RU84157U1

RU84157U1 - AUTOMATIC FAST SWITCH

Info

Publication number: RU84157U1
Application number: RU2008149447/22U
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов; Сергей Игоревич Марценюк
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2009-06-27

Abstract

Выключатель автоматический быстродействующий, содержащий подвижный контакт, неподвижный контакт, приводную тягу, пружину контактного нажатия, соединенную с приводной тягой через ограничители и качающуюся кулису, электромагнит свободного расцепления с магнитопроводом, якорем и упором свободного расцепления, пружину отключения, концевую опору, главный электромагнит, включающий в себя магнитопровод, постоянный магнит, главный якорь, катушку управления, рычаг, соединяющий пружину отключения с главным якорем и качающейся кулисой, устройство ограничения магнитного потока в магнитопроводе главного электромагнита, отличающийся тем, что ось вращения подвижного контакта проходит через центр тяжести подвижного контакта, а приводная тяга соединена одним концом с подвижным контактом, а вторым концом закреплена в концевой опоре, позволяющей тяге выполнять прямолинейное движение.A quick-action circuit breaker containing a movable contact, a fixed contact, a drive rod, a contact pressing spring connected to the drive rod through the limiters and rocking link, a free-release electromagnet with a magnetic circuit, an anchor and a free-release stop, a trip spring, an end support, a main electromagnet including a magnetic circuit, a permanent magnet, a main armature, a control coil, a lever connecting the disconnect spring to the main armature and rocking link, GUT limit magnetic flux in the magnetic circuit of the main electromagnet, characterized in that the movable contact of the rotation axis passes through the center of gravity of the movable contact, and a drive rod connected at one end to a movable contact, and a second end fastened to end support allowing traction to perform rectilinear motion.

Description

Полезная Модель относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и предназначено для защиты электрических установок от обратных токов.The utility model relates to electrical engineering, in particular to protective switching equipment, and is intended to protect electrical installations from reverse currents.

Выключатели автоматические быстродействующие, отключающиеся при уменьшении величины магнитного потока в магнитопроводе электромагнитного привода при смене направления тока в главной цепи, известны, например, из следующих источников:High-speed automatic switches that trip when the magnetic flux in the magnetic circuit of the electromagnetic drive decreases when the current direction in the main circuit changes, are known, for example, from the following sources:

1. А.И.Голубев. Быстродействующие автоматические выключатели. - М. - Л.: Энергия, 1964, стр.153-162, стр.207-210;1. A.I. Golubev. High-speed circuit breakers. - M. - L .: Energy, 1964, p. 153-162, p. 207-210;

2. Учебно-методическое пособие по дисциплинам «Тяговые и трансформаторные подстанции» и «Городской электрический транспорт» для студентов специальности 101800 - «Электроснабжение железных дорог» Составитель В.Н.Яковлев. - Самара: СамИИТ, 2001 - стр.14-18, стр.27-34.2. Teaching aid in the disciplines “Traction and transformer substations” and “Urban electric transport” for students of specialty 101800 - “Power supply of railways” Compiled by V.N. Yakovlev. - Samara: SamIIIT, 2001 - p. 14-18, p. 27-34.

Наиболее близким аналогом может служить выключатель автоматический по второму источнику на стр.27-34. Он содержит подвижный контакт, неподвижный контакт, привод для замыкания и размыкания подвижного и неподвижного контактов, состоящий из катушки управления, магнитопровода с постоянным магнитом, главного якоря и якоря свободного расцепления, тягу, пружину контактного нажатия и отключающую пружину и устройство ограничения The closest analogue can be a circuit breaker automatic on the second source on page 27-34. It contains a movable contact, a fixed contact, a drive for closing and opening the movable and fixed contacts, consisting of a control coil, a permanent magnet magnetic circuit, a main and free trip armature, a pull rod, a contact pressing spring and a breaking spring and a limiting device

магнитного потока. Включение выключателя осуществляется при подаче напряжения на катушку управления. Главный якорь и якорь свободного расцепления притягиваются к магнитопроводу, обеспечивая предвключенное положение выключателя. Затем катушка управления обесточивается и якорь свободного расцепления отпадает от магнитопровода, а главный якорь удерживается в притянутом к магнитопроводу положении за счет постоянного магнита. Контакты выключателя замыкаются.magnetic flux. The circuit breaker is turned on when voltage is applied to the control coil. The main anchor and the free trip anchor are attracted to the magnetic circuit, ensuring the upstream position of the switch. Then the control coil is de-energized and the free trip anchor falls off from the magnetic circuit, and the main anchor is held in the position drawn to the magnetic circuit due to the permanent magnet. The switch contacts close.

