Высоковольтный вакуумный переключатель

 

Использование: в электротехнике, а именно в конструкциях высоковольтных вакуумных переключателей. Высоковольтный вакуумный переключатель содержит вакуумировзнную оболочку, выводы на ее торцовой поверхности, электромагнитную систему управления клапанного типа, расположенные в вакуумированной оболочке неподвижные контакты и п зазоре между ними - П-образный упругий подвижный контакт . Новым в переключателе является: упругое крепление подвижного контакта одним концом в ьыполненной на конце вы-, вода кольцевой канавке с возможностью упругого перемещения концов его боковых пластин в зоне крепления вдоль вывода при перемещении подвижного контакта между неподвижными контактами в плоскости, проходящей через продольную ось переключателя и совпадающей с направлением перемещения якоря Электромагнита; выполнение на концах каждой пластины подвижного контакта в месте сочленения с выводом паза в направлении продольной оси подвижного контакта шйриной по диаметру вывода в кольцевой канавке;-смещение паза в каждой из пластин относительно продольной оси симметрии в противоположном друг от друга направлении на удвоенную сумму допуска яга их ширину и снабжение пазов отверстием с диаметром больше сопредельного диаметра вывода на суммарную толщину пластин подвижного контакта; отгиб нижней пластины подвижного контакта за yt жами крепления оси вращения в противоположном от верхней пластины напрагленйи Ра угол. не менее чем в два раза превышающий угол-перемещения подвижного контакта от одного неподвижного контакта До другого, и снабжение ее в середине , расположенной перпендикулярно продольной оси и имеющей высоту, равную зазору между расположенными параллельно частями пластин подвижного кбнтаТга. 3 з.п. ф-лы. 5 ил. XJ (Л Os

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU ÄÄ 1756963 А1 (я)5 Н 01 Н 33/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Ф ругого перемещения концов его боковых пластин в зоне крепления вдоль вывода при перемещении подвим ного контакта между неподвижными контактами в плоскости, проходящей через продольную ось переключателя и совпадающей с направлением перемещения якоря электрамагнита; вы- полнение на концах каждой пластины подвижного контакта в месте сочленения с выводом паза в направлении продольной оси подвижного контакта шйриной по диаметру вывода в кольцевбй канавке;.смещение паза в каждой из пластин Относительно продольной оси симметрии в противоположном друг от друга йаправлении на удвоенную сумму допуска йа»- их" ширину и снабжение пазов отверстием с диаметром больше сопредельного диаметра вывода на суммарчую толщину пластин подвижного контакта; отгиб нижней пластины подвижного КоНТВКТа за у ками крепления оси вращения в противоположном от верхней пластины направленйи» йа уго»л,» не менее чем в два раза превышаюЩйй угол перемещения подвижного контакта от одного неподвижного контакт»а "до другого, и снабжение ее в серес;ине гофрой, расположенной перпендикулярно продольной оси и им»еющей высоту, равную зазору между расположенными параллель»йо частями пластин подвижного кой»такт»а. 3 з.п. ф-л ы, 5 ил. (21) 4875164/07 (22) 17.10.90 (46) 23.08.92. Бюл. N 31 (71) Н аучно-исследовательский институт электронно-механических приборов. (72) В.С,Бочкарев (56) Патент США

N 3238324, кл. 200-87, 1966.

Патент США

N3296568,,кл. 335-14, 1967, Авторское свидетельство СССР

N 826443, кл. Н 01 Н 33/66, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N 938327, кл, Н 01 Н 33/66, 1982, (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВАКУУМНЫЙ

ПЕРЕКЛ1ОЧАТЕЛ Ь (57) Использование: в электротехнике, а именно в конструкциях высоковольтных ва-. куумных переключателей. Высоковольтный вакуумный переключатель содержйт вакуумированную оболочку, выводы на ее торцовой поверхности, электромагнитную систему управления клапанного типа, расположенные в вакуумированной оболочке неподвижные контакты и 0 зазоре между . ними — П-образный упругий подвижный контакт, Новым в переключателе является: упругое крепление подвижного контакта одним концом в выполненной на конце вывода кольцевой канавке с возможностью упИзобретение огносится к электротехми- и бортовой электро- и радиотехнической апке, а именно к высоковольтным вакуумйы»м " "паратуре для подключенйя источников пи- @ переключателям, предназначенным=д7М тания и нагрузок, для переключения коммутации без нагрузки мощных высоко- антенных цепей, отводов катушки высокочастотных цепей. контура, конденсаторов -вйсоковольтных цепей, в антенно-с îrëàñóloùèx устройствах, фильтрах подавлении гармоник, резонанс ных контурах и т.д.

