Контактная система

 

Изобретение относится к электромеханическим устройствам и может найти применение для повьтения виброустойчивости электромеханических реле, предназначенных для коммутации токов большой величины. Цель изобретения - уменьшение веса, габаритов и повышение эффективности гашения вибраций. Под воздействием внешних возмущающих вибраций или в момент коммутации контактные пружины (КП) Г и 2 начинают колебаться, потенциальная составляющая колебательной энергии концентрируется у места защемления КП 1 и 2. При закреплении в этой зоне демпфирующих элементов и гибкого мультиморфа (ГМ) 4 слои последнего вьшолняют функцию пассивных вибропоглощающих покрытий. Из-за возникновения пьезоэффекта при деформации слоев ГМ 4 вырабатывает электрические заряды, которые поступают в электрическую цепь, вьтолненную в виде замкнутого колебательного контура. Колебательная энергия подвижных частей контактной системы КП 1 и 2 дополнительно преобразуется в электрическую, отводится от конструкции и в качестве тепла вьщеляется на активном сопротивлении (ДС) в электрической цепи 7. Регулируя индуктивность 9, устанавливают резонансный режим токов в электрической цепи 7. На АС 8 увеличивается падение напряжения и, подбирая оптималыную величину АС 8, добиваются максимального вьщел ения энергии (тепла) на АС 8, что сопровождается максимальным уменьшением амплитуды колебаний КП 1 и 2. 3 ил. (Л ОЭ Од СО Э L8 фиг.;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1334199 сю 4 Н О1 Н 1/50, 57/00 уr: с.; 1 ,. 1ь !

ОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2!) 3858168/24-07 (22) 26.02.85 (46) 30.08.87. Бюп. N - 32 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) В.В.Волков, А.В.Гудялис, К.М.Рагульскис и Г.З.Римша (53) 621 ° 3.066.6(088.8) (56) Заявка Франции Р 2285695, кл. Н О1 Н 1/50, 1976.

Авторское свидетельство СССР.

11- 1188797, кл. Н 01 Н 1/50, 1985. (54) КОНТАКТНАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к электромеханическим устройствам и может найти применение для повышения виброустойчивости электромеханических реле, предназначенных для коммутации токов большой величины. Цель изобретения— уменьшение веса, габаритов и повышение эффективности гашения вибраций.

Под воздействием внешних возмущающих вибраций или в момент коммутации контактные пружины (КП) 1 и 2 начинают колебаться, потенциальная составляющая колебательной энергии концентриI руется у места защемления КП 1 и 2.

При закреплении в этой зоне демпфирующих элементов и гибкого мультиморфа (ГМ) 4 слои последнего выполняют функцию пассивных вибропоглощающих покрытий. Из-за возникновения пьезоэффекта при деформации слоев ГМ 4 вырабатывает электрические заряды, которые поступают в электрическую цепь, выполненную в виде замкнутого колебательного контура. Колебательная энергия подвижных частей контактной системы КП 1 и 2 дополнительно преобразуется в электрическую, отводится от конструкции и в качестве тепла

Ф выделяется на активном сопротивлении @ (С) в электрической цепи 7. Регулируя индуктивность 9, устанавливают резонансный режим токов в электрической цепи 7. На АС 8 увеличивается падение напряжения и, подбирая оптималь-. ную величину АС 8, добиваются максимального выделения энергии (тепла) на АС 8, что сопровождается макси- ф 1 мальным уменьшением амплитуды колеба- С,1 ний КП 1 и 2. 3 ил. 4ь

CO

1334

Изобретение относится к электромеханическим переключающим устройствам и может быть использовано для повышения виброустойчивости контактных групп переключающих устройств, в частности электромеханических реле, предназначенных для коммутации токов большой величины.

Цель изобретения — уменьшение веса,р габаритов и повышения эффективности гашения вибраций.

На фиг.! изображена блок-схема предлагаемой контактной системы; на фиг.2 — зависимости относительной 15 амплитуды колебаний контактных пружин от уровня возбуждения при отключенной электрической нагрузке; на фиг.3 — зависимости относительного уменьшения амплитуды колебаний кон- 20 тактных пружин от величины нагрузки.

Контактная система содержит подвижную 1 и неподвижную 2 консольно закрепленные плоские контактные пру7с жины, на которых находятся контакты

3. С наружной стороны вдоль обоих пружин 1 и 2, начиная с места защемления до середины закреплены демпфируюшие элементы 4, выполненные в виде гибкого мультиморфа из склеенных ЗС и соециненных между собой электрически последовательно слоев пьезополимерной пленки, на которой с обеих сторон нанесены (напылены) наружный и внутренний электроды., при этом век- г5 тор поляризации всех слоев имеет одинаковое направление. К электродам подключаются два вывода 5 и 6. Первый вывод 5 подключается к внутреннему электроду первого слоя. пьезополи- 40 мерной пленки, прилегающей к плоским контактным пружинам 1 и 2, а вывод

6 — к наружному электроцу последнего слоя. Оба вывода подсоединяются к электрической цепи 7, выполненной в виде электрического колебательного контура из соединенных последовательно переменных активного сопротивле— ния 8 и индуктивности 9.

Контактная система работает сле- 5р дующим образом.

