RU81374U1

RU81374U1 - POLARIZED ELECTROMAGNETIC DRIVE

Info

Publication number: RU81374U1
Application number: RU2008143769/22U
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов; Сергей Игоревич Марценюк
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2008-11-05
Publication date: 2009-03-10

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к коммутационным аппаратам и может применяться для защиты выпрямительных установок от обратных токов. Поляризованный электромагнитный привод содержит магнитопровод с катушкой управления, постоянный магнит, главный якорь с пружиной отключения и якорь свободного расцепления с пружиной свободного расцепления. Новым является выполнение магнитопровода из двух пар одинаковых стержней. Между каждой парой стержней установлена магнитопроводящая вставка, причем в первой паре стержней в качестве такой вставки установлен постоянный магнит, а во второй паре стержней - магнитопроводящее ярмо. Кроме того, две пары стержней разделены между собой элементом, выполненным из изоляционного материала. Технический результат полезной модели заключается в повышении технологичности конструкции, надежности работы, сохранении стабильными магнитных характеристик постоянного магнита на протяжении всей эксплуатации и исключении взаимного влияния магнитных потоков двух магнитопроводящих контуров. 1. п. ф-лы, 3. фиг.The utility model relates to electrical engineering, namely to switching devices and can be used to protect rectifier installations from reverse currents. A polarized electromagnetic drive contains a magnetic circuit with a control coil, a permanent magnet, a main armature with a trip spring and a free trip armature with a free trip spring. New is the implementation of the magnetic circuit of two pairs of identical rods. A magnetically conductive insert is installed between each pair of rods, and a permanent magnet is installed as such an insert in the first pair of rods, and a magnetically conductive yoke in the second pair of rods. In addition, two pairs of rods are separated by an element made of insulating material. The technical result of the utility model is to increase the manufacturability of the design, the reliability of operation, maintaining stable magnetic characteristics of the permanent magnet throughout operation and eliminating the mutual influence of magnetic fluxes of two magnetically conductive circuits. 1. p. Fs, 3. FIG.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к выключателям автоматическим быстродействующим катодным и может применяться для защиты выпрямительных установок от обратных токов.The utility model relates to electrical engineering, namely to automatic high-speed cathode circuit breakers and can be used to protect rectifier installations from reverse currents.

Поляризованные электромагнитные приводы, удерживающиеся во включенном положении за счет магнитного потока в рабочем зазоре якоря, создаваемого постоянным магнитом и отключающиеся при смене направления главного тока, известны из следующих источников:Polarized electromagnetic drives that are held in position due to magnetic flux in the working gap of the armature created by a permanent magnet and disconnected when the direction of the main current are changed are known from the following sources:

1. Патент на изобретение JP №3030402, 1989 г;1. Patent for the invention of JP No. 3030402, 1989;

2. Патент на изобретение RU №2215162, 2002 г;2. Patent for invention RU No. 2215162, 2002;

3. Патент на изобретение RU №2298243, 2004 г;3. Patent for invention RU No. 2298243, 2004;

4. А.И. Голубев. Быстродействующие автоматические выключатели, - М. - Л.: Энергия, 1964, рис.100, стр.210-215;4. A.I. Golubev. High-speed circuit breakers, - M. - L .: Energy, 1964, Fig. 100, pp. 210-215;

5. Автоматические быстродействующие выключатели постоянного тока. Учебно-методическое пособие по дисциплинам «Тяговые и трансформаторные подстанции» и «Городской электрический транспорт» для студентов специальности 101800 - «Электроснабжение железных дорог» - Самара: СамИИТ, 2001, стр.27-30.5. Automatic high-speed DC switches. Teaching aid in the disciplines “Traction and transformer substations” and “City electric transport” for students of specialty 101800 - “Power supply of railways” - Samara: SamIIT, 2001, pp. 27-30.

