RU2313847C1

RU2313847C1 - Electromagnetic mechanism of high-speed dc circuit breaker

Info

Publication number: RU2313847C1
Application number: RU2006111835/09A
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов (RU); Эльхан Шахбаба оглы Мурадов; Роман Эльхан оглы Мурадов (RU); Роман Эльхан оглы Мурадов; Александр Геннадьевич Ознобихин (RU); Александр Геннадьевич Ознобихин; Александр Антонович Грицук (RU); Александр Антонович Грицук; Андрей Васильевич Пузан (RU); Андрей Васильевич Пузан
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2007-12-27

Abstract

FIELD: electrical engineering; protective circuit-opening devices.

SUBSTANCE: proposed electromagnetic mechanism has magnetic circuit, armature, coil, capacitor, controllable contacts, and current-limiting resistor. Coil is built of two series-connected parts. First controllable contact is coupled with peripheral current supply and is held closed at ON-operation moment. Second controllable contact is coupled through auxiliary contacts with electromagnetic mechanism control station. First of coil first part leads H1 is connected to plus terminal of power supply. Second lead K2 of coil second part coupled through controllable contacts with electromagnetic mechanism control station is connected to minus terminal of power supply. Second lead K1 of coil first part is connected to first lead H2 of coil second part and through current-limiting resistor and controllable contact connected to peripheral power supply, to minus terminal of power supply. Third controllable contact is coupled with magnetic circuit armature and in closed position connects capacitor in parallel with winding of coil second part so that capacitor and mentioned part of coil form oscillatory circuit.

EFFECT: enhanced opening-operation speed.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и может применяться для защиты от перегрузок и коротких замыканий электроустановок и линий постоянного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to protective switching equipment, and can be used to protect against overloads and short circuits of electrical installations and direct current lines.

Электромагнитные механизмы быстродействующих выключателей постоянного тока известны, например, из книг "Электромагниты постоянного тока" А.В.Гордон, А.Г.Сливинская, М.: Госэнергоиздат, 1959, с.417; "Быстродействующие автоматические выключатели" А.И.Голубев, М. - Л., М.: "Энергия", 1964, с.54-56, 171, 172.The electromagnetic mechanisms of high-speed DC switches are known, for example, from the books "DC Electromagnets" A.V. Gordon, A.G. Slivinskaya, M .: Gosenergoizdat, 1959, p.417; "High-speed circuit breakers" A.I. Golubev, M. - L., M .: "Energy", 1964, p. 54-56, 171, 172.

В качестве прототипа можно рассмотреть электромагнитный механизм, который содержит магнитопровод, якорь, катушку, конденсатор и управляемые контакты ("Быстродействующие автоматические выключатели" А.И.Голубев, М. - Л., М.: "Энергия", 1964, с.54-56, 171, 172).As a prototype, you can consider the electromagnetic mechanism, which contains a magnetic circuit, an armature, a coil, a capacitor and controlled contacts ("High-speed circuit breakers" A.I. Golubev, M. - L., M .: "Energy", 1964, p. 54 -56, 171, 172).

При работе этого механизма в момент отключения при спаде держащего тока ток проходит через всю катушку. Отключения не происходит, пока значение держащего тока не станет меньше значения тока отпадания якоря.During the operation of this mechanism, at the time of shutdown during a drop in the holding current, the current passes through the entire coil. Shutdown does not occur until the value of the holding current becomes less than the value of the drop-off current of the armature.

Такой электромагнитный механизм обладает недостаточным быстродействием в момент его отключения.Such an electromagnetic mechanism has insufficient speed at the time of its shutdown.

Технический результат, который может быть достигнут при применении патентуемого электромагнитного механизма, состоит в повышении его быстродействия при отключении.The technical result that can be achieved by using the patented electromagnetic mechanism is to increase its speed during shutdown.

