Размыкатель переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК П 9) ОИ и 4 Н 01 К 23 ЛЬСТВУ объеди О.А,Гонча8)20-0-1 Р 43-10/22 кл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ00 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ. (54) РАЗМЫКАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к злектротехнике, Целью изобретения является повышение надежности, Розетка 1 и вилка 2 выполнены в виде разомкнутых магнитопроводов 5 подковообразной Формы с обмотками. Магнитопроводы вилки 2 и розетки 1 имеют скосы и покрыты магнитопроводной злектроизоляционной пленкой типа ферроэласта, Магнитный шунт 8 выполнен.в виде крьппки 7, подпружиненной пружиной 9, Магнито.провод шунта 8 имеет торец, повторяющий Форму торца вилки 2, 2 ил.40 Изобретение относится к электроехническому коммутационному оборудоанию и может найти применение в сисемах для подключения электроустано ок в помещениях с повышенной опас-. остью - производственных, испытаельных, складских, в частности в нергомашиностроении, на транспорте, .шахтах и т,д а также в ручном 1 О электроинструменте и переносных приорах.Цель изобретения - повышение наежности,На Фиг,1 показан размыкатель в 15 оставе розетки и вилки в разъединеном виде; на фиг,2 - размыкзтель в амкнутом состоянии,Размыкатель состоит из розетки 1вилки 2, Розетка 1 крепится на не ущем основании 3 (например, в нише тены), авилка 2 размещается натающем кабеле 4 электроприемника не показан)., Розетка 1 и вилка 2 меют однотипную конструкцию, содер ащую обмотку, неподвижно размещеную на разомкнутом магнитопроводе 5 одковообразной Формы, Розетка 1 и илка 2 помещены в жесткую электрозоляционную оболочку, Открытые сты уемые части магнитопроводоз 5 розети 1 и вилки 2 покрыты электроиэоляонной магнитопроводящей пленкой 6, апример,из пластичного материала ерроэласта, представляющего собойф 351 частности, феррит бария или марганец-цинковый Феррит с резиновой вязкой, Розетка 1 закрывается защитной сдвижной крышкой 7, на внутренЙей поверхности которой закреплен магнитный шунт 8, выполненный также из Ферроэласта, Сечение магнитноо шунта 8 выбирается несколько больщим сечения магнитопровода 5, Под действием пружины 9, установленной 45 йа крышке 7, магнитный шунт 8 вплотную поджимается к стержням розеточноо магнитопровода 5, замыкая его. (тыкуемые сечения стержней обоих магЕитопроводов 5 могут быть косыми для увеличения площади контакта, что уменьшает переходное магнитное сопротивление и облегчает ориентацию при Фводе и фиксацию вилки 2 (конструктивные элементы, обеспечивающие поджатие М фиксацию вилки 2 в рабочем состоя 55 сии, на фиг,2 не показаны),К обмотке розетки 1 подведеналектропитающая проводка, Напряжение к обмотке розетки 1 может бытьподведено постоянно или подаватьсяпри включении вилки 2 в розетку 1. Вэтом случае розетка конструктивносблокирована с кнопкой, установленной в цепи питания ее обмотки, Вилка2 своим корпусом замыкает кнопку,подавая тем самым питающее напряжение на обмотку розетки 1,Устройство работает следующим образом,Размыкатель переменного тока можетнаходиться в двух состояниях - разомкнутом и замкнутом.В разомкнутом состоянии розетка 1и вилка 2 разведены, в результатецепь питания электроприемника разъединена, Для розетки, постоянно под-.ключенной к сетевому напряжению,такое состояние соответствует режимухолостого хода. Магнитный шунт 8,замыкающий при этом магнитопровод 5розетки 1, уменьшает ток холостогохода потери в стали и рассеяние магнитного потока. Вилка 2 обесточена,В замкнутом состоянии розетка 1 ивилка 2 сочленены, для чего магнитный шунт 8 сдвинут в сторону, Цепьпитания электроприемника соединена.Размыкатель в таком состоянии представляет собой преобразователь переменного тока трансформаторного типас замкнутым через пленку 6 Ферроэласта магнитопроводом, причем обмотка розетки 1 является первичной, обмотка вилки 2, - вторичной.