RU2417477C1

RU2417477C1 - Fast-acting electromagnet drive

Info

Publication number: RU2417477C1
Application number: RU2009136111/07A
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов (RU); Эльхан Шахбаба оглы Мурадов; Сергей Игоревич Марценюк (RU); Сергей Игоревич Марценюк
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2011-04-27

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: fast-acting electromagnet drive comprises a movable and a fixed contacts, connecting electromagnet, free disengagement electromagnet, disconnecting spring and contact pressing spring. The novelty is the fact that the movable contact is rigidly fixed on the connecting electromagnet anchor and is simultaneously connected by a rigid link to the free disengagement electromagnet anchor, and the contact pressing spring is installed with the possibility of acting at the magnetic conductor of the connecting electromagnet, there is a stop arranged on the free disengagement magnetic conductor, which prevents movement of this magnetic conductor in direction of connected position, and besides, electromagnets are installed on the same axis with the possibility of rotation around this axis.

EFFECT: improved efficiency during disconnection.

3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и предназначено для защиты электрооборудования городского электротранспорта от токов короткого замыкания.The invention relates to electrical engineering, in particular to protective switching equipment, and is intended to protect electrical equipment of urban electric vehicles from short circuit currents.

Быстродействующие электромагнитные приводы выключателей, отключающиеся при возникновении аварийного тока в коммутируемой цепи, известны из следующих источников:High-speed electromagnetic actuators of circuit breakers that trip when an emergency current occurs in a switched circuit are known from the following sources:

1. Патент RU №33261, 2003 г.;1. Patent RU No. 333261, 2003;

2. Патент RU №2262768, 2004 г.;2. Patent RU No. 2262768, 2004;

3. Патент RU №2296386, 2005 г.;3. Patent RU No. 2296386, 2005;

4. Патент RU №2329559, 2006 г.;4. Patent RU No. 23239559, 2006;

Наиболее близким аналогом может служить электромагнитный привод выключателя по второму источнику (Патент №2262768). Он содержит подвижный и неподвижный контакты, отключающий магнитопровод с катушкой и якорем и пружину контактного нажатия, причем якорь отключающего магнитопровода жестко связан с подвижным контактом, удерживающий магнитопровод с катушкой и якорем, отключающую пружину. Привод снабжен системой управления катушками отключающего и удерживающего магнитопроводов. Пружина контактного нажатия установлена с возможностью воздействия на подвижный контакт относительно якоря удерживающего магнитопровода, а отключающая пружина установлена с возможностью воздействия на якорь удерживающего магнитопровода.The closest analogue may be the electromagnetic drive of the circuit breaker for the second source (Patent No. 2262768). It contains a movable and fixed contacts, disconnecting the magnetic circuit with the coil and the armature and a contact pressing spring, and the anchor of the disconnecting magnetic circuit is rigidly connected to the movable contact, holding the magnetic circuit with the coil and the armature, disconnecting the spring. The drive is equipped with a control system for the coils of the disconnecting and holding magnetic circuits. The contact pressing spring is installed with the possibility of influencing the movable contact relative to the anchor of the holding magnetic circuit, and the breaking spring is installed with the possibility of acting on the anchor of the holding magnetic circuit.

Для включения выключателя пропускается ток через катушки. При этом каждый якорь притягивается к соответствующему магнитопроводу так, что отключающая пружина сжимается, а пружина контактного нажатия растягивается. Выключатель становится в предвключенное положение. Затем катушка удерживающего магнитопровода обесточивается, а катушка отключающего магнитопровода переводится на меньший по величине держащий ток. Якорь отключающего магнитопровода остается притянутым к этому магнитопроводу, а якорь удерживающего магнитопровода отпадает, замыкая при этом подвижный контакт.To turn on the switch, current is passed through the coils. In this case, each anchor is attracted to the corresponding magnetic circuit so that the breaking spring is compressed, and the contact pressing spring is stretched. The switch is in the up position. Then, the coil of the holding magnetic circuit is de-energized, and the coil of the disconnecting magnetic circuit is transferred to a smaller holding current. The anchor of the disconnecting magnetic circuit remains attracted to this magnetic circuit, and the anchor of the retaining magnetic circuit disappears, closing the movable contact.

