RU62737U1

RU62737U1 - ELECTROMAGNETIC BREAKER

Info

Publication number: RU62737U1
Application number: RU2006142444/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Витальевич Мизинцев; Александр Леонидович Худояров
Original assignee: Александр Витальевич Мизинцев; Александр Леонидович Худояров
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2007-04-27

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и может применяться для защиты от перегрузок и коротких замыканий электроустановок и линий постоянного и переменного тока. Сущность полезной модели заключается в электромагнитном размыкателе, содержащем П-образный магнитопровод, в окно которого пропущена токовая шина, якорь, магнитный шунт, охваченный короткозамкнутым витком, соединенный со стержнями магнитопровода и образующий магнитную цепь параллельно магнитной цепи якоря. Якорь размыкателя жестко связан с рычагом, установленным на неподвижной поворотной оси, с которым жестко связан подвижный контакт, установленный с возможностью взаимодействия с неподвижным контактом. Магнитный шунт размыкателя может быть выполнен с воздушным зазором, а короткозамкнутый виток разделен на несколько короткозамкнутых витков, причем ширина этих витков меньше ширины воздушного зазора в магнитном шунте. Якорь размыкателя может быть выполнен трапецеидальной формы. Технический результат, достигаемый полезной моделью, состоит в обеспечении размыкания цепи аварийного тока (или подачи сигнала на другие устройства защиты) с возможностью изменения тока динамической уставки размыкателя. 3 п. ф-лы, 2 илл.The utility model 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 and alternating current lines. The essence of the utility model consists in an electromagnetic breaker containing a U-shaped magnetic circuit, through the window of which a current bus, an armature, a magnetic shunt enclosed by a short-circuited coil are connected, connected to the cores of the magnetic circuit and forming a magnetic circuit parallel to the magnetic circuit of the armature. The breaker anchor is rigidly connected to a lever mounted on a fixed pivot axis, to which a movable contact is mounted, which is installed to interact with the fixed contact. The magnetic shunt of the circuit breaker can be made with an air gap, and the short-circuited coil is divided into several short-circuited coils, the width of these coils being less than the width of the air gap in the magnetic shunt. The breaker anchor can be made in a trapezoidal shape. The technical result achieved by the utility model consists in providing an open circuit of the emergency current (or supplying a signal to other protection devices) with the possibility of changing the current of the dynamic setting of the circuit breaker. 3 p. Fs, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и может применяться для защиты от перегрузок и коротких замыканий электроустановок и линий постоянного и переменного тока.The utility model 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 and alternating current lines.

Известен электромагнитный механизм быстродействующего выключателя, содержащий магнитную систему, состоящую из якоря, жестко связанного с подвижным контактом и неподвижного магнитопровода. Токоведущая шина связана с подвижным контактом, выполненным в виде шины, проходящей сквозь магнитную систему, и прижатым под действием пружины к неподвижному контакту. Магнитопровод электромагнитного механизма снабжен магнитным шунтом, состоящим из дополнительных полюсов, охваченных короткозамкнутыми витками. Дополнительные полюса расположены так, чтобы создавать усилие, направленное против усилия притяжения якоря к магнитопроводу. [Голубев А.И., Быстродействующие автоматические выключатели, М.-Л., Энергия, 1964, с.50-54, Рис.13(б)].The known electromagnetic mechanism of a high-speed circuit breaker containing a magnetic system consisting of an armature rigidly connected to a movable contact and a fixed magnetic circuit. The current-carrying bus is connected with a movable contact, made in the form of a bus passing through the magnetic system, and pressed under the action of a spring to a fixed contact. The magnetic circuit of the electromagnetic mechanism is equipped with a magnetic shunt, consisting of additional poles covered by short-circuited turns. Additional poles are arranged so as to create a force directed against the force of attraction of the armature to the magnetic circuit. [Golubev A.I., High-speed circuit breakers, M.-L., Energy, 1964, p. 50-54, Fig. 13 (b)].

Недостатком такого механизма является невозможность в широких пределах изменять сечение магнитного шунта независимо от сечения магнитопровода из-за необходимости согласования удерживающих и притягивающих потоков.The disadvantage of this mechanism is the inability to widely vary the cross section of the magnetic shunt regardless of the cross section of the magnetic circuit due to the need to coordinate holding and attracting flows.