Перевод размыкателя из одного состояния в другое осуществляется вручную путем подсоединения или отсоединения вилки 2 от розетки 1 при поднятой крышке 7,Энергетические потери в обоих состояниях малы, безопасны и вполне при" емлемы при использовании раэмыкателя в условиях повышенной опасности,Магнитный поток обеспечен надежной магнитной связью благодаря малому магнитному сопротивлению на переходе магнитопровод - пленка ферроэласта, Эластичность пленки б и магнитного шунта 8 обеспечивает надежный контакт без зазора стыкуемых поверхностей, в том числе при вибрации и толчках.Конструктивный расчет электромагнитных параметров раэмыкателя переменного тока выполняется по известной1522333 6вать поверхность соприкосновения ленточного магнитопровода с магнитнымшунтом, При этом возрастает площадьмагнитного контакта стержней магнитопровода с магнитным шунтом до необ.1ходимой величины, обеспечивающей про.хождение магнитного потока нри зна"чениях магнитной индукции, не превы 10 шающих величину индукции насыщениядля ферроэластов Ф= ВЯ: В 5 15 где В - индукция насыщения ферро 5эласта 4, 8 Тл,Б - сечение магнитного контак 9ата, см,Расчет количества витков вторичной обмотки У выполняется поформуле (1),Величина И зависит от ЭДС вторичной обмотки Е, которая определяется напряжением питания 11 конкретного электроприемника. При этом впаре с одной и той же розеткой размыкателя может использоваться ряд вилок на различные выходные напряженияП, но выполненных для взаимозамепя 30 емости и унификации в тех же габари"тах и установочных размерах,Выбор диаметра провода обмоток(без учета изолятыи) цля малогаба".ритных трансформаторов при частотесетй 50 Гц производят по приближенной формуле В качестве магнитопровода принятстержневой ленточный из холоднокатаной стальной ленты толщиной 0,35 ммтипа ПЛ. Такая конструкция магнитопровода допускает магнитную индукцию на20-ЗОЖ выше по сравнению с шихтованной пластинчатой, более высокое заполнение площади окна и объема медным проводом, технологична , обладает меньшими потерями, а следовательно, более высоким КПД и меньшими тепловыделениями. На каждом стержне помещается половина обмотки, Применение стержневой конструкции с двумякатушками по сравнению с. броневой приодинаковой стоимости дает выигрыш вмощности до 307, в массе 5-6 Е, позволяет создать меньшее поле рассеянияи улучшить охлаждение обмотки, Конструкция на ленточных сердечниках изготовляется для работы в различ:.ых условиях, обеспечивая высокое сопротивление изоляции 20-50 МОм при срокеслужбы не менее 10 лет,Из опыта создания подобных констРукций трансформаторов типа ТА,ТАНдля мощности 200 Вт принят магнитопровод ПЛ 20 х 40 х 60,В качестве магнитного шунта используется фасонная деталь из ферроэласта. Конструкция позволяет увеличий-"т =07 0,63 мм Потери в сталиметодике для силового малогабаритного трансформатора,Число витков первичной обмотки и сечение магнитопровода определяются из известной формулыЕ 1 О4,44 ВЧ Кс(1) где Е, - ЭДС первичной обмотки, В;Е = Б-Т( 2 - 0,9511 = 210 В,Б - напряжение питающей сети, В;1 - ток первичной обмотки, А;2, - полное сопротивление первичной обмотки;В - магнитнвя индукция в магнитопроводе, Тл;В = 1,35 Тл;а,=г 4 == 8 см - полное сечение стержня магнитопровода, смК =0,95 коэффициент заполнения магнитопровода сталью;й - частота сети.210 1 ОИ ------------ ж 900.4,44501,35. 8.0,95 Рс = Р ,Вт,1 де Р - удельные потери в стали19 Вт/кг для частоты сети 50 Гц,. индукции 1,35 Тли толпщны стали 0,35 мм;С 0,66 кг масса разомкнутого магнитопровоца розетки и вилки,В разомкнутом состоянии соедикенияр те, ня холостом ходу Р = Р, С = 1 э 90 66 = 1,25 ВтВ замкнутом состоянии соединенияР = 2 Р С = 2 19 0,66- 2,5 ВтВ разомкнутом состоянии соединения магнитный шунт замыкает магнитопровод, При эгом можно пренебречьпотерями в шунте по сравнению с потерями в ленточном стальном магнитопроводе, Это возможно ввиду малой величины удельных потерь в ферро 5 эласте и малой массы шунта, Для сравнения удельное сопротивление марганец-цинковых ферритов колеблется в пределах 10-2000 Ом см в зависимости от марки феррита, в то время как 1 О удельное сопротивление холоднокатаной электротехнической стали " в пределах 0,5-0,6 Ом см.