Переключатель

) Авторыизобретени баиов и В, М, Шоффа ф С. А. Добряков,) Заявител осковский ордена Ленина энергетический ин 54) ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ хода, что Изобретение относится к электротехнике,а именно к аппаратам на герконах, управля.емым перемещением постоянных магнитов.Во многих случаях к таким аппаратам предь.являются требования повышения коммутируемой мощности, повышения внбро. и ударо-.устойчивости в замкнутом и разомкнутОм положении контактов, уменьшения величины дифференциала хода (разности координат магнитапри включении и отключении),Известен переключатель, содержащий геркони постоянный магнит, установленный с возможностью переключения вдоль геркона. Центральная ось намагничивания постоянного магнитарасположена в плоскости продольной оси геркона перпендикулярно плоскости, проходящейчерез продольную ось геркона и нормаль кплоскости контактирования 1.Недостатками переключателя являются сравнительно малые коммутируемые напряженияи малая виброударостойкость в замкнутом иразомкнутом состояниях, а также относительнобольшая величина разности координат магнитапюи включении и, отключении (дифференциал шчивает область его примен Известен также переключатель, содержащий геркон и подвижный по образующей баллона геркона постоянный магнит, расположенный центральной осью намагничивания пернендикулярно плоскосттг коитактирования геркона. При расположении магнита так, что его центральная ось намагничивания пересекает зону перекрытия геркона, ближний контактный сердечник геркона притягивается к магниту, При этом увеличиваетсязазор между сердечниками геркона и, следовательно, повышается значение коммутируемого напряжения, а также виброудароустойчивость переключателя в разомкнутом состоянии 2.Однако из-за недостаточйо высоких значений коммутируемого напряжения и виброудароу тойчивости, а также недостаточно малых значений дифференциала хода переключателя об. ласть применения его, особенно в системах управления высокой надежности, ограничена.Цель изобретения - повышение коммутиру. емого напряжения и виброудароустойчивости.50 55 а также уменьшение дифференциала хода пе. реключателя.Поставленная цель достигается тем, что переключатель, содержащий немагнитный корпус, геркон, подвижный по образующей баллона гер. кона магнит, расположенный центральной осью намагничивания перпендикулярно плоскости контактирования геркона, снабжен другим магнитом, подвижным по противоположной от первого маг. нита образующей баллона геркона и установленным центральной осью намагничивания параллельно центральной оси намагничивания первого магнита, причем направления намагничивания обоих магнитов одинаковы, и механизмом, обеспечивающим одновременные и взаимно противоположные перемещения магнитов, в корпусе переключателя выполнены упоры, ограничивающие перемещение центральной оси намагничивания каждого иэ магнитов длиной ближайшего к этому магниту контактного сердечника геркона.Такое выполнение переключателя позволяет повысить коммутируемое напряжение, виброустойчивость в замкнутом и разомкнутом состоянии и уменьшить величину дифференциала хода.На фиг. 1 изображен переключатель, положение "Отключено"; на фиг, 2 - то же, положение "Включено"; на фиг. 3 - расположение нескольких переключателей в наборном много контактном коммутаторе; на фиг. 4 - качест: венное распределение основных магнитных Потоков в магнитной системе переключателя, по. ложение "Отключено"; на фиг, 5 - то же, положение "Включено"; на фиг. 6 - суммарная тяговая характеристика геркона, полученная в предлагаемом переключателе при действии притягивающих контактов сердечников друг к другу и "растягивающих" их сил, приведенных к центру перекрытия; на фиг, 7 - характеристики противодействующих сил (сил упругости контактных сердечников), тяговые характеристики геркона при срабатывании и опускании в переключателе, и для геркона, управля емого одиночным магнитом (обозначено пунктиром).Переключатель (фиг, 1) содержит стержневые магниты 1 и 2 и геркон 3, размещенные в направляющих пазах прессованного из пласт массы корпуса, Магниты 1 и 2 расположены с обеих сторон баллона геркона 3, осями намагничи вания по его диаметру и обращены к геркону полюсами разной полярности. Корпус состоит из двух половин 4 и 5 с запрессованными в них токопроводами для распайки геркона и соединения с элементами электрической схемы. Пазы в корпусе для размещения и направления магнитов 1 и 2, их размеры и расположение геркона выбраны так, что каждый из магнитов, распола 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 гаясь осью намагничивания перпендикулярноплоскости контактирования геркона, имеет воз.