Вакуумный переключатель может быть использован в стационарной, передвижной

1756963

Известные вакуумные переключатели и кости. Это повышает необходимое для его вакуумные реле на переключение, предназ- деформации усилие, чтотребует повышения наченные для этих целей, имеют ряд суще- мощности электромагнита, а следовательствующих недостатков. но, массы и.габаритов реле. Увеличение шиИзвестное вакуумное реле на переклю- 5 рины подвижного контакта позволяет чение имеет низкую токопропускную спо- существенно повысить его эффективное расобность. Б первую очередь это бочее сечение, но одновременно требует обусловлено малым эффективным рабочим увеличения массы и габаритов реле. 06уссечением упругого подвижного контакта на ловлено это сложностью размещения таковысокой частоте вследствие "скинэффекта" 10 ro контакта в ограниченном пространстве и наличием на его конце раздвоения, увели- внутри вакуумированной оболочки, с обесчивающего путь прохождения БЧ тока и по- печением при этом требуемой электропрочтери мощности на нагрев, Кроме того, ности и надежности сочленения с выводом жесткое крепление подвижного контакта на подвижного контакта и якорем электромагвыводе требует значительногоусилия на его 15 нита. С учетом того, что при увеличении шидефорМацию от среднего положения до за- рины подвижного контакта увеличивается мыкания на неподвижные контакты. В ре- необходимое усилие для его деформации, зультате на эту же величину снижается масса и габариты реле возрастают еще и за контактное нажатие, что так>ке способству- счет необходимости существенного повыет снижению токопропускной способности 20 шения мощности электромагнита. реле. Необходимотакжеотметить,что всо- В известных конструкциях вакуумных вокупности со значительной силой упругой реше на переклк>чение подвеска подвижнореакции подвижного контакта. снижение го контакта на выводе выполнена с поконтактного нажатия определяет нйзкуюус- мощью двух пуклевочн ых выступов, тойчивость данного реле к воздействию ус- 25 выполненных на лепестках иэ упругого мекбрения . механических нагрузок. тапла и входящих в диаметрально располоПроявляется это в размыкании цепи замк- женные углубления на выводе подвижного нутых контактов, особенно при совпадении контакта. При такой подвеске создается силы упругой реакции с направлением уско- шарнирное соединение подвижного контакрения механических нагрузок. 30 та с выводом, подвйжность в котором обесНаряду с отмеченным, реле имеет зна- печивается вращением подвижного чительную индуктивность из-за большого контакта на пуклевочных выступах относипути тока по подвижному контакту вследст- тельно углублений в выводе. По существу вие наличия раздвоения на его конце. а по- получается вращение подвижного контакта этому низкую собственную резонансную 35 как бы на оси, что позволяет перемещать его частоту и сравнительно небольшой диапа- в направлении замыкания и размыкания цезон рабочих частот, Сочленение якоря (с по- пи неподвижных контактов при существенмощью установленного в него сферического но меньшем противодействующем усилии, элемента) сподвижным контактом сложно и чем при жестком закреплении его íà вывоненадежно, так как сферический элемент не 40 де. имеет жесткой фиксации в якоре электро- За счет снижения противодействующемагнита. Значительные технологические го усилия повышается контактное нажатие трудности при сборке и пайке реле вызыва- без увеличения жесткости возвратной прует конструкция оболочки в виде двух сва- жины и мощности электромагнита. Поэтому ренных между собой металлических частей, 45 реле с шарнирной подвеской подвижного с одной из которых через промежуточные контакта на выводе более устойчивы к возизоляционные втулки соединены пайкой действию механических нагрузок, чем в слувысоковольтные выводы. чае жесткого крепления упругого

Пропускаемый через токопроводник ВЧ подвижного контакта на выводе, ток обычно повышают увеличенйем диамет- 50 Однако и в реле с шарнирной подвеской ра у круглого, толщины и (или) ширины у подвижного контакта на выводе проблема плоского токопроводников. повышения их токопропускной способности

В рассмотренной выше конструкции ва- без увеличения массы и габаритов не решекуумного реле подвижный контакт выпол- на. Обусловленно это теми же причинами, нен в форме плоского проводника 55 что и у реле с жесткимкреплением плоского небольшой толщины. Поэтому увеличение упругого контакта на выводе. Более того, за его толщины дает незначительное повыше- счет дополнительных потерь ВЧ мощности ние эффективного рабочего сечения на ВЧ, на контактном переходе между соприкасаКроме того, увеличение толщины подвижно- ющимися поверхностями пуклевок подвижго контакта вызывает резкий рост его жест- ного контакта и углублений в выводе, реле с

