Автоматический выключатель

Автоматический выключатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повышение надежности работы, повышение точности и упрощение конструкции и калибровки . Отличительной особенностью выключателя является то. что клапан (К) 22 якоря (Я) 21 снабжен сквозным отверстием 26, площадь которого меньше площади сечения сердечника С(16). а ось смещена относительно оси С 16, выполненного с выступом 17, высота которого больше расстояния между С 16 и К 22, хвостовик 23 Я 21 разделен на две ветви - ударную 25 и центрирующую 24. Скоба мэгнитопровода 7 в одной ветви 25 снабжена немагнитным

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 Н 73/02

ГОСУДАРСТВ Е ННЫ и КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

Ф ( б 17 222l

Фие. 1 (21) 4781451/07 (22) 11.01.90 (46) 23.01.92. Бюл, М 3 (71) Ставропольское специальное конструкторско-технологическое бюро низковольтной аппаратуры (72) В.Г.Кобеляцкий, М.С.Пшеничный, Ю.А.Фролов и П.Е.Кривенков (53) 621.316.57 (088.8) (56) Дзежбицки С., Вальчук Е, Токоограничивающие выключатели переменного тока, Л.:

Энергоиздат, 1982, с, 60, рис. 3-10.

Выключатели автоматические серии АЕ

1000. Каталог. Болгария.

Автоматический выключатель ВА51-31, фиг. 1. ТУ16-641.002-83.

„, SU„„1707645 А1 (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности работы, повышение точности и упрощение конструкции и калибровки. Отличительной особенностью выключателя является то, что клапан (К) 22 якоря (Я) 21 снабжен сквозным отверстием

26, площадь которого меньше площади сечения сердечника С(16). а ось смещена относительно оси С 16, выполненного с выступом 17, высота которого больше расстояния между С 16 и К 22, хвостовик 23 Я

21 разделен на две ветви — ударную 25 и центрирующую 24, Скоба магнитопровода 7 в одной ветви 25 снабжена немагнитным

1707645

25

45 вочных прорезей 28 в ветвях 8 и 9 скобы магнитопровода 7 свободно лежит на нижних ступенях 29 двухступенчатых уступов 30 корпуса 1, предотвращающих его смещение, Рабочий ход С якоря 21, равный воздушному зазору между клапаном 22 якоря 21 и торцом сердечника 16 (расстояние от торца сердечника до клапана в воздушном зазоре между ними замеренное по оси сердечника

16), соответствующее ему усилие возвратной стальной пружины 15, противодействующее движению клапана 22 якоря 21 к сердечнику 16, и заглубление выступа 17 сердечника 16 в сквозное отверстие 26 клапана 22 определяют уставку по току срабатывания, которая устанавливается и фиксируется у электромагнитного максимального расцепителя 6 тока предложенного выключателя вне корпуса выключателя (либо в выключателе) подгибом хвостовика

12 немагнитного торцового упора 11, При этом клапан 22 якоря 21 образует мерный воздушный зазор D с выступом 17 сердечника 16 по поверхности заглубления, а центрирующая ветвь 24 хвостовика 23 якоря 21 — зазор Е с дном паза 14, причем воздушный зазор D не превосходит по величине расстояние от торца сердечника 16 до клапана 23, а зазор Е может превосходить зазор А незначительно (фиг, 2 и 3).

Электромагнитный максимальный расцепитель тока фиксируется жестко в положении, принятом им на двухступенчатых уступах 30 в корпусе 1 поджатием скобы магнитопровода 7 крышкой выключателя 31 при зат:».. е крепления 32 крышки, при этом остается зазор якоря 2 1 с корпусом 1 и крышкой 31 выключателя, ограничивак ций oroooe смещение якоря 21 при сближении с сердечником 16 (фиг, 4).

Автоматический выключатель работает следующим образом.

Выстав-ение устаеки по току срабатывания электромагнитного максимального расцепителя 6 тока может осуществляються как в выключателе, так и вне выключателя.

Отвертку или иной инструмент прижимают к хвостовику 12 дополнительного немагнитного торцового упора 11 и подгибают его неупругим изгибом в направлении выступа

17 сердечника 16. Свободный конец хвостовика 12, упираясь в клапан 22, разворачивает якорь как одноплечий рычаг, сидящий на дополнительном немагнитном торцовом упоре 11, и сжимает возвратную пружину

15, При этом выступ 17 сердечника 16 заглубляется в сквозное отверстие 26, Мерностью неупругого изгиба хвостовика 12 дополнительного немагнитного торцового упора в направлении сердечника 16 служит заглубление выступа 17 в сквозное отверстие 26 клапана 22, изгиб хвостовика проводят до полсжения, при котором кромки торца выступа 17 находятся в пределах Toilщины клапана 22 (фиг. 2-4).

