FI82787B - Elektrisk omkopplingsanordning. - Google Patents

Description

1 82787 Sähköinen kytkentälaite - Elektrisk omkopplingsanordning

Esillä oleva keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaiseen sähköiseen kytkentälaitteeseen.

Ennestään tunnetaan kaksoiskatkaisukoskettimia, joissa liikkumattomat koskettimet ovat taaksepäin käännettyjä, jolloin näissä virtaava sähkö indusoi sivusuunnassa ulospäin suunnatun magneettisen sammutusvoiman. Esim. patenttijulkaisussa US-4 023 885 (A.C. Snowdon et ai. 17.5.1977) on esitetty kaksoiskatkaisukoskettimet, joissa liittimet, joihin liikkumattomat koskettimet on sovitettu, ovat muodoltaan käännetyt taaksepäin, jolloin virtakaari koskettimen avautuessa aikaansaa sähkökentän sellaiseen suuntaan, että kaari pakotetaan ulospäin. Vaikkakin nämä koskettimet ovat käyttökelpoisia tietyissä sovellutuksissa, on niillä kuitenkin ollut se haittapuoli, että kun toisaalta taaksepäin käännetty muoto ja tästä johtuvat sivusuunnassa ulospäin suuntautuvat sammutusvoimat ovat toivottavia suurivirtaisella katkaisulla koskettimien avautuessa, ne ovat toisaalta ei-toivottavia suurilla sysäysvirroilla koskettimien sulkeutuessa, koska ne pyrkivät pakottamaan koskettimet auki-asentoon, joka vuorostaan aikaansaa toisiokaaren, joka kuluttaa kosketinma-teriaalia, minkä seurauksena koskettimet kuluvat ja pyrkivät hitsautumana kiinni.

Johdannossa mainittua tyyppiä oleva kytkentälaite tunnetaan myös patenttijulkaisusta EP-140 173, jonka mukaan on järjestetty erillinen valokaaren ohjain, jossa on takaisin osoittava muoto liikkumattoman koskettimen läheisyydessä. Koskettimella on suora läpivirtaustie suljetussa asennossa, jolloin ei muodostu mitään koskettimia avaamaan pyrkiviä magneettivoimia. Kun koskettimet avataan, siirtyy liikkumattoman ja liikkuvan koskettimen välille muodostuva valokaari kaaren ohjaimeen, jolloin mainittu takaisin käännetty muoto aikaansaa halutun magneettivoiman, joka puhaltaa kaaren ulospäin sammuttaen sen tunnetulla periaatteella.

2 82787

Koska magneettikentät ovat olennaisia tekijöitä kaaren ulospuhalluksessa, on tärkeätä, että liikkumattomien koskettamien elementit ovat johtavia sekä pystyvät aiheuttamaan voimakkaita magneettikenttiä. Kun kaaren ohjain on liikkumattomasta koskettimesta erillään oleva elementti, on kaaren ohjain usein tehty teräksestä, johtuen tämän magneettisista eduista ja koska se paremmin kuin muut materiaalit vastustaa kaaren eroosiovaikutusta. Yksi tämän tunnetun kaaren sammu-tusperiaatteen tehtävä on kuitenkin myöskin kaaren lämpötilan alentaminen, ja silloin taas teräksen lämmönvarastointi-ominaisuudet ovat olennaisesti heikommat kuin muiden materiaalien, kuten kuparin. Lämpöhän nopeasti läpäisee kuparin pinnan, ja milloin käytetään isompia kuparin massoja, leviää lämpö materiaalimassassa olennaisesti nopeammin kuin vastaavassa teräs- tai messinkimassassa.

Keksinnön tarkoituksena on edelleen tarjota kaksoiskatkai-susähkökoskettimet, joissa on parannetut elimet, jotka lisäävät koskettimien painetta, joka johtuu suuresta sysäys-virrasta koskettimia suljettaessa, ja aikaansaavat sivusuunnassa ulospäin suuntautuvat kaarisammutusmagneettivoimat koskettimen suurivirtaisessa katkaisussa.

