Размыкатель переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности. Розетка 1 и вилка 2 выполнены в виде разомкнутых магнитопроводов 5 подковообразной формы с обмотками. Магнитопроводы вилки 2 и розетки 1 имеют скосы и покрыты магнитопроводной электроизоляционной пленкой типа ферроэласта. Магнитный шунт 8 выполнен в виде крышки 7, подпружиненной пружиной 9. Магнитопровод шунта 8 имеет торец, повторяющий форму торца вилки 2. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК..SU.„ (5ä 4 Н 01 К 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н ABT0PCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4253477/24-07 ,(22) 01.06.87 (46) 15.11.89, Бюл. Ф 42 (71) Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" (72) В.М,Терехов и О.А,Гончаров (53) 621,315 (088. 8) (56) Розетка РШ-П-20-0-1Р43-01-10/220

ТУ 16-526-463-?9 °

Патент ФРГ Ф 3032319, кл, Н 01 R 23/00, 1980, . (54) РАЗМЫКАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к злектро технике, Целью изобретения является повышение надежности, Розетка 1 и вилка 2 выполнены в виде разомкнутых магнитопроводов 5 подковообразной Сермы с обмотками. Магнитопроводы вилки

2 и розетки 1 имеют скосы и покрыты магнитопроводной злектроизоляционной пленкой типа ферроэласта, Магнитный шунт 8 выполнен.в виде крьппки 7, подпружиненной пружиной 9, Магнито.провод шунта 8 имеет торец, повторяю щий Форму торца вилки 2, 2 ил.

1522333

40 (Изобретение относится к электроехническому коммутационному оборудоанию и может найти применение в сисемах для подключения электроустано- 5 ок в помещениях с повышенной опас-. остью — производственных, испытаельных, складских, в частности в нергомашиностроении, на транспорте, ф.шахтах и т,д,, а также в ручном электроинструменте и переносных приорах.

Цель изобретения — повышение наежности, На фиг,1 показан размыкатель в f5 оставе розетки и вилки в разъединен-. ом виде; на фиг,2 — размыкзтель в амкнутом состоянии, Размыкатель состоит из розетки 1 вилки 2, Розетка I крепится на не- 20 ущем основании 3 (например, в нише тены), а вилка 2 размещается на тающем кабеле 4 электроприемника не показан)., Розетка 1 и вилка 2 меют однотипную конструкцию, содер- 25 ащую обмотку, неподвижно размещену1о на разомкнутом магнитопроводе 5 одковообразной формы, Розетка 1 и илка 2 помещены в жесткую электрозоляционную оболочку, Открытые сты- 30 уемые части магнитопроводоз 5 розети 1 и вилки 2 покрыты электроиэоляонной магнитопроводящей пленкой 6, апример,из пластичного материала ерроэласта, представляющего собой

35 частности, феррит бария или марганец-цинковый феррит с резиновой вязкой. Розетка 1 закрывается защит-. ной сдвижной крышкой 7, на внутренЙей поверхности которой закреплен магнитный -шунт 8, выполненный также из ферроэласта, Сечение магнитно« о шунта 8 выбирается несколько большим сечения магнитопровода 5. Под действием пружины 9, установленной 45 йа крышке 7, магнитный шунт 8 вплотную поджимается к стержням розеточноФо магнитопровода 5, замыкая его, фтыкуемые сечения стержней обоих маг итопроводов 5 могут быть косыми для увеличения площади контакта, что уменьшает переходное магнитное сопротивление и облегчает ориентацию при

Фводе и фиксацию вилки 2 (конструктивные элементы, обеспечивающие поджатие

М фиксацию вилки 2 в рабочем состоя55 сии, на фиг,2 не показаны), К обмотке розетки I подведена флектропитающая проводка. Напряжение к обмотке розетки 1 может быть подведено постоянно или подаваться при включении вилки 2 в розетку 1. В этом случае розетка конструктивно сблокирована с кнопкой, установленной в цепи питания ее обмотки, Вилка

2 своим корпусом замыкает кнопку, подавая тем самым питающее напряжение на обмотку розетки I, Устройство работает следующим образом, Размыкатель переменного тока может находиться в двух состояниях — разомкнутом и замкнутом.

В разомкнутом состоянии розетка 1 и вилка 2 разведены, в результате цепь питания электроприемника разъединена, Для розетки, постоянно под-. ключенной к сетевому напряжению, такое состояние соответствует режиму холостого хода. Магнитный шунт 8, замыкающий при этом магнитопровод 5 розетки 1, уменьшает ток холостого хода потери в стали и рассеяние магнитного потока. Вилка 2 обесточена, В замкнутом состоянии розетка 1 и вилка 2 сочленены, для чего магнитный шунт 8 сдвинут в сторону, Цепь питания электроприемника соединена.