После прекращения неупругого подгиба и снятия отвертки с хвостовика 12 он продолжает, упираясь в клапан 22, удерживать якорь 21 в установленном положении, при котором сердечник 16 и его выступ 17 образуют с клапаном 22 якоря 21 воздушные зазоры: С, равный рабочего ходу якоря, и О, меньший расстояния от торца сердечника 16 до клапана 22.

Таким образом, единым процессом неупругого подгиба хвостовика 12 дополнительного немагнитного торцового упора 11 устанавливаются и фиксируются рабочий ход С якоря 21, усилие возвратной пружины

15, воздушный зазор D между заглубленным выступом 17 сердечника 16 и клапаном

22, которые конструктивно обеспечивают заданную уставку по току срабатывания при необходимом числе ампер-витков токовой катушки, На практике установление мерного эаглубления выступа 17 в сквозное отверстие

26 клапана 22 неупру;им изгибом хвостовика 12 может привести к резульату, при котором кромки торца выступа 17 выходят за тслщину клапана 22 в одну или другую сторону (фиг, 8 и 9). При выходе кромок торца выступа 17 иэ кла ана 22 на величину, не превышающую 1/2 толщины клапана (фиг.

8), рабочий ход С якоря 21 уменьшается, однако уставка по току срабатывания электромагнитного максималbHOI o расцепителя тоха остается прежней, так как усилие притяжения якоря 21 в направлении срабатывания при конкретной установившейся величине тока нагрузки не возрастает из-эа увеличения зазора D сжатия пружины и появления усилия притяжения клапана 22 к кромке торца выступа 17 в направлении, препятствующем срабатыванию.

Выход кромки торца выступа 17 иэ клапана 22 в другую сторону(фиг. 9) на величину, не превышающую 1/2 толщины клапана

22, увеличивает рабочий ход С якоря 21 и образует зазор С между кромкой торца выГ ступа 17 и клапаном 22, В этом случае уставка по току срабатывания остается прежней (или может незначительно снизиться), так

/ как зазор С = D, уменьшаются противодействующее усилие пружины и потери магнитного потока в заглублении.

В цепи защищаемого энергоприемника при токе нагрузки, проходящем по намагничивающей катушке 18 и не превышающем

1707645

0,8 уставки по току срабатывания, силы магнитного притяжения клапана 22 якоря 21 к выступу 17 сердечника 16 меньше усилия возвратной пружины 15, препятствующей их сближению. Электромагнитный максимальный расцепитель 6 тока остается в исходном состоянии, якорь 21 наклонен относительно сердечника 16 и как одноплечий рычаг лежит на ребре немагнитного торцового упора 11 и стальной возвратной пружине 15, усилием которой поджат к хвостовику 12 дополнительного немагнитного торцового упора 11 до соприкосновения кромки отверстия 27 с внутренней гранью хвостовика 12 и наружной поверхности клапана 22 со свободным концом хво :товика

12. Усилия магнитного притяжения клапана

22 якоря 21 к торцу сердечника 16 (зазор С), к торцам ветвей 8 и 9 (зазоры А и В) — скобы магнитопроеода 7, торца центрирующей ветви 24 хеостоеика 23 — к дну паза 14 (зазор

Е) в сумме значительно меньше усилия притяжения клапана 22 к выступу 17 (зазор D) (фиг, 1 — 4).

Ток s защищаемой цепи, проходящий го намэгничут ающей катушке 18. достиг 0,8 устэеки по току срабатывания и продолжает нарастать. Рабочий магнитный поток (зазор

D) концентрируеся на кромке выступа 17 сердеч икэ 16 и распределяется по обеим ветвяу 8 и "= c of. a магнитопровода 7 равномерно, так хек сопротивления магнитных цепей обеих еете=й близки по величине из=-а наличия е одно : ветви 9 дополнительного немагнитного торцового упора 11 воздушного зазора В ме кду клапаном 22 и торцом ветви 9, а в другой ветви 8 в пазу 14— стальной возвратной пружины 15, ссгдиняющей ее с клапаном 22 как магниту ый шунт.