При смене направления электрического тока в главной цепи магнитный поток в магнитопроводе привода ослабевает, главный якорь не может удерживаться в притянутом к магнитопроводу положении и отпадает. При этом контакты выключателя переходят в отключенное положение.When the direction of the electric current in the main circuit changes, the magnetic flux in the drive magnetic circuit weakens, the main armature cannot be held in the position drawn to the magnetic circuit and disappears. In this case, the switch contacts go into the off position.

Недостатком представленного выключателя является наличие большого по габаритам привода для обеспечения необходимого контактного нажатия контактов во включенном положении, а также большое количество осей вращения подвижных частей механизма, что свидетельствует о замедлении процесса отключения выключателя.The disadvantage of the presented switch is the presence of a large-sized drive to provide the necessary contact pressing of the contacts in the on position, as well as a large number of rotation axes of the moving parts of the mechanism, which indicates a slowdown in the process of opening the switch.

Большие габариты выключателя и большое количество промежуточных деталей между приводом и контактами свидетельствуют о высокой стоимости выключателя и необходимости большого рабочего пространства для его размещения.The large dimensions of the circuit breaker and the large number of intermediate parts between the drive and the contacts indicate the high cost of the circuit breaker and the need for a large working space for its placement.

Полезная модель решает задачу создания простого по конструкции выключателя с малыми габаритами и высоким быстродействием.The utility model solves the problem of creating a circuit breaker with a simple design with small dimensions and high speed.

Технический результат, который создается полезной моделью, состоит в повышении быстродействия и уменьшении габаритов выключателя.The technical result, which is created by the utility model, is to increase the speed and reduce the size of the circuit breaker.

Сущность полезной модели заключается в комплексе принятия мер по снижению габаритов и времени срабатывания выключателя. Ось вращения подвижного контакта располагается в теле подвижного контакта, и проходит через центр тяжести контакта. Приводная тяга, приводящая в движение подвижный контакт, одним концом соединена с подвижным контактом, а второй конец приводной тяги входит в концевую опору, позволяющей тяге свободно перемещаться вдоль своей оси и одновременно поворачиваться. При отключении и включении приводная тяга совершает прямолинейно-вращательное движение, но в связи с тем, что радиус, на котором закреплена тяга относительно центра вращения подвижного контакта, длина тяги и угол поворота подвижного контакта выбраны таким образом, что приводная тяга совершает поворот на крайне малый угол, движение тяги практически прямолинейно. На длине приводной тяги имеются три ограничителя, два из которых через пружину контактного нажатия и качающуюся кулису соединены с якорем главного электромагнита, и один ограничитель соединен с якорем электромагнита свободного расцепления. При полностью притянутом главном якоре пружина контактного нажатия должна сжимается и через ограничитель передать усилие на приводную тягу, а при отключении выключателя - через качающуюся кулису передать усилие на разгон главного якоря до момента выбора провала.The essence of the utility model is the complex of measures to reduce the size and response time of the circuit breaker. The axis of rotation of the movable contact is located in the body of the movable contact, and passes through the center of gravity of the contact. The drive rod driving the movable contact is connected to the movable contact at one end, and the other end of the drive rod enters the end support, allowing the rod to move freely along its axis and simultaneously rotate. When disconnecting and turning on, the drive rod makes a rectilinear rotational movement, but due to the fact that the radius on which the rod is fixed relative to the center of rotation of the movable contact, the rod length and the angle of rotation of the movable contact are chosen in such a way that the drive rod rotates to an extremely small angle, traction movement is almost rectilinear. There are three stops along the length of the drive rod, two of which are connected to the armature of the main electromagnet through the contact pressing spring and the swinging link, and one stopper is connected to the arm of the free trip electromagnet. With the main anchor fully pulled, the contact pressing spring should be compressed and the force should be transmitted to the drive rod through the limiter, and when the switch is turned off, the force should be transmitted through the swinging arm to accelerate the main armature until the failure is selected.

