Сильноточное синхронное контактное коммутирующее устройство

Сильноточное синхронное контактное коммутирующее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к электрическим сильноточным переключателям с устройствами для предотвращения образования дуги, обеспечивающими срабатыва ние в заданный момент периода переменного тока. Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение габаритов устройства путем размещения управляющей и синхронизирующей обмоток на сердечнике одного магнитопровода электромагнитного привода. Суть изобретения заключается в снабжении сердечника 14 магнитопровода 15 приводного узла шунтирующим полюсным наконечником 16 с заданным соотношением размеров, что позволяет в одном электромагнитном приводе совместить функции управления и синхронизации. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц,1 Н 01 Н 33/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4288902/24-07 (22) 22.07.87 (46) 15.02.89. Бюл. М 6 (71) Московский энергетический институт (72) И.С. Таев, Е.Г. Акимов и А,В, Верхола (53) 621.416.524 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 522526, кл. H 01 Н 33/44, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 729682„ кл. Н 01 Н 33/44, 1980. (54) СИЛЬНОТОЧНОЕ .СИНХРОННОЕ КОНТАКТН0Е КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к .электротехнике, а именно к электрическим

«Л0„„1458901 А1 сильноточным переключателям с устройствами для предотвращения образова ния дуги, обеспечивающими срабатыва ние в заданный момент периода переменного тока. Цель изобретения — упрощение конструкции и снижение габаритов устройства путем размещения управляющей и синхронизирующей обмоток на сердечнике одного магнитопровода электромагнитного привода. Суть изобретения заключается в снабжении сердечника 14 магнитопровода 15 приводного узла шунтирующим полюсным наконечником 16 с заданным соотношением размеров, что позволяет в одном электромагнитном приводе совместить функ- е ции управления и синхронизации. 1 ил. е

1458901

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим сильноточным переключателям с устройствами для предотвращения образова-„ ния дуги,, обеспечивающими срабатывание в заданный момент периода переменного тока, конкретно к синхронным контактным коммутирующим устройствам.

Цель изобретения — упрощение кон10 струкции и уменьшение габаритов.

На чертеже изображена принципиальная схема предложенного устройства.

Сильноточное синхронное контактное коммутирующее устройство содержит неподвижный контакт 1, жестко закрепленный в одном торце вакуумной дугогасительной камеры 2, в другом торце которой жестко закреплен один конец сильфона 3, другой конец которого жестко скреплен с подвижным контактом 4. Подвижный контакт 4 снабжен упором 5, на который опирается один конец цилиндрической контактной пружины 6, расположенной соосно с подвижным контактом 4 так, что ее другой конец упирается в торец вакуумной дугогасительной камеры 2. Наружный конец подвижного контакта 4 снабжен хвостовиком 7, Между хвостовиком

7 и одним концом расположенной соосно с подвижным контактом 4 развратной пружины 8, другой конец 35 которой упирается в неподвижную стенку 9, расположено окончание 10 штока

11, жестко скрепленного с якорем 12 электромагнита 13. На сердечнике 14 цилиндрического магнитопровода 15, 40 снабженном полюсным наконечником 16, расположены управляющая 17 и синхрониэирующая 18 обмотки. Синхронизирующая обмотка 18 подключена к выходу выпрямителя 19, вход которого. подключен к 45 вторичной обмотке трансформатора 20 тока. Первичная обмотка трансформатора 20 тока включена последовательно с подвижным 4 и неподвижным 1 контактами. Подключение синхронизирующей50 обмотки 18 к выходу выпрямителя 19 и управляющей обмотки 17 к источнику питания выполнено так, что потоки, создаваемые ими в сердечнике 14, направлены согласно. Между площадью S поверхности якоря 12, обращенной к магнитопроводу 15, и суммарной пло щадью S< поверхностей торца магнитопровода 15 и полюсного наконечника 16, обращенных к якорю, выполняется соотношение

1 а — -(6.

S-S

Устройство работает следующим образом.

При подаче постоянного напряжения на управляющую обмотку 17. якорь 12притягивается к магнитопроводу 15.

Шток 11, прижимая своим окончанием 10 возвратную пружину 8 к стенке 9, освобождает хвостовик 7 подвижного контакта 4. Под действием силы атмосферного давления сильфон 3 вакуумной дугогасительной камеры 2 расправляется и движется к неподвижному контакту 1, увлекая за собой подвижный контакт 4. Сжимаемая при этом между торцом вакуумной дугогасительной камеры 2 и упором 5 контактная пружина 6, обеспечивая требуемое усилие контактного нажатия. Созданный обмот ками 17 и 18 магнитный поток из сердечника 14 проходит в полюсный наконечник 16. Далее магнитный поток разделяется на две части. Одна часть: проходит через рабочий зазор в якорь

12, затем через рабочий зазор - в крайнюю стенку магнитопровода 15.

Другая часть, минуя якорь 12, иэ полюсного наконечника 16 по дополнительному воздушному зазору проходит в крайнюю стенку магнитопровода 15.

Соотношение между этими двумя частя" ми потока определяется магнитными . сопротивлениями зазоров. В процессе отключения снимается постоянное напряжение с обмотки 17 управления.

