SU1073821A1 - Быстродействующий автоматический выключатель - Google Patents

Abstract

БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий корпус, дугогасительные каме«-- . ры, механизм включени  со штоком, отключаюш ,ий узел, включаюш,ий электромагнит с независимым возбуждением, контактную систему в. виде малоподвижного и подвижных контактов и шарнирно-рычажный механизм дл  св зи подвижных контактов с механизмом включени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и надежности выключател , отключающий узел снабжен другим электромагнитом с независимым возбуждением и в выключатель введен дополнительный щарнирно-рычажный механизм, рычаги которого расположены симметрично относительно штока механизма включени ,  кор  электромагнитов св заны с механизмом включени  при помощи дополнительного шарнирно-рычаЖного механизма, причем рабочие зазоры электромагнитов , выбраны раз (Л личными и наход тс  в соотношении 1/2-1/3. о со оо to

Description

Изобретение относитс  к электрическим аппаратам, в частности к защитным автоматическим выключател м, предназначено дл  автоматического отключени  электрических цепей при токовых перегрузках, коротких замыкани х и может быть использовано , главным образом, .дл  защиты полупроводниковых преобразовательных установок и тиристорных приводов малой и средней мощности.

Известен быстродействующий автоматический выключатель с электродинамическим отключающим механизмом, который содержит изол ционный корпус, контактную и дугогасительную систему, шток, соединенный с подвижными контактами и удерживаемый во включенном положении шариками , вход щими в его проточку, алюминиевый диск и катущку, обтекаемую главным током. Выключатель срабатывает при протекании по катущке токов короткого замыкани  1.

Этот выключатель используетс  в мощных электрических цеп х и не может быть использован дл  защиты полупроводниковых приборов,в частности преобразователей малой и средней мощности, так как он не чувствителен кнезначительным, но опасным дл  этих приборов перегрузкам.

Известен также быстродействующий автоматический выключатель, который мо-. жет примен тьс  в полупроводниковых преобразовател х , содержащий корпус, дугогасительную камеру, контактную систему, состо щую из подвижного и малоподвижного контактов, механизм свободного расцеплени , накопитель энергии, выполненный в виде электромагнита, расцепитель дистанционного отключени , св занный с механизмом перемещени  подвижных контактов , который состоит из нескольких передаточных звеньев. В каждом полюсе выключател  установлены расцепител  максимального тока, а малоподвижный контакт соединен т гами с  корем электромагнита независимого возбуждени  2.

Такой автоматический выключатель применим дл  ограничени  в первый момент времени амплитуды тока короткого замыкани , например, в полупроводниковых преобразовател х однако из-за больщой инерционности механизма перемещени  подвижных контактов полное врем  отключени  выключател  составл ет 40 мс, в то врем  как дл  эффективной защиты полупроводниковых преобразователей требуетс  не более 10 мс.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  быстродействующий автоматический выключатель, содержащий корпус, дугогасительные камеры, контактную систему, состо щую из малоподвижного контакта и подвижных контактов, шарнирно-рычажный

механизм перемещени  последних, отключающий узел, в котором имеютс  электромагнитный расцепитель и пружинный приводной элемент в виде цилиндрической пружины . Эта пружина надета на щток в верхней его части и поджимаетс  снизу втулкой, укрепленной на щтоке, с второй подвижной втулкой штока св заны звень  шарнирнорычажного механизма. На нижний конец щтока надета подпружиненна  защелка

расцепител , выполненна  в виде пластины , один конец которой расположен над электромагнитом независимого возбуждени . Пластина  вл етс   корем последнего и служит дл  фиксации верхнего положени  штока 3.

Этот выключатель обладает минимально достаточным быстродействием (врем  срабатывани  не более 2 мс) дл  обеспечени  защиты полупроводниковых преобразователей за счет меньшей инерционности,

0 однако дл  повыщени  надежности защиты необходимо еще увеличить быстродействие выключател . Конструкци  данного выключател  не позвол ет повышать быстродействие из-за большой инерционности защелки , способствующей увеличению собствен ного времени отключени  выключател . Другим недостатком этого выключател   вл етс  необходимость в значительных усили х на сжатие пружины отключающего узла при его включении.

0 Цель изобретени  - повышение быстродействи  и надежности выключател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в быстродействующем автоматическом выключателе , содержащем корпус, дугогасительные камеры, механизм включени  со

5 штоком, отключающий узел, включающий электромагнит с независимым возбуждением , контактную систему с малоподвижным и подвижными контактами и шарнирно-рычажный механизм дл  св зи подвиж0 ных .контактов с механизмом включени , отключающий узел снабжен другим электромагнитом с независимым возбуждением и в выключатель введен дополнительный шарнирно-рычажный механизм, рычаги которого расположены симметрично отно5 сительно штока механизма включени ,  кор  электромагнитов св заны с механизмом включени  ггри помощи дополнительного щарнирно-рычажного механизма, причем рабочие зазоры электромагнитов выбраны различными и наход тс  в соотношении

0 1/2-1/3.

