163572. lajstromszámú szabadalom • Mágnesesen vezérelt, hermatikusan lezárt érintkező
9 163572 10 Ezeknél azonban megfelelően nagy érintkezőnyomás szükséges ahhoz, hogy az érintkezőkön keresztül nagyobb áramok folyhassanak. Amint azt korábban megmutattuk, ezt az előnyt az érintkezőlapot tartó ferromágneses rugó vastagságának egyszerű növelésével nem lehet elérni, minthogy a növekvő érintkezőnyomással az ellene ható nyomaték megnövekszik, míg az elektromágneses nyomaték csak jelentéktelenül növekszik, mert az elektromágnes horgonyának (egy érintkező laprugójának) keresztmetszete csak csekély mértékben változik. A rugó keresztmetszete ezért nem választható tetszőlegesen nagy értékre, mert ennek nagyságát az érintkezőnyomás megállapított értéke megszabja. A rugó méreteinek megállapításánál, a fent említett feltételekből kiindulva, a rugó keresztmetszete lényegesen kisebbre adódik, mint a mágneses vezető álló részének keresztmetszete, aminek következtében a horgony nagymértékben telítődik és ennek következtében a munkalégrésben a fluxus nagysága — és ezzel együtt az elektromágneses nyomaték — korlátozódik. Mint ismeretes, a laprugó kihajlását a következő képlet adja: Px2 ahol 6Ey (31-x) 1 - a rugó rögzítési helyének távolsága az erő támadáspontjától, x —a rugó rögzítési helyének távolsága a vizsgált keresztmetszettől, E — az anyag rugalmassági modulusai, y — a rugó keresztmetszet tehetetlenségi nyomatéka bh3 y~ 12 ' ahol b - a rugó szélessége, h-a rugó magassága. A fenti összefüggések elemzéséből következik, hogy egy rugó által az 1 hosszúságú karon kifejtett erő 6Ey b h3 _ >h 3 -P x 2 (31-x)12 h -* értékre adódik. A rugó keresztmetszetének felülete S = bh. A rugó által kifejtett erő tehát a rugó magasságának harmadik hatványával, míg keresztmetszetének felülete annak első hatványával arányos. Az ismertetett megfontolások bizonyítják, hogy a rugó vastagságának csekély növelése ugrásszerűen növeli az ellentétesen ható nyomatékot, amely a rugó csekély keresztmetszet-növelésénél keletkezik. Az ellentétesen ható nyomaték ezért sokkal gyorsabban fog növekedni, mint az elektromágneses nyomaték és az elektromágnes a ferromágneses rugó vastagságának növelésekor üzemképtelenné válik. Hogy a horgony telítését csökkentsük és egyidejűleg valamennyi előnyt megtartsuk, amely a ferromágneses rugóval rendelkező berendezéseknek a tulajdona, célszerűen a szükséges ellene ható nyomatékot adó rugót alkalmazunk és ezzel párhuzamosan vékonyabb ferromágneses rugókat építünk be. Ez a megoldás lehetővé teszi, hogy az elektromágneses-nyomatékot lényegesen növeljük, minthogy a horgony növekvő keresztmetszetével ennek telítése csökken és a légrés fluxusa növekszik. Eközben az ellene ható nyomaték gyakorlatilag nem változik. 5 Ha például a főrugóval párhuzamosan 5 ferromágneses rugót építünk be, amelyek mindegyikének ötször kisebb a vastagsága, akkor a horgony keresztmetszete a kétszeresére növekszik, míg az ellene ható nyomaték (az erő) mindössze 1,04-szeresére, mert 10 n=5 S P,+5 kh3 +kn=l h3 i Ül = 1+5 (i) 1,04 Pi kh3 15 Az ellene ható nyomaték tehát gyakorlatilag nem változik. Ez lehetővé teszi, hogy mágnesesen vezérelt, hermetikusan lezárt teljesítmény-érintkezőknél járulékos ferromágneses laprugókat használjunk az elektromágnes horgonyaként néhányszor 10-től 100 20 A névleges áramerősségek számára. Azáltal, hogy a horgonyt a mágneses vezető egy oldalon rögzített álló része mereven rögzített homlokoldalának síkjával párhuzamosan elhelyezett ferromágneses lemezekből állítjuk elő, ahelyett, hogy zárt, 25 tömör kivitelű horgonyt képeznénk ki, megnöveli a berendezés lökésállóságát és rezgésállőságát. Ezen túlmenően csökken azon örvényáramok nagysága, amelyek a horgonyban az elektromágnes tekercse áramkörének be- és kikapcsolásának pillana-30 tában keletkezhetnek, ami által a bekapcsolási és kikapcsolási idő is csökken. Amint a 4. és 5. ábrán látható, a mágneses vezető álló részére, amelyre a 8 tekercs van felfűzve, az 5 homlokoldal felől a ferromágneses 6, 20, 21 és 22 35 laprugók (amelyeknek száma sokkal nagyobb lehet, mint amennyit ábrázoltunk) egyik végükkel oly módon vannak mereven rögzítve, hogy kikapcsolt állásban a 7 homlokoldal és a külső 6 rugó között munkalégrés van, amelynek nagyságát előfeszítést 40 biztosító 15 horgony határozza meg úgy, hogy kikapcsolt állásban a munkalégrés tartományában levő valamennyi rugó szorosan egymásra fekszik és ennek következtében csökken a fluxusnak a munkalégrésbe vezetésére szükséges magnetomotoros erő. 45 A meghúzótekercs rákapcsolásánál - annak következtében, hogy a horgony keresztmetszetét járulékosan növelő lapok is vannak - a munkalégrésbe jutó mágneses fluxus ugrásszerűen megnő. A 2 érintkezőlapot (a vastagabb és ferromágneses 50 anyagból levő) 6 fő rugón rögzítjük, a vékonyabb ferromágneses 20, 21 és 22 laprugók egyik vége rögzítve van, míg másik végük szabadon mozog. Amennyiben a mágneses vezető 5 és 7 homlokoldalai egy sikban feküsznek - amint ezt a 6. ábra 55 vázlatosan mutatja -, úgy a rugó eltolódásánál a magot csak az egyik, a jobb oldalról fogja érinteni, míg a másik oldalon a rugó és a mag között 23 rés keletkezik. Ha az elektromágneses erő a rugó által kifejtett erőt lényegesen felülmúlja, akkor a rugó 60 teljesen ráhúzódhat a magra. Ekkor azonban a rugóban nagy saját feszültségek keletkeznek, amelyek a határadatokat lényegesen felülmúlják. Ez a rugónál maradandó deformálást fog okozni és ezáltal a szabályozó adatok megváltoznak és az üzembiztonság 65 csökken. 5