Наиболее близкой к патентуемому размыкателю является конструкция быстродействующего электромагнита, предназначенного для автоматических Closest to the patented disconnect is the design of a high-speed electromagnet designed for automatic

выключателей, состоящая из П-образного магнитопровода, в окно которого пропущена токоведущая шина, якорь, магнитный шунт, охваченный короткозамкнутым витком, соединенный со стержнями магнитопровода и образующий магнитную цепь, параллельную магнитной цепи якоря [А.С. СССР №262269 H 01 F 7/13, опубл. 26.01.1970, бюл. №6].circuit breakers, consisting of a U-shaped magnetic circuit, through the window of which a current-carrying busbar, an armature, a magnetic shunt enclosed by a short-circuited coil are passed, connected to the magnetic circuit rods and forming a magnetic circuit parallel to the armature magnetic circuit [A.S. USSR No. 262269 H 01 F 7/13, publ. 01/26/1970, bull. No. 6].

Указанная конструкция разработана для выключателей, но не приспособлена непосредственно для отключения аварийного тока, либо для управления другими исполнительными устройствами защиты. Кроме того, в вышеуказанной конструкции нет возможности уменьшения сечения короткозамкнутого витка. Неоправданно большое сечение может в некоторых случаях приводить к ложным срабатываниям устройства, например, при пуске двигателя, или при замыкании цепи на включенную нагрузку. Устройство может сработать при отсутствии аварийного тока. Поэтому необходимо иметь возможность изменения сечения короткозамкнутого витка в зависимости от параметров цепи в условиях эксплуатации, а не в заводских условиях.The specified design is designed for circuit breakers, but is not adapted directly to disconnect the emergency current, or to control other actuating protection devices. In addition, in the above design, it is not possible to reduce the cross-section of a closed loop. An unreasonably large cross-section can in some cases lead to false alarms of the device, for example, when starting the engine, or when the circuit closes to an on load. The device may trip in the absence of an emergency current. Therefore, it is necessary to be able to change the cross-section of a short-circuited coil depending on the parameters of the circuit in operating conditions, and not in the factory.

Задачей создания полезной модели явилась разработка электромагнитного размыкателя на основе конструкции электромагнита с короткозамкнутым витком, который мог бы применяться в цепях с различными параметрами.The task of creating a utility model was the development of an electromagnetic circuit breaker based on the design of an electromagnet with a short-circuited coil, which could be used in circuits with various parameters.

Технический результат, который достигается полезной моделью, состоит в обеспечении размыкания цепи аварийного тока (или подачи сигнала на другие устройства защиты) с возможностью изменения тока динамической уставки размыкателя.The technical result, which is achieved by the utility model, consists in providing an open circuit of the emergency current (or supplying a signal to other protection devices) with the possibility of changing the current of the dynamic setting of the circuit breaker.

Сущность полезной модели заключается в электромагнитном размыкателе, содержащем П-образный магнитопровод, в окно которого пропущена The essence of the utility model is an electromagnetic circuit breaker containing a U-shaped magnetic circuit, through which a window is passed

токовая шина, якорь, магнитный шунт, охваченный короткозамкнутым витком, соединенный со стержнями магнитопровода и образующий магнитную цепь параллельно магнитной цепи якоря. Согласно п.1 формулы, якорь размыкателя жестко связан с рычагом, установленным на неподвижной поворотной оси, с которым жестко связан подвижный контакт, установленный с возможностью взаимодействия с неподвижным контактом. Согласно п.2 формулы магнитный шунт размыкателя может быть выполнен с воздушным зазором, а короткозамкнутый виток разделен на несколько короткозамкнутых витков, причем ширина этих витков меньше ширины воздушного зазора в магнитном шунте. Это дает возможность путем изменения числа короткозамкнутых витков регулировать зависимость динамических характеристик размыкателя от крутизны нарастания тока. Согласно п.3 формулы якорь размыкателя может быть выполнен трапецеидальной формы для улучшения соотношения между массой якоря и электромагнитными силами, действующими на якорь.current bus, anchor, magnetic shunt, covered by a short-circuited turn, connected to the rods of the magnetic circuit and forming a magnetic circuit parallel to the magnetic circuit of the armature. According to claim 1 of the formula, the breaker anchor is rigidly connected to a lever mounted on a fixed rotary axis, to which a movable contact is mounted, which is installed with the possibility of interaction with a fixed contact. According to claim 2, the magnetic shunt of the circuit breaker can be made with an air gap, and the short-circuited coil is divided into several short-circuited coils, the width of these coils being less than the width of the air gap in the magnetic shunt. This makes it possible, by varying the number of short-circuited turns, to regulate the dependence of the dynamic characteristics of the circuit breaker on the steepness of the current rise. According to claim 3 of the formula, the breaker anchor can be trapezoidal in order to improve the relationship between the mass of the armature and the electromagnetic forces acting on the armature.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично изображен патентуемый размыкатель, выполненный по п.1 формулы, а на фиг.2 - размыкатель, выполненный по п.п.2 и 3 формулы.The utility model is illustrated by the drawing, where Fig. 1 schematically shows a patentable circuit breaker made according to claim 1 of the formula, and Fig. 2 - a circuit breaker made according to claims 2 and 3 of the formula.