можность перемещения лишь вдоль ближайшегок нему контактного сердечника: магнит 1 вдольконтактного сердечника 6, магнит 2 - вдольконтактного сердечника 7 (фиг. 1, 2, 4 и 5).В положении "Отключено" магниты 1 и 2 осями намагничивания совпадают с центром перекрытия, Это обеспечивается взаимодействиемэлементов механизма перемещения магнитов:пружин 8 и 9, помещенных в пазы корпуса,толкателей 10 и 11, имеющих возможность возвратно-поступательного перемещения в направляющих пазах корпуса и шарнирно связанных меж.ду собой через качающиеся на оси 12 коромысла 13. Толкатель 10 снабжен кнопкой (клавишей), При жестком закреплении коромысла 13на оси 12, на продолжении последней может устанавливаться ручка для работы в режиме поворотного переключателя (фиг. 1),Пружина 8 имеет большее предварительноенажатие, чем пружина 9 (или выполнена сбольшей жесткостью). Вследствие этого в поло.женин "Отключено" пружина 8, преодолеваячерез толкатель 10, коромысло 13 и толкатель11 действие пружины 9, прижимает магниты1 и 2 к упорам 14 и 15 корпуса, фиксируямагниты в положении их осей над центром переключателя.Все детали переключателя имеют технологичную конструкцию: коромысло 13 и толкатели10 и 11 представляют собой штампованные пластины из немагнитного металла или сплава, обеполовины корпуса со всеми пазами и отверстиями выполнены прессованием, После установкивсех деталей обе половины 4 и 5 корпуса сопрягаются друг с другом с помощью фиксирующих штифтов 16. При необходимости в полос.ти корпуса на оси 12 может быть установленмеханизм фиксации переключателя,Из собранных переключателей могут набираться многоконтактные коммутаторы и наборные поля (фиг, 3). При этом для исключениявзаимного влияния магнитов соседних переклю.чателей на их работу между смежными переключателями установлены магнитные шунты в виде пластин 17. Переключатель работает следующим образом.В положении "Отключено" (фиг, 1 и 4) большая часть потока магнита 1 и магнита 2 ответвляется в ближе расположенный к этому магниту контактный сердечник. Для магнита 1 зто поток Фдля магнита 2, - поток Ф. Подвдействием разности потоковФ, - Ф ) 0 создается электромагнитная сила Г-, притягивающая контактный сердечник 6 к магниту 1, Аналогич( и но под действием разности потоков Ф - Ф, ) 0 контактный сердечник 7 притягивается к магниту 2, Эти "растягивающие" силы увеличивают5 886094 6чины, существенно пре- зазоре (замкнутый геркон) в предлагаемом пе.начальный зазор. реключателе, обусловленная протеканием черезключателя на герконе конечный зазор б(фиг, 7) суммарного потов леррита бария марки ка Ф 1 + Ф, от двух магнитов, обеспечиваетнием 11,5 х 11,5 ммз 5 большее контактное нажатие Р, чем контакт,42 мм (номинальныйное нажатие Р 4 в известном переключателе,1 мм), Вследствие того, управляемом одиночным магнитом.потоки от разных маг- Это способствует повышению виброудароусо, поток в рабочем тойчивости переключателя в замкнутом положеого сердечника к 10 , нии и дает возможность пропускать через эамсила притяжения меж. кнутый геркон большие токи.утствует, Для отключения переключателя снимаетсяшу (фиг. 2) шток 10, усилие с клавиши. Под действием ппужины 8,смещает магнит 2 вира- предварительное нажатие которой превосходитйствием пружины 9 маг.15 предварительное нажатие пружины 9, магнит 2,аждый вдоль ближай. а с ним и шток 10, перемещаются влево, Коонтактного сердечника ромысло 13, поворачиваясь по часовой стрелке,смещении магнитов пе- перемешает шток 11, а с ним и магнит 1, доывается в зоне действия положения "Отключено", Тяговая характеристинию .потоков от обоих 20 ка при отключении Р (б) с расхождениемяи Фт, Между контакт- контактных сердечников, от положения б = бкастает сила их электро. меняет знак (фиг. 7) и пересекает характерис-.+, обусловленная тику противодействующих сил Ецр(б) при за 1 в рабочем зазоре зоре б, значительно большем, чем это име 7смещением магнитов з 5 ет место при отпускании геркона в известиом- , приведенная к цент- переключателе (бобо 4, фиг, 7), В этомх сердечников и на- положении контактные сердечники снова нахоно силе Е + умень.1дятся под воздействием "растягивающих" силдствием, во-первых, Еэ- (фиг, 4).