Keksinnön tarkoituksena on edelleen tarjota parannetut kaksoiskatkaisukoskettimet, joissa virta kulkee suoraan läpi, koskettimien paineen lisäämiseksi niitä suiljettaessa yhdistettynä taaksepäin suuntautuvaan virtaan sivusuunnassa ulospäin suuntautuvien sammutusvoimien indusoimiseksi koskettimia avattaessa suurivirtaisella katkaisulla.

Keksinnön tarkoituksena on edelleen aikaansaada edellä mainittua tyyppiä olevat kaksoiskatkaisukoskettimet, jotka ovat yksinkertaisia rakenteeltaan ja taloudellisia valmistaa.

Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, että kytkinterminaalissa on kosketin, joka käsittää kosketinkärjen mainitussa kytkentäterminaalissa, jolloin kosketin ja kosketinkärki muodostavat suoran läpi- li 3 82787 menevän virtatien mainitulle liikkuvalle koskettimelle kun liikkuva kosketin on kosketuksessa liikkumattoman kosketin-kärjen kanssa, ja että mainitussa kaaren ohjaimessa olevan raon vastakkaiset sivut sijaitsevat mainitun koskettimen vastaavien vastakkaisten sivujen vieressä, jolloin kaaren ohjaimen toinen haara ulottuu pitkin mainittua kosketinkär-keä sekä on suunnattuna poispäin kosketinkärjestä ja mainitusta liikkuvasta koskettimesta, takaisinsuunnatun virtasil-mukan muodostamiseksi kun mainittu liikkuva sekä liikkumaton kosketin erotetaan toisistaan suurvirtaolosuhteissa, jolloin aikaansaadaan maksimaalinen kaaren ulospuhallusvoima kosket-timien erottamiseksi nopeasti toisistaan, ja mainittu kaari siirtyy kaaren ohjaimen toista haaraa pitkin poispäin liikkuvasta koskettimesta ja mainitusta kosketinkärjestä, jolloin kaaren ohjaimen johdin on muodostettu massiivisesta kuparista.

Keksinnön muut suoritusmuodot ja edut selviävät seuraavasta selostuksesta.

Kuvio 1 on pystysuuntainen leikkauskuva kuvion 2 viivaa 1- 1 pitkin suurivirtaisesta kaksoiskatkaisusähkökontaktoris-ta, jossa näkyvät liikkumattomat ja liikkuvat koskettimet, liittimet, kaariohjaimet, kaarijakajarakenne ja sähkömagneetti .

Kuvio 2 esittää kuvion 1 kontaktoria ylhäältä katsottuna, jossa toinen puolisko kuoresta on poistettu kuvion 1 viivaa 2- 2 pitkin, ja siinä näkyy liikkuvat ja liikkumattomat koskettimet, kaariohjaimet, kosketinpidike ja kosketuskärjet.

Kuvio 3 on katkonainen vaakatasoinen leikkauskuva kuvion 1 viivaa 3-3 pitkin, ja siinä esitetään ylhäältä katsottuna liittimet, liikkumattomat koskettimet ja niiden vastaavat kaariohjaimet.

Kuvio 4 on isometrinen kuva yhdestä liikkumattomasta koskettimesta ja vastaavasta kaariohjaimesta.

