SU1467588A1 - Коммутационное устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники и предназначено дл  отключени  больших токов. Цель изобретени  - повышение надежности и отключающей способности. При отключении размыкают контакт 37 в цепи мно- говитковой обмотки дроссел  1. В обмотке 9 дроссел  1 формируетс  си1- нал на отпирание тиристора 30. При

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  отключени  больших токов.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и отключающей способности устройства.

На фиг.1 представлена принципиальна  схема коммутационного устройства; на фиг. 2 - .конструкци  устройства; на фиг.З - магнитопровод дроссел , общий вид; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.З.

Устройство содержит дроссель (фиг.), -магнитопровод которого выполнен в виде торцового сердечника 1 с полюсами 2-5 и подвижного  рма 6. На полюсах 2-5 размещены обмотки дроссел : маловиткова  7, многовит- кова  8 и дополнительна  9. Маловиткова  7 и.многовиткова  8 обмотки разделены на секции и на каждом полюсе сердечника между двум  последовательно соединенными секци ми много- витковой обмотки 8 размещена секци  маловиткрвой обмотки 7. Дополнительна  обмотка 9 может быть расположена на одном из полюсов. Секции многовит ковой обмотки 8 всех, полюсов соедине нь1 между собой встречно-последова- тельно. Аналогично соединены и секци маловитковой обмотки 7. Направление намотки секций маловитковой обмотки 7 на каждом полюсе противоположно направлению намотки секций многовит- ковой обмотки 8. Обтекание этих обмоток соответствующими токами д ает возможность получить в полюсах равные и встречно направленные потоки. Ярмо 6 дроссел  закреплено на  коре 10 дополнительного индукционно-дина- мического привода, который прижат к индуктору 11 цилиндрической пружиной

0

5

0

5

0

5

0

12. Ярмо 6 выполнено в виде кольца (фиг.2), внешний и внутренний диаметры которого равны соответствующим диаметрам полюсов сердечника 1. Между  рмом 6 и полюсами 2-5 магнйтопровода дроссел  имеетс  большой воздуш- ньш зазор.

В качестве силовых контактов в устройстве использован быстродействующий коммутационный аппарат в котором два сосных изолированных друг от друга токоведущих стержн  13 и 14 замыкаютс  подпружиненными контактными мостиками 15. Токоведущие стержни 13 и-14 снабжены диэлектрическими цилиндрами 16 и 17 с конической поверхностью , обращенной к контактным мостикам . Оба диэлектрических цилиндра св заны при помощи передаточного звена 18 с  корем 19, размещенным между включающим 20 и выключающим 21 индукторами индукционно-динамического привода . При срабатывании привода диэлектрические цилиндры 16 и 17 вхо-. д т В межконтактный зазор между контактными мостиками 15 и токоведущими стержн ми 13 и 14.

Сердечник I дроссел  закреплен в корпусе 22 (фиг.2), которьм присоединен к фланцу 23 коммутационного аппарата . К этому же фланцу присоединен индуктор 11 дополнительного привода. Через центральные отверсти  в дополнительном приводе и в сердечнике дроссел  проходит удлиненный конец токоведущего стержн  13, который изолирован от металлических деталей дополнительного привода и дроссел  втулкой 24 и шайбой 25. К концу токо- Заедущего стержн  13 при помощи гаек 26 и 27 присоединен вывод 28 маловитto

15

20

25

31467588

ковой обмотки 7. Корпус дроссел  закреплен на раме 29, котора  служит основанием дл  коммутадионного уст- ройства. Ийдуктор 11 дополнительного привода последовательно соединен с выключак цим индуктором 2 привода коммутационного аппарата и через .тиристор 30 подключен к накопителю 31 энергии (фиг.1). Управл ющий электрод и катод тиристора 30 подключены к выводам дополнительной обмотки 9 через стабилитрон 32 и резистор 33. Включающий индуктор 20 привода коммутационного аппарата подключен к накопителю 34 энергии через тиристор 35.

Обща  точка соединени  многовит- ковой обмотки и маловитковой обмотки присоединена к неподвижному замыкающему контакту переключател  36, к подвижному контакту которого присоединен другой вывод многовитковой обмотки 8. При срабатывании переключател  36 его замыкающий контакт замыкает выводы многовитковой обмотки 8 между собой. Неподвижный размыкающий контакт переключател  соединен с выводом дополнительных контактов 37, другой вывод присоединен к общей точке соединени  нагрузки 38 и вьшо- да дл  подключени  источника питани . Разомкнутое состо ние силовых контактных постиков 15 фиксируетс  фиксаторами 39 и 40 (фиг.2).

