SU828237A1 - Быстродействующий индукционно-динамичес-Кий пРиВОд КОММуТАциОННОгО АппАРАТА - Google Patents

Description

Изобретение относится к области электроаппаратостроения и может быть использовано в качестве привода контактов быстродействующего высоковольтного коммутационного аппарата.

Известен импульсный привод электрического выключателя, содержащий неподвижную катушку (индуктор), подключенную к емкостному накопителю энергии через устройство для разряда, и подвижную катушку (якорь), связанную с контактом выключателя [11.

Известен быстродействующий индукционно-динамический привод коммутационного аппарата, содержащий индуктор, по обе стороны которого установлены яко'ри, выполненные в форме дисков из хорошо проводящего материала и жестко связанные со штоком [2]. В указанном приводе уменьшение ударных нагрузок осуществляется за счет торможения якоря в конце хода импульсным магнитным полем.

Известен также индукционно-динамический привод быстродействующего коммутационного аппарата, содержащий индуктор, питаемый от емкостного накопителя энергии, два якоря, выполненные в виде дисков из хорошо проводящего материала, и шток, соединенный с подвижным контактом коммутационного аппарата. Якори расположе2 ны по обе стороны от индуктора н свободно установлены ‘ на штоке [3].

Недостатком таких приводов является наличие динамических перегрузок на элемен5 ты привода и аппарата в начальный момент срабатывания, обусловленные импульсным характером приложения электромагнитной силы к якорю, связанному с подвижным контактом аппарата. При этом чем 10 больше величина хода подвижного контакта, тем большее ускорение необходимо сообщить якорю для обеспечения заданного быстродействия и тем выше перегрузки в начальный момент времени при срабаты15 вании. Это приводит к уменьшению срока службы привода и аппарата.

Целью изобретения является увеличение срока службы привода и аппарата путем уменьшения перегрузок в начальный мо20 мент времени при срабатывании и снижения ударных нагрузок в конце хода подвижных частей.

Это достигается тем, что индуктор установлен свободно относительно корпуса и 25 выполнен с двумя обмотками, подключенными к автономным накопителям энергии, второй якорь жестко соединен со штоком и введены, по крайней мере, две защелки, механизм одной из которых связан с кон30 тактом цепи управления коммутатором од828237 ного из емкостных накопителей, подключенного к обмотке индуктора, обращенной к якорю, жестко соединенному со штоком.

Обмотки индуктора подключены к накопителям энергии через токоподводящие стержни, являющиеся одновременно направляющими при его перемещении.

На фиг. 1 изображена конструкция привода; на фиг. 2—схема питания обмоток индуктора; на фиг. 3 а—в и фиг. 4 г, д — принцип работы привода.

Привод содержит индуктор, выполненный с двумя обмотками 1 и 2, размещенными в изоляционном корпусе 3, два якоря 4 и 5, выполненные в форме дисков и установленные по обе стороны от индуктора, причем якорь 4 не связан жестко со штоком 6, соединенным с подвижным контактом коммутационного аппарата, а якорь 5 укреплен на штоке 6 жестко. Обмотки 1 и 2 подключены к автономным емкостным накопителям энергии, конденсаторам 7 и 8, через токоподводящие стержни 9 и 10 и скользящие токосъемы 11 и 12 соответственно (фиг. 1 и 2). Токоподводящие стержни 9 и 10, прочно закрепленные в корпусе 3 индуктора, одновременно являются направляющими при его перемещении. Привод снабжен управляемыми защелками 13 и 14. На стержнях 9 и 10 имеются конические выступы 15 и 16. Шток 6 выполнен с кольцевым выступом 17, на котором установлена пружина 18. Емкостные накопители энергии содержат конденсаторы 7 и 8, коммутаторы 19 и.20 и цепи 21, 22 управления коммутаторами (фиг. 2). Механизм одной из защелок связан с контактом цепи 22 управления коммутатором 20. Якорь 4 свободно установлен на основании 23 корпуса 24.

Привод работает следующим образом.