Под воздействием внешних возмущающих вибраций или в момент коммутации контактные пружины 1 и 2 начинают колебаться, что в большинстве случаев является нежелательным, при этом потенциальная составляющая колебатель— ной энергии концентрируется у места защемления контактных пружин 1 и 2.

199 2

В случае закрепления в этой зоне демпфирующих элементов 4 в данном случае гибкого мультиморфа, слои последнего из-за потерь на внутреннее трение выполняет функцию пассивных вибропоглощающих покрытий.

Однако, из-за возникновения пьезоэффекта при деформации слоев гибкого мультиморфа 4, последний также вырабатывает электрические заряды, которые поступают в выполненную в виде колебательного контура электрическую цепь 7 (эквивалентная электрическая схема гибкого мультиморфа 4 имеет подобие с конденсатором). Таким образом, колебательная энергия подвижных частей контактной системы, в данном случае плоских контактных пружин и 2, дополнительно преобразуется в электрическую, отводится от конструкции и в качестве тепла выделяется на активном сопротивлении 8 электрической цепи 7. В случае доминирования монохроматической частоты внешней возмущающей вибрации путем подстрой.— ки величины регулируемой индуктивности 9 устанавливается резонансный режим токов в электрической цепи 7, что отражается увеличением величины падения напряжения на активном сопротивлении 8, и, подбирая оптимальную величину сопротивления 8, добиваются максимального выделения энергии в качестве тепла на сопротивлении 8, что соответствует максимальному коэффициенту поглощения демпфируемых элементов и сопровождается максимальным уменьшением амплитуды колебаний подвижных контактных пружин 1 или 2.

Эффективность предлагаемой контактной системы иллюстрируется графиками на фиг.2 и 3.

На фиг.2 изображены зависимости относительной амплитуды А./А кон0 тактной пружины от уровня возбуждения на первой собственной частоте при отключенной электрической нагрузке, где А; — амплитуда колебаний контактной пружины без демпфирующих элементов, Ао — амплитуда колебаний контакта с демпфирующими элементами в виде гибкого мультиморфа, но при отключенной внешней нагрузке и различ-ном количестве слоев пьезополимерной пленки гибкого мультиморфа(кривая !в

2 слоя, кривая 2 — 4 слоя, кривая 3—

6 слоев). Из этого графика видно, что при увеличении числа слоев уровень

3 13341 вибрации уменьшается. но, с другой стороны, черезмерное увеличем ".:,с-."-.; слоев может привести к ухудшению, намических характеристик контактных

5 пружин.

На фиг.3 изображена зависимость относительного уменьшения амплитуды

1 колебаний контактных пружин А /А. (! 1 от величины нагрузки, где А. — вели- io чина амплитуды колебаний койтактной пружины при определенной электрической нагрузке (кривая 1 — нагрузка имеет только активный характер, кривая 2 — нагрузка индуктивно-актив- 15 ная).

Из графиков на фиг.2 и 3 следует, что в результате крепления демпфирующих элементов в виде мультиморфа из слоев пьезополимер;о пленки. амплиту- 20 да колебаний уменьшается на 25% (кривая 3 на фиг.2), а в последующем, в результате подключения нагрузки оптимальной величины — еще дополнительно на 18 (кривая 2 на фиг.3). Таким 25 образом, в общемслучае уровень резонансных вибраций уменьшается на 43 по сравнению с уровнем вибраций контактной пружины без демпфирующих элементов, при этом надо отметить, что ЗО используемые в качестве демпфирующих элементов пьезополимерные мультиморфы обладают довольно высоким внутренним трением, причем потери на трения еще увеличиваются из-за трения между соседними слоями пьезопленки и клеевых соединений, что способствует увеличению эффективности гашения вредных вибраций, Так как гибкий пьезополимерный 4р мультиморф не оказывает существенного влияния на жесткостные свойства подвижных контактных пружин, то остаются прежними быстродействие кон99 тактной системы, а также требуемое для коммутации прижимное усилие.

Ввод в электрическую схему контактной системы переменной индуктивности, с помощью которой устанавливается резонанс токов в электричес— кой цепи позволяет увеличить демпфирующие способности с 10 (кривая 1 на фиг.3) до 18 (кривая 2).

Предлагаемую контактную систему целесообразно применять в тех случаях, когда к процессу коммутации выдвигаются повышенные требования в надежности и работоспособности, а коммутационная аппаратура подвергается интенсивному вибрационному воздействию, причем в этом случае возможно слежение за количеством выделяемой гибким мультиморфом энергии, что позволяет осуществлять контроль работоспособности контактной системы и прогнозировать момент возникновения в ней аварийного состояния.

Формула и з обретения

Контактная система с приспособлением для снижения уровня вибрации, содержащая демпфирующий элемент, выполненный в виде пластинообразного пьезоэлемента, установленного в зоне наибольшей деформации и замкнутую электрическую цепь, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью уменьшения веса, габаритов и повышения эффективности, пьезоэлемент выполнен в виде гибкого мультиморфа из электрически последовательно соединенных и склеенных между собой слоев поляризованной, металлизированной пьезополимерной пленки, а электрическая цепь выполнена в виде резонансного контура.

1334199

0, 0,Е

10д кИ

10 н

qlu8.д

Составитель M.Òðoôèìîâà

Техред М,Дидык Корректор M.Äåì÷èê

Редактор А.Ревин

Заказ 3967/48

Тираж 697 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4