4 82787

Kuviossa 1 esitetään suurivirtainen kaksoiskatkaisu-sähkökontaktcri, joka on rakennettu keksinnön mukaisesti. Siinä nähdään kontaktori, joka on varustettu eristävällä kotelolla, jossa on alusta 2 ja kansi 4, jotka on kytketty toisiinsa sopivilla elimillä, kuten esim. pitimillä 5, kuten on esitetty kuviossa 2. Vaikkakin tämän tyyppisessä kontaktorissa voi olla eri määrä napoja, on tässä esitetty kolmenapainen kontaktori (kuvio 2). Alusta 2 on varustettu vaakatasoisella koskettamia kannattavalla osalla 6 alustan yläosassa, ja tämän alla on lokero S sähkömagneettia 10 varten, joka käsittää rragneettikehyksen 12, herätekelan 14 ja vahvikkeen 16. Pari liitintä 13 ulottuu kelasta 14 vasemmalle, ja ne liitetään sähköpiiriin. Alusta 2 sijaitsee asennuslevyllä 20, jossa on tavanomaiset reiät, tai vastaavat kcntaktorin asentamiseksi asennuspaneeliin, ja lattajousi 22 sijaitsee asennuslevyn 20 ja magneetti-kehyksen 12 välillä rragneettikehyksen rajoitetun liikkeen sallimiseksi suhteessa vahvikkeeseen 16. Kun kelaan 14 ·· kytketään virta, vahvike 16 vedetään magneettisesti kohti ·* magneettikehykser. 12 napoja vasten palauttavan kierrejousen ; 24 vinoa sivua, joka jousi 24 sijaitsee kelan 14 ja vahvik- • keen 16 välillä (kuvio 1). Vastaavasti, kun sähkö katkais- taan kelalta 14, nostaa jousi 24 vahvikkeen 16 kuvion 1 . mukaiseen aukiasentoon.

»

Eristävä kosketinpidike 26 on kiinnitetty vahvikkeeseen 16 tavanomaisin välinein siten, että esim. lattajousi 28 ulottuu keskiosallaan vahvikkeessa olevan reiän läpi, ja on : vastakkaisilta päistään kiinnitetty kosketinpidikkeessä 26 oleviin uriin. Kosketinpidike 26 on valettu muoviaineesta tai vastaavasta, ja siinä on keskeinen ulkoneva, liikkuva kosketinpidikkeen osa 30, joka ulottuu ylöspäin alustan yläosassa 6 olevan reiän 32 läpi, ja myös kannessa 4 olevan reiän 34 läpi. Reikä 32 on sovitettu tiukaksi kosketinpidikkeen osan 30 ympärille tämän ohjaamiseksi edestakaisessa pystysuuntaisessa liikkeessä kun sähkömagneettiin kytketään virta tai siitä vastaavasti katkaistaan virta. Tavallinen avoin, liikkuva siltakosketin 36 on asennettu

II

s 82787 kosketinpidikkeeseen 30 tavanomaisella tavalla. Tätä varten on kosketinpidike 30 varustettu sivusuuntaisella reiällä 38r jossa on pullistuma 40 tämän yläosassa puristuskierre-jousen 42 yläosan pitämiseksi paikallaan, jonka jousen alaosa on sovitettu pullistumaan 44 siltakoskettimen 36 keskeisessä yläpinnassa liikkuvan siltakoskettimen pitämiseksi kosketinpidikkeessä ja myös sen esijännittämiseksi alaspäin vasten reiän 38 alapintaa 46, jolloin aikaansaadaan välttämätön kosketinpaine kun koskettimet sulkeutuvat.

Kuten ilmenee kuviosta 1, on kontaktorissa pari liikkumatonta kosketinliitin- ja kaariohjainlaitetta 48 ja 50, kuten on esitetty kuvioissa 1 ja 3. Kuvion 1 vasemmanpuoleinen liitinlaite 48 käsittää pitkänomaisen liitinkan-nattimen 52, joka sijaitsee alustan yläosassa 6 olevassa sivuttaisessa urassa 54, ja jossa on kiinnityskorva 56, joka on kiinnitetty tämän ulkopäähän. Kiinnityskorva 56 on muodoltaan tavanomainen suorakulmainen korva, jonka läpi • · • · : *· kulkea sivusuuntainen reikä, ja kierteitetty reikä, joka ulottuu sen yläosasta alaspäin ja johon on sovitettu ruuvi « * •J l 58, jolla reikään sovitettu kuorittu johdin kiristetään kiinnityskorvaan. Liitin 52 on varustettu elimillä tämän • · ; ·’. kiinnittämiseksi lujasti alustan 2 yläosaan 6. Tätä • I* tarkoitusta varten voidaan sovittaa ruuvi 60 ylöspäin * · · t · alustan yläosassa 6 olevan reiän 62 läpi, ja mutteri 64 sovitetaan tämän ruuvin yläosaan liittimen 52 kiinnittämiseksi alustan yläosassa 6 olevaan liittimen kanavaan 54. Liitin 52 on sähköäjohtavaa metallia, kuten kuparia.