При поступлении команды на срабатывание привода коммутационного аппарата с устройства управления 21 подается импульс напряжения на запуск коммутатора 19. В результате этого в момент времени t\ конденсаторы 7 разряжаются на обмотку 1 индуктора через скользящий токосъем 11 и токоподводящие стержни 9 (фиг. 1, 2, 4г). При взаимодействии импульсного магнитного поля обмотки 1 индуктора с наведенными им вихревыми токами в якоре 4 возникает электромагнитная сила отталкивания, которая приводит к перемещению индуктора, поскольку перемещению якоря 4 препятствует основание 23 (фиг. За), при этом токоподводящие стержни 9 и 10 являются направляющими для индуктора. Вместе с индуктором перемещается якорь 5 и шток 6, связанный с подвижным контактом коммутационного аппарата. В момент времени t₂, когда скорость индуктора достигает максимального значения (сплошная линия на фиг. 4д), конические кольцевые выступы 15, 16 токоведущих стержней 9, 10 воздействуют на механизм^ защелок 13,14, механизм одной из который например защелки 14, связан с контактом цепи 22 управления коммутатором 20. Коммутатор 20 срабатывает, и происходит разряд конденсатора 8 через скользящий токосъем 12 и стержни 10 на обмотку 2 индуктора. Якорь 5 и шток 6 отталкиваются от индуктора, поскольку последний зафиксирован с помощью защелок 13 и 14 (фиг. 36 и 4г) и в дальнейшем остается неподвижным.

В конце хода подвижных частей аппарата для уменьшения ударных нагрузок якорь 5 необходимо затормозить. Торможение осуществляется в следующем порядке. Шток 6 через пружину 18 кольцевым выступом 17 захватывает якорь 4, в результате присоединения массы которого скорость якоря снижается. В момент времени t₃, когда якорь 4 приблизится к обмотке 1 индуктора на достаточное для электромагнитного взаимодействия расстояние, конденсаторы 7, которые к этому времени успевают накопить достаточную для торможения энергию, разряжаются на обмотку 1. В результате этого происходит плавное электромагнитное торможение подвижных частей до полной остановки (фиг. Зв и 4). При необходимости для этих целей может быть также использован дополнительный накопитель энергии, подключенный к обмотке 1.

Для возвращения подвижных частей привода в исходное положение необходимо освободить выступы 15 и 16 стержней 9 и 10, которые удерживаются защелками 13 и 14.

Данный привод по сравнению с известными имеет больший срок службы вследствие уменьшения динамических перегрузок при срабатывании за счет ступенчатого ввода энергии в индуктор, позволяющего получать то же быстродействие при меньших ускорениях (перегрузках) подвижных частей. Это иллюстрируется зависимостями скорости штока от времени, изображенными на фиг. 4г, где ступенчатому вводу энергии соответствует сплошная, а однократному— пунктирная линия.

Claims (3)