Потери в меди, Принимая во внимание, что при правильном выборе 15 конструкции потери в первичной и вторичной обмотках приблизительно равны Рм Рмпотери в меди при замкнутом состоянии соединения2Рм = 2 Рм = 211 = 2 Ою 97 4= 12,3 Вт,25 где К - омическое сопротивление обмотки:4 К = 2,2 10 4 1 " р,2 10 900 ф 15 --- л = 740 м 0,63/Вт,ЯмЯ1 Рм ъ. 15-20 см где Я ,Б- открытая наружная поверхность магнитопровода иаобмотки, смПри удельных значениях охлаждающей поверхности не менее 15-20 см /Вт2 превышение температуры активных материалов достигнет 40-60 Г, что считао55 ется вполне допустимым,Проверка нагрева при разомкнутом состоянии соединения не производится ввиду малой величины потерь в обмотгде 1 м = 15 см - средняя длина виткаобмотки,Потерями в меди при разомкнутом35состоянии соединения, т,е, на холостом ходу, пренебрегаем, Оценку нагрева магнитопровода и обмоток проводятпо удельной охлаждающей поверхности,в том числе покрытой компаундом ке и наличия большого запаса по нагреву для магнитопровода,Ток холостого хода при разомкнутом состоянии соединения из-за малого значения потерь в стали принимается 11 ср- -50= 0 12 АИ фравным току намагничивания,Ток холостого хода носит реактивный характер, Его реактивная составляющая может быть скомпенсированаустановкой конденсатора параллельнопервичной обмотке,Преимуществами предлагаемого магнитоконтактного ручного размыкателяявляется полная изоляция токоведущихчастей розетки и вилки, что устраняет возможность попадания человека поцнапряжение, в связи с этим безопасноиспользование ручного размыкателя впомещениях особо опасной категории;простота пользования, отключениевилки может производиться без снятия напряжения в сети; имеется видимый разрыв цепи; возможность создания серии однотипных вилок на рядноминальных выходных напряжений принеизменных для этой унифицированнойсерии электромагнитных параметрах розетки; при этом такой разъем в сбореявляется преобразователем переменного по величине напряжения, гальванически не связанного с сетью; нарастание амплитуды выходного напряжениявилки происходит постепенно по мересближения до контакта с розеткой,что облегчает условия запуска электроприемников, в частности, устройствс нелинейными характеристиками(например, ламп накаливания) отсутствие искрения, дугообразования иэлектромагнитного излучения (помехи)при размыкании электропитающей цепи;возможность отключения вилки беззатруднений при коротком замыканииво вторичной цепи в связи с размагничиванием сердечника и бездуговым характером разрыва,Применение раэмыкателя такого типа позволяет упростить схемы электропитания и во многих случаях улучшитьэкономические и весогабаритные показатели оборудования, в том числе и заселев орректор С,Чер едакт Заказ 744 Тираж 412 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва Ж, Раушская. наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат фПатент", г.ужгород, ул, Гагарина,01 счет исключения из их конструкции силового трансформатора, Это особенно важно для переносных устройств, В электроинструменте такой размыкатель позволит отказаться от двойной изоляции.Размыкатель улучшает электробезопасность и качество электромедицинских приборов, в которых необходимо 10 обеспечить очень малые токи утечки через изоляцию (например, приборы для акупунктуры, обезболивающие, диагностические и т.д,). 15формула изобретения Размыкатель переменного тока, состоящий из вилки и розетки, каждая из которых выполнена в виде имеющихобмотки подковообразных магнитопроводов, обращенных друг к другу свободными концами, при этом плоскости контактирующих торцов магнитопроводов.покрыты защитным покрытием, о т л ич а ю щ и й с я тем; что, с цельюповышения надежности, он снабжен магнитным шунтирующим элементом, контактирующие торцы магнитопроводоввыполнены со скосом, а защитное покрытие выполнено из эластичной магнитопроводящей электроизоляционнойпленки, при этом шунтирующий элементвыполнен в виде подпружиненной крышки, шарнирно соединенной с розеткой,а ее торцовая поверхность выполненасо скосом, повторяющим скос вилки,