Контактная система

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Н 1/50, 57/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ С и ОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса(57) Изобретение относится к электромеханическим устройствам и может найти применение для повышения виброустойчивости электромеханических реле,предназначенных для коммутации токовбольшой величины. Цель изобретения -уменьшение веса, габаритов и повышение эффективности гашения вибраций.Под воздействием внешних возмущающихвибраций или в момент коммутации контактные пружины (КП) 1 и 2 начинаютколебаться, потенциальная составляющая колебательной энергии концентри,801334199 1руется у места защемления КП 1 и 2.При закреплении в этой зоне демпфирующих элементов и гибкого мультиморфа (ГМ) 4 слои последнего выполняютфункцию пассивных вибропоглощающихпокрытий. Из-за возникновения пьезоэффекта при деформации слоев ГМ 4вырабатывает электрические заряды,которые поступают в электрическуюцепь, выполненную в виде замкнутогоколебательного контура. Колебательнаяэнергия подвижных частей контактнойсистемы КП 1 и 2 дополнительно преобразуется в электрическую, отводитсяот конструкции и в качестве теплавыделяется на активном сопротивлениифС) в электрической цепи 7. Регулируя индуктивность 9, устанавливаютрезонансный режим токов в электрической цепи 7. На АС 8 увеличивается падение напряжения и, подбирая оптималь".ную вел чину АС 8, добиваются макси"мального выделения энергии (тепла)на АС 8, что сопровождается максимальным уменьшением амплитуды колебаний КП 1 и 2, 3 ил,Изобретение относится к электромеханическим переключающим устройствам и может быть использовано для повышения виброустойчивости контактных групп переключающих устройств, в частности электромеханических реле, предназначенных для коммутации токов большой величины.Цель изобретения - уменьшение веса,р габаритов и повышения эффективности гашения вибраций.На фиг. изображена блок-схема предлагаемой контактной системы; на Фиг.2 - зависимости относительной 15 амплитуды колебаний контактных пружин от уровня возбуждения при отключенной электрической нагрузке; на фиг.3 - зависимости относительного уменьшения амплитуды колебаний кон тактных пружин от величины нагрузки,Контактная система содержит подвижную 1 и неподвижную 2 консольно закрепленные плоские контактные прус жины, на которых находятся контакты 3. С наружной стороны вдоль обоих пружин 1 и 2, начиная с места защемления до середины закреплены демпфируюшие элементы 4, выполненные в виде гибкого мультиморфа из склеенных ЗС и соециненных между собой электрически последовательно слоев пьезополимерной пленки, на которой с обеих сторон нанесены (напылены) наружный и внутренний электроды., при этом век тор поляризации всех слоев имеет одинаковое направление. К электродам подключаются два вывода 5 и 6. Первый вывод 5 подключается к внутреннему электроду первого слоя. пьезополи мерной пленки, прилегающей к плоским контактным пружинам 1 и 2, а вывод 6 - к наружному электроцу последнего слоя. Оба вывода подсоединяются к электрической цепи 7, выполненной в виде электрического колебательного контура из соединенных последовательно переменных активного сопротивления 8 и индуктивности 9.Контактная система работает следующим образом.Под воздействием внешних возмущающих вибраций или в момент коммутации контактные пружины 1 и 2 начинают колебаться, что в большинстве случаев является нежелательным, при этом потенциальная составляющая колебатель - ной энергии концентрируется у места защемления контактных пружин 1 и 2. 199 2В случае закрепления в этой зонедемпфирующих элементов 4 в данномслучае гибкого мультиморфа, слои последнего из-за потерь на внутреннеетрение выполняет функцию пассивныхвибропоглощающих покрытий,Однако, из-за возникновения пьезоэффекта при деформации слоев гибкогомультиморфа 4, последний также вырабатывает электрические заряды, которые поступают в выполненную в видеколебательного контура электрическуюцепь 7 (эквивалентная электрическаясхема гибкого мультиморфа 4 имеет подобие с конденсатором). Таким образом, колебательная энергия подвижныхчастей контактной системы, в данномслучае плоских контактных пружини 2, дополнительно преобразуется вэлектрическую, отводится от конструкции и в качестве тепла