• · ·

Kosketinliitin- ja kaariohjainlaite 48 käsittää myös * · · **V koskettimen 66, joka on suulakepuristettua kuparia tai :*·.· vastaavaa, ja kaariohjaimen 68, kuten on esitetty kuvioissa • · ... : 1 ja 4. Kaariohjain 68 on varustettu sisäänpäin ulottuvalla vaakatasoisella osalla 68a, ja sisäänpistävällä tai • * · *·*·* taaksepäin käännetyllä osalla 68b, joka ulottuu ulospäin ja ··· • « *...* ylöspäin, jolloin aikaansaadaan kuvion 1 mukainen kaari- ohjainosa 68c. Vaakatasoisten ja sisäänpistävien osien 68a ja 68b mutkaosa 68d on varustettu uralla 68e, kuten on esitetty kuviossa 2, jonka läpi liikkumaton kosketin 66 6 82787 ulottuu ja ulottuu uraan 68f, josta päästään käsiksi ruuviin 70.

Kontaktori on myös varustettu elimillä liikkumattoman koskettimen 6 6 ja kaariohjaimen 68 kiinnittämiseksi alustan yläosaan 6. Tätä tarkoitusta vartun ovat koskettimen 66 vasemmanpuoleinen osa 66a ja kaari ohjaimen 68 vaakatascinen osa 68a varustetut rei'illa, joiden läpi ruuvi 70 ulottuu liittimessä 52 olevan reiän 52a kierteisiin. Kuten nähdään kuviosta 1, vei liikkumattoman koskettimen 66 kosketinkär-jet 66b olla hopeakadmiumoksidia tai vastaavaa, ja ne ulottuvat ylös uran 68e läpi hieman kaariohjaimen taakse-käännetyn osan 68b yli kosketukseen liikkuvan koskettimen 36 kosketinkärjen 36a kanssa.

Kosketinliitin- ja kaariohjainlaite 50 on samanlainen kuin yllä selostettu kosketinliitin- ja kaariohjainlaite 48, paitsi, että se sijaitsee koskettimen oikealla puolella, ja on täten käänteinen. Kosketinliitin- ja kaariohjainlaite 50 “ käsittää samalla tavalla pitkänomaisen liitinkannattimen *: 72, joka on kiinnitetty alustan yläosaan 6 ruuvilla 74, ja • | tässä tapauksessa ruuvi 74 on kierretty liittimen 72 *. reikään eikä se ole kiinnitetty mutterilla 64 kuten yllä selostetussa kosketinliitin- ja kaariohjainlaitteen 48 yhteydessä, jolloin vaihtoehtoiset menetelmät liittimen kiinnittämiseksi alustaan ilmenevät. Samanlainen kiinnitys-korva 76 on kiinnitetty liittimen 72 ulkopäähän, jossa kiinnityskorvassa en asetusruuvi 78 kuoritun sähköjohdon * kiinnittämiseksi. Kosketinliitin- ja kaariohjainlaite 50 • käsittää edelleen samanlaisen liikkumattoman koskettimen : 80, joka ulottuu kariohjaimen 82 mutkaosassa olevan osan 1 läpi, jolloin sekä liikkumaton kosketin 80 että kaariohjain 82 on kiinnitetty ruuvilla 84 liittimeen 72. Tämän tuloksena ulottuu kosketinkärki 80a hieman yli kaariohjaimen 82 mutkaosan kosketukseen liikkuvan siltakoskettimen 36 kosketinkärjen 36b kanssa kun sähkömagneettiin kytketään sähkö.

li 7 82787

Kuten ilmenee kuvion 1 vasemmasta osasta, voi ruuviliitin 86 olla lisäksi tai vaihtoehtoisesti kytketty pitkänomaiseen liittimeen 52 siten, että sen rei'itetty päätycsa on kiinnitetty ruuvin 60 pään alle.