Для достижения этого в электромагнитном механизме катушка выполнена из двух последовательно соединенных частей, при этом конденсатор образует колебательный контур с одной из частей катушки.To achieve this, in the electromagnetic mechanism, the coil is made of two series-connected parts, while the capacitor forms an oscillating circuit with one of the parts of the coil.

Сущность патентуемого изобретения состоит в том, что разделение катушки на две составляющие позволяет уменьшить индуктивность цепи держащего тока, а создание указанного колебательного контура позволяет перераспределить электромагнитную энергию между частями катушки, что обеспечивает поглощение этой энергии в колебательном контуре с заданными его параметрами.The essence of the patented invention lies in the fact that the separation of the coil into two components allows to reduce the inductance of the holding current circuit, and the creation of the indicated oscillatory circuit allows the redistribution of electromagnetic energy between the parts of the coil, which ensures the absorption of this energy in the oscillatory circuit with its specified parameters.

Уменьшение индуктивности электрической цепи ускоряет размагничивание сердечника электромагнитного механизма, перевод этого процесса в колебательный контур дополнительно ускоряет процесс размагничивания за счет преобразования части энергии в электростатическую конденсатора.A decrease in the inductance of the electric circuit accelerates the demagnetization of the core of the electromagnetic mechanism, the transfer of this process into an oscillating circuit additionally accelerates the demagnetization process by converting part of the energy into an electrostatic capacitor.

Изобретение поясняется примером исполнения. На чертеже показана схема патентуемого электромагнитного механизма быстродействующего выключателя постоянного тока.The invention is illustrated by an example implementation. The drawing shows a diagram of a patentable electromagnetic mechanism of a high-speed DC switch.

Электромагнитный механизм состоит из магнитопровода 1, якоря 2, катушки, выполненной из двух последовательно соединенных частей 3 и 4 с выводами H₁ K₁ и H₂ K₂ соответственно, токоограничивающего резистора 5, конденсатора 6 и управляемых контактов 7, 8, 9. Часть 4 катушки совместно с конденсатором 6 образует колебательный контур. Токоограничивающий резистор 5 предназначен для снижения тока от величины включающего до величины держащего. Контакт 7 управляется от внешнего источника, например от датчика тока. Контакт 8 управляется через блокировочные контакты от станции управления электромагнитным механизмом. Управляемый контакт 9 механически связан с якорем 2. Якорь 2 связан с контактами выключателя посредством тяг (на чертеже не показаны).The electromagnetic mechanism consists of a magnetic circuit 1, armature 2, a coil made of two series-connected parts 3 and 4 with leads H ₁ K ₁ and H ₂ K _2, respectively, a current-limiting resistor 5, a capacitor 6, and controlled contacts 7, 8, 9. Part 4 coils together with capacitor 6 forms an oscillatory circuit. Current-limiting resistor 5 is designed to reduce current from the value of the inclusion to the value of the holding. Contact 7 is controlled from an external source, for example, from a current sensor. Contact 8 is controlled via interlocking contacts from an electromagnetic control station. The controlled contact 9 is mechanically connected to the armature 2. The armature 2 is connected to the contacts of the switch by means of rods (not shown in the drawing).