Наиболее близким к патентуемой полезной модели является Closest to patentable utility model is

поляризованный электромагнит по третьему источнику. Поляризованный электромагнитный привод по этому источнику состоит из магнитопровода с катушкой управления, постоянного магнита, главного якоря и пружины.polarized electromagnet for a third source. The polarized electromagnetic drive for this source consists of a magnetic circuit with a control coil, a permanent magnet, a main armature and a spring.

Недостатком такой конструкции привода является сложная конфигурация магнитопровода, которая усложняет процесс изготовления и требует больших затрат как по времени, так и по стоимости выпускаемой продукции.The disadvantage of this design of the drive is the complex configuration of the magnetic circuit, which complicates the manufacturing process and is expensive both in time and in cost of the products.

Кроме того, расположение постоянного магнита под якорем приводит к влиянию больших механических нагрузок на него (при притяжении якоря к магнитопроводу), вследствие чего постоянный магнит быстро лишается магнитных свойств, заданных по условию надежной работы выключателя. Все это может привести к выходу из строя выключателя, и недопустимым аварийным режимам в защищаемой этим выключателем электрической сети.In addition, the location of the permanent magnet under the armature leads to the influence of large mechanical loads on it (when the armature is pulled to the magnetic circuit), as a result of which the permanent magnet quickly loses the magnetic properties specified by the condition for reliable operation of the switch. All this can lead to failure of the circuit breaker, and unacceptable emergency conditions in the electrical network protected by this circuit breaker.

Задачей на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание поляризованного электромагнитного привода простого по конструкции, надежного при эксплуатации и высокотехнологичного при изготовлении.The problem to which the proposed utility model is directed is to create a polarized electromagnetic drive that is simple in design, reliable in operation, and high-tech in manufacturing.

Технический результат полезной модели заключается в повышении технологичности конструкции при изготовлении и повышении надежности при эксплуатации, сохранении стабильными The technical result of the utility model is to increase the manufacturability of the design in the manufacture and increase the reliability during operation, maintaining stable

магнитных характеристик постоянного магнита на протяжении всей эксплуатации и исключении взаимного влияния магнитных потоков двух магнитопроводящих контуров.magnetic characteristics of a permanent magnet throughout operation and the exclusion of the mutual influence of magnetic fluxes of two magnetic circuits.

Это достигается тем, что магнитопровод выполнен из двух пар одинаковых стержней. Между каждой парой стержней выполнены магнитопроводящие вставки, причем в первой паре стержней в качестве такой вставки установлен постоянный магнит, а во второй паре - магнитопроводящее ярмо. Кроме того, эти пары стержней разделены между собой элементом, выполненным из изоляционного материала.This is achieved by the fact that the magnetic circuit is made of two pairs of identical rods. Magnetic conductive inserts are made between each pair of rods, and a permanent magnet is installed as such an insert in the first pair of rods, and a magnetically conductive yoke in the second pair. In addition, these pairs of rods are separated by an element made of insulating material.

Применение двух пар одинаковых стержней позволяет выполнить безотходное производство с одним штампом на весь магнитопровод. Это облегчает технологический процесс - сокращается время и стоимость изготовления единицы продукции.The use of two pairs of identical rods allows for waste-free production with one stamp on the entire magnetic circuit. This facilitates the process - reduces the time and cost of manufacturing a unit of production.

Размещение постоянного магнита между стержнями исключает воздействие механических нагрузок на постоянный магнит, что способствует сохранению стабильных магнитных характеристик постоянного магнита на протяжении длительной эксплуатации поляризованного электромагнитного привода в устройстве автоматического выключателя. При этом появляется возможность изменять габариты постоянного магнита не изменяя сечение стержней, что не приведет к перенасыщению магнитопровода.Placing a permanent magnet between the rods eliminates the effect of mechanical loads on the permanent magnet, which helps to maintain the stable magnetic characteristics of the permanent magnet during the long-term operation of the polarized electromagnetic drive in the circuit breaker device. In this case, it becomes possible to change the dimensions of the permanent magnet without changing the cross section of the rods, which will not lead to a supersaturation of the magnetic circuit.