Переключатель выполнен, например, в виде конечного выключател , установленного в корпусе 22, на шпиндель которого воздействует  рмо 6 дроссел . При отходе  рма 6 от шпиндел 

.размыкающий контакт переключател  36 размыкаетс , а замыкающий замыкаетс  и остаетс  замкнутым до тех пор, пока  рмо 6 движетс  к сердечнику и обратно. .

В качестве переключател  36 может быть использовано также реле с замедлителем при возврате. Выбор того или иного переключател  определ етс  при настройке коммутационного устройства на конкретные услови  работы. Изменение периода замкнутого состо йи  мно- товитковой обмотки позвол ет в определенных пределах регулировать демп- фирук цее действие короткозамкнутого контура на переходный процесс в селе и тем самым подобрать оптималь-. вые.услови  дл  бездуговой коммутации силовых контактов при заданном

30

35

40

45

5

0

5

значении коммутируемого тока. Последовательно соединенные индукторы 11 и 21 приводов зашунтированы диодом 41, а индуктор 20 зашунтирован диодом 42. Диоды 41 и 42 служат дл  защиты тиристоров от действи  проти- воЭДС, возникающей в катушках индук- ционно-динамических приводов при разр дке на них накопителей энергии. Зар д накопителей 31 и 34 осуществл етс  через вентиль 43 и зар дную индуктивность 44.

Устройство работает следующим об- разом.

В исходном состо нии силовых контактных мостиков 15 коммутационного аппарата размыкающие контакты переключател  36 и дополнительные контакты 37 замкнуты. По обмоткам 7 и 8 дроссел  протекают токи, обратно пропорциональные числам витков исход  из услови  равенства МДС маловитковой 7 и многовитковой 8 обмоток. Ток нагрузки, протека  по маловитковой обмотке 7, создает магнитный поток в полюсах, направление которого на фиг.1 показано сплошными стрелками. Ток управлени , значительно меньший по величине, чем ток нагрузки, протекает по секци м многовитковой обмотки 8 и создает магнитный поток в тех же полюсах дроссел  противоположного направлени  по отношению к потоку обмотки 7. Направление потока обмотки 8 показано пунктирными стрелками. Результирующий магнитный поток в полюсах равен нулю.

В св зи с тем, что в воздушном зазоре между полюсами 2-5 и  рмом 6 дроссел  магнитного потока нет, то на  рмо 6 не действуют никакие электромагнитные силы и оно с  корем 10 прижато пружиной 12 к индуктору 11 дополнительного привода.

При размыкании дополнительных контактов 37 ток в цепи многовитковой обмотки быстро затухает и равенство МДС обмоток 7 и 8 нарушаетс . За счет динамической индуктивности маловитковой обмотки, обусловленной возрастающим потокосцеплением, ток нагрузки резко уменьшаетс  до нул . Вследствие измен кнцегос , потокосцеп- лени  дополнительной обмотки 9 в ней индуцируетс  ЭДС. При определенной величине этой ЭДС, определ емой параметрами стабилитрона 32, тиристор 30

отпираетс  и накопитель 31 разр жаетс  на последовательно соединенные ин- уктор 11 дополнительного привода и выключающий индуктор 21 коммутационного аппарата, К моменту срабатывани  дополнительного привода в сердечнике дроссел  происходит переходный процесс, в результате которого магнитный поток в нем возрастает. При срабатьшании дополнительного привода  корь 10 под действием электродинамических сил сжимает пружину 12 и прибижает  рмо 6 дроссел  к полюсам 2-5 с большой скоростью. В результате этого воздушный зазор между  рмом и полюсами быстро уменьшаетс  и магнитна  проводимость его увеличиваетс . инамическа  индуктивность маловитко- вой обмотки 7 возрастает за счет увеичени  проводимости воздушного зазора . Так как скорость движени   рма 6 больша э то в маловитковой обмотке индуцируетс  ЭДС движени  большой величины, котора  увеличивает длительность ступени малого тока. Дойд  до полюсов 2-5 и расходовав кинетическую энергию,  рмо 6 дроссел  под действием силы сжатой пружины 12 возвращаетс  к индуктору П. Ярмо 6 не будет прит гиватьс  к полюсам дроссел , так как магнитный поток в зазоре будет мал вcлeдctвиe ступени малого тока в обмотке 7 и электромагнитна  сила, создаваема  им, не достаточна дл  преодолени  силы сжати  пружины.