1756963 шарнирной подвеской подвижного контак- этот люфт снижает контактное нажатие, так та и углублений в выводе, реле с шарнйрной как часть перемещения подвижного контакподвеской подвижного контакта имеют та, которая должна быть направлена на конменьшую токопропускную способность в тактное нажатие, фактически идет на сравнении с жестким креплением на выводе 5 преодоление "паразитного" люфта. Снижеподвижного контакта, . ние контактного нажатия вызываетувеличеУсугубляется это износом соприкасаю- ние сопротивления замкнутых контактов, а щихся поверхностей при длительной комму- следовательно, йотерь мощности ВЧ на натации. Этот износ определяется большими грев контактов, и повышение вероятности силами "сухого" трения скольжения в ваку- 10 размыкания цепи замкнутых контактов при уме между взаимодействующими при ком- воздействии вибрационных и ударных намутации поверхностями пуклевочных грузок, Следствием этого является снижевыступов на подви>кном контакте и углубле- ние надежности и долговечности работы ний на выводе. Способствует повышению переключателей.. износа сильное сжатие сопрягаемых кон- 15 Крометого, из-задопусковнаизготовлетактируемых поверхностей и несоосность ние деталей и узлов, изменяется взаимораспуклевок между собой и относительно уг- положение системы взаймодействующих при лублений в выводе, В результате появления коммутации элементов переключателя. В релюфтов в паре "пуклевки — углубления", реле эультате, как при шарнирном так и при жестс шарнирной подвеской подвижного кон- 20 ком креплении такого подвижного контакта такта имеют худшую стабильность срабаты- на выводе будет иметь место разбалансивания при длительной коммутации, Наряду ровка системы относительно физического сэтим,,люфты уменьшают контактное нажа- центра сочленения: якорь — подвижный контие между контактирующими поверхностя- такт — вывод. Вследствие этого резко возрами пуклевок и углублений в выводе, а также 25 стает противодействующее усилие при в зоне контактирования подви>кного и не- замыкании цепи койтактов, так какзатрачи подвижных контактов. Таким образом, реле вается дополнительное усилие при.замыкас шарнирной подвеской подвижного кон- нии цепи контактов, так как затрачивается такта имеют худшую стабильность парамет- дополнительное усилие на преодоление ров при длительной коммутации, чем реле с 30 противодействия от разбалансировки сисжестким креплением подвижного контакта темы,обусловленнойсмещениемреального на выводе, центра соединения подвижного контакта с

Наиболее близким к изобретению явля- якорем электромагнита от физического. ется вакуумный переключатель, сущность Особенно резко возрастает дополнительрешения которого состоит в том, что повы- 35 ное усилие при жестком закреплении П-обшение пропускаемого ВЧ тока в этом пере- разного подвижного контакта на выводе. ключателе достигнуто применением Определяется этотем,чтовотличиеотшарупругого ленточного контакта П-образной нирного, при жестком креплении теряется или U-образной формы, размещенным в за- одна степень подвижности взаимодействузоре между неподви>кными контактами и 40 ющих при коммутации элементов; а именно жестко закрепленным концами боковых от вращения подвижного контакта на вывопластин на выводе подвижного контакта.. де, способствующего в некоторой степени

Такое решение позволяет более, чем в два компенсации противодействующего усираза увеличить эффективное рабочее сече- лия. При переходе от реального к физичение подвижного контакта на ВЧ, а следова- 45 скому центру системы, в случае жесткого тельно, величину пропускаемого ВЧ тока.. крепления П-образногоподвижногоконтакОднако и этот вакуумный переключа- та, переход происходит за счет изгиба контель имеет существенные недостатки, кото - такта в продольном и одновременного рыесостоятвследующем. Во-первых,унего скручивания в поперечном направлении, а не устранены недостатки, присущие вакуум- 50 для этого требуется большее усилие, чем в ным реле на переключениес>кестким креп- случае шарнирного соединения. Увеличе- . лением плоского упругого подвйжного ние противодействующего усилия требует контакта на выводе. Кроме того, обеспече- дополнительного увелйчения жесткости ние перемещения верхней части П-образно-, возвратной пружины и мощности электрого контакта требует наличия 55 магнита, чтобы неснижалось контактное нагарантированного зазора между боковой жатие, т.е. увеличивать массу и габариты„ поверхностью стержневого контакта и"по - или сйижать величину пропускаемого ВЧ верхностью отверстия в верхней части П-об- тока и ускорение механических нагрузок разного ленточного контакта. В при сохранении массы и габаритов пересовокупности с допусками на изготовление ключателя.