Кроме того разделение двух пар стержней элементом из In addition, the separation of two pairs of rods by an element of

изоляционного материала позволяет создать два независимых магнитопроводящих контура, работающих от одной катушки управления. Выполнение такой конструкции позволяет исключить взаимное влияние магнитных потоков двух магнитопроводящих контуров и обеспечивает требуемый порядок работы привода.insulating material allows you to create two independent magnetic circuit, working from one control coil. The implementation of this design eliminates the mutual influence of the magnetic fluxes of the two magnetic circuits and provides the required operation of the drive.

Полезная модель поясняется примером выполнения поляризованного электромагнитного привода.The utility model is illustrated by an example of a polarized electromagnetic drive.

На фиг.1 схематично изображен поляризованный электромагнитный привод в отключенном положении. На фиг.2 - то же в предвключенном положении, на фиг.3 - то же во включенном положении.Figure 1 schematically shows a polarized electromagnetic drive in the off position. In Fig.2 - the same in the upstream position, in Fig.3 - the same in the on position.

Поляризованный электромагнитный привод содержит магнитопровод выполненный из двух пар одинаковых стержней 1, 2, 3 и 4 (фиг.1). Между первой парой стрежней 1 и 2 установлен постоянный магнит 5, а между второй парой стержней 3 и 4 - магнитопроводящее ярмо 6. Катушка управления 7 привода неподвижно установлена на стержни 3 и 2. Главный якорь 8 и якорь 9 свободного расцепления закреплены на оси 10 с возможностью вращения вокруг нее. Пружина 11 свободного расцепления и пружина 12 отключения размещены с возможностью воздействия соответственно на якорь 9 свободного расцепления и главный якорь 8. Между стержнями 2 и 3 расположен элемент 13, выполненный из изоляционного материала. Для пояснения A polarized electromagnetic drive contains a magnetic circuit made of two pairs of identical rods 1, 2, 3 and 4 (Fig. 1). A permanent magnet 5 is installed between the first pair of rods 1 and 2, and a magnetically conducting yoke 6 is installed between the second pair of rods 3 and 4. The control coil 7 of the drive is fixedly mounted on rods 3 and 2. The main armature 8 and free trip armature 9 are fixed on the axis 10 s the possibility of rotation around it. The free-release spring 11 and the disconnect spring 12 are arranged to act, respectively, on the free-release anchor 9 and the main anchor 8. An element 13 made of insulating material is located between the rods 2 and 3. For clarification

работы при аварийных режимах на фигурах показана шина 14 главного тока выключателя.emergency operation in the figures shows the bus 14 of the main current of the switch.

