевой канавке цилиндрической головки винта 17.
На резьбовом конце штока 13 установлена контргайка 18, пружина 19 и две шайбы 20 и 21 с отбортовкой, направленной в сторону пружины 19 для предотвращения ее смещения в поперечном направлении.
На корпусе 1 установлен также блок 22 вспомогательных контактов (фиг. 3), прямоугольный в поперечном сечении ползун 23 которого установлен в направляющих блока 22 и несет расположенные в его продольных прямоугольных отверстиях подпружиненные между собой попарно подвижные контакты и закрепленные неподвижно неподвижные контакты.
Ползун 23 кинематически связан с длинным плечом 9 Г-образного рычага посредством толкателя 24 с резьбовым концом, ввинченным в плечо 25 дополнительного двуплечего рычага и зафиксированным на нем посредством контргайки 26, и плеча 27 дополнительного двуплечего рычага, установленного с возможностью качательных движений на оси 28 и взаимодействия с длинным плечом 9 Г-образного рычага посредством закрепленной на нем металлической прокладки 29.
В боковой стенке корпуса 1 выполнено отверстие 30 для введения проводников 31 блока 22 вспомогательных контактов внутрь корпуса 1 и подключения их вместе с проводниками, предназначенными для управления электромагнитным приводом, к клеммам клеммой колодки, закрепленной на плате 32, установленной на уголках 33, закрепленных в корпусе 1. Панель управления может быть установлена на корпусе 1 или вынесена за пределы корпуса 1 и подключена к клеммам клеммой колодки.
Для закрепления корпуса 1 по месту установки на нем выполнены лапы 34.
Ось 11 Г-образного рычага установлена в корпусе 1 с двух концов на подшипниках 35.
Блок 22 вспомогательных контактов, дополнительный двуплечий рычаг толкателем 24 с осью 28 и прокладка 29 могут быть переустановлены на противоположной боковой стенке корпуса 1. Для этого на обеих стенках симметрично расположены соответствующие резьбовые отверстия под винты крепления корпуса блока 22 вспомогательных контактов, отверстие 30 для введения проводников 31 блока 22 вспомогательных контактов внутрь корпуса 1 и отверстие для установки оси 28 дополнительного двуплечего рычага, а с двух сторон рядом с боковыми станками корпуса 1 на длинном плече 9 Г-образного рычага выполнены ступенчатые отверстия под головки и стержневые участки винтов для крепления прокладки 29, в которой выполнены резьбовые отверстия под резьбу винтов.
Оси 36 катушки 6 и сердечника 37 электромагнита 6 расположены перпендикулярно перегородке корпуса 1, а именно ее поверхности, расположенной со стороны электромагнита и электромагнитного привода.
Упором для якоря 8 служит поверхность перегородки корпуса 1, либо закрепленный на ней упор, выполненный из прочного материала.
Контактор вакуумный электромагнитный может быть выполнен как с одной, так и с двумя или тремя вакуумными дугогасительными камерами, а также с электромагнитным приводом, содержащим один или несколько катушек 6 и сердечников 37 электромагнитов, при этом они имеют один общий якорь 8 и одно общее ярмо 7.
Провал подвижного контакта это расстояние, на которое может сместиться место касания подвижного контакта с неподвижным контактом из положения полного замыкания, если удалить неподвижный контакт.
Провал подвижного контакта регулируется путем ввинчивания или вывинчивания резьбовой части 38 штока 13 из подвижного контакта и фиксации его в новом положения контргайкой 18.
Регулировка положения толкателя 24 относительно плеча 25 дополнительного двуплечего рычага осуществляется путем ввинчивания или вывинчивания из резьбового отверстия в плече 25 дополнительного двуплечего рычага и фиксации его в новом положения контргайкой 26.
Пружина 15 снабжена средством регулировки величины нагрузки, выполненном в виде ступенчатого цилиндра 16 с резьбовым отверстием, в котором установлен винт 17. Головная часть винта 17 выполнена цилиндрической с кольцевой канавкой, расположенной в отверстии ярма 7 и зафиксированной от осевого перемещения расположенным в ее кольцевой канавке цилиндрическим концом винта 39, установленного в резьбовом отверстии ярма 7.