Так ràê через воздушный зазоо D прохсуит рабочий мггнитчый поток (D меньше расстояния между торцом сердечника 16 и

«лгпаном 22,. а через зазоры А, В, С и Е—

-o." ько ча" ь его то наибольшее усилие притяжения обеспечивается между кромкой эаггубленного выступа 17 и клапаном 22, превысив усилие возвратной пружины 15, оно определяет трогание якоря 21, отход его клапана 22 от свободного конца хвостовикэ

12 дополнительного немагнитного торцового упора 11, Составляющая усилия притяжения клапана 22 к заглубленному выступу 17 направлена вдоль клапана 22, что оставляет якорь 21 поджатым, сохраняет соприкосноеение кромки прямоугольного отверстия 27 с внутренней гранью хвостовика 12 и обуславливает перемещение якоря 21 только по дуге окружности (фиг. 5).

После трогания якоря 21 воздушные зазары А. В, С н Е уменьшаются, суммарное

50 усилие притяжения клапана возрастает незначительно, так как увеличиваются зазор

О, усилие возвратной пружины 15 и доля магнитного потока. не участвующая в притяжении (магнитный поток по поверхности ээглубления), Однако якорь 21 продолжает двигаться к сердечнику 16, тэк как рост тока, величины и доли рабочего магнитного потока в зазоре С между торцом сердечника 16 и клапаном 22 и силы притяжения клапана

22 к сердечнику 16 более крутой. чем рост усилия возвратной пружины 15. По мере г риближения якоря 21 к сердечнику 16 зазор 0 продолжает расти, а магнитный поток торец сердечника 16 — клапан 22 становится определяющим, выступ 17 сердечника 16 выходит эа пределы толщины клапана 22. цен-рирующая ветвь 24 хвостоеикэ23 якоря

21 входит в паэ 14, от стенок которого она изолирована стальной возвратной пружиной 15, усилие притяжение торца центрирующей аете 24 к дну паза 14 и усилие притяжения s oðÿ 21 к торцу ветви 8 грепятстеуют боковому смещению якоря усилием г,ритяжения к выступу 17 по поверхности эагг убления Ударная ветвь 25 хвостоеика яхо;я 2" прк п1».ается к фиксатору 4

p ейки зацепления и. пройда расстояние S, дости.ает его при рабочем ходе 197, от исходРого С

Достигнув фикса-оpa 4 защелки зацепления. ударка ветвь 25 хеостоеика 23 якоря

21 разворачивает его и освобо ;дает от зацегления рыча. меха" изма свободного расцепления при рабочем ходе 9С от исходного С. Дальнейшее притяжение якоря к сердечнику не используется, Когда якорь достигает сердечника (фиг. 6 и 7), зазоры С, А. Б и Е- О, а зазор D принимает максимальное значение и, если дополнительный немагни-ный торцовый упор установлен выше торца ееrBv скобы, немагн: ту-.;й зазор B ссхсан величину.

После осеобожргния рычага свободного расцегления контактодержатели гасительноконтрольного устройства 2 расходятся и цепь тока нагрузки прерывается. Усилием возвратной пружины 15 якорь 21 возвращается в исходное положение.

Предложенный автоматический выключатель позволяет рационально использовать распределение магнитного потока и усилия притяжения якоря при работе электромагнитного максимального расцепителя тока, что влечет эа собой повышение надежности защиты, обеспечение стабильности времятокоеых характеристик срабатывания и несрабатывания и снижение потребляемой мощности.

1707645

Предлагаемая констру ц 1л al.тсматическог0 выключателя позволяет повысить ка ество и точность кал«бровки, осуществлять установку и фиксацию уставк«пс току сраб атыван«я электрол;агнитнсгс максимального расцепления тока единым процессом подгиба хвостовика дополнительного немагнитного торцового упора, в том числе вне выключателя и его цепи, без тока. Это влечет за собой снижение требований к уровню квалификации рабочего персонала.

У известного устройства калибровку ведет электроперсонал на стенде под током, квалификация — 4-5 разряд. Установку уставки по току срабатывания электромагнитному максимальному расцеплениЮ тока предложенного выключателя проводят вне аппарата, без тока — в процессе сборки, vвалификация — 2-3 разряд.