Электромагнитный размыкатель (фиг.1) содержит П-образный магнитопровод 1, в окно которого пропущена токовая шина 2, якорь 3, магнитный шунт 4. Магнитный шунт 4 соединен со стержнями магнитопровода 1 и охвачен короткозамкнутым витком 5, выполненным в виде трубки. На неподвижной поворотной оси 6 установлен рычаг 7, жестко связанный с якорем 3. К рычагу 7 жестко прикреплен подвижный контакт 8, который взаимодействует с неподвижным контактом 9. Для поджатия подвижного контакта к неподвижному The electromagnetic circuit breaker (Fig. 1) contains a U-shaped magnetic circuit 1, through the window of which a current bus 2, an armature 3, a magnetic shunt 4 are passed. A magnetic shunt 4 is connected to the rods of the magnetic circuit 1 and is enclosed by a short-circuited coil 5 made in the form of a tube. A lever 7 is mounted on a fixed rotary axis 6, rigidly connected with the armature 3. A movable contact 8 is fixed to the lever 7, which interacts with the fixed contact 9. To compress the movable contact to the fixed

контакту служит пружина 10. Регулируя усилие поджатия пружины 10, можно регулировать величину тока в токовой шине 2, при которой произойдет срабатывание размыкателя, так как эта пружина также создает силу сопротивления притягиванию якоря 3 к магнитопроводу 1.the spring 10 serves as the contact. By adjusting the preload force of the spring 10, it is possible to adjust the amount of current in the current bus 2, at which the circuit breaker will operate, since this spring also creates resistance to the pulling of the armature 3 to the magnetic circuit 1.

Электромагнитный размыкатель работает следующим образом.The electromagnetic switch operates as follows.

Пока через токовую шину 2 не протекает ток, электромагнитный размыкатель находится в положении, которое показано на фиг.1. В этом положении подвижный контакт 8 под действием пружины 10 поджат к неподвижному контакту 9, благодаря чему через контакты может протекать ток. Это может быть тот же ток, который будет протекать через шину 2, или ток управления какими-либо устройствами защиты. Под действием тока в токовой шине 2 в П-образном магнитопроводе 1 создается магнитный поток, часть которого протекает через якорь 3 - поток Ф1, а часть через магнитный шунт 4 - поток Ф2. Поток Ф1 стремится притянуть якорь 3 к магнитопроводу 1, но при небольших значениях тока в шине 2 усилие мало и не может преодолеть усилия пружины 10. При определенном значении тока (так называемом токе уставки) усилие от действия потока Ф1 преодолеет усилие пружины 10, и якорь 3 притянется к магнитопроводу 1, разомкнув при этом контакты 8 и 9. Если ток в шине 2 нарастает медленно, потоки Ф1 и Ф2 определяются только величиной тока и магнитными сопротивлениями ветвей, по которым эти потоки протекают. Этот режим определяет ток статической уставки размыкателя.As long as no current flows through the current bus 2, the electromagnetic breaker is in the position shown in FIG. 1. In this position, the movable contact 8 under the action of the spring 10 is pressed against the stationary contact 9, so that current can flow through the contacts. This can be the same current that will flow through bus 2, or the control current of any protection devices. Under the action of the current in the current bus 2 in the U-shaped magnetic circuit 1, a magnetic flux is created, part of which flows through the armature 3 - flux F1, and part through the magnetic shunt 4 - flux Ф2. The flow F1 seeks to pull the armature 3 to the magnetic circuit 1, but at small current values in the bus 2, the force is small and cannot overcome the efforts of the spring 10. At a certain current value (the so-called set current), the force from the action of the flow F1 will overcome the force of the spring 10, and the anchor 3 will be attracted to the magnetic circuit 1, thus opening the contacts 8 and 9. If the current in the bus 2 rises slowly, the fluxes F1 and Ф2 are determined only by the magnitude of the current and the magnetic resistances of the branches through which these flows. This mode determines the current of the static setting of the circuit breaker.