Регулировка величины нагрузки пружины 15 осуществляется вращением винта 17 с последующей фиксацией винтом 39.
Все резьбовые отверстия, имеющиеся в корпусе 1, выполнены сначала на цилиндрических металлических вкладышах, которые запрессованы в цилиндрические отверстия, выполненные в электроизоляционном материале корпуса 1.
Для крепления ярма 7 электромагнита на корпусе 1 выполнены выступы 40 с цилиндрической поверхностью по бокам корпуса 1. Ярмо 7 крепится винтами в резьбовых отверстиях боковых стенок корпуса 1. Головки винтов заглублены и расположены в ступенчатых отверстиях ярма. Точно также крепятся сердечники 37, на которых установлены катушки 6 электромагнитов.
При подаче напряжения на электромагнит, якорь 8 притягивается к сердечнику 37 электромагнита. Г-образный рычаг, в коротком плече 10 которого закреплен якорь 8, поворачивается вокруг своей оси (на фиг. 2 - по часовой стрелке). При этом пружина 15 сжимается, подвижные контакты под действием давления воздуха снаружи вакуумной дугогасительной камеры перемещаются вместе со штоком 13, шайбой 12 и длинным плечом 9 Г-образного рычага в направление неподвижных контактов до замыкания. После этого Г-образный рычаг продолжает поворачиваться на оси 11 до контакта плоской поверхности якоря 8 с плоской поверхностью сердечника, при этом между головкой штока 13 и длинным плечом 9 Г-образного рычага образуется зазор, величина которого определяет величину провала подвижного контакта. При взаимодействии головки штока 13 с длинным плечом 9 Г-образного рычага не напрямую, а посредством шайбы 12, указанный зазор определяется люфтом Г-образного рычага, в пределах которого поворот рычага не вызывает движение подвижного контакта, или люфтом шайбы 12.
В процессе вращения Г-образного рычага его длинное плечо 9 через прокладку 29 нажимает на плечо 27 дополнительного двуплечего рычага, установленного на оси 28, другое плечо 25 которого надавливает закрепленным на нем толкателем 24 на конец ползуна 23.
В процессе поворота обоих рычагов ползун 23 поступательно перемещается в направляющих корпуса блока 22 вспомогательных контактов, размыкая сначала нормально замкнутые контакты и замыкая потом нормально разомкнутые контакты.
При отключении электромагнитного привода, под нагрузкой пружины 15 поворачивается Г-образный рычаг против часовой стрелки на фиг. 2 до упора удаленной от оси 11 Г-образного рычага частью плоского якоря 8, закрепленного в пазу короткого плеча 10 Г-образного рычага, в перегородку корпуса 1 или закрепленный на ней упор. При этом длинное плечо 9 Г-образного рычага вступает во взаимодействие с головкой штока 13 посредством шайбы 12 или непосредственно (при отсутствии шайбы 12) и, перемещая шток 13 и вместе с ним подвижный контакт, размыкает его соединение с неподвижным контактом вакуумной дугогасительной камеры, а контакты блока 22 вспомогательных контактов возвращаются в исходное положение.
В представленном техническом решении, как это видно на фиг. 2, толщина короткого плеча 10 Г-образного рычага в определенных пределах, не влияет на габариты устройства, в связи с этим короткое плечо 10 выполняется достаточной толщины для надежного крепления в нем плоского якоря 8.
Благодаря тому, что короткое плечо 10 Г-образного рычага не препятствует повороту Г-образного рычага под нагрузкой пружины 15 до контакта конца плоского якоря 8 предпочтительно с перегородкой корпуса 1 или с закрепленным ней упором, при прочих равных условиях уменьшаются габариты устройства за счет уменьшения расстояния между перегородкой корпуса 1 и ярмом 7 электромагнита.