Это исключает дорогостоящие стенды, ул1еньшает расход леди, так как предложенная кочструкция выключателя обеспеч«вает

paáo÷«a характер«ст«ки при меньшем, че!1 у !1poTOTlll1a, числе ампер-витков, исключает затраты злектроэчерги«на работу стендов, gr1ЕНЬШa T P) ЧНСй тР, (Нвт ВРаЬ,ЕН 1Я ВИНта

l1 фиксации л1аст 1ксй) l1 сн«.".:afaò затраты вьемен«на установку и фи сац. ю,ставки по тсvy срабаты эн«я

«3-;.,естнсгс устос 1ств" установка ус: а вк11 — не бел:е 00 с ф« "ац,1" r«acTf кой Q o сь хач«я) — не л енее 300 с, У псе ложенгс aoTo!1aт;1 =:ct:o;o выключг-еля установ а у тавк«и фиксация — не более 5 с.

Предлагаемая конструкция автоматического вы .лючателя по сравнен 1ю с известчс б: 1= = и сс а l", t;offor."« f- a по расходу л1атео 1=. оа не Оебует )la. -":зь .1чОГО крепген«я r.;=;н«тспгсвсда ксг,су. не имеет с=гул, 0:всчнсг-. a; нта « :- --а- ка вОзвратнс:«00,. llны, t е треб с. про зч.;,; cvp.,„-qvi«vа и немзгx«-,ной шайб . д-я ф«vcaf«if каркаса токово «а-,ушкif на сердечн ке.

Кроме того. уменьшен расход стали и у известного устрсиствд л1агни-on pñâî выпслнЕн иэ Стали Toлгц«нОй 2 r1!1, а у предложенного выключателя — «з стали толщиной 1 мм.

Вес электромагнитного максимального расцепителя тока предложенного автоматического выключателя (10.7 г) ниже, чем у известного (18,1 г) (для одинаковых номинальных токов).

Полезный рабсч,fé ход якоря предложенного расцепителя, используе лыг1 для сброса защелки, составляет 81"- (у известного 29";ь).

С1 о р л1 у л а и : -обретения

1. Автол1атическ; и выключатель, содержащиi1 корпус. гас«тельно-контактный механизм, пржодной механизм свободного расцепления, фиксатор защелки зацепления, тепловой термобиметаллический расцепитель и электромагнитный максимальный расцепитель тока, включающий скобу магнитопровода с вятвями и торцовым упором, сердечник, жестко закрепленный на скобе магнитопровода между ее ветвями, токовую катушку, плоский якорь, расположенный на торцовом упоре скобы магнитопровода, удерживаемый на нем усилием регулируемой возвратной пружины с у ловым воздушным зазором относительно сердечника и выполненный в виде рычага с прямоугольным отверстием. через которое проходит хростовик торцового упора скобы магнитопровода, с клапанол1 и хвостсвиком, взаил1одействующил1 с <«vcaTором защелки зацепления при срабатывании, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности работы, повышения точности, упрощения Kof-fcTpугц«i1 и кал,1бровки с сдн о в р е л1 е н н ы м с н i . е н; е м и о т р е б л я е л1 о и мощности, клапан як оря выполнен со сквозным стверстие л, сердечник выполнен с выступом, выступ за-лублен в сквозное отверстие клапана якоря и образует пс г1оверхности заглуб-ev«ÿ Оздушный зазор, размер которого не превссход«т разл1ера воздушного зазора л1ежду сердечником и клапаном якоря, скоба r,а-нитспровсда в одной ветви снабжена дсполчитель fbf!1 немагнитным торцовым упсрс,1 для плоского якоря и образует с клапасл1 якоря немагvifTrf fi1 зазор, а в др;;i в=-т-в, раз .. щена стальная воз=-ратчая пружина, ccepi.í-.ющая с сб r. эгчитспрсвсда с клаганол якоря rat. мг-ч«тнь и LUYHT, при этом наклон якоря к сердечнику устанавливается и фиксируется подгибОм хвосT06«ка дОполнительного немагн«тного торцового упора, а ось сквозного отверстия к-,апана якоря смеЩена относительно сс,1 et;cTyïa сеРДечника так. что выступ сердечника расположен эксцентрично относительно указанного отверстия в направлении продольной оси якоря.

2, Выключатель по и. 1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что хвостовик якоря разделен на две ветви — ударную и центрирующую, причем центрирующая ветвь заходит в стальную возвратную пружину.

3. Выключатель по п, 1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что высота выступа сердечника выполнена больше размера воздушного зазора между клапаном якоря и сердечником.

1707645

17С7б. l5

Я

Я

10 7. 9

1707645

И 44

Р г. 7

Гб

1707645

1707645

Фир

4 г. 55

Составитель В.Коносов

Техред M.Ìîðtåíòàë

Корректор Т.Палий

Редактор Л,Гратилло

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 269 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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