1756963

15

35

40 бодного конца подвижного контакта от одного неподвижного контакта до другого.

45 На фиг. 1 изображен предлагаемый пе50

Следует также Отметить то, что иэ-за достаточно большой длины боковые части

П-образного упругого ленточного контакта име от сравнительно низкую собственную частоту механического резонанса, что существенно ограничивают диапазон рабочих частот вибрационных нагрузок у рассматриваемого переключателя, Таким образом, ни шарнирная подвеска подвижного П-образного контакта, ни жесткое его крепление на выводе не решает проблему повышения пропускаемого тока, устойчивости к воздействию механических нагрузок и надежности работы беэ увеличения массы и габаритов.

Целью изобретения является повышение такопропускной способности, устойчивости к воздействию механйческих нагрузок и надежности работы при длительной коммутации без увеличения массы, га- 2 баритов и без усложнения конструкции предлагаемого переключателя, Цель достигается тем, что в известном высоковольтном вакуумном переключателе, содержащем вакуумировэнную оболочку, 2 выводы на ее торцовой поверхности, электромагнитную систему управления клапаннога типа, расположенные в вакуумированной оболочке неподвижные контакты и в зазоре между ними П-образный упругий подвижный контакт, который согласно предлагаемому изобретению одним концом упруго закреплен в выполненной на конце вывода кольцевой канавке с возможностью упругого перемещения его боковых пластин в зоне крепления вдоль вывода при перемещении подвижного контакта между неподвижными контактами в плоскости, проходящей через продольную ось переключателя-и ось вывода подвижного контакта. Для этого йа концах каждой из пластин в месте сочленения с выводом выполнен паз в направлении продольной оси подвижного контакта шириной по диаметру .вывода в кольцевой канавке. Причем паз в каждой из пластин смещен относительно продольной оси симметрии в противоположном друг от друга направлении по крайней мере на удвоенную величину допуска их ширины и снаб>кены отверстиями, диаметр которых выполнен большим диаметра вывода в его канавке на суммарную толщину пластин подвижного контакта. Кроме того, нижняя пластина подвижного контакта снабжена в середине гофрой. расположен- 5 ной перпендикулярно его продольной аси и имеющей высоту, равную зазору между расположенными параллельно частями пластин, а часть нижней пластины эа ушками крепления оси вращения подвижного контакта отогнута в противоположном от верхней пластины направлении на угол, не менее чем в два раза превышающего угол перемещения свободного конца подвижного контакта от одного неподвижного контакта к другому. Сопоставительный анализ с известным позволяет сделать вывод, что предлагаемый высоковольтный вакуумный переключатель атлйчается тем, что подвижный контакт одним концом упруго закреплен в выполненной на конце выводе кольцевой канавке с возможностью упругоro перемещения концов его боковых пластин в зоне крепления вдоль вывода при перемещении подви>кного контакта между неподвижными контактами в плоскости, проходящей через продольную ось переключателя и совпадающей с направлением перемещения якоря электромагнита; на концах каждой из пластин подвижного контакта в местах сочленения с выводом выполнен паз в направлении продольной оси подвижного контакта шириной по диаметру вывода в кольцевой канавке, причем паз в каждой из пластин смещен относительно продольной оси симметрии в противопола>кном друг от друга направлении на удвоенную сумму допуска на их ширину и снабжены отверстиями, диаметр которых выполнен большим сопредельного диаметра вывода на суммарную толщину пластин подвижного контакта; нижняя его пластина в середине снабжена гофрой, располо>кеннай перпендикулярно продольной оси и имеющей высоту, равную зазору между расположенными параллельно частями пластин подвижного контакта, а часть нижней пластины за ушками крепления оси вращения подвижного контакта отогнута в противоположнам от верхней пластины направлении на угол, не менее чем s два раза превышающего угол перемещения свореключатель, общий вид; на фиг, 2 — то же, вид сбоку(частично в разрезе); на фиг. 3— вид A на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг.

