Коммутационное устройство
Иллюстрации
Реферат
546951
15 где L„=L,+LI, ности катушки 3, 20 2 э
1 м
25
50 дЭ
65 на фпг. 2 — график изменения тока главного контура во времени при отключении; а фиг.
3 — график из..1 ненпя напря2кения между контактами выключателя во времени при включении.
Коммутационное устройство (фиг. 1) состоит из выключателя 1 главного контура, вспомогательного контура, содержащего реостат 2, индуктивную катушку 3, вспомогательные замыкающие контакты 4 и вспомогательный источник электромагнитной энергии 5, а также из катушки из магнитных витков с замкнутым ферромагнитным магнптопроводом 6, которая охватывает главный контур, пересекая поверхность, образованную контуром, и на магнитопровод которой намотана электрическая обмотка 7, включенная последовательно во вспомогательный контур.
Коммутационное устройство подключает активно-индуктивную нагрузку 8 — 9 к источнику постоянного напряжения U-const или отключает эту нагрузку от источника с помощью контактов 4. К вспомогательному источнику электромагнитной энергии 5 может подключаться также и катушка 10 приводного механизма.
Работа устройства при отключении нагрузки происходит следующим образом.
В исходном состоянии в главном контуре протекает установившийся ток i„- во вспомогательном контуре ток отсутствует. При включении контактов 4 вспомогательного контура в его обмотке 7 протекает ток iI(t), создающий в магнитопроводе 6 мапштный поток, направленный навстречу мапштпому потоку, протекающему в магнитопроводе от установившегося тока главного контура при отключенном вспомогательном контуре. Изменение результирующего магнитного потока @(t) во времени создает в главном контуре ЭДС, которая вызывает в главном контуре дополнительный ток, направленный навстречу установившемуся току главного контура 1тст — — U/Ã, Величины UI, 121„, и ы, выбираются так, чтобы дополнительный встречный ток достигал значения 1,„или даже несколько превышал его. Тогда результирующий ток i(t) переходит через ноль в момент tI. B этот или близкий к нему момент времени отключается выключатель 1.
Важной особенностью рассматриваемого устройства является возможность регулировать в широких пределах время tI путем измеПЕНИЯ 18„.
Отключение выключателя 1 в момент перехода тока (t) главного контура через нуль (или в близкий к нему момент времени) может быть реализовано, напр11мер, с помощью присоединения катушки 10 приводного мехаи;1зма, показанного на фиг. 1 пунктиро,; параметры цепи и числа витков 121,, и "„, выбира1отся так, чтобы время 1 равнялось времени сраоатывания пр;1водного механизма.
Прп включении нагрузки устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии токи в главном и вспомогательном контурах отсутствуют. При включении контактов 4 вспомогательного контура в магнитопроводе 6 создается магнитный поток, изменение которого во времени приводит к возникновению в главном контуре противоэлектродвижущей силы, направленной навстречу приложенному к главному контуру напряжению U. Величина этой противоэлектродвижущей силы зависит от напряжения UI, числа витков ы„, и ы, и также от параметров вспомогательного контура. При t=0 происходит скачок напряжения U(t) на контактах выключателя 1 от +U до — U(0).
U(0) = — U, +U(O, 1э
L, — величина индуктивгде R„„— магнитное сопротивление магнитопровода, 11 э " М
М=
1 м
Далее напряжение U(t) возрастает по экспоненциальному закону и при 1=1, переходит через нуль (фиг.3). В момент перехода напряжения U(t) через нуль или близкий к нему момент времени включается выключатель 1.
В этом случае условия включения являются наиболее легкими, что позволяет повысить дугостойкость при включении, Важной особенностью здесь также является возможность регулирования времени 4 с помощью изменения
121 и.
Размещение выключателя 1 внутри катушки пз магнитных витков обеспечивает повышение компактности коммутационного устройства и обеспечивает концентрацшо электрического поля в его рабочем объеме, что повышает качество бездуговой коммутации.
Формула изобретения
Коммутационное устройство, например, для цепей постоянного тока, содержащее главный контур и вспомогательный контур, связанный с главным с помощью катушки из магнитных витков с замкнутым ферромагнитным магнитопроводом, а также пару контактов, индуктивность, резистор и источник электромагнитной энергии, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов коммутационно10 устройства и повышения его дугостойкости, катушка из магнитных витков с замкнутым ферромагнитным магнитопроводом охватывает главный контур, пересекая образованную им поверхность, а на ее магнитопроводе размещена электрическая обмотка, включенная последовательно во вспомогательный контур.
546951 в
%uz 2
Составитель А. Андреев
Редактор И. Шейкин
Техред Е. Жаворонкова
Корректоры: Л. Брахнина и А. Степанова
Заказ 343/!9 Изд. ¹ 214 Тираж 1019 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство № 245862, М. Кл.
Н 01Н 9/30 1967
2. Авторское свидетельство № 303669,М, Кл.2
1-1 01Е 29 02, 1970.
3. Авторское свидетельство ¹ 161361, М. Кл.2
Н 01Н 33-66, 1962 (прототип). о !
1 )