Контактор для керування транспортним засобом

Реферат: Винахід належить до області електротехніки і стосується конструкції апаратури для керування транспортними засобами, в тому числі великовантажними автосамоскидами і електровозами. Контактор для керування транспортним засобом містить корпус прямоходового електромагнітного приводу, якір з немагнітним упором на торці, котушку прямоходового електромагнітного приводу, дугогасильну камеру щілинного типу, контакти силові: рухомі і нерухомі, головні та дугогасильні. Також містить допоміжні контакти, резистор в електричному ланцюгу форсування, зворотну пружину і електронне реле часу в ланцюзі управління форсованого режиму. При цьому силові і допоміжні контакти, дугогасильна камера і електромагнітний привід змонтовані на несучому стрижні, який виконано цільнопресованим з односпрямованого ізоляційного матеріалу. Механізм приводу допоміжних контактів, виконаний у вигляді двох паралельно встановлених на верхньому фланці електромагнітного приводу двоплечих важелів, розташованих симетрично по обидві сторони штовхача-штока. В запропонованій конструкції якір електромагнітного приводу містить два співвісно закріплених на ньому штоки з немагнітного матеріалу, що встановлені в підшипниках ковзання торців корпуса приводу. При цьому на верхньому штоку закріплений ізолятор-штовхач, плоским торцем обернений у бік головних контактів. Ізолятор-штовхач взаємодіє з підшипниками кочення, встановленими на поворотному важелі силових контактів. На нижньому штоку закріплений диск UA 105573 C2 (12) UA 105573 C2 з магнітопровідного матеріалу, що взаємодіє з постійними магнітами, вмонтованими в нижній кришці корпусу електромагніта. Використання запропонованої конструкції призведе до зниження витрати енергоресурсів і підвищення надійності роботи контактора та вібростійкості головного контакту. UA 105573 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Дане технічне рішення належить до галузі електротехніки і стосується конструкції апаратури для керування транспортними засобами, в тому числі великовантажними автосамоскидами і електровозами. Відомий контактор для керування транспортним засобом з електромагнітним приводом для керування транспортними засобами (Патент України № 93455 на винахід "Контактор для керування транспортним засобом" по заявці № а200910803 від 26.10.2009р., МПК: Н01Н 9/30; Н01Н 33/00, дата публ. 10.02.2011р., бюл. № 3, патент РФ № 2429145 на винахід "Контактор для управления транспортным средством" за заявкою РФ № 2010112597 від 31.03.2010р.) містить, крім головних рухомих, нерухомих і допоміжних контактів, рухомий і нерухомий дугогасильні контакти, контактний елемент вузла форсування котушки привода. При цьому тяга управління даною контактною системою, а також допоміжними контактами не співвісна з напрямком руху штовхача зі штоком головних і дугогасильних контактів. Головний і дугогасильні контакти пов'язані шарнірно ізолятором зі штоком, згвинченим з немагнітним штовхачем, взаємодіючим з якорем. Регулювання зазору між якорем і штовхачем штока здійснюється установкою магнітних прокладок. Шток забезпечений зворотною пружиною, встановленою усередині корпусу електромагнітного привода. Дана кінематична схема призводить до затирання і підвищеного механічного зносу. Відомий також контактор з електромагнітним приводом для керування транспортними засобами (конвенційні заявки: заявка України № а201105939 від 12.05.2011 - перша; заявка Російської Федерації № 2011140162 від 03.10.2011; заявка Білорусії № а20111553 від 21.11.2011г.). У даному контакторі усунуто ряд недоліків в порівнянні з раніше розглянутим, а саме: - виключено жорсткий зв'язок якоря з поворотним контактним важелем; - спрощена конструкція корпусу електромагнітного привода і технологія виготовлення каркаса котушки; - введено електронне реле для забезпечення форсованого режиму і ін Недоліками цієї конструкції, прийнятої за прототип, є: - підвищений знос каркаса котушки через перекос якоря особливо при відхиленні від вертикального положення контактора; - підвищені витрати електроенергії при утриманні в замкнутому стані головних контактів, що може привести до перегріву обмотки котушки і зниження ресурсу роботи; - контактний місток забезпечений тільки однією пружиною для дугогасильного контакту; відсутність пружини для головного контакту, а отже і провалу головного контакту, при вібраціях і ударних навантаженнях може призводити до зниження контактного натискання, особливо при частковому спрацьовуванні контактних поверхонь; - натискання головних контактів через відсутність провалу залежить від напруги мережі і зазору між якорем і стопом, який необхідний для гарантування натискання при механічному зношуванні поверхні контактів. Задача полягає в тому, щоб удосконалити контактор для керування транспортними засобами таким чином, щоб шляхом зміни конструктивних зв'язків між електромагнітним приводом та головними контактами підвищити надійність роботи апарата, механічну