1; на фиг, 5 — узел (на фиг. 4; на фиг. 6— подвижный контакт в исходном состоянии

Вакуумный переключатель состоит иэ вакуумплотной металлокерамической оболочки, узла подвижного контакта, корпуса электромагнитной системы управления и катушки электромагнита

Металлокерамическая оболочка включает в себя керамический корпус 1, вакуумплотно спаянный с медными выводами в виде стержней 2 и 3, и трубчатым штен гелем

4. В нижней части корпус 1 спаян вакуумп1756963

10 лотно с тонкостенным переходным кольцом жат для подпайки в схеме проводников от

5 из медноникелевого сплава. К внутренним источника питания обмотки управления. концам вывода 2 и штенгеля 4 механически При сборке пластины подвижного конпрочно прикреплены неподвижные контак- такта 8 сжимаются до соприкосновения в ты 6 и 7 нуклевочными выступами строго 5 месте расположения пазов. а затем пазы навстречу друг другу, Оси контактов 6 и 7 принудительной деформацией пластин сорасположены относительно друг друга под вмещаются и контакт 8 устанавливается в о углом 120, В выводе 3 на конце имеется кольцевую канавку на выводе 3. После разкольцевая канавка для упругой посадки на жатия пластинзасчетупругихсвойствматевывод3 подвижного контакта 8 измолибде- 10 риала и возврата пазов в начальное на. Выводы 2 и 3 наполовину их длины вы- положение обеспечивается упругая подвеполнены полымидля обеспечения пайки без ска подвижного контакта 8 на выводе 3, 3аразрушения оболочки из-за различных зна- тем на отогнутую часть якоря 10 одевается чений КТ Р керамики и меди. Конструкция возвратная пружина 11, для чего у нее на схватывающих спаев обеспечивает получе- 15 конце имеется паз. Пружина 11 имеет U-обние надежных вакуумплотных швоа с высо- разную форму для обеспечения ее высокой кой механической прочностью, циклической износостойкости. На собранУзел подвижного контакта включает в ную с узлом подвижного контакта металлосебя П-образный подвижный контакт 8, ко- . керамическую оболочку устанавливается

TopblA пазами на концах пластин входит в 20 корпус электромагнита и они соединяются кольцевую канавку на выводе и защелкива- между собой вакуумплотно с помощью сварется на нем при сборке за счет упругих ки, свойств материала и смещения пазов в пла- По завершению вакуумно-технологичестинах относительно продольной оси кон- ской обработки в зазор между сердечником такта. В отверстия ушек подвижното 25 14 и корпусом 12 устанавливается катушка контакта входит ось 9 вращения из диэлек- . электромагнита и закрепляется с помощью трика, например из искусственного минера- винта 23, входящего в резьбовое отверстие ла; выполняющая одновременно"роль оси сердечника 14. Крепление переключателя в вращения подвижного контакта и йзолйтора аппаратуре обеспечено наличием резьбы на высоковольтной цепи контактов от низко- 30 корпусе 12. двух крепежных гаек 24 и шайбы вольтной цепи управления. Ось 9 жестко 25. Для подсоединения вывода 3 к схеме закреплена в якоре 10, который имеет на служитлепесток26,спаянныйсоштенгелем одном конце изогнутую под углом часть для 4. Из внутреннего объема переключателя сочленения с возвратной пружиной 11.. через штенгель 4 откачивают воздух и газы, Корпус электромагнитной системы уп- 35 выделяющиеся в процессе вакуумно-техно. равления состоит из корпуса 12, спаянного логической обработки. По окончанию ее . с основанием 13, из магнитомягкого метал- штенгель пережимается вакуумплотно с ла, которое в свою очередь вакуумплотйо обеспечением при этом диффузионной спаяно с сердечником 14 из магнитомягкого сварки места пережима, а затем устанавлиметалла и диамагнитной шайбой 15. На кор- 40 вается защитный колпачок 27. пусе электромагнита 12 выполнена резьба Переключатель работает следующим для крепления переключателя на рабочем . образом. месте. Шайба15 выполняетроль разделите- Контактная система переключателя соля среды атмосфера и вакуум и исключает стоит из двух неподвйжйых и одного пошунтирование силовых линий магнитного 45 движного контактов, размещенных с поля; На основании 13 закреплена таблетка определенным зазором относительно друг газопоглотителя 16, служащая для сохрайЬ- друга внутри металлокерамйческой оболочнияи поддержаниярабочегодавлениявнут- ки, в объеме которой создан высокий вакури переключателя в течение заданного ум, служащий рабочим диэлектриком срока службы. 50 переключателя.. При отсутствии напряжения на обмотке управления электромагнита, Катуыи(а электромагнита состоит из кар-- - пружина 11 отжимает якорь 10 электромагкаса 17 катушки, расположенной на нем об- нита от сердечника 14. Якорь 10, подвижно мотки 18, изоляционного цилиндра 19 и связанный черезось 9 с подвижным контакизолятора 20 с выводами 21, которые собра- 55 том 8, прижимает при этом подвижный канны в корпусе 22 из магнитного металла и такт 8 к неподвижному контакту 6. жестко скреплены между собой, например; При подаче напряжения питания на обс помощью эпоксидного клея. К выводам 21 мотку управления;.пад действием создаваеподпаяны концы намоточного провода об- - мого ею магнитного поля, якорь мотки 18. Наружные концы выводов 21 слу- электромагнита 10, перекатываясь по линии