Размыкатель в таком состоянии представляет собой преобразователь переменного тока трансформаторного типа с.замкнутым через пленку 6 ферроэласта магнитопроводом, причем обмотка розетки 1 является первичной, обмотка вилки 2. — вторичной, Перевод размыкателя из одного состояния в другое осуществляется вручную путем подсоединения или отсоединения вилки 2 от розетки 1 при поднятой крышке 7, Энергетические потери в обоих состояниях малы, безопасны и вполне при" емлемы при использовании раэмыкателя в условиях повышенной опасности, Магнитный поток обеспечен надежной магнитной связью благодаря малому магнитному сопротивлению на переходе магнитопровод — пленка ферроэласта, Эластичность пленки б и магнитного шунта 8 обеспечивает надежный контакт без зазора стыкуемых поверхностей, в том числе при вибрации и толчках.

Конструктивный расчет электромагнитных параметров размыкателя переменного тока выполняется по известной

1522333 6 вать поверхность соприкосновения ленточного магнитопровода с магнитным шунтом, При этом возрастает площадь магнитного контакта стержней магнитопровода с магнитным шунтом до необ ходимой величины, обеспечивающей прохождение магнитного потока нри зна" чениях магнитной индукции, не превы1р шающих величину индукции насыщения .для ферроэластов

Ф= В S= В», 5

15 где  — индукция насыщения ферро5»( эласта 4, 8 Тл;

S — сечение магнитного контак9

L та, см .

Расчет количества витков вторичной обмотки 1»1,2 выполняется по формуле (1), Величина W зависит от ЭДС вторичной обмотки Е, которая определяется напряжением питания U конкрет25 ного электроприе ка, При этом в паре с одной и той же розеткой размыкателя может использоваться ряд вилок на различные выходные напряжения

01 но выполненных для взаимозамепя30 емости и унификации в тех же габари" тах и установочных размерах.

Выбор диаметра провода обмоток (без учета изоля..:. .и(цля малогаба-, ритных трансформаторов при частоте сетй 50 Гц производят по приближенной формуле

В качестве магнитопровода принят стержневой ленточный из холоднокатаной стальной ленты толщиной 0 35 мм типа ПЛ. Такая конструкция магнитопровода допускает магнитную индукцию на

20-30Х выше по сравнению с шихтованной пластинчатой, более высокое заполнение площади окна и объема медным проводом, технологична, обладает меньшими потерями,. а следовательно, более высоким КПД и меньшими тепловыделениями. На каждом стержне помещается половина обмотки, Применение стержневой конструкции с двумя катушками по сравнению с. броневой при одинаковой стоимости дает выигрыш в мощности до 3071 в массе 5-6Х1 позво- 45 ляет создать меньшее поле рассеяния и улучшить охлаждение обмотки, Конструкция на ленточных сердечниках изготовляется для работы в различ:-ъ(х условиях, обеспечивая высокое сопротив- gp ление изоляции 20-50 Мом при сроке службы не менее 10 лет, Из опыта создания подобных конструкций трансформаторов типа ТА,ТАН для мощности 200 Вт принят магнито> провод ПЛ 20х40хбо, В качестве магнитного шунта используется фасонная деталь из ферроэласта. Конструкция позволяет увеличи0,63 мм

Потери в стали методике для силового малогабаритного трансформатора, Число витков первичной обмотки и сечение магнитопровода определяются из известной формулы

Е» 10

444f B» с Кс (1) где Е, — ЭДС первичной обмотки, В;

F. = U-Т» 7.„«0195U = 210 В, (U — напряжение питающей сети, В;

I» — ток первичной обмотки, А;

Z, — полное сопротивление первичной обмотки;

 — магнитнвя индукция в магнитопроводе, Тл;

В = 1,35 Тл;

q,=2û =

= 8 см — полное сечение стержня магнитопровода, см

К =0,95 коэффициент заполнения магнитопровода сталью;

f — частота сети.

210 10

W — — — — — — — — 900.

» 4, 44 50 1, 35. 8. О, 95

Р = Р„. С»,Вт1

1де Р - удельные потери в стали

1„9 Зт/кг для частоты сети 50 Гц1 индукции 1,35 тл и толпп»ны стали 0,35 мм;

60166 кг масса разомкнутого магнитопровоца розетки и вилки.

В разомкнутом состоянии соединения, т,е. ка холостом ходу

Pc = P, . » = l,9 0 66 = 1125 Вт

В замкнутом состоянии соединения

Р = 2 Р С = 2 1 9 0 66 — 2,5 Вт,, В разомкнутом состоянии соединения магнитный шунт замыкает магнитопровод. При э гам можно пренебречь

1522333 потерями в шунте по сравнению с по.терями в ленточном стальном магнитопроводе, Это возможно ввиду малой величины удельных потерь в ферро5 эласте и малой массы шунта, Для сравнения удельное сопротивление марга,Håö-цинковых ферритов колеблется в пределах 10-2000 Ом см в зависимости от марки феррита, в то время как 10 удельное сопротивление холоднокатаной электротехнической стали - в пределах

0,5-0,6 Ом.см.