зносостійкість, вібростійкість, а також знизити витрати електроенергії при утриманні силових контактів в замкнутому стані. Поставлена задача вирішується тим, що пропонований контактор для керування транспортними засобами, що містить в собі корпус прямоходового електромагнітного приводу, якір з немагнітним упором, котушку прямоходового електромагнітного приводу, силові: рухомі і нерухомі, головні, дугогасильні, а також допоміжні контакти, резистор в електричному ланцюзі форсування, зворотну пружину, відповідно до винаходу, якір електромагнітного приводу містить два співвісно закріплених на ньому штоки з немагнітного матеріалу, встановлені в підшипниках ковзання торців корпуса приводу, причому на верхньому штоку закріплений ізолятор-штовхач, плоским торцем обернений у бік силових контактів, і взаємодіє з підшипниками кочення, встановленими на поворотному важелі силових контактів, а на нижньому штоку встановлений диск з магнітопровідного матеріалу, що взаємодіє з постійними магнітами, вбудованими (вмонтованими) в нижній кришці корпусу електромагніта. Таким чином, дане удосконалення здійснює чотири позитивних ефекти: - співвісна збірка якоря з верхнім і нижнім немагнітними штоками, встановленими в підшипниках ковзання, запобігає торканню поверхні якоря і стінок каркаса котушки і отже запобігає їх затиранню; - виключення жорсткого зв'язку ізолятора-штовхача з важелем силових контактів і жорстке з'єднання першого з верхнім немагнітним штоком і взаємодія верхньої площадки ізолятора 1 UA 105573 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 штовхача із зовнішньої обоймою підшипника кочення дозволяє, практично, виключити вплив коливального руху важеля силових контактів на прямолінійне переміщення верхнього немагнітного штока з ізолятором - штовхачем, що дозволить знизити зусилля тертя в підшипниках ковзання; - установка на нижньому немагнітному штоку магнітопровідного диска, що взаємодіє з постійними магнітами, вбудованими в нижній основі корпусу електромагніта, дозволяє значно знизити величину струму утримання, тому що в такому положенні значна частина контактного натискання здійснюється за рахунок постійних магнітів, що дозволяє підвищити надійність і ресурс котушки, економити електроенергію, а також знизити матеріалоємність електромагнітного приводу; - установка пружин стиснення з двох сторін поворотного важеля силових контактів між полицями кутиків, розташованих на бічних стінках поворотного важеля і на осі містка з силовими контактами. При цьому вісь контактного містка забезпечена підшипниками кочення, встановлюваними в овальні вікна бічних стінок поворотного важеля, що дозволяє забезпечити "провал" не тільки дугогасильних, але й головного контакту. Тобто, при торканні рухомого головного контакту поверхні нерухомого, контактний місток зупиняється, а поворотний важіль продовжує переміщення в межах різниці між діаметром підшипників кочення і найбільшим розміром овального отвору в стінках. Таким чином, пружини забезпечують контактне натискання і вібростійкість головних контактів навіть при повному спрацьовуванні контактних напайок, а також притирання і самоочищення головних контактів. Конструкція пояснюється кресленнями, де: на фіг. 1 показаний контактор для керування транспортним засобом; фіг. 2 - електромагнітний привід; фіг. 3 - силові контакти; фіг. 4 - схема реле часу. Контактор містить прямоходовий електромагнітний привід 1, який закріплено на стрижні 2. На цьому ж стрижні розташований кронштейн 12, що містить вісь 11, за яку закріплено поворотний важіль 10. Важіль 10 містить підпружинену за допомогою пружин 22 вісь 9, що несе місток 8, на якому розміщені головний рухомий 3 і дугогасильний 5 контакти. Місток 8 підпружинений за допомогою пружини 13. Нерухомі головний 4 і дугогасильний 6 контакти закріплені на кронштейні 15, розташованому на стрижні 2. Дугогасильна камера 7 закріплена за кронштейни 12 і 15. На кронштейні 12 закріплена опорна планка 14 з отвором через який проходить тяга 16, шарнірно закріплена на осі 17, встановленої в стінках поворотного важеля 10. На тягу 16 одягнена пружина стиснення 18, нижній кінець якої спирається на регульований упор 19. На зовнішніх протилежних стінках поворотного важеля 10 закріплено дві опорні полиці 20 з фіксаторами 21 для пружин стискання 22, які верхніми торцями спираються на полиці кутиків 23, вільно посаджених на вісь 9, на кінцях якої встановлені підшипники кочення 24, розташовані в овальних отворах бічних стінок поворотного важеля 10. Прямоходовий електромагнітний привід 1 (далі по тексту - привід), показаний на фіг. 1, 2, складається з корпусу 25, котушки 26 і якоря 27. Якір 27 містить жорстко закріплені співвісно з ним два немагнітних штоки 28 (верхній) та 29 (нижній). При цьому верхній шток 28 містить закріплений на різьбі з можливістю регулювання по висоті ізолятор-штовхач 30, який верхньою площадкою підпирає підшипник кочення 31, встановлений на осі 32 яка розміщена в нижній частині поворотного