1756963

10

30

40

55 его опоры на основании электромагнита 13, притягиваетсл к сердечнику 14 и сжимает . возвратную пру>кину 11, Якорь 10 и подви>кный контакт 8 соединены между собой подвижно с помощью оси-изолятора 9.

Благодаря этому перемещение якоря 10 вызывает одновременное вращение подвижного контакта 8 на оси 9 и перемещение его в пространстве в том же направлении, что и якоря 10. При этом свободный конец подвижного контакта 8 перемещаетсл в наI правлении его замыкания на разомкнутый в исходном положении неподвижный контакт 7.

Одновременное (безлюфтовое) перемещение пластин подвижного контакта обеспечено плотным прижатием гофры нижней пластины к верхней за счет поджатия отогнутой в исходном положении части нижней . пластины при установке пластин контакта 8 в кольцевой паз вывода 3. Подвижный контакт 8 вращаетсл на оси 9, имея опору упругого качения на выводе 3. Возможность свободного перемещения в пространстве связки: подвижный контакт — якорь обеспечиваетсл упругой деформацией расположенных в пазе вывода 3 пластин контакта 8 перпендикулярно их продольной оси, т.е, вдоль вывода 3, одновременно с упругим (подпружиненным) качением подвижного контакта 8 в кольцевой части вывода 3, В результате требуется значительно меньшее усилие в сравнении с шарнирной или >кесткой подвеской подвижного контакта на выводе.

После снятия напряжения питания с обмотки управления возвратная пружина 11 отжимает якорь 10 и возвращает подвижный контакт 8 в первоначальное положение., Ток высокой частоты в каждой иэ положений подвижного контакта проходит по следующему пути; вывод неподвижного контакта — неподвижный контакт — контактный переход между неподвижными и подвижн ыми контактами. Далее ток разветвляется и идет по каждой из пластин, а затем через контактный переход между каждой из пластин и соответствующей им поверхностью кольцевой канавки на вывод подвижного контакта.

Упругая подвеска П-образного подвижного контакта на выводе устраняет недостатки, имеющиеся при шарнирном или жестком его креплении нэ выводе. Достигается это в первую очередь за счет того, что упругэл подвеска подвижного контакта на выводе снижает усилие возвратной пружины и электромагнита, расходуемого на преодоление сил трения сколь>кения в вакууме при шарнирном креплении и сил. необходиMblx для деформации и скручивания пластин при жестком закреплении подвижного контакта на выводе, Возможность упругого перемещения концов пластин в кольцевой канавке по выводу s направлении его продольной оси практически полностью устраняет силы противодействия, обусловленные переходом системы: якорь — подвижный контакт — вывод OT реального к физическому центру при перемещении подвижного контакта между неподвижными контактами в

15 плоскости, проходящей через продольную ось переключателя и ось вывода подвижного контакта. B совокупности снижение противодействующих сил способствует повышению на 20-30 контактного нажатия в каждой из IBp замкнутых контактов, а следовательно, и величины пропускаемого через замкнутые контакты ВЧ тока, устойчивости к воздействию механических нагрузок и надежности работы без увеличения массы и габаритов переключателя

При упругой подвеске П-образного подвижного контакта на выводе устраняется износ, имеющий место при шарнирной подвеске подвин<ного контакта на выводе и onределлемый силами "сухого" трения скольжения между соприкасающимися в вакууме поверхностями пуклевок на контакте и углублений в выводе., Поэтому, в отличие от шарнирной, при упругой подвеске подвижного П-образного контакта на выводе обеспечивается стабильность параметров предлагаемого переключателя при длительной коммутации. .Выполнение на концах каждой из пластин подви>кного контакта пазов в направлении его продольной оси шириной по диаметру вывода s кольцевой канавке определяет подвижность пластин в этой канавке при. перемещении подвижного контакта между неподвижными контактами и обуславливает простоту установки П-образного контакта на вывод, Смещение пазов в каждой из пластин относительно продольной оси симметрии подвижного контакта в про50 тивоположном друг от друга направлении на удвоенную величину допуска на их ширину и выполнение на концах пазов отверстий обеспечивают надежную фиксацию подвижйого контакта. после установки его в кольцевую канавку вывода. Достигается это тем, что перед установкой подвижного контакта в кольцевую канавку вывода, пазы совмещаютсл за счет принудительной деформации пластин относительно продольной оси на13