Введение указанных признаков позвол ет значительно повысить скорость получени  начального раствора контактов в первый момент времени за счет двухступенчаJ того по скорости перемещени  подвижных контактов, а также позвол ет получить большие усили , необходимые дл  отключени  выключател . Кроме того, отключающий узел, выполненный в виде системы двух магнитов, позвол ет повысить степень унификации выключател  и упростить технологию его сборки . Така  конструкци  выключател  позвол ет избавитьс  от накопителей энергии во включенном состо нии выключател , требующих большого усили  как дл  включени , так и дл  удержани , например, пружины во взведенном состо нии, и таким образом исключаетс  необходимость в дополнительном приводном механизме дл  включени . На фиг. 1 показан предлагаемый выключатель во включенном состо нии; на фиг. 2 - то же, в -отключенном. Быстроде йствую щий а вто м ати чес ки и выключатель содержит корпус 1, дугогасительные камеры 2, контактную систему с малоподвижным контактом 3 и подвижными контактами 4, щарнирно-рычажный механизм дл  перемещени  последних со звень ми 5 и св занный с ними через шток 6, отключающий узел, содержащий два электромагнита 7 и 8 независимого возбуждени . Контактна  система снабжена пружинами 9 контактного нажати  и дугогаси ,„ „, тельными рогами 10. Контакты 4 соединеНБ1 с токоподвод щими шинами 11 и звень ми 5 шарнирно-рычажного механизма, причем звень  5 св заны так же с подвижной втулкой 12, установленной, как и малоподвижный контакт 3, в направл ющих корпуса 1. Шток 6 снабжен упорами 13 и 14. Упор 13 выполнен на его верхнем торце, наход щемс  в отверстии втулки 12, а упор 14 расположен вниз по штоку 6 под втулкой 12 и служит дл  включени . Нижний конец штока соединен с рычагами 15 и 16 дополнительного шарнирно-рычажного механизма , которые в свою очередь соединены с  кор ми 17 и 18 электромагнитов 7 и 8 соответственно. Рычаги 15 и -16 соединены с корпусом с помощью осей 19 и 20, которые могут располагатьс  либо по одну сторону от штока 6, либо по разные и закреплены в корпусе 1 выключател . В последнем имеетс  также упор 21 дл  фиксации крайнего нижнего положени  втулки 12 и, таким образом, подвижных контактов 4 в отключенном положении. Быстродействующий автоматический выключатель работает следующим образом . Во включенном состо нии выключател  контакты 3 и 4 замкнуты, пропускают ток и поджимаютс  пружинами 9, которые одновременно фиксируют в крайнем верхнем положении щток 6 и звень  5. В момент подачи напр жени , например, от схемы защиты преобразовател  при токовых перегрузках на катущки обоих электромагнитов 7 и 8  кори 17 и 18 вт гиваютс  внутрь катущек электромагнитов 7 и 8, одновременно перемеща  св занные с ними рычаги 15 и 16. Электромагниты 7 и 8 отключающего узла имеют различные рабочие зазоры, наход щиес  в соотношении 1/2-1/3. В первый момент времениэлектромагнит 7, имеющий меньший рабочий зазор, сообщает большую скорость перемещени  щтоку 6 и контактам 4, в результате чего врем  получени  минимально необходимого зазора между контактами 3 и 4 уменьшаетс  до 1 -1,5 мс. Электромагнит 8 обеспечивает полный ход штока и соответственно полный ход подвижных контактов. С учетом унификации (электромагниты выбраны одимаковыми ) указанные соотношени  обеспечивают ускоренное перемещение контактов при выборе зазоре первого электромагнита, прин того за единицу в данном соотношении при условии обеспечени  достаточных усилий со стороны второго электромагнита, которые позвол ют, без резкого изменени  скорости продолжать перемещение контактов после выбора зазора  корем первого электро магнита (остановки первого электромагнита с учетом действи  сил инерции движени . Та кое условие выполнимо только при указанг j ных соотношени х рабочих зазоров электромагнитов . При изменении этого соотношени , например, до 1/4 и более усилие второго электромагнита недостаточное дл  продолжени  перемещени  контактов без резкого замедлени  скорости, а следовательно , без значительного увеличени  полного времени срабатывани  выключател . Увеличение мощности второго электромагнита дл  обеспечени  больщих усилий нецелесообразно из-за увеличени  его инерционности и индуктивности, что может воспреп тствовать своевременному его срабатыванию и не. исключаетс  возможность возврата контактов в исходное замкнутое положение. Шток 6 перемещаетс  вниз с усилием, равным сумме усилий двух электромагнитов 7 и 8. Упор 13 штока 6 перемещает втулку 12, котора  в результате своего совместного со штоком 6 движени  измен  взаимное расположение звеньев 5 от первоначального угла, близкого к 90° (в положении «Включено), через положение, когда угол между ними составл ет 180°, и до положени , близкого к горизонтальному, при котором достигаетс  устойчивое положение шарнирно-рычажного механизма, когда втулка 12 фиксируетс  на упорах 21. В результате равнодействующа  сил, действующих вдоль звеньев 5, мен ет направление на противоположное. Пружины 9 ежимаютс , а действие взведенных пружин 9 практически уравновешиваетс  через звень  5 шарнирно-рычажного механизма. По мере движени  втулки 12 происходит пере

Claims (1)

1. БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, содержащий корпус, дугогасительные каме- ры, механизм включения со штоком, отключающий узел, включающий электромагнит с независимым возбуждением, контактную систему в. виде малоподвижного и подвижных контактов и шарнирно-рычажный механизм для связи подвижных контактов с механизмом включения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности выключателя, отключающий узел снабжен другим электромагнитом с независимым возбуждением и в выключатель введен дополнительный шарнирно-рычажный механизм, рычаги которого расположены симметрично относительно штока механизма включения, якоря электромагнитов связаны с механизмом включения при помощи дополнительного шарни- _ рно-рычаЖного механизма, причем рабо- g чие зазоры электромагнитов , выбраны различными и находятся в соотношении 1/2-1/3.

   ю to з

   Фиг. 1 >