Для того, чтобы привод включился, необходимо на катушку управления 7 подать соответствующее напряжение питания, при котором направление тока в катушке управления 7 будет таким, что магнитный поток Ф1 этой катушки 7 и магнитный поток Ф2 постоянного магнита 5 будут сонаправлены (направление потоков показано на фигурах пунктирной линией). При этом главный якорь 8 и якорь 9 свободного расцепления, преодолевая усилие пружин 11 и 12 притягиваются к магнитопроводу (фиг.2). Такое положение поляризованного электромагнитного привода переводит контакты (на фиг. не показаны) выключателя в предвключенное положение. Через определенный промежуток времени напряжение питания с катушки управления снимается. При этом магнитный поток Ф1=0. Якорь 9 свободного расцепления под действием усилий пружины 11 свободного расцепления отходит от стержней 3 и 4 магнитопровода, поворачиваясь вокруг оси 10. Главный якорь 8, преодолевая усилия пружины 12 отключения, удерживается в притянутом к стержням 1 и 2 магнитопровода положении за счет магнитного потока Ф2 постоянного магнита 5 (фиг.3). Такое положение якорей привода осуществляет перевод контактов выключателя во включенное положение. При этом направление магнитного потока (на фигурах не показан), создаваемого In order for the drive to turn on, it is necessary to supply an appropriate supply voltage to the control coil 7, at which the current direction in the control coil 7 will be such that the magnetic flux F1 of this coil 7 and the magnetic flux F2 of the permanent magnet 5 are aligned (the flow direction is shown in the figures dashed line). In this case, the main anchor 8 and the free release anchor 9, overcoming the force of the springs 11 and 12 are attracted to the magnetic circuit (figure 2). This position of the polarized electromagnetic drive translates the contacts (not shown in FIG.) Of the circuit breaker to the upstream position. After a certain period of time, the supply voltage from the control coil is removed. In this case, the magnetic flux F1 = 0. The free trip anchor 9, under the action of the efforts of the free trip spring 11, moves away from the rods 3 and 4 of the magnetic circuit, turning around axis 10. The main anchor 8, overcoming the efforts of the tripping spring 12, is held in a position attracted to the magnetic circuit rods 1 and 2 due to constant magnetic flux Ф2 magnet 5 (figure 3). This position of the drive anchors translates the switch contacts to the on position. In this case, the direction of the magnetic flux (not shown in the figures) created

главным током выключателя, протекаемого по шине 10, и направление магнитного потока Ф2 от постоянного магнита 5 совпадают.the main current of the switch flowing along the bus 10, and the direction of the magnetic flux F2 from the permanent magnet 5 are the same.

При аварийном отключении главный ток в шине 14 меняет направление на противоположное. Магнитный поток Ф2 уменьшается настолько, что главный якорь 8 не может удерживаться в притянутом положении и под действием усилий пружины 12 отключения отпадает (фиг.1). Выключатель переводится в отключенное положение.During an emergency shutdown, the main current in bus 14 changes direction in the opposite direction. The magnetic flux F2 is reduced so that the main armature 8 cannot be held in an attracted position and disappears under the action of the efforts of the disconnecting spring 12 (Fig. 1). The switch is set to the off position.

При оперативном отключении необходимо на катушку управления подать напряжение, при котором направление тока в катушке управления 7 будет создавать магнитный поток Ф1 в магнитопроводе противоположный по направлению магнитному потоку Ф2 постоянного магнита 5. Отключение привода происходит аналогично аварийному отключению.During an operational shutdown, it is necessary to apply a voltage to the control coil at which the current direction in the control coil 7 will create a magnetic flux F1 in the magnetic circuit opposite to the magnetic flux F2 of the permanent magnet 5. The drive is disconnected similarly to an emergency shutdown.

Таким образом, за счет того, что магнитопровод выполнен из двух пар одинаковых стержней, с магнитопроводящими вставками, причем в первой паре стержней в качестве такой вставки установлен постоянный магнит, а во второй паре - магнитопроводящее ярмо, достигнута высокая технологичность при изготовлении, повышена надежность работы привода, обеспечены стабильными магнитные характеристики постоянного магнита и исключено взаимное влияние магнитных потоков двух магнитопроводящих контуров.Thus, due to the fact that the magnetic circuit is made of two pairs of identical rods with magnetically conductive inserts, moreover, a permanent magnet is installed as such an insert in the first pair of rods, and a magnetically conductive yoke in the second pair, high manufacturability is achieved in production, and reliability is improved the drive, the magnetic characteristics of the permanent magnet are stable and the mutual influence of the magnetic fluxes of the two magnetic circuits is excluded.

Claims

A polarized electromagnetic drive containing a magnetic circuit with a control coil, a permanent magnet, a main anchor with a disconnect spring, a free trip anchor with a free trip spring, characterized in that the magnetic circuit is made of two pairs of identical rods, with a magnetically conducting insert placed between each pair, the first pair of rods has a permanent magnet installed as such an insert, and the second pair has a magnetically conductive yoke, and in addition, these pairs of rods are separated by cop made of insulating material.