Kuviosta 2 ilmenee, että esitetynlaisessa kolmenapaisessa kontaktorissa ainoastaan keskeinen napakosketinpidike 30 ulottuu kannessa olevan reiän 34 läpi ulkoisen laitteen kuten, esim. ulkoisten koskettimien, kytkemiseksi, ja että kahden navan kosketinpidikkeet 30' keskeisen navan joirmalla kummalla puolella ei tarvitse ulottua kannen läpi.

Kuten ilmenee kuviosta 1, on kanteen 4 asennettu kaksi kaarijakajalevyä 88 ja 90 suoraan vastaavan kaariohjaimen 68c ja 82c yläpuolelle kaarien vastaanottamiseksi, jotka kulkevat ulospäin tätä pitkin näiden katkaisemiseksi ja sammuttamiseksi.

: “ Keksinnön mukaisesti on tärkeätä aikaansaada liikkumattomat koskettimet 66 ja 80, jotka ulottuvat kaariohjaimien ·.· 1 uritettujen mutkaosien 68d ja 88d läpi läpikulkevan virran :\f kulun mahdollistamiseksi pienellä virralla maksimaalisen ; kosketinpaineen ylläpitämiseksi, mutta toisaalta takaisin- kytkentävirtapiirien mahdollistamiseksi suurella virralla • · mahdollisimman suuren kaarisammutusvoiman aikaansaamiseksi kun koskettimet avataan suurivirta ylikuormitustilanteessa, jolloin sähkökaaret nopeasti poistetaan ja niihin liittyvä lämpö poistetaan ja kaaret siirretään ulospäin pitkin • · a *···1 kaariohjäimiä ja jakajalevyihin näiden sammuttamiseksi • · • · W tehokkaasti. Tätä tarkoitusta varten virta kulkee oikealle liittimen 52 läpi ja tämän jälkeen ylöspäin liikkumattoman • » ... : koskettimen 66 ja tämän kosketinkärjen 66b läpi ja tämän jälkeen kosketinkärjen 36a ja liikkuvan koskettimen 36 • · • « · läpi, ja edelleen kosketinkärjille 36b ja 80b, liikku- • · · *...· mattomalle koskettimelle 80 ja liittimeen 72b. On ilmeistä, että tämä virtaus tapahtuu suoraan vasemmanpuoleisen liikkumattoman koskettimen läpi, ja tämän jälkeen liikkuvan siltakoskettimen ja oikeanpuoleisen liikkumattoman kosket- 8 82787 timen läpi. Toisaalta, ylikuormitustilantessa, avataan liikkuva siltakosketin 36, jolloin liikkumattomien ja liikkuvien kosketinkärkien väliset kaaret siirretään ulospäin vasemmanpuoleisiin ja oikeanpuoleisiin kaari-ohjaimiin 68c ja 32c. On selvää, että tämä aikaansaa takaisinkytkentävirtasilmukan. Tätä tarkoitusta varten virta kulkee liittimen 52 läpi oikealle ja tämän jälkeen ylöspäin liikkumattoman koskettimen 66 ja kaariohjaimen 68 mutkaosan 68d kautta ja tämän jälkeen vasemmalle ja ylöspäin pitkin kaariohjainta 68c ja tämän jälkeen avoimen kosketinaukon yli liikkuvan siltakoskettinen 36 vasemmalle puolelle ja tämän liikkuvan siltakoskettimen kautta tämän oikeaan päähän ja tämän jälkeen ilmaraon yli kaariohjai-melle 82c, vasemmalle ja alaspäin pitkin kaariohjainta 32c ja liikkumatt oman koskettimen 80 ja kaariohjai men mutkaosan 88d kautta ja tämän jälkeen oikealle liittimien 72 läpi. Nämä takaisinkytkentävirtasilmukat tarjoavat suurimman mahdollisimman kaarisammutusvoiman vasemmalle ja vastaavasti oikealle suurivirtaoloissa sähkökaarien ja niihin liit-:* tyvän lämmön poistamiseksi nopeasti koskettimilta kaaren- j jakajalevyille näiden sammuttamiseksi. Takaisinkytkentä- .· virtasilm.ukan koko on tietenkin riippuvainen liikkumatto- mien koskettimien suhtellisesta koosta suhteessa kaari-ohjaimien mutkaosiin. Mutta tärkeintä en, että takaisin-kytkentävirtasilm.ukat esiintyvät ainoastaan suurissa ylivirtalaukaisuclosuhteissa suurimman mahdollisen kaari-sammutusveiman aikaansaamiseksi kun toisaalta normaaleissa virtaolosuhteissa virta kulkee koskettimien läpi suurimman mahdollisen kosketinpaineen ylläpitämiseksi, kun tämä • tarvitaan.