1756963

14 встречу друг другу. После установки по- пендикулярно продольной оси и имеющей движного контакта в кольцевую канавку, высоту. равную зазору между расположенпластины за счет упругой реакции.возвра- ными параллельно частями пластин, обесщаются s исходное состояние..уменьшая печивает надежное пропускание ВЧ тока и ширину общего паза относительно диамет- 5 стабильное замыкание цепи как под дейстра вывода в кольцевой канавке и исключая вием возвратной пружины, так и электро-. тем самым свободный выход подвижного магнита. Достигается это следующим контакта из зацепления с выводом..Выбран- образом. ная величина смещения пазов относительно При отсутствии гофры в момент подачи друг друга обусловлена тем, что при боль- 10 напряжения на обмотку управления электшей величине возникает сложность в совме- ромагнита s первую очередь происходит дещении пазов при установке подвижного формацияверхнейпластинытонкостенного контакта в кольцевую канавку вывода, а при подвижного контакта в направлении переменьшей не исключается вероятность выхо- мещения якоря. Обусловлено это тем, что да подвижного контакта из зацеплейия с 15 верхняя пластина с помощью ушек в ее севыводом при коммутации и при воздействии редине имеет жесткую связь с якорем, Нижмеханических нагрузок. няя же пластина не Имеет жесткой связи с

Выполнение в конце паза отверстия ди- якорем электромагнйта ; а имеет связь через аметром больше диаметра вывода в кольце- перемычку на свободном конце подвижного вой канавке на суммарную толщинупластин 20 контакта, т.е. связана с якорем через верхподвижного контакта обеспечивает упругое нюю пластину. Поэтому нижняя пластина, и свободное перемещение концов пластин при отсутствии на ней гофры, начинает пепо выводу при перемещении его свободного ремещаться не сразу с .началом перемещеконца междунеподвижными контактами, ния якоря, а только после прогиба на

При меньшем диаметре отверстия то- 25 некоторую величину верхней пластины. Верец каждой из пластин, при отклонении их личина этого прогиба определяет дополниотсреднего положения в момент перемеще- тельное увеличение начальйого зазора ния подвижного контакта, располаГаетСя междуякоремисердечникомэлектромагнисначала под углом к боковой поверхности та, необходимого для обеспечения надежвывода в кольцевой канавке, а затем касает- 30 ного замыкания нормально разомкнутого ся ее острой кромкой из-за недостаточности контакта, Увеличение начального зазора начального зазора между сопредельными снижает величину усилйя " электромагнита поверхностями отверстий и вывода. Даль- на создание контактного нажатия на норнейшее перемещение концовпластин вдоль мельно разомкнутый контакт. Следствием .вывода происходит с "сухим" трением 35 этого является увеличение сопротивления скольжения в вакууме острой кромки тонко- замкнутых контактов, повышение их нагрестенных пластин из твердого металла по ва при пропускании ВЧ тока и снижение поверхности вывода из более мягкого ме- устойчивости к воздействию ускорения металла, Сопровождается это диффузионным ханических нагрузок. свариваниемтрущихся ввакуумеповерхно- 40 Снабжение нижней пластины подвижстей или заклиниванием пластин на выводе, ного контакта упомянутой выше гофрой исс последующим переходом работы систе- ключает "паразитный" ход якоря мы: якорь- подвижный контакт — вывод, как электромагнита, так как при подаче напрябы к системе с жестким креплением подвиж- жения питания на обмотку управления элекного контакта, недостатки которой рассмот- 45 тромагнита обе пластины начинают рены айше. перемещаться одновременйо с началом пеВ случае выполнения диаметра отвер- ремещения якоря. Важно, что устранение стий больше указанного подвижный контакт "паразитного" хода якоря повышает контакпри коммутации и воздействии механиче- тное нажатие без увеличения при этом масских нагрузок смещается от начального по- 50 сы, габаритов и потребляемой мощности ложения. При этом увеличивается . электромагнита. Увеличение контактного межконтактный зазор или уменьшается ход. нажатия снижает сопротивление замкнутых подвижного контакта, в результате чего они- контактов, что способствует повышению тожается надежность пропускания ВЧ тока, копропускной способности предлагаемого устойчивость к воздействию механических 55 переключателя. нагрузок и стабильность срабатывания при Выполнение гофры уменьшает в два радлительной коммутации. за неопертую часть пОдвижного контакта