При коротком замыкании в цепи, содержащей шину 2, нарастание тока происходит с большой скоростью, и нарастание потока Ф2 происходит значительно медленнее, чем нарастание потока Ф1, благодаря наличию короткозамкнутого In case of a short circuit in the circuit containing bus 2, the current increases at a high speed, and the increase in the flux Ф2 is much slower than the increase in the flux F1, due to the presence of a short-circuited

витка 5 на магнитном шунте 4. За счет этого движение якоря начинается раньше, чем ток достигнет величины тока статической уставки - срабатывание произойдет при токе динамической уставки.turn 5 on a magnetic shunt 4. Due to this, the movement of the armature begins earlier than the current reaches the current value of the static set point - the operation will occur with the current dynamic set point.

В электромагнитном размыкателе, изображенном на фиг.2, шунт 4 выполнен с зазором 11, а короткозамкнутый виток 5 разделен на несколько короткозамкнутых витков путем разрезания трубки, из которой он выполнен, на доли (кольца), причем ширина доли витка h меньше ширины b зазора 11 в магнитном шунте 4. Такая конструкция позволяет легко изменять число короткозамкнутых витков (колец), что приводит к изменению их суммарного сечения. Изменяя число колец на магнитном шунте 4, можно регулировать динамические характеристики электромагнитного размыкателя, то есть изменять разницу между токами статической и динамической уставки в зависимости от крутизны нарастания тока. Благодаря этому один и тот же размыкатель можно применять для цепей с различными параметрами.In the electromagnetic breaker shown in figure 2, the shunt 4 is made with a gap 11, and the short-circuited coil 5 is divided into several short-circuited turns by cutting the tube from which it is made into lobes (rings), and the width of the lobe share h is less than the width b of the gap 11 in the magnetic shunt 4. This design allows you to easily change the number of short-circuited turns (rings), which leads to a change in their total cross-section. By changing the number of rings on the magnetic shunt 4, you can adjust the dynamic characteristics of the electromagnetic circuit breaker, that is, change the difference between the currents of the static and dynamic settings depending on the steepness of the current rise. Due to this, the same circuit breaker can be used for circuits with different parameters.

В отличие от прямоугольной формы якоря 3, изображенной на Фиг.1, на Фиг.2 показан якорь 3, имеющий трапецеидальную форму. Это дает возможность снизить массу якоря при тех же электромагнитных силах, действующих на него.In contrast to the rectangular shape of the anchor 3 shown in FIG. 1, FIG. 2 shows the anchor 3 having a trapezoidal shape. This makes it possible to reduce the mass of the armature with the same electromagnetic forces acting on it.

Claims

1. An electromagnetic circuit breaker containing a U-shaped magnetic circuit, through the window of which a current bus, an armature, a magnetic shunt enclosed by a short-circuited coil are passed, connected to the magnetic core rods and forming a magnetic circuit parallel to the armature magnetic circuit, characterized in that the armature is rigidly connected to the lever, mounted on a fixed rotary axis, with which a movable contact is rigidly connected, mounted to interact with the fixed contact.

2. The electromagnetic switch according to claim 1, characterized in that the magnetic shunt is made with an air gap, and the short-circuited coil is divided into several short-circuited turns, the width of these turns being less than the width of the air gap in the magnetic shunt.

3. The electromagnetic circuit breaker according to claim 1 or 2, characterized in that the anchor is made in a trapezoidal shape.