: Vaikkakin laitetta on yllä selostettu esitettyjen ongelmien ratkaisemiseksi, on ymmärrettävää, että keksintö ei rajoitu yllä selostettuun suurivirtaiseen kaksoiskatkaisusähkökon-taktoriin, vaan että sitä voidaan modifioida seuraavien patenttivaatimusten puitteissa.

Il

Claims (2)

9 82787

1. Sähköinen kytkentälaite, jossa on eristävä kotelo (2, 4), liikkuva kosketin (36), ainakin yksi koteloon (2, 4) asennettu liikkumaton kosketin (48, 50), sekä elimet (10, 30. mainitun liikkuvan koskettimen (36) siirtämiseksi kosketukseen mainitun liikkumattoman koskettimen (48, 50) kanssa ja irti tästä, jolloin mainittu liikkumaton kosketin (48, 50. käsittää kytkentäterminaalin (52, 72) sekä U-muotoisen kaaren ohjausjohtimen (68, 82), jossa on rako (68e, 82e) sen suljetussa päässä, jolloin yksi haara (68a, 82a) mainitusta kaaren ohjaimesta on tuettuna pitkin mainittua kytkentäter-minaalia, tunnettu siitä, että kytkinterminaalissa (52, 72) on kosketin (66, 80), joka käsittää kosketinkärjen (66b, 80b) mainitussa kytkentäterminaalissa, jolloin kosketin ja kosketinkärki muodostavat suoran läpimenevän virtatien mainitulle liikkuvalle koskettimelle (36) kun liikkuva kosketin on kosketuksessa liikkumattoman kosketinkärjen kanssa, ja että mainitussa kaaren ohjaimessa olevan raon vastakkaiset sivut sijaitsevat mainitun koskettimen vastaavien vastakkaisten sivujen vieressä, jolloin kaaren ohjaimen toinen haara (68b, 82b) ulottuu pitkin mainittua kosketinkärkeä sekä on suunnattuna poispäin kosketinkärjestä ja mainitusta liikkuvasta koskettimesta, takaisinsuunnatun virtasilmukan muodostamiseksi kun mainittu liikkuva sekä liikkumaton kosketin erotetaan toisistaan suurvirtaolosuhteissa, jolloin aikaansaadaan maksimaalinen kaaren ulospuhallusvoima kosket-timien erottamiseksi nopeasti toisistaan, ja mainittu kaari siirtyy kaaren ohjaimen toista haaraa pitkin poispäin liikkuvasta koskettimesta ja mainitusta kosketinkärjestä, jolloin kaaren ohjaimen johdin on muodostettu massiivisesta kuparista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen, kytkentälaitteeseen tarkoitettu liikkumaton kosketin, tunnettu siitä, että mainittu kosketin (66, 80) käsittää massiivisen kappaleen sähköä johtavaa ainetta, joka on kiinnitetty mainittuun kytken-täterminaaliin (52, 72) sekä sijoitettu mainittuun kaaren ohjaimen rakoon (68e, 82e), jolloin mainittu kosketinkärki (66b, 80b) on kiinnitetty kappaleen pintaan lähelle kaaren ohjaimen mainittua toista haaraa (68b, 82b). 10 82787