Снабжение нижней пластины в середи- без изменения его общей длины. В резульне ее длины гофрой, расположенной пер- тате, более чем вдва раза повышается соб1756963

16 ственная частота механического резонанса. что подтверждается следующим расчетом, Собственная частота механического резонанса упругих плоских элементов длиной 1 определяется следующим известным соот- 5 ношением;

1 GE I

1 ьоез

При уменьшении дйны в два раза 10

1 6E I 2 вез С72 m L 2 = 2,82К рез

Таким образом, выполнение гофры посередине нижней пластины в нап равлении к верхней пластине до упора на нее повыша- 15 ет собственную частоту механического резонанса, а следовательно, и устойчивость каждой из пар замкнутых контактов предлагаемого переключателя к воздействию ускорения меха щческих нагрузок. Достигнуто 20 это без уменьшения длины подвижного контакта, т.е. без снижения надежности контактирования благодаря сохранению. его жестко сти.

Отгиб части нижней пластины за ушка- 25 ми крепления оси подвижного контакта в противоположном оТ верхней пластины направлеййи на угбл, не менее чем в два раза превышающий угол перемещения свободного конца подвижного контакта при пере- 30 мещении его между неподвижными контактами, обеспечивает упругую подвеску подвижного контакта на выводе и малое сопротивление контактного перехода между соприкасающимися поверхностями пла- 35 стин и вывода. При меньшей величине угла это сопротивление становится большим и в результате увеличения нагрева снижается надежность пропускания ВЧ тока через предлагаемый переключатель. 40

Таким образом, технико-экономические преимущества предлагаемого переключателя и сравнении с известным заключается в повышении токойропускной способности, 4" более чем на 20% и устойчивости к воздействию механических нагрузок, более чем в два раза, в стабильности параметров при длительной коммутации, а следовательно, в повышении надежности работы при тех же 50 массе и габарйтах.

Формула изобретения

1, Высоковольтный вакуумный переключатель, содержащий вакуумированную оболочку, выводы на ее торцевой поверхности, электромагнитную систему управления клапанного типа, расположенные в вакуумированной оболочке неподвижные контакты и в зазоре между ними — П-образный упругий подвижный контакт, отличающийся тем, что, с целью повышения токопропускной способности, устойчивости к воздействию механических нагрузок и стабильности срабатывания без увеличения массы и габаритов, подвижный контакт одним концом упруго закреплен в выполненной на конце вывода кольцевой канавке с возможностью упругого перемещения концов его боковых пластин в зоне крепления вдоль вывода при перемещении подвижного контакта между неподвижными контактами в плоскости, проходящей через: продольную ось переключателя и совпадающей с направлением перемещения якоря элеКтромагнита.

2. Переключатель по и, 1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что иа концах каждой из пластин подвижного контакта в месте сочленения с выводом выполнен паз в направлении продольной оси подвижного контакта шириной по диаметру вывода в кольцевой его канавке, 3, Переключатель по пп, 1 и 2, о т л и ч аю шийся тем, что пазы в каждой из пластин смещены относительно продольной оси симметрии в противоположном друг другу направлении на удвоенную сумму допуска на их ширину и снабжены отверстиями, диаметр которых выполнен большим сопредельного диаметра вывода на суммарную толщийу пластин подвижного контакта, 4. Переключатель по пп. 1 и 2, о т л и ч аю шийся тем, что нижняя пластина подвижного контакта за ушками крепления оси его вращения отогнута в противоположном от верхней пластины направлении на угол не менее чем в два раза превышающий угол перемещения подвижного контакта от одного неподвижного контакта до другого, а в середине снабжена гофрой, расположенной перпендикулярно прОдольной оси и имеющей высоту, равную зазору между расположенными параллельно частям пластин подвижного контакта, 1756963

1756963

Фиг 6

Составитель В.Бочкарев

Редактор Г.Гербер Теехред.M.Ìîðãåíòàë Корректор T.Âàøêîâè÷

Заказ 3092 Тираж ... Подписное

ВНИИПИ Государстве ного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101