Если в момент отключения значение тока нагрузки велико, велика и удерживающая сила от обмотки 18 электромагнита 13. Размыкание контактов 1 и 4 произойдет при снижении удерживак ющей электромагнитной силы (уменьшении тока нагрузки) от обмотки 18 до величины противодей.ствующей силы, создаваемой контактной

6 и возвратной 8 пружинами, а также весом якоря 12. При этом якорь 12 отпадает от магнитопровода 15 электромагнита 13, а жестко связанный с ним шток 11 воздействует своим окончанием 10 на хвостовик 7 подвижного кон" такта 4, При отпадании якоря 12 происходит увеличение магнитного сопротив\ ления рабочего воздушного зазора.

Вместе с увеличением магнитного

01 з

14589 сопротивления рабочего зазора происходит перераспределение магнитного потока — все большая его часть замыкает ся на крайнюю стенку магнитопровода 15 череэдополнительный воздушныйзазор.

Чем меньший поток заМЬпсается через . якорь 12, тем меньшее тормозящее действие оказывает на него электромагнитная сила, тем большую скорость он развивает. Таким образом, при заданной противодействующей силе большей скорости перераспределеиия магнитного потока соответствует большая скорость движения якоря. Например, как показали результаты расчета и экспериментальные исследования, при соотношении S /(S-S } (1 скорость переЕ Z распределения потока такова, что за ВреМН упреждения 1 мс подвижный 20 контакт успевает развить скорость . меньше 2 м/с и проходит при этом расстояние меньше 1 мм. Этого расстояния недостаточно с точки зрения электрической прочности даже для контак- 25 тов, помещенных в вакуумную дугогасительную камеру, где межконтактное расстояние является наименьшим для сильноточных устройств благодаря высоким изоляционным свойствам вакуума. Сле- ЗО довательно, электромагнит с размерами полюсного наконечника, при которых выполняется указанное соотношение, не подходит для привода синхронного коммутационного аппарата. При соотношении S /(S — S ) > 6 скорость измене- З5 ния потока высока и скорость контакта достаточна для перемещения его на необходимое расстояние за время упреждения (скорость контакта достигает .

40 значения 3 м/с). Однако дополнительный воздушный зазор становится таким маленьким, что по нему начинает проходить значительная часть магнитного пбтока. Это приводит к снижению тягового усилия. При соотношении

S /(S — S ) o. 6 тяговое усилие электK K ромагнита становится меньше противо1цействующего, умноженного на коэффи-! циент запаса. Поэтому такой электромагнит не сможет выполнять функции приводного и не подходит для использования в синхронном коммутирующем устройстве с приводом, совмещающим приводную и синхронизирующую функции.

Оптимальным является соотношение размеров магнитной цепи, лежащее между этими крайними значениями, В этом случае скорость подвижного контакта. достаточноа, а сила, развиваемая электромагнитом, больше противодействующего усилия, умноженного на коэффициент запаса.

Размещение управляющей и синхронизирующей обмоток на одном магнитопроводе и снабжение сердечника шунтирующим олюсным наконечником с предложенным соотношением размеров, позволяет упростить конструкцию и снизить габариты устройства. Так, предложенное устройство имеет габариты в 1,6 раза меньше чем такое же устройство, выполненное IIo конструкции прототипа.

Применение вакуумной дугогасительной камеры в сильноточном синхронном контактном устройстве позволяет наиболее полно реализовать воэможнос". ти снижений габари-ов. Для контактных устройств с одинаковыми номинальными электрическими параметрами устройства, содержащие вакуумные дугогасительные камеры, имеют наименьшее межконтактное расстояние. Поэтому при принятой конструкции привода подвижного контакта устройство с вакуумной дугогасительной камерой имеет ход якоря в несколь:,о раз меньший, чем такое же устройство беэ камеры. Уменьшение хода якоря позволяет уменьшить электромагнитное усилие, которое должен создавать электромагнитный привод для перемещения якоря, а сле" довательно, и сам электромагнит может быть выполнен меньших размеров.

Формула изобретения

Сильноточное синхронное контактное коммутирующее устройство, содержащее подвижный и неподвижный контакты, приводной узел, включающий якорь, связанный с контактом, и магнитопро" вод с расположенной на его сердечнике обмоткой управления, синхронизирующий узел, включающий трансформатор тока и синхронизирующую обмотку, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с . целью упрощения конструкции и уменьшения габаритов, синхронизирующая об" мотка также расположена на магнитопроводе приводного узла и подключена к трансформатору тока через дополнительно введенный выпрямитель, а сердечник магнитопровода приводного узла со стороны якоря снабжен шунтирующим полюсным наконечником при соотношении площади S поверхности якоря, обращенной к магнитопроводу, и суммарной

5 . 1458901 площади S поверхностей торца магии= топровода и полюсного наконечника, обращенных к якорю, равным

1 — — (6.

Бк

S-Я

Составитель Ю. Торшин

Техред А.Кравчук

Корректор С. Черни

Редактор М. Келемеш

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 371/54 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5