В момент включения электромагнитного механизма контакт 7 находится в замкнутом положении. При замыкании контакта 8 по частям катушки протекает включающий ток по цепи: плюс источника питания, вывод H₁ части 3 катушки, обмотка части 3 катушки, вывод K₁, вывод Н₂ части 4 катушки, обмотка части 4 катушки, вывод К₂, замкнутый управляемый контакт 8, минус источника питания. При протекании включающего тока по указанной цепи якорь 2 притягивается к магнитопроводу 1. При соприкосновении с магнитопроводом замкнутый управляемый контакт 8 размыкается, прекращая протекание включающего тока. При размыкании контакта 8 создается цепь для протекания держащего тока плюс источника питания к минусу по цепи: вывод H₁ части 3 катушки, обмотка части 3 катушки, вывод К₁, токоограничивающий резистор 5, управляемый контакт 7, минус источника питания. Кроме того, в момент размыкания контакта 8 замыкается управляемый контакт 9, механически связанный с якорем магнитопровода, который подключает конденсатор 6 параллельно обмотке части 4 катушки, создавая колебательный контур, состоящий из индуктивности части 4 катушки и конденсатора 6.At the moment of switching on the electromagnetic mechanism, contact 7 is in the closed position. When contact 8 is closed, a switching current flows through the circuit: plus the power supply, terminal H _{1 of} part 3 of the coil, coil part 3, terminal K ₁ , terminal H _{2 of} part 4 of the coil, coil part 4 of the coil, terminal K ₂ , closed pin 8, minus the power source. When the switching current flows along the specified circuit, the armature 2 is attracted to the magnetic circuit 1. When it contacts the magnetic circuit, the closed controlled contact 8 opens, stopping the flow of the switching current. When contact 8 is opened, a circuit is created for the holding current plus the power source to go negative along the circuit: terminal H _{1 of} part 3 of the coil, winding of part 3 of the coil, terminal K ₁ , current-limiting resistor 5, controlled contact 7, minus the power source. In addition, at the moment of opening of contact 8, the controlled contact 9 is closed mechanically connected to the armature of the magnetic circuit, which connects the capacitor 6 parallel to the winding of part 4 of the coil, creating an oscillating circuit consisting of the inductance of part 4 of the coil and capacitor 6.

В момент отключения электромагнитного механизма размыкается управляемый контакт 7, разрывая цепь держащего тока. Вследствие этого происходит размагничивание магнитной системы (магнитопровод-якорь - части 3 и 4 катушек), удерживающий поток начинает спадать, что создает электродвижущую силу (ЭДС) самоиндукции в частях 3 и 4 катушки. Часть энергии ЭДС самоиндукции, вследствие взаимоиндукции частей 3 и 4 катушек переходит в колебательный контур, образованный частью катушки 4 и конденсатором 6, где расходуется в виде затухающих колебаний с повышенной частотой, что приводит к уменьшению времени спадания магнитного потока в электромагнитной системе и повышению скорости отпадания якоря электромагнитного механизма.At the moment of shutdown of the electromagnetic mechanism, the controlled contact 7 opens, breaking the holding current circuit. As a result of this, the demagnetization of the magnetic system (magnetic core-armature - parts 3 and 4 of the coils) occurs, the confining flux begins to decline, which creates an electromotive force (EMF) of self-induction in parts 3 and 4 of the coil. Part of the energy of the self-induction EMF, due to the mutual induction of parts 3 and 4 of the coils, passes into the oscillating circuit formed by the part of the coil 4 and the capacitor 6, where it is consumed in the form of damped oscillations with an increased frequency, which reduces the decay time of the magnetic flux in the electromagnetic system and increases the decay rate Anchors of the electromagnetic mechanism.

Claims

The electromagnetic mechanism of a high-speed DC switch containing a magnetic circuit, an armature, a coil, a capacitor and controlled contacts, characterized in that it is equipped with a current-limiting resistor, the coil is made of two series-connected parts, one of the controlled contacts is connected to an external current source and is located at the time of switching on in the closed position, the other of the controlled contacts is connected via interlocking contacts to the control station of the electromagnetic mechanism, one of the terminals the second part of the coil is connected to the plus of the power source, the second output of the second part of the coil through a controlled contact connected through the interlock contacts to the control station of the electromagnetic mechanism is connected to the minus of the power source, the second output of the first part of the coil is connected to the first output of the second part of the coil and through a current-limiting resistor and a controlled contact connected to an external power source is connected to a minus of the power source, the third controlled contact is mechanically connected to the armature of the magnetic circuit such In short, when the armature is attracted to the magnetic circuit, this controlled contact closes and connects the capacitor parallel to the winding of the second part of the coil so that the capacitor forms an oscillating circuit with the specified part of the coil.