Прохождение оси вращения подвижного контакта через его центр тяжести, прямолинейное движение приводной тяги, а также уменьшение количества промежуточных и дополнительных рычагов уменьшает момент инерции всего механизма и, соответственно, требуемое усилие для приведения в движение подвижного контакта, что говорит о меньшей мощности привода и более высоком быстродействии выключателя при отключении. Кроме того, все эти меры снижают габариты и себестоимость выключателя.The passage of the axis of rotation of the movable contact through its center of gravity, the rectilinear movement of the drive rod, as well as a decrease in the number of intermediate and additional levers, reduces the moment of inertia of the entire mechanism and, accordingly, the required force to drive the movable contact, which indicates less drive power and higher circuit breaker speed when tripping. In addition, all these measures reduce the size and cost of the circuit breaker.

Полезная модель поясняется примером выполнения выключателя. На фиг.1 показан патентуемый выключатель во включенном положении; на фиг.2 - то же, но в отключенном положении; на фиг.3 - то же, в предвключенном положении.The utility model is illustrated by an example of a circuit breaker. Figure 1 shows the patented switch in the on position; figure 2 is the same, but in the off position; figure 3 is the same in the upstream position.

Выключатель автоматический быстродействующий состоит из подвижного контакта 1, неподвижного контакта 2, приводной тяги 3, расположенных на тяге ограничителей 4, 5 и 6, концевой опоры 7, пружины контактного нажатия 8, качающейся кулисы 9, рычага 10, главного якоря 11, магнитопровода 12, постоянного магнита 13, катушки управления 14, устройства 15 ограничения магнитного потока в магнитопроводе 12, пружины отключения 16, упора 17 свободного расцепления, якоря 18 свободного расцепления, магнитопровода 19 электромагнита свободного расцепления. В теле подвижного контакта выполнена ось 20 вращения.A quick-acting automatic switch consists of a movable contact 1, a fixed contact 2, a drive rod 3 located on the traction of the limiters 4, 5 and 6, the end support 7, the contact pressing spring 8, the swinging link 9, the lever 10, the main armature 11, the magnetic circuit 12, a permanent magnet 13, a control coil 14, a magnetic flux limiting device 15 in the magnetic circuit 12, a trip spring 16, a free trip stop 17, an free trip armature 18, a free trip magnetic circuit 19. An axis of rotation 20 is made in the body of the movable contact.

Работа выключателя осуществляется следующим образом.The operation of the switch is as follows.

Для включения выключателя на катушку управления 14 подается соответствующее напряжение. Ток в катушке управления 14 создает в To turn on the switch, a corresponding voltage is supplied to the control coil 14. The current in the control coil 14 creates in

магнитопроводе 12 главного электромагнита магнитный поток, по направлению совпадающим с магнитным потоком, создаваемым постоянным магнитом 13. Якорь 18 свободного расцепления в начале включения полностью притянут к магнитопроводу 19 электромагнита свободного расцепления, и появление тока в катушке управления 14 вызовет появление большой притягивающей силы якоря 18 свободного расцепления к магнитопроводу 19. Главный якорь 11 начнет притягиваться к магнитопроводу 12 главного электромагнита, и вызовет растяжение отключающей пружины 16, перемещение приводной тяги 3 и поворот подвижного контакта 1. Но движение приводной тяги 3 после некоторого перемещения будет ограничено ограничителем 6, который в процессе включения упрется в упор 17 якоря 18 свободного расцепления, соединенного с якорем 18 свободного расцепления. Дальнейшее притяжение главного якоря 11 вызовет окончательное растяжение отключающей пружины 16, и сжатие пружины 8 контактного нажатия через качающуюся кулису 9. Подвижный контакт 1 поворачиваясь вокруг оси 20, остановится в предвключенном положении (между контактами 1 и 2 останется воздушный зазор). Через некоторый промежуток времени ток в катушке управления 14 прекращается. Главный якорь 11 останется в притянутом положении за счет магнитного потока постоянного магнита 13, а якорь 18 свободного расцепления не сможет удерживаться в притянутом к магнитопроводу 19 положении и отпадает от него. При отпадании якоря 18 свободного расцепления с упором 17 приводная тяга 3 более не удерживается ограничителем 6, и за счет усилия пружины контактного нажатия 8 the magnetic circuit 12 of the main electromagnet, the magnetic flux in the direction coinciding with the magnetic flux generated by the permanent magnet 13. The free trip armature 18 at the start of switching is fully drawn to the magnetic circuit 19 of the free trip electromagnet, and the appearance of current in the control coil 14 will cause a large attractive force of the free armature 18 uncoupling to the magnetic circuit 19. The main anchor 11 will begin to be attracted to the magnetic circuit 12 of the main electromagnet, and will cause the tension of the disconnecting spring 16, moving of the drive rod 3 and the movable contact 1. However, the rotation movement of the drive rods 3 after some movement will be limited by limiter 6, which in turn abuts against the abutment 17 of the armature 18, trip-free, coupled to the anchor 18 free trip. Further attraction of the main armature 11 will cause the final tension of the disconnecting spring 16, and compression of the contact pressing spring 8 through the swinging arm 9. The movable contact 1 turning around axis 20 will stop in the up position (there will remain an air gap between contacts 1 and 2). After a certain period of time, the current in the control coil 14 stops. The main armature 11 will remain in the attracted position due to the magnetic flux of the permanent magnet 13, and the free trip armature 18 cannot be held in the position drawn to the magnetic circuit 19 and falls away from it. When the anchor 18 free release with the stop 17, the drive rod 3 is no longer held by the limiter 6, and due to the force of the contact pressing spring 8