1. Horo из емкостных накопителей, подключенного к обмотке индуктора, обращенной к  корю, жестко соединенному со штоком. Обмотки индуктора подключены к накопител м энергии через токоподвод щие стержни,  вл ющиес  одновременно направл ющими при его перемещении. На фиг. 1 изображена конструкци  привода; на фиг. 2-схема иитани  обмоток индуктора; на фиг. За-в и фиг. 4 г, д- принцип работы привода. Привод содержит индуктор, выполненный с двум  обмотками 1 и 2, размещенными в изол ционном корпусе 3, два  кор  4 и 5, выполненные в форме дисков и установленные по обе стороны от индуктора, причем  корь 4 не св зан жестко со штоком 6, соединенным с подвижным контактом коммутационного аппарата, а  корь 5 укреплен на штоке 6 жестко. Обмотки 1 и 2 подключены к автономным емкостным накопител м энергии, конденсаторам 7 и 8, через токоподвод щие стержни 9 и 10 и скольз щие токосъемы 11 и 12 соответственно (фиг. 1 и 2). Токоподвод щие стержни 9 и 10, прочно закрепленные в корпусе 3 индуктора , одновременно  вл ютс  направл ющими при его перемещении. Привод снаб}кен управл емыми защелками 13 и 14. На стержн х 9 и 10 имеютс  конические выступы 15 и 16. Шток 6 выполнен с кольцевым выступом 17, на котором установлена пружина 18. Емкостные накопители энергии содержат конденсаторы 7 и 8, коммутаторы 19 и.20 и цепи 21, 22 управлени  коммутаторами (фиг. 2). Механизм одной из защелок св зан с контактом цепи 22 управлени  коммутатором 20. Якорь 4 свободно установлен на основании 23 корпуса 24. Привод работает следующим образом. При поступлении команды на срабатывание привода коммутационного аппарата с устройства управлени  21 подаетс  импульс напр жени  на запуск коммутатора 19. В результате этого в момент времени ti конденсаторы 7 разр жаютс  на обмотку 1 индуктора через скольз щий токосъем 11 и Токоподвод щие стержни 9 (фиг. 1, 2, 4г). При взаимодействии импульсного магнитного пол  обмотки 1 индуктора с наведенными им вихревыми токами в  коре 4 возникает электромагнитна  сила отталкивани , котора  приводит к перемещению индуктора , поскольку перемещению  кор  4 преп тствует основание 23 (фиг. За), при этом Токоподвод щие стерл ни 9 и 10  вл ютс  направл ющими дл  индуктора. Вместе с индуктором перемещаетс   корь 5 и 1ЛТОК 6, св занный с подвижным контактом коммутационного аппарата. В момент времени tz, когда скорость индуктора достигает максимального значени  (сплошна  лини  на фиг. 4д), конические кольцевые выступы 15, 16 токоведущих стержней 9, 10 воздействуют на механизм заЕцелок 13,14, механизм одной из которыХ; Например защелки 14, св зан с контактом цепи 22 управлени  коммутатором 20. Коммутатор 20 срабатывает, и происходит разр д конденсатора 8 через скольз щий токосъем 12 и стержни 10 на обмотку 2 индуктора. Якорь 5 и шток 6 отталкиваютс  от индуктора, поскольку последний зафиксирован с помощью защелок 13 и 14 (фиг. 36 и 4г) и в дальнейшем остаетс  неподвижным. В конце хода подвижных частей аппарата дл  уменьшени  ударных нагрузок  корь 5 необходимо затормозить. Торможение осуществл етс  в следующем пор дке. Шток 6 через пружину 18 кольцевым выступом 17 захватывает  корь 4, в результате присоединени  массы которого скорость  кор  снижаетс . В момент времени з, когда  корь 4 приблизитс  к обмотке 1 индуктора на достаточное дл  электромагнитного взаимодействи  рассто ние, конденсаторы 7, которые к этому времени успевают накопить достаточную дл  торможени  энергию, разр жаютс  на обмотку 1. В результате этого происходит плавное электромагнитное торможение подвижных частей до полной остановки (фиг. Зв и 4). При необходимости дл  этих целей может быть также использован дополнительный накопитель энергии, подключенный к обмотке 1. Дл  возвращени  подвижных частей привода в исходное положение необходимо освободить выступы 15 и 16 стержней 9 и 10, которые удерживаютс  защелками 13 и 14. Данный привод по сравнению с известными имеет больший срок службы вследствие уменьшени  динамических перегрузок при срабатывании за счет ступенчатого ввода энергии в индуктор, позвол ющего получать то же быстродействие при меньших ускорени х (перегрузках) подвижных частей . Это иллюстрируетс  зависимост ми скорости штока от времени, изображенными на фиг. 4г, где ступенчатому вводу энергии соответствует сплошна , а однократному- пунктирна  лини . Формула изобретени  1. Быстродействующий индукционно-динамический привод коммутационного аппарата , преимущественно высоковольтного, содержащий расположенные в корпусе индуктор , подключенный к емкостному накопителю , два  кор , выполиеиные в форме дисков и установленные по обе стороны от индуктора, по крайней мере один из которых не св зан жестко со штоком, соединенным с подвижным контактом ко.ммутационного аппарата, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  срока службы привода и аппарата путем уменьшени  динамических перегрузок при срабатывании, индуктор установлен свободно относительно корпуса и выполнен с двум  обмотками, которые подключены к автономным накопител м энергии, второй  корь жестко соединен со штоком, введены две защелки, механизм одной из которых св зан с дополнительно введенным контактом цепи управлени  коммутатором одного из емкостных накопителей, который подключен к обмотке индуктора, обращенной к  корю, жестко соединенному со штоком. 2. Привод по п. 1, отличающийс  тем, что обмотки индуктора подключены к накопител м энергип через дополнптельно введенные токоподвод щие стержни, КбтОрые  вл ютс  одновременно направл ющими при перемещении индуктора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Швейцарии № 530085 кл. Н 01Н 33/42, 15.12.72.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 514362, кл. Н 01Н 1/54, 27.12.74.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 543034, кл. Н 01Н 1/54, 30.01.75.

   г

   1.

   П

   ЖУ

   ,|)

   // ////4.

   /./ п///////////

   -2J

   у/

   If