выделяется наактивном сопротивлении 8 электрической цепи 7. В случае доминированиямонохроматической частоты внешнейвозмущающей вибрации путем подстройки величины регулируемой индуктивности 9 устанавливается резонансный режим токов в электрической цепи 7,что отражается увеличением величиныпадения напряжения на активном сопротивлении 8, и, подбирая оптимальнуювеличину сопротивления 8, добиваютсямаксимального выделения энергии в качестве тепла на сопротивлении 8, чтосоответствует максимальному коэффициенту поглощения демпфируемых элементов и сопровождается максимальнымуменьшением амплитуды колебаний подвижных контактных пружин 1 или 2.Эффективность предлагаемой контактной системы иллюстрируется графиками на фиг.2 и 3.На фиг.2 изображены зависимостиотносительной амплитуды А /А кон 1тактной пружины от уровня возбуждения на первой собственной частотепри отключенной электрической нагрузке, где А - амплитуда колебаний контактной пружины без демпфирующих элементов, А о - амплитуда колебаний контакта с демпфирующими элементами ввиде гибкого мультиморфа, но при отключенной внешней нагрузке и различ- .ном количестве слоев пьезополимернойпленки гибкого мультиморфа(кривая в2 слоя; кривая 2 - 4 слоя; кривая 3 -6 слоев). Из этого графика видно, чтопри увеличении числа слоев уровень3 13341вибрации уменьшается, но, с другойстороны, чрезмерное увеличен 1:тпс-аслоев может привести к ухудшению.намических характеристик контактных5пружин.На фиг.З изображена зависимостьотносительного уменьшения амплитудыколебаний контактных пружин А /А,( 1 1от величины нагрузки, где А. - величина амплитуды колебаний койтактнойпружины при определенной электрической нагрузке (кривая 1 - нагрузкаимеет только активный характер, кривая 2 - нагрузка индуктивно-активная).Из графиков на фиг.2 и 3 следует,что в результате крепления демпфирующих элементов в виде мультиморфа изслоев пьезополимер 1;о пленки, амплитуда колебаний уменьшается на 25% (кривая 3 на фиг.2), а в последующем, врезультате подключения нагрузки оптимальной величины - еще дополнительнона 18(кривая 2 на фиг.З). Таким 25образом, в общемслучае уровень резонансных вибраций уменьшается на 43по сравнению с уровнем вибраций контактной пружины без демпфирующих элементов, при этом надо отметить, что 30используемые в качестве демпфирующихэлементов пьезополимерные мультиморфы обладают довольно высоким внутренним трением, причем потери на тренияеще увеличиваются из-за трения междусоседними слоями пьезопленки и клеевых соединений, что способствует увеличению эффективности гашения вредныхвибраций,Так как гибкий пьезополимерный 40мультиморф не оказывает существенного влияния на жесткостные свойстваподвижных контактных пружин, то остаются прежними быстродействие кон 99тактной системы, а также требуемое для коммутации прижимное усилие.Ввод в электрическую схему контактной системы переменной индуктивности, с помощью которой устанавливается резонанс токов в электрической цепи позволяет увеличить демпфирующие способности с 10 (кривая 1 на фиг.З) до 18 (кривая 2).Предлагаемую контактную систеМу целесообразно применять в тех случаях, когда к процессу коммутации выдвигаются повышенные требования в надежности и работоспособности, а коммутационная аппаратура подвергается интенсивному вибрационному воздействию, причем в этом случае возможно слежение за количеством выделяемой гибким мультиморфом энергии, что позволяет осуществлять контроль работоспособности контактной системы и прогнозировать момент возникновения в ней аварийного состояния.формула и з обретенияКонтактная система с приспособлением для снижения уровня вибрации, содержащая демпфирующий элемент, выполненный в виде пластинообразного пьезоэлемента, установленного в зоне наибольшей деформации и замкнутую электрическую цепь, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью уменьшения веса, габаритов и повышения эффективности, пьезоэлемент выполнен в виде гибкого мультиморфа из электрически последовательно соединенных и склеенных между собой слоев поляризованной, металлизированной пьезополимерной пленки, а электрическая цепь выполнена в виде резонансного контура.1334199 10 д кй Составитель М. Техред М,Дидык имоваКоррект Демчи Редактор А.Реви Заказ 3967/ Тираж 697 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/