ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КОНТАКТОР

Полезная модель относится к устройствам для управления двигателем с единственным положением покоя. Полезная модель может использоваться в области электротехники, в устройствах для управления двигателем, в том числе в пускателях и контакторах.
Наиболее близким по технической сущности является устройство электромагнитного контактора (RU 2231159, опубл.: 20.06.2004 Бюл. №17), предназначенного для использования с пусковым переключателем со звезды на треугольник, выполненным с возможностью пуска трехфазного электродвигателя, чтобы в течение короткого времени обеспечить последующую работу двигателя на его полной скорости. Находящееся в корпусе реле времени выполнено вместе с корпусом. Устройство электромагнитного контактора выполнено с возможностью включения и выключения основного источника питания за счет электронных переключающих операций, осуществляемых электромагнитом главной цепи и вертикально-подвижным элементом главной цепи. Устройство электромагнитного контактора также выполнено с возможностью избирательного осуществления соединения звездой или соединения треугольником согласно переключающей операции электромагнита соединения звезда-треугольник и вертикально-подвижного элемента. Недостатком данного технического решения является недостаточная мощность электромагнитного привода.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка контактора, обеспечивающего управление двигателем.
Данная задача решается за счет того, что электромагнитный контактор снабжен подвижными и неподвижными контактами, электромагнитный привод контактора содержит не менее десяти пластин, каждая из которых содержит не менее трех сквозных отверстий для соединения пластин между собой посредством крепежных деталей.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение мощности электромагнитного привода путем увеличения магнитного потока.
Полезная модель может использоваться в области электротехники, в устройствах для управления двигателем, в том числе в контакторах и пускателях.
Термин «электромагнитный привод» означает что сила, необходимая для замыкания главных контактов, обеспечивается электромагнитом. Электромагнитный привод представляет собой совокупность деталей прямо или косвенно задействованных для перемещения главных подвижных контактов, в числе прочих деталей. Электромагнитный привод содержит подвижную и неподвижную части магнитопровода (в том числе их составляющие), катушки (одну или несколько) (в том числе составляющие катушки), траверсу для перемещения контактов, детали для подачи напряжения на электромагнитный привод, элементы крепления и т.д.
Термин «короткозамкнутый виток» означает элемент электромагнитного привода коммутационного аппарата, создающий магнитный поток, отстающий от основного потока. Благодаря этому удерживается подвижная часть магнита электромагнитного привода в замкнутом состоянии при прохождении переменного напряжения через нуль.
Термин «катушка» означает совокупность витков эмальпровода на каркасе. Катушка электромагнитного привода согласно данной полезной модели обозначает катушку, входящую в состав электромагнита, работа которого приводит к замыканию главных контактов.
Термин «пластина» означает тело, ограниченное двумя параллельными плоскостями, расстояние между которыми, называемое толщиной пластины, мало по сравнению с его другими размерами.
Полезная модель поясняется фиг.1, на которой изображен общий вид пластины электромагнитного привода.
Электромагнитный привод контактора содержит пластины 1, содержащие сквозные отверстия 2 и выемки 3 для размещения в них короткозамкнутых витков.
Для достижения увеличения мощности магнита электромагнитный привод содержит по меньшей мере десять (в зависимости от конструкции может использоваться большее количество пластин для соединения между собой) пластин. Суммарный магнитный поток десяти пластин состоит из магнитных потоков, проходящих через каждую из десяти пластин, таким образом, использование десяти пластин в составе электромагнитного привода увеличивает суммарную мощность магнитного привода путем увеличения магнитного потока по сравнению с использованием меньшего количества пластин:
Ф10 пластин = Ф1-ой пластины + Ф2-ой пластины + Ф3-ей пластины + Ф4-ой пластины + Ф5-ой пластины + Ф6-ой пластины + Ф7-ой пластины + Ф8-ой пластины + Ф9-ой пластины + Ф10-ой пластины.
Из формулы наглядно видно, что использование десяти пластин в составе электромагнитного привода увеличивает суммарную мощность магнитного привода путем увеличения магнитного потока по сравнению с использованием меньшего количества пластин.
Использование десяти пластин для увеличения мощности электромагнитного привода обусловлено конструкцией электромагнитного привода и размерами короткозамкнутых витков. Оптимальное количество пластин подбирается опытным путем в зависимости от размеров короткозамкнутых витков. Избыточное количество пластин приводит к задержкам при отключении, так как требуется время на размагничивание деталей магнитопровода. Использование не менее десяти пластин в составе магнитопровода электромагнитного привода позволяет создать опору для размещения в выемках десяти пластин двух короткозамкнутых витков и обеспечить требуемую намагничиваемость двух короткозамкнутых витков, позволяет создать нужный магнитный поток в двух короткозамкнутых витках и позволяет обеспечить достаточный отстающий магнитный поток в момент перехода переменного тока через ноль, увеличивают отстающее магнитное поле и увеличивают мощность привода в момент перехода через ноль.