Одновременно с процессом спадани  тока нагрузки и срабатыванием дополнительного привода срабатывает привод коммутационного аппарата. По- . скольку разр д накопител  31 происходит также и на индуктор 21, то  корь 19 перемещаетс  в сторону индуктора 20. При этом вместе с  корем 19 перемещаютс  диэлектрические цилиндры 16 и 17, так как они св заны с ним. Перемещение цилиндров 16 и l7 происходит навстречу друг другу вдоль то- коведущих стержней 13 и 14. Ролики, имеющиес  на контактных мостиках 15, прокатыва сь по конической поверхнос- ,ти диэлектрических цилиндров 16 и 17, отжимают контактные мостики 15 от

ка в токовитковой обмотке в секци х многовитковой обмотки 8 индуцируетс  ЭДС. Поскольку многовиткова  обмотка 8 по крайней мере на период движени   рма 6 дроссел  находитс  в замкнутом состо нии, то ток в ней, обусловленный наведенной ЭДС, оказывает демпфирукщее действие на магнитный

поток маловитковой обмотки. В результате этого длительность ступени малого тока в цепи силовых контактов увеличиваетс . На контактах переключател  36 и дополнительных контактах 37

не возникает перенапр жение, так как ЭДС многовитковой обмотки действует в замкнутом контуре.

Замыкание контактной системы коммутационного аппарата производитс 

путем подачи управл ющего импульса на тиристор 35. При этом накопитель 34 разр жаетс  на включак ций индуктор 20. Под действием электродинамических сил  корь 19 перемещаетс  к

индуктору 21 и фиксируетс  устройствами 39 и 40. Б этом положении устройство вновь готово дл  следующего цикла коммутации.

Таким образом, коммутационное устройство позвол ет расширить диапазон ступени малого тока в цепи силовых контактов и нагрузки в пределах, достаточных дл  бездуговой коммутации контактов быстродействующего коммута- цион:ного аппарата. Это дает возможность повысить отключающую способ- ность коммутационного устройства. Устройство позвол ет синхронизировать момент размыкани  контактов с

длительностью ступени малого тока, что обеспечивает повьш1ение его надеж ности.

45

50

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Коммутационное устройство, содер-. жащее вьтоды дл  подключени  источника питани  и выводы дл  подключени  нагрузки,, силовые и дополнительные контакты, дроссель, на магнитопрово- де которого намотаны встречно мало- виткова  и многовиткова  обмотки, причем первый вывод дл  подключени  источника питани , маловиткова  об

   токоведущих стержней 13 и 14. Контак- gg мотка, силовые контакты, выводы дл  .ты размыкаютс  в период ступени мало- подключени  нагрузки и второй вывод

   дл . подключени  источника питани  образуют последовательную цепь, перго тока без электрической дуги. При размыкании дополнительных контактов 37 и в период резкого уменьшени  товый вывод многовитковой обмотки соевый вывод многовитковой обмотки соединен с первым выводом дл  подключени  источника питани , второй вывод многовитковой обмотки через указанный вспомогательный контакт соединен с вторым выводом дл  подключени  источника питани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и отключающей способности устройства, в него введены дополни- тельна  обмотка дроссел , переключающа  контактна  группа, резистор, стабилитрон и вспомогательный индукционный индукционно-динамический привод, причем Б качестве привода силовых контактйв использован индукционно- динамический привод с включающей и отключающей катушками, двум  накопительными , конденсаторами, двум  тиристорами и двум  обратными диодами, включающа  катушка индукционно-дина- мического привода силовых контактов зашунтирована одним из обратных диодов и через один из тиристоров подключена к одному из накопительных конденсаторов, отключающа  катушка индукционно-динамического привода силовых контактов и катушка вспомогательного индукпионно-динамического привода соединены в последовательную цепь, котора  зашунтирована одним из обратных диодов и через один из тиристоров подключена к одному из накопительных конденсаторов, магнито- провод дроссел  выполнен в виде сердечника с пазами и снабжен подвижным  рмом, которое закреплено на  коре вспомогательного индукционно-динамического привода и механически св зано с переключающим контактом переключающей контактной группы, выводы дополнительной обмотки дроссел  через последовательно соединенные резистор и стабилитрон подключены к управл кщему переходу тиристора, подключающего указанную цепь из последовательно соединенных обмоток индук- ционно-динамических приводов, размыкающий контакт переключающей контактной группы включен в цепь между дополнительным контактом и многовитковой обмоткой, замыкающий контакт переключающей контактной группы подключен к первому выводу дл  подключени  источника питани ,

   r W

   4м.г

   гтгв

   Ч

   А -А

   Vui. f