SU758283A1

SU758283A1 - Quick-action induction-dynamic drive of switching apparatus

Info

Publication number: SU758283A1
Application number: SU782699472A
Authority: SU
Inventors: Vyacheslav E Lapshin; Vladimir A Tyutkin
Original assignee: Lapshin Vyacheslav; Vladimir A Tyutkin
Priority date: 1978-12-21
Filing date: 1978-12-21
Publication date: 1980-08-23

Description

Изобретение относится к аппаратостроению и может быт-ь использовано в качестве привода контактов быстродействующих коммутационных аппаратов. ^э The invention relates to apparatus engineering and can be used as a drive for contacts of high-speed switching devices. ^uh

Известен быстродействующий индукционно-динамический привод (ИДП), содержащий плоские индукторы и якорь, выполненный в виде диска из электро— , проводного материала, в котором на индукторы разражается емкостной накопитель энергии [1].Known high-speed induction-dynamic drive (IDP), containing flat inductors and an armature, made in the form of a disk of electrical, wire material, in which a capacitive energy storage device breaks out onto the inductors [1].

Недостатком такого ИДП' является низкий КПД электромеханического преобразования энергии емкостного нако- 15 пителя, так как при движении якоря существенно уменьшается плотностьэнергии магнитного поля в рабочем зазоре.The disadvantage of this IDP 'is the low efficiency of the electromechanical energy conversion of the capacitive storage, since when the armature moves, the magnetic field energy density in the working gap decreases significantly.

Известен индукционно-динамический быстродействующий.привод коммутационного аппарата, содержащий индуктор ‘с магнитопроводом, якорь с двумя жестко закрепленными на нем коротко- 25 замкнутыми витками и накопитель энергии, подключенный к индуктору 4ерез коммутатор (2}A fast-acting induction-dynamic drive of a switching apparatus is known, comprising an inductor ‘with a magnetic circuit, an armature with two short-25 closed turns rigidly fixed to it, and an energy storage device connected to the inductor 4 through a switch (2}

Этот· привод имеет несколько больший КПД по сравнению с вышеописдн- 30 ным, однако, из-за наличия значительной по величине аксиальной составляющей магнитного поля, не используемой для ускорения якоря, КДП данного привода остается все же сравнительно невысоким . Кроме того, быстродействие этого привода ограничено.This drive has a slightly higher efficiency compared to the one described above, however, due to the presence of a significant axial component of the magnetic field, which is not used to accelerate the armature, the KDP of this drive is still relatively low. In addition, the speed of this drive is limited.

Цель изобретения— повышение КПД и быстродействия привода.The purpose of the invention is to increase the efficiency and speed of the drive.

Поставленная цель достигается тем, что в приводе один из короткозамкнутых витков выполнен в виде диска ступенчатой формы, у которого диаметр больше выступа равен внешнему диаметру индуктора, а диаметр меньшего выступа равен внешнему диаметру якоря, Причем выступ большего диаметра диска расположен вблизи торцовой поверхности индуктора.This goal is achieved by the fact that in the drive one of the short-circuited turns is made in the form of a step-shaped disk, the diameter of which is larger than the protrusion equal to the outer diameter of the inductor, and the diameter of the smaller protrusion is equal to the outer diameter of the armature, and the protrusion of the larger diameter of the disk is located near the end surface of the inductor.

На чертеже изображен привод, общий вид.The drawing shows a drive, General view.

Привод состоит из индуктора 1 с магнитопроводом 2, якоря 3 с жестко закрепленными на нем короткозамкнутыми витками 4 и 5, выполненными из материала с хорошей электропроводностью, например меди. Якорь 3 выполнен из ферромагнитного материала, например электротехнической стали, и имеет радиальные прорези для уменьшения потерь от вихревых токов. Якорь может быть связан с подвижными контактами коммутационного аппарата (на чертеже не показано). Короткозамкнутый виток 5 выполнен в виде диска ступенчатрй формы. Выступ большего диаметра вйтка 5 расположен в непосредственной близости от торцовой поверхности индуктора 1, а выступ меньшего диаметра расположен в зоне внутреннего отверстия индуктора 1, причем виток 5 несколько смещен относительно центра индуктора 1 в сторону перемещения якоря 3. К индуктору 1 подключен емкостной накопитель 6 энергии через коммутатор 7.The drive consists of an inductor 1 with a magnetic circuit 2, anchors 3 with short-circuited coils 4 and 5 rigidly fixed on it, made of a material with good electrical conductivity, such as copper. Anchor 3 is made of ferromagnetic material, such as electrical steel, and has radial slots to reduce eddy current losses. The anchor can be connected with the moving contacts of the switching device (not shown in the drawing). Short-circuited coil 5 is made in the form of a disk of step shape. The protrusion of the larger diameter of the screw 5 is located in the immediate vicinity of the end surface of the inductor 1, and the protrusion of the smaller diameter is located in the zone of the inner hole of the inductor 1, and the coil 5 is somewhat offset relative to the center of the inductor 1 in the direction of movement of the armature 3. A capacitive energy storage 6 is connected to the inductor 1 through switch 7.