ения силы Р -отно Большой зазор между контактными сердеч 9 30ЭФ Ионтактных сердечников никами, а также действие растягивающихторых, следствием сил Р - обеспечивает повышенную, по сравненачит, увеличения рас- нию с известным, виброудароустойчивость предечника (КС 1) до маг-лагаемого переключателя в отключенном состодечника (К 02) до янин, Кроме того, само расхождение контактовйствие сил Е и Е -35Э Эпроисходит с большой скоростью, что облегчамарная тяговая харак- ет процесс восстановления электрической прочб) + Е- (б), во пер. ности зазора и способствует ускорению гаше.ния дуги между контактами,зазор б геркона для веливосходящей номинальныйВ макетных образцах переКЭМ - 1 и магнитах из ф2 БА длиной 7 мм н сечезазор увеличивается до 0начальный зазор бн 0,2что в обоих сердечникахнитов направлены встречизазоре от одного контактндругому ничтожно мал, иду ними практически отсПри нажатии на клависжимая пружины 8 и 9,во, одновременно под денит смещается влево - кщего к этому магниту к(фиг, 2 и 5). При такомрекрытие геркона 3 оказсовпадающих по направлеимагнитов - потоков Ф,ными сердечниками возрмагнитного притяжения Рнсуммой потоков Ф, + Фгеркона, Одновременно со"растягиваюшая". сила Еру перекрытия контактньправленная противоположшается. Это является слеуменьшения плеча приложсительно места заварки кв стекло баллона, и во.вуменьшения зазора б, а зстояний контактного серднита 1 и контактного сермагнита 2, Совместное деприводит к тому, что сумтеристика ГЭ (б) = Б,+ (вых, меняет знак, и во-вторых, приобретаетбольшую крутизну дЕ/дб во всем диапазонезазоров б (фиг. 6), чем это имеет место приуправлении герконом одиночным магнитом(средняя Р и Е+, фиг, 6). Касание болеекрутой тяговой характеристики геркона в пред.лагаемом переключателе в момент срабатывания45(б) и само срабатывание происходит при зазоре срабатывания бс, существенно превосходящем зазор срабатывания бсср геркона, управля. емого одиночным магнитом и имеющем более50пологую тяговую характеристику (пунктирнаякривая ЕОС 4(б), фиг. 7),На упомянутом макете переключателя зазор срабатывания бс,2 составляет б= бил (0,22 мм), в то время, как для переключателя с магнитоуправляемым контактом Щ б-"(- 5)бимйУвеличенный зазор срабатывания дает возможность коммутировать повышенное напряжение, Большая электромагнитная сила при конечном Более резкое изменение электромагнитной силы в зазоре геркона от перемещения магнитов обеспечивает уменьшение дифференциала хода, Для известного переключатели эта величина составляет 3,2 мм, для предлагаемого 1,3 мм, Малый дифференциал хода в предлагаемом пе. реключателе расширяет область его применения и предоставляет возможность использования в конечных выключателях, сигнализаторах поло. жения, где важно уменьшить зону нечувствитель.Таким образом, предлагаемый переключатель дает возможность увеличить коммутируемое напряжение путем увеличения зазора срабатывания, увеличить виброудароустойчивость в замкнутом состоянии и величину пропускаемого тока за счет увеличения контактного нажатия, улучшить процесс разрыва электрической цепи и повысить виброудароустойчивость переключателя в отключенном состоянии путем использования"растягивающих" сил и увеличения зазора в от.ключенном состоянии,Кроме того, переключатель обладает высокойнадежностью в работе. Формула изобретения Переключатель, содержащий немагнитный корпус, геркон, магнит, установленньщ с возмож. постыл перемещения по образующей баллона геркона, расположенный центральной осью на. магничивания перпендикулярно плоскости кон. тактирования геркона, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения коммутируемого напряжения и виброудароустойчивости, а также уменьшения дифференциала хода, он снабжен другим магнитом, установленным с возможностью перемещения по противоположной по отношению к первому магниту образующей баллона герко. 4 8на и установленным центральной осью намагничивания параллельно центральной оси намагничивания первого магнита, причем направления намагничивания обоих магнитов одинаковы, и механизмом, обеспечийающим одновременные и взаимно противоположные перемещения магнитов,в корпусе выполнены упоры, ограничивающиеперемещение центральной оси намагничиваниякаждого из магнитов длиной ближайшего к этому магниту контактного сердечника геркона.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Харазов К, И. Переключатели с магнитоуправляемыми контактами. М., "Энергия", 1978,с. 33-35, рис, 20 а.2. Авторское свидетельство СССР И 519779,кл. Н 01 Н 1/66, 1974.3. Харазов К. И. Переключатели с магнито.управляемыми контактами, М., "Энергия", 1978,с. 12.