Электромагнитный привод содержит пластины 1, содержащие сквозные отверстия 2. Пластины содержат не менее трех сквозных отверстий 2. Это минимальное количество отверстий, обусловленное формой пластины, при которой возможно обеспечить плотное прилегание пластин друг к другу по всей поверхности пластин, исключив зазоры. Форма пластины имеет три стойки, объединенные общим основанием, поэтому три сквозных отверстия, расположенных в разных частях пластины (по одной на каждую стойку пластины), обеспечивают плотное прилегание пластин друг другу по всей поверхности, что исключает зазоры в конструкции. Таким образом, наличие не менее трех отверстий является существенным. Через сквозные отверстия пластины стягиваются между собой в единую конструкцию. Увеличивается мощность магнитного привода, так как общее магнитное поле при таком конструктивном исполнении состоит из множества магнитных полей каждой из пластин. Пластины жестко стягиваются через сквозные отверстия жесткими крепежными деталями, что исключает зазоры между пластинами. Зазоры между пластинами создают ослабление магнитного поля за счет потерь магнитного тока. Жесткое соединение пластин посредством жестких крепежных деталей в отличии, например, от склеивания пластин, увеличивает магнитное поле и, соответственно, мощность магнитного привода.
Пластины могут быть покрыты с двух сторон слоем диэлектрика. Покрытие каждой пластины магнитопровода с двух сторон слоем диэлектрика, например, лаком, эмалью или любым другим известным науке диэлектриком, меняет направление движение магнитного потока, магнитный поток не переходит на соседние платины и движется направленно по каждой изолированной пластине. Выполнение с двух сторон изолированными пластинами создает много направленных потоков, компенсируя вихревые потери, возникающие для переменного тока. Вихревыми токами называются электрические токи, возникающие вследствие электромагнитной индукции в проводящей среде (обычно в металле) при изменении пронизывающего ее магнитного потока. Вихревые токи порождают свои собственные магнитные потоки, которые по правилу Ленца противодействуют магнитному потоку катушки и ослабляют его. Кроме того, вихревые токи вызывают нагрев магнитопровода, что является бесполезной тратой энергии и ведет к ослаблению магнитного потока. Для исключения вихревых токов, магнитопровод электромагнитного привода выполняют из тонких пластин, изолированных друг от друга, за счет покрытия этих пластин слоем диэлектрика. При таком конструктивном решении магнитопровода вихревые токи существенно ослабляются, так как уменьшаются магнитные потоки, которыми сцепляются контуры вихревых токов, а, следовательно, снижаются потери магнитного потока, увеличивается мощность электромагнитного привода.
Пластина содержит выемки 3, создающие пазы для размещения в них двух короткозамкнутых витков. Наличие выемок для короткозамкнутых витков позволяют короткозамкнутым виткам, размещенным в пазах магнитопровода электромагнитного привода, создавать магнитный поток в момент перехода переменного тока через ноль. Наличие двух короткозамкнутых витков обеспечивают достаточный отстающий магнитный поток в момент перехода переменного тока через ноль, увеличивают отстающее магнитное поле и увеличивают мощность привода в момент перехода через ноль.
Устройство работает следующим образом.
При подаче питания на катушку магнита электромагнитного привода подвижная часть электромагнитного привода приходит в движение. Под действием электромагнитного привода приходят в движения подвижные контакты, связанные с подвижной частью электромагнитного привода. Подвижные контакты двигаются до замыкания с неподвижными контактами, снабженными контакт-деталями. В замкнутом положении контактов ток поступает от источника к потребителю по токоведущим частям устройства для управления двигателем. Благодаря наличию короткозамкнутых витков подвижная часть остается замкнутой с неподвижной частью электромагнитного привода до тех пор, пока подано питание на катушку магнита электромагнитного привода. Наличие двух короткозамкнутых витков обеспечивают достаточный отстающий магнитный поток в момент перехода переменного тока через ноль, увеличивают отстающий магнитный поток и увеличивают мощность привода в момент перехода через ноль. Короткозамкнутые витки изготавливают из металлов, благодаря их свойствам хорошо намагничиваться. Два короткозамкнутых витка размещают в выемках магнитопровода в двух местах контакта подвижной и неподвижной частей магнитопровода, это наиболее эффективно, так как магнитный поток создается в том месте, где необходимо намагнитить подвижную часть и притянуть ее к неподвижной части магнитопровода. Таким образом, в момент перехода переменного тока через ноль в нужном месте увеличивается магнитный поток и увеличивается мощность электромагнитного привода. Для достижения увеличения мощности магнита электромагнитный привод содержит десять пластин, содержащих три сквозных отверстия. Опытным путем в процессе испытания образцов (в зависимости от размеров) к описанным десяти пластинам могут быть добавлены дополнительные пластины и/или может быть увеличено количество сквозных отверстий.