Привод работает следующим образом.The drive operates as follows.

Предварительно заряженный накопитель энергии б при подаче управляющего импульса на коммутатор 7 начинает разряжаться на индуктор 1 и создается импульсное магнитное поле. В результате этого возникают.аксиальные электромагнитные усилия, действующие на виток 5 и перемещающие якорь 3 вправо. На выступ большего диаметра · витка. 5 воздействует магнитное поле торцовой зоны индуктора, а на выступ меньшего диаметра воздействует поле, находящееся в зоне внутреннего отверстия индуктора. В процессе движения якоря виток 5 выходит из зоны взаимодействия с индуктором, а виток приближается к нему. Если в индукторе ещё протекает ток, на виток 4 действуют отталкивающие усилия И якорь 3 затормаживается . При большом ходе якоря 3 к моменту приближения витка 4' к индуктору ток в цепи практически затухает. В этом случае, чтобы затормозить подвижную систему привода, достаточно еще раз разрядить накопитель энергии 6 на индуктор 1.When a control pulse is applied to the switch 7, the pre-charged energy storage device b starts to discharge to the inductor 1 and a pulsed magnetic field is created. As a result of this, axial electromagnetic forces acting on the coil 5 and moving the anchor 3 to the right arise. On a ledge of a larger diameter · turn. 5, the magnetic field of the end zone of the inductor acts, and a protrusion of a smaller diameter is affected by a field located in the zone of the inner hole of the inductor. In the process of movement of the anchor, coil 5 leaves the zone of interaction with the inductor, and the coil approaches it. If the current still flows in the inductor, repulsive forces act on the coil 4 and the armature 3 is braked. With a large course of the armature 3 by the time the turn 4 'approaches the inductor, the current in the circuit practically dies. In this case, to brake the movable drive system, it is enough to once again discharge the energy storage 6 to the inductor 1.

В крайнем положении (на чертеже обозначено пунктиром) якорь 3 удерживается любым из известных фиксирующих устройств (защелки, электромагниты, пружины и т.п) . .Возвращение якоря 3 в первоначальное положение производится также при разряде накопителя 6 энергии на индуктор. В этом случае на короткозамкнутый виток 4 действуют электромагнитные усилия, перемещающие якорь влево. Торможение якоря производится за счет взаимодействия короткозамкнутого витка 5 с магнитным полем индуктора .In the extreme position (indicated by a dotted line in the drawing), the armature 3 is held by any of the known locking devices (latches, electromagnets, springs, etc.). .Returning the armature 3 to its original position is also performed when the energy storage device 6 is discharged to the inductor. In this case, a short-circuited turn 4 is affected by electromagnetic forces that move the anchor to the left. The braking of the armature is due to the interaction of the short-circuited coil 5 with the magnetic field of the inductor.

Таким образом, благодаря наиболее полному использованию магнитного поля индуктора, данное устройство позволяет по сравнению, с известными получить большее быстродействие и КПД преобразования энергии емкостного накопителя.Thus, due to the most full use of the magnetic field of the inductor, this device allows, in comparison with the known ones, to obtain greater speed and efficiency of energy conversion of a capacitive storage.

Claims

Claim

High-speed induction-dynamic. a switching apparatus drive comprising an inductor with a magnetic circuit, an armature with two short-circuited coils rigidly fixed to it, and an energy storage device connected to the inductor through a switch, characterized in that, in order to increase the efficiency and speed of the drive, one of the short-circuited coils is made in the form of a stepped disk a form in which the diameter of the larger protrusion is equal to the outer diameter of the inductor, and the diameter of the smaller protrusion is equal to the outer diameter of the armature, and the protrusion of the larger diameter of the disk is located near the end howling surface of the inductor.