важеля 10. Нижній шток 29 містить магнітопровідний диск 33, встановлений на різьбі з можливістю регулювання по висоті. Верхній шток 28 і нижній 29 встановлені в підшипниках ковзання відповідно поз. 34 і поз. 35 з антифрикційного матеріалу. Підшипник ковзання 35 встановлений в касеті 42, що містить постійні магніти 43, і закритий пластиною 33. Ізолятор-штовхач 30 містить також обмежувач повороту навколо осі. Він складається з хвостовика 36, розміщеного між панелями 37, встановленими на стрижні 2. У корпусі 25 також розміщені сердечник 38, фланець 39, захисний кожух 40, два упори 41, касета 42, постійні магніти 43, блок форсування 44, що містить резистори, електронне реле часу та блок допоміжних контактів. Замикання допоміжних контактів здійснюється за допомогою важеля 45. Пристрій працює наступним чином. На фіг. 4 зображена схема управління контактора. При подачі напруги через індуктивність L (котушка 26) і транзистор V1, який шунтує опір R1, протікає форсований струм, час протікання якого встановлюється схемою управління транзистором V1. Час, при якому електромагніт працює в форсованому режимі (режим включення), дещо більше, ніж тривалість спрацьовування контактора, що дозволяє спростити складання і домогтися стабільної роботи. Після спрацьовування контактора схема управління D1 замикає транзистор VI, включаючи тим самим у силовий ланцюг резистор R1, який обмежує форсований струм до струму утримання (у включеному стані). При включенні контактора, якір 27 переміщується вгору разом з верхнім штоком 28, ізолятором-штовхачем 30, який своєю верхньою площадкою штовхає підшипник кочення 31 2 UA 105573 C2 5 10 разом з поворотним важелем 10 і встановленими на ньому силовими рухомими контактами. Одночасно з якорем 27 переміщується магнітопровідний диск 33, який встановлений так, що при замиканні силових контактів він притискається до касети 42 з постійними магнітами 43. Це дозволяє значно зменшити струм утримання і стабілізувати роботу контактора при коливанні напруги живлення котушки. Включення контактора відбувається в наступній послідовності: долаючи протидію пружини стиснення 18 при проходженні зазору між силовими контактами, спочатку відбувається торкання рухомого дугогасильного контакту 5 із нерухомим дугогасильним контактом 6, далі відбувається стиснення контактної пружини 13 до торкання головного рухомого контакту З з нерухомим головним контактом 4 (у контактора-прототипу на цьому закінчується етап включення). Далі відбувається подолання пружин 22, встановлених між опорними полицями 20 і полицями куточків 23, тобто отримуємо "провал" контактного містка 8 з віссю 9. При цьому величина "провалу" знаходиться в межах різниці між найбільшим розміром овальних отворів, розташованими у важелі 10, і зовнішнім діаметром підшипника кочення 24. 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 1. Контактор для керування транспортним засобом, що містить корпус прямоходового електромагнітного приводу, якір з немагнітним упором на торці, котушку прямоходового електромагнітного приводу, дугогасильну камеру щілинного типу, контакти силові: рухомі і нерухомі, головні та дугогасильні, а також допоміжні контакти, резистор в електричному ланцюгу форсування, зворотну пружину, при цьому силові і допоміжні контакти, дугогасильна камера і електромагнітний привід змонтовані на несучому стрижні, виконаному цільнопресованим з односпрямованого ізоляційного матеріалу, механізм приводу допоміжних контактів, виконаний у вигляді двох паралельно встановлених на верхньому фланці електромагнітного приводу двоплечих важелів, розташованих симетрично по обидві сторони штовхача-штока, електронне реле часу в ланцюзі управління форсованого режиму, який відрізняється тим, щоякір електромагнітного приводу містить два співвісно закріплених на ньому штоки з немагнітного матеріалу, встановлені в підшипниках ковзання торців корпуса приводу, причому на верхньому штоку закріплений ізолятор-штовхач, плоским торцем обернений у бік головних контактів, і взаємодіє з підшипниками кочення, встановленими на поворотному важелі силових контактів, а на нижньому штоку закріплений диск з магнітопровідного матеріалу, що взаємодіє з постійними магнітами, вмонтованими в нижній кришці корпусу електромагніта. 2. Контактор за п. 1, який відрізняється тим, що поворотний важіль, який несе місток з віссю, розташованою між головним і дугогасильним контактами і забезпеченою підшипниками кочення, встановленими в овальні отвори бічних стінок поворотного важеля, а на кінцях даної осі вільно одягнені кронштейни (кутики), другі полиці яких спрямовані перпендикулярно стінкам поворотного важеля, при цьому зовнішні поверхні стінок також забезпечені перпендикулярно розташованими полицями, причому між даними полицями і полицями кутиків, розташованих на осі, встановлені пружини стиснення. 3 UA 105573 C2 4 UA 105573 C2 5 UA 105573 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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 6