приводит подвижный контакт 1 до соприкосновения с неподвижным контактом 2. Между ограничителем 5 и качающейся кулисой 9 должно остаться небольшое расстояние для обеспечения контактного нажатия. Выключатель включен.leads the movable contact 1 to contact with the fixed contact 2. Between the limiter 5 and the swinging link 9 there should be a small distance to ensure contact pressing. The switch is on.

При смене направления электрического тока в защищаемой цепи устройство 15 ограничения магнитного потока в магнитопроводе главного электромагнита ограничивает магнитный поток в магнитопроводе 12, что вызывает снижение силы притяжения главного якоря 11. Под действием усилий отключающей пружины 16 и пружины контактного нажатия 8 главный якорь 11 отпадает от магнитопровода 12. При выборе провала качающаяся кулиса 9 плотно соединяется с ограничителем 5. После этого движение главного якоря 11 передается через качающуюся кулису 9, ограничитель 5, приводную тягу 3 непосредственно на подвижный контакт 1. Подвижный контакт 1 размыкается с неподвижным контактом 2.When changing the direction of the electric current in the protected circuit, the magnetic flux limiting device 15 in the magnetic circuit of the main electromagnet restricts the magnetic flux in the magnetic circuit 12, which causes a decrease in the attractive force of the main armature 11. Under the action of the breaking spring 16 and the contact pressing spring 8, the main armature 11 drops from the magnetic circuit 12. When choosing a dip, the swinging arm 9 is tightly connected to the limiter 5. After that, the movement of the main armature 11 is transmitted through the swinging arm 9, the limiter 5, with water draft 3 directly to movable contact 1. Movable contact 1 opens with fixed contact 2.

Таким образом, за счет расположения оси вращения подвижного контакта в центре тела этого контакта, и приведение в движение контакта приводом через тягу, имеющей практически прямолинейное движение, обеспечено высокое быстродействие выключателя. Уменьшение массы и габаритов выключателя приводит к снижению стоимости и уменьшению занимаемого рабочего пространства выключателя.Thus, due to the location of the axis of rotation of the movable contact in the center of the body of this contact, and the movement of the contact by the drive through the traction, which has an almost rectilinear movement, a high speed switch. Reducing the mass and dimensions of the circuit breaker leads to a decrease in cost and a decrease in the occupied working space of the circuit breaker.

Claims

A quick-action circuit breaker containing a movable contact, a fixed contact, a drive rod, a contact pressing spring connected to the drive rod through limiters and a rocking link, a free-release electromagnet with a magnetic circuit, an anchor and a free-release stop, a trip spring, an end support, a main electromagnet including a magnetic circuit, a permanent magnet, the main armature, a control coil, a lever connecting the disconnect spring to the main armature and rocking link, GUT limit magnetic flux in the magnetic circuit of the main electromagnet, characterized in that the movable contact of the rotation axis passes through the center of gravity of the movable contact, and a drive rod connected at one end to a movable contact, and a second end fastened to end support allowing traction to perform rectilinear motion.