Потери в меди, Принимая во внимание, что при правильном выборе 15 конструкции потери в первичной и вторичной обмотках приблизительно равны

Рм< Рм потери в меди при замкнутом состоя- 20 нии соединения 2

Р „= 2Рм, = 2Т < R = 2 0,9 ° 7,4=

12,3 Вт, 25 где R — омическое сопротивление об-! мотки: ф

К = 2,2 10-4 1," р. 2,2 10

900 15 — — — q=740м

0,63

S 152 2

S = — = — — =-. 60 см /Вт >) Р 295

>)15-20 см /Вт;

Бм

iAQ p

= — — г = 18 см /Вт

12 3

/Вт, 15-20 см где S,S „„ — открытая наружная поверхность магнитопровода и

2, обмотки, см

При удельных значениях охлаждающей поверхности не менее 15-20 см /Вт

2 превышение температуры активных материалов достигнет 40-60 С, что считао

55 ется вполне допустимым, Проверка нагрева при разомкнутом состоянии соединения не производится ввиду малой величины потерь в обмотгде 1А = 15 см — средняя длина витка обмотки.

Потерями в меди при разомкнутом

35 со стоя нии соединения, т, е, на холо стом ходу, пренебрегаем, Оценку нагрева магнитопровода и обмоток проводят по удельной охлаждающей поверхности, в том числе покрытой компаундом ке и наличия большого запаса по нагреву для магнитопровода, Ток холостого хода при разомкнутом состоянии соединения из-за малого значения потерь в стали принимается с 1 Р

Т „= I = « (- -) + 50 (---)

1ср

- 50 --- = О 12 А

И равным току намагничивания, Ток холостого хода носит реактивный характер, его реактивная составляющая может быть скомпенсирована установкой конденсатора параллельно первичной обмотке, Преимуществами предлагаемого магнитоконтактного ручного размыкателя является полная изоляция токоведущих частей розетки и вилки, что устраняет возможность попадания человека поц напряжение, в связи с этим безопасно использование ручного размыкателя в помещениях особо опасной категории; простота пользования, отключение вилки может производиться без снятия напряжения в сети; имеется видимый разрыв цепи; возможность создания серии однотипных вилок на ряд номинальных выходных напряжений при неизменных для этой унифицированной серии электромагнитных параметрах розетки; при этом такой разъем в сборе является преобразователем переменного по величине напряжения, гальванически не связанного с сетью; нарастание амплитуды выходного напряжения вилки происходит постепенно по мере сближения до контакта с розеткой, что облегчает условия запуска электроприемников, в частности, устройств с нелинейными характеристиками (например, ламп накаливания)> отсутствие искрения, дугообразования и электромагнитного излучения (помехи) при размыкании электропитающей цепи; возможность отключения вилки без затруднений при коротком замыкании во вторичной цепи в связи с размагничиванием сердечника и бездуговым характером разрыва, Применение раэмыкателя такого типа позволяет упростить схемы электро питания и во многих случаях улучшить экономические и весогабаритные показатели оборудования, в том числе и за

1522333

Составитель Ю,Киселев

Редактор M,Håäîëóæåíêo Техред М.Дидик Корректор С,Черни

Заказ 744 Тираж 412 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,!01 счет исключения из их конструкции силового трансформатора, Это особенно важно для переносных устройств, B электроинструменте такой размыкатель позволит отказаться от двойной изоляции.

Размыкатель улучшает электробезопасность и качество электромедицинских приборов, в которых необходимо обеспечить очень- малые токи утечки через изоляцию (например, приборы для акупунктуры, обезболивающие, диагностические и т,д,).

Формула изобретения

Размыкатель переменного тока, состоящий из вилки и розетки, каждая из которых выполнена в виде имеющих ! обмотки подковообразных магнитопроводов, обращенных друг к другу свободными концами, при этом плоскости контактирующих торцов магнитопроводов. покрыты защитным покрытием, о т л ич а ю шийся тем; что, с целью повышения надежности, он снабжен магнитным шунтирующим элементом, контактирующие торцы магнитопроводов выполнены со скосом, а защитное покрытие выполнено из эластичной магнитопроводящей электроизоляционной пленки, при этом шунтирующий элемент выполнен в виде подпружиненной крышки, шарнирно соединенной с розеткой, а ее торцовая поверхность выполнена со скосом, повторяющим скос вилки,