Універсальний вимикач

Реферат: Універсальний вимикач містить пару контактів та контур, який призначений для збільшення опору силового ланцюга. Містить додаткову пару контактів для перенаправлення енергії до контуру збільшення опору та рекуперації, як такий виступає реостат та рекупераційний модуль. Головні контакти роз'єднуються діелектричною вставкою, додаткові контакти роз'єднуються вставкою, яка з боку "+" є металевою, а з боку "-" діелектриком, металева сторона якої електрично з'єднана з контуром підвищення опору та рекуперації. UA 88463 U (54) УНІВЕРСАЛЬНИЙ ВИМИКАЧ UA 88463 U UA 88463 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехнічної промисловості, а саме до універсальних комутаційних приладів, та може бути використана у силових електричних ланцюгах змінного і постійного струмів для вимкнення ланцюга без виникнення дуги. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення комутаційного ресурсу вимикача за рахунок запобігання виникнення дуги та зменшення втрат енергії в процесі розмикання за допомогою рекупераційного модулю. Відомий тип вимикача силових ланцюгів (Патент України № 42021, МПК H01H 33/04, опубл. 02.04.1997) має дві пари контактів: контакти номінального струму та контакти, що обгорають. Контакти, що обгорають, нерухомі і з'єднані шунтом, а у ввімкненому положенні енергія передається через контакти номінального струму. Відключення вимикача відбувається розривом контактів номінального струму без виникнення дуги, оскільки вся енергія відводиться через контакти, що обгорають. Шунт між двома контактами, що обгорають, який приводиться у рух електричним приводом, відривається від одного контакту з утворенням дуги і перетягує її на другий контакт. Дуга гаситься у стисненому газовому середовищі. Недоліком цього типу вимикача є присутність електричної дуги в момент відключення, що зменшує комутаційний ресурс, та відсутність рекупераційного модулю. Відомий тип вимикача силових ланцюгів (Патент Росії № 86790, МПК H01H 9/30) як дугогасне середовище використовує деіонну дугогасну камеру. В момент відключення головний рухомий контакт вимикача відривається від нерухомого, утворюючи електричну дугу, яка під впливом магнітного поля, що утворюється магнітною системою вимикача, переходить з робочої поверхні рухомого контакту на дугогасні роги цього контакту. Дуга розтягується в деіонній дугогасній решітці, яка складається з мідних пластин, де, досягаючи критичної відстані, гаситься. Недоліком цього типу вимикача є відсутність рекупераційного модулю та залежність від номінальних струмів відключення. Якщо величина струму відключення буде недостатньою, то магнітного потоку, який створює електромагнітна система вимикача, буде недостатньо для перенаправлення дуги на дугогасні роги. При величині струму відключення більшій за номінальне значення, відстань, на яку розтягнеться дуга в деіонній дугогасній решітці, буде недостатня. Відомий тип вимикача силових ланцюгів (Патент США № 8264803 В2 МПК Н02Н 7/00) має не менше ніж дві пари контактів, що підключені паралельно: головні та допоміжні. У гілці з допоміжними контактами розміщується певний (до 40 Ом) опір. Відключення відбувається розривом головних контактів, по яким протікав номінальний струм. За допомогою синхронізуючого пристрою розриваються допоміжні контакти. Опір, який знаходиться послідовно з допоміжними контактами, призначений для зменшення швидкості відновлення напруги після розриву, що створює сприятливі умови для гасіння дуги в будь-якому середовищі. Недоліком цього типу вимикача є відсутність рекупераційного модулю та зношеність контактів під дією електричної дуги. Попри присутність допоміжних контактів дуга між головними мідними контактами горить, що призводить до їх зносу. За найближчий аналог прийнято модель вимикача (Патент Європейського Союзу № 1260823 В1 МПК G01R 31/333), який послідовно з комутаційним пристроєм містить резонансний контур з паралельно з'єднаними індуктивністю і ємністю, який налаштовано на номінальну частоту мережі. Паралельно до комутаційного пристрою підключений конденсатор, послідовно з'єднаний з керованими напівпровідниковими елементами. В нормальному режимі роботи вторинний контур налаштований на резонанс, напівпровідникові елементи знаходяться у закритому положенні. В момент відключення