Для оперативного отключения обесточивается катушка отключающего магнитопровода, и под действием отключающей пружины выключатель переводится в отключенное положение. При аварийном отключении обесточивается катушка отключающего магнитопровода, и одновременно подается ток на катушку удерживающего магнитопровода, что значительно ускоряет процесс отключения.For operational disconnection, the coil of the disconnecting magnetic circuit is de-energized, and under the action of the disconnecting spring, the switch is turned into the disconnected position. During an emergency shutdown, the coil of the disconnecting magnetic circuit is de-energized, and at the same time, current is supplied to the coil of the holding magnetic circuit, which greatly speeds up the shutdown process.

Предвключенное положение выключателя необходимо для того, чтобы контакты выключателя не замыкались, пока по катушке привода протекает включающий ток большой величины, так как, если в главной цепи уже имеется короткое замыкание, привод не сможет сработать на отключение с нужным быстродействием.The upstream position of the circuit breaker is necessary so that the contacts of the circuit breaker do not close while a large amount of switching current flows through the drive coil, since if the main circuit already has a short circuit, the drive will not be able to trip to the desired speed.

Недостатком представленного электромагнитного привода является наличие выбора провала контактов при отключении привода, которое проявляется в предварительном сжатии пружины контактного нажатия отключающей пружиной в начальный момент отключения, а затем последующего размыкания контактов. Искусственное торможение движения подвижного контакта в начальный момент отключения способствует длительному протеканию тока короткого замыкания, что может привести к выходу из строя защищаемого электрооборудования и возникновению возгорания электроподвижного состава.The disadvantage of the presented electromagnetic drive is the presence of contact failure when the drive is disconnected, which manifests itself in pre-compression of the contact spring by the disconnecting spring at the initial moment of disconnection, and then the subsequent opening of the contacts. Artificial inhibition of the movement of the movable contact at the initial moment of shutdown contributes to the prolonged flow of short circuit current, which can lead to failure of the protected electrical equipment and the occurrence of ignition of the electric rolling stock.

Изобретение решает задачу создания выключателя надежного и безопасного при эксплуатации.The invention solves the problem of creating a switch reliable and safe during operation.

Технический результат, который создается изобретением, состоит в повышении быстродействия при отключении.The technical result, which is created by the invention, is to increase the speed during shutdown.

Сущность изобретения заключается в том, что подвижный контакт быстродействующего электромагнитного привода жестко закреплен на якоре включающего электромагнита и одновременно соединен жесткой связью с якорем электромагнита свободного расцепления, а пружина контактного нажатия установлена с возможностью воздействия на магнитопровод включающего электромагнита, на магнитопроводе же свободного расцепления размещен упор, препятствующий движению этого магнитопровода в направлении включенного положения, кроме того, электромагниты установлены на одной оси с возможностью вращения вокруг этой оси. Предложенное конструктивное решение привода исключает выбор провала при отключении выключателя, и следовательно, подвижный контакт без замедления размыкается с неподвижным контактом выключателя.The essence of the invention lies in the fact that the movable contact of a high-speed electromagnetic drive is rigidly fixed to the armature of the turning on electromagnet and is simultaneously connected by a rigid connection to the armature of the free-trip solenoid, and the contact pressing spring is installed with the possibility of acting on the magnetic circuit of the turning-on electromagnet; preventing the movement of this magnetic circuit in the direction of the on position, in addition, electromagnets anovleny one axle rotatably about this axis. The proposed constructive solution of the drive eliminates the choice of failure when the circuit breaker is turned off, and therefore, the movable contact without deceleration opens with the fixed contact of the switch.

Изобретение поясняется примером выполнения быстродействующего электромагнитного привода. На фиг.1 схематично показан патентуемый привод во включенном положении; на фиг.2 - то же, в предвключенном положении, на фиг.3 - то же, в отключенном положении.The invention is illustrated by an example of a high-speed electromagnetic drive. 1 schematically shows a patented actuator in the on position; figure 2 is the same in the upstream position, figure 3 is the same in the off position.

Быстродействующий электромагнитный привод содержит подвижный контакт 1, неподвижный контакт 2, включающий электромагнит, состоящий из магнитопровода 3 с катушкой управления 4 и якоря 5, электромагнит свободного расцепления, состоящий из магнитопровода 6 с катушкой 7 и якоря 8, пружину отключения 9 и пружину контактного нажатия 10. Подвижный контакт 1 жестко закреплен на якоре 5 включающего электромагнита и одновременно соединен жесткой связью 11 с якорем 8 электромагнита свободного расцепления, а пружина контактного нажатия 10 установлена с возможностью воздействия на магнитопровод 3 включающего электромагнита. На магнитопроводе 6 свободного расцепления размещен упор 12, ограничивающий движение магнитопровода 6 в направлении включенного положения. Электромагниты установлены на одной оси 13 с возможностью вращения вокруг этой оси. Весь привод размещен на неподвижном основании 14.A high-speed electromagnetic drive contains a movable contact 1, a fixed contact 2, including an electromagnet consisting of a magnetic circuit 3 with a control coil 4 and an armature 5, a free-release electromagnet consisting of a magnetic circuit 6 with a coil 7 and an armature 8, a trip spring 9 and a contact pressing spring 10 The movable contact 1 is rigidly fixed to the armature 5 of the turning on electromagnet and is simultaneously connected by a rigid connection 11 to the armature 8 of the free-release electromagnet, and the contact pressing spring 10 is installed in possibility of effects on the magnetic circuit comprising the electromagnet 3. An emphasis 12 is placed on the magnetic circuit 6 for free trip, restricting the movement of the magnetic circuit 6 in the direction of the on position. The electromagnets are mounted on one axis 13 with the possibility of rotation around this axis. The entire drive is placed on a fixed base 14.

Быстродействующий электромагнитный привод работает следующим образом.High-speed electromagnetic drive operates as follows.

Для включения привода на катушки 4 и 7 подается включающий ток. При этом якорь 5 притягивается к магнитопроводу 3, растягивая пружины 9 и 10, а якорь 8 притягивается к магнитопроводу 6. Причем магнитопровод 6 поворачивается вокруг оси 13 до тех пор, пока упор 12 не достигнет стопора 15. В этом положении привод выключателя становится в предвключенное положение, между контактами 1 и 2 остается зазор (фиг.2). Затем катушка 7 обесточивается, а катушка 4 переводится на меньший по величине удерживающий ток. Якорь 5 остается притянутым к магнитопроводу 3, якорь 8 отпадает от магнитопровода 6 и под действием усилия пружины 10 поворачивается вокруг оси 13, замыкая при этом подвижный контакт 1 с неподвижным контактом 2 (фиг.1).To turn on the drive, a switching current is supplied to coils 4 and 7. In this case, the armature 5 is attracted to the magnetic circuit 3, stretching the springs 9 and 10, and the armature 8 is attracted to the magnetic circuit 6. Moreover, the magnetic circuit 6 rotates around the axis 13 until the stop 12 reaches the stopper 15. In this position, the switch actuator becomes in position, between the contacts 1 and 2 there is a gap (figure 2). Then the coil 7 is de-energized, and the coil 4 is transferred to a lower holding current. The armature 5 remains attracted to the magnetic circuit 3, the armature 8 falls away from the magnetic circuit 6 and under the action of the force of the spring 10 rotates around the axis 13, closing the movable contact 1 with the fixed contact 2 (figure 1).

При протекании тока короткого замыкания обесточивается катушка 3. При этом якорь 5, подвижный контакт 1 и якорь 8 под действием усилий отключающей пружины 9 переходят в отключенное положение (фиг.3).When the short-circuit current flows, the coil 3 is de-energized. In this case, the armature 5, the movable contact 1 and the armature 8 under the action of the efforts of the breaking spring 9 go into the off position (figure 3).

Таким образом, при применении патентуемого быстродействующего электромагнитного привода в устройстве коммутационного аппарата, обеспечивается быстродействие при отключении, повышается надежность работы выключателя и безопасность при его эксплуатации.Thus, when using the patented high-speed electromagnetic drive in the device of the switching apparatus, it provides speed when tripping, increases the reliability of the circuit breaker and the safety during its operation.

Claims

A high-speed electromagnetic drive containing movable and fixed contacts, including an electromagnet consisting of a magnetic circuit with a control coil and an armature, a free trip electromagnet consisting of a magnetic circuit with a coil and an armature, a disconnecting spring and a contact pressing spring, characterized in that the movable contact is rigidly fixed to the anchor of the electromagnet and is simultaneously connected by a rigid connection with the anchor of the electromagnet of free tripping, and the contact pressing spring is installed with by the possibility of influencing the magnetic circuit of the switching electromagnet, a stop is placed on the magnetic circuit of free trip, which prevents the movement of this magnetic circuit in the direction of the on position and, in addition, the electromagnets are mounted on one axis with the possibility of rotation around this axis.