напівпровідникові елементи відкриваються, створюючи ланцюг для заряду конденсатора. Це збільшує ємність у колі та порушує умови резонансу, що негативно впливає на електричну дугу, зменшуючи її параметри, яка вцей момент виникає між контактами комутаційного пристрою. Це створює сприятливі умови для гасіння дуги. Недоліком цього типу вимикача є необхідність точного налаштування резонансного контуру для кожної системи окремо та відсутність рекупераційного модулю порушуючи резонанс в процесі відключення відбувається розсіювання енергії. В основу корисної моделі поставлено задачу збільшення комутаційного ресурсу вимикача шляхом уникнення виникнення електричної дуги шляхом введення контуру збільшення опору та зменшення втрат електричної енергії в процесі відключення, ввівши рекупераційний модуль. Рішення поставленої задачі досягається підключенням до одного з контактів вимикача відвідного контуру 10. Основними його елементами є реостат RR1 та рекупераційний модуль 8. На кресленні зображено загальну схему вимикача у ввімкнутому положенні. В силовому колі 1 рухомий контакт другої пари 4.1 під дією пружини 7.1 притискається до контакту 4.2. Контакт 4.2 на місці стикування має фаску, яка дозволяє розміщувати між контактами 4.1 і 4.2 діелектричну вставку 6. Послідовно з другою парою контактів 4.1 і 4.2 з'єднана перша пара 1 UA 88463 U 5 10 15 20 25 30 35 контактів 3.1 і 3.2, яка є дзеркальним відображенням другої пари контактів. В фасці нерухомого контакту 3.1 розміщується вставка 5, яка складається з двох пластин: діелектричної та металевої. Металева пластина електрично з'єднана з відвідним контуром 10. До відвідного контуру 10 відносяться: замикаючий ключ SQ3, реостат RR1 та рекупераційний модуль 8. Всі елементи електрично з'єднані послідовно. Ланцюг керування 2 призначений для управління вставками 5 та 6. До нього належать: замикаючі ключі SQ1, SQ2, які з'єднані з початком обмотки електромагніту 9, та паралельний йому резистор R1, який з'єднаний з серединою обмотки електромагніту 9. Даний опис стосується вимикача постійного струму. Вимикач змінного струму дублює принципову схему вимикача постійного струму з обох боків відносно навантаження. Ланцюг 1 являється силовим, креслення. Він складається з двох послідовно з'єднаних пар контактів 3, 4 та навантаження Rn. Контакти виготовляються з високопровідного матеріалу. У вимкнутому положенні вимикача над контактами знаходяться вставки 5, 6. Вставка 6 другої пари контактів 4 виготовлена суцільною з діелектричного матеріалу. Вставка 5 першої пари контактів 3 складається з двох скріплених пластин. Пластина, що знаходиться у постійному контакті з "+" схеми виготовляється з провідника. Пластина, що розташована з боку "-" схеми є діелектриком. Пластина з провідного матеріалу електрично з'єднана з відвідним контуром 10. До відвідного контуру належать наступні активні елементи, які знаходяться у послідовному з'єднанні: замикаючий ключ SQ3, реостат RR1 та рекупераційний модуль 8. Ланцюг керування 2 живиться від низьковольтної мережі. До нього належать наступні елементи: замикаючі ключі SQ1 та SQ2, які електрично з'єднані з початком обмотки електромагніту, та паралельний йому резистор R1, який електрично з'єднаний з серединою обмотки електромагніту та електромагніт 9. У ввімкнутому положенні вимикача пари контактів силового ланцюга стискаються за допомогою пружин 7.1 і 7.2. В ланцюзі керування ключі SQ1 і SQ2 замкнуті, електромагніт заживлений. Вставки знаходяться у витягнутому положенні відносно контактів, їх утримує магнітне поле електромагніту ланцюга управління. Контакт SQ3 розімкнутий, в контурі відводу напруги немає. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Універсальний вимикач, що містить пару контактів та контур, який призначений для збільшення опору силового ланцюга, який відрізняється тим, що містить додаткову пару контактів для перенаправлення енергії до контуру збільшення опору та рекуперації, як такий виступає реостат та рекупераційний модуль, головні контакти роз'єднуються діелектричною вставкою, додаткові контакти роз'єднуються вставкою, яка з боку "+" є металевою, а з боку "-" діелектриком, металева сторона якої електрично з'єднана з контуром підвищення опору та рекуперації. 2 UA 88463 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3