Быстродействующий индукционнодинамический привод

Быстродействующий индукционнодинамический привод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

«» 686092

ОП ИСАЫИ Е

ИЗОБРЕТЕЫ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсккк

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 25. 05.77 (21) 2492077/24»07 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 15. 09.79. Бюллетень % 34

Дата опубликования описания 20.09.79 (51) M. Кл.

Н 01 Н 3/28

Н 01 Н 33/42

ГвсудврствевмФ кемпа

СССР вв двми иебрф1веФ в вткритв» (53) УДК 621.316..54 (088,8) (72) Автор изобретения

В. Н. Бондалетов (7i) Заявитель (54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ИНДУКПИОННО-ДИНАМИЧЕСКИЙ

ПРИВОД

Изобретение относится к области электроаппаратостроення и может быть использовано в качестве привода быстродействуюших коммутационных аппаратов, например короткозамыкателей, синхронных выклкьчателей.

Известны быстродействуюшне индукцнонно-динамические приводы вакуумных н синхронных выключателей (1J.

Наиболее близким к изобретению по .1О технической сушности является быстропейс твуюший индуктивно-динамический привод коммутационного аппарата, содержвший помешенные в цилиндрическом корпусе два плоских многовитковых индуктора, между

15 которыми расположен якорь, выполненный в випе диска из хорошо провопяшего материала, и накопители энергии, подключенные к индукторвм (2).

Недостатками указанных приводов яв.ляются низкие КПД и быстродействие нз-.. зе наличия больших сил сопротивления в начале ускорения и значительной массы подвижной системь1, а также малый срок службы коммутационного аппарата из-зв больших ударных нагрузок.

Пель изобретения - повышение КПД и быстродействия привода и увеличение срока службы коммутационного аппарата путем уменьшения ударных нагрузок прн большом хопе и значительной массе его подвижных частей. Это достигается тем, что, предлагаемый привод снабжен вторым якорем, выполненным в вийе диска нз хорошо проводяшего материала и расположенным между первым якорем н одним из инпукторов, в между якорями размешен дополнительно введенный поршень, жестко соединенный с подвижным контактом коммутационного аппарата, причем якори и поршень выполнены плотно прнлегвюшими к внутренней поверхности корпуса,. снабженного рядом отверстий, соеднняюших внутренюю полость корпуса с наружным объемом, заполненным воздухом или сжатым газом, I

Нв фиг. 1 изображен описываемый привод; нв фиг. 2 - графическ е зависимости, 3 6&609 и плюс три руюшие работу п релла гаем ого и рнвода и прототипа.

В корпусе 1 индукционно-динамического привода закреплены индукторьт 2 и 3, прецставпяюшие софой плоские многовит5 ковые односпойные катушки, выполненные из хорошо проводяшего материала, например меди, и залитые эпоксидным компаундом. Между индукторами 2 и 3 расположены якори 4 и 5, представляющие собой т0 биметаппические диски, рабочие поверхносчи которых выполнены иэ проводяшего материала, например меди или апюминия, дпя снижения активных потерь при протекании поверхностных токов в дисках, и плотно прилегающие при помощи уплотняюших колец 6 к внутренней боковой поверхности корпуса 1. Якори выполнены из высокопрочных легких материалов, например алюминиевых ипи титановых сплавов.

Между якорями расположен поршень 7, плотно припегаюший к боковой поверхности корпуса при помоши уппотняюших колец

8 и закреппенный на штоке 9, соединенном с подвижным контактом коммутацион25 ного аппарата. Нижний якорь 4 соединен с направпяюшим стержнем 10 и при помоши пружины 11 прижат к поверхности индуктора 2. Верхний якорь 5 соединен с направпяюшей втулкой 12 и при помоши пружины 13 прижат к поверхности ин дуктора 3. Такая .конструкция якорей об падает высокой прочнос гью, и они могут практически без повреждения воспринимать пк бые нагрузки, создаваемые импульсным магнитным попем индукторов. Боковая стенка корпуса между нижним 2 и верхним 3 инлукторами выполнена с бодьшими отверстиями 14 и малыми отверстия40 ми 15-18, равномерно расположенными по окружности. Полость между якорем 4 и поршнем 7 заполнена сжатым газом ипи воздухом при атмосферном давлении.

На фпанце 19 установлены зашепки-огра45 ничитепи 20, предназначенные дпя фиксации якоря 4 в верхнем положении при помоши кольцевого выступа 21 на стержне

10. На штоке 9 имеется выступ 22, опираюшийся на втулку 12, дпя ограничения

50 хода поршня 7, При разряде накопителя энергии (на чертеже не показан) на индуктор 2 создаегся сильное импульсное магнитное поле, в резупьтате чего в хорошо проводяшей поверхности якоря 4 индуцируются вихревые токи. Под действием электромат . нитной силы отталкивания якорь 4 ускоряется вверх, сжимая газ, находящийся

2 4 между якорем 4 и поршнем 7. Давление газа быстро нарастает, и усилие переда ется на поршень 7, который начинает перемешаться вверх и посредством штока 9 приводит в движение подвижный контакт коммутационного аппарата. Pîçðàñòaþøåå давление газа тормозит якорь 4, скорость его уменьшается и после прохождения кольцевым выступом 21 эашелок-ограничителей 20 становится равной нулю. Якорь

4 останавливается и фиксируется в верхнем положении. Поршень 7 продопжает ускоренное движение под действием давления сжатого газа. Во время прохожденияпоршня мимо отверстий 14 давление газа между якорем 4 и поршнем становится равным атмосферному и ускорение поршня црекрашается. Плавность торможения порттт:ня 7 достигается эа счет дроссепирования газа через Отверстия 17 и 18. Поршень 7 в своем верхнем положении отделен от якоря 5 полостью, заполненной газом, и удерживается в этом положении при помоши механизма эашепки аппарата (на чертеже не показан).

Когда давление газа между якорем 4 и поршнем 7 становится равным атмосфечтному, зашепки-ограничители 20 освобождают вьтстуй 21 при помоши, например, электромтчгнита и якорь 4 под действием пружины 11 возврашается в.исходное положение.

Откпючение привода происходит при разряде накопителя на индуктор 3. При э гом создается сипъное импульсное маг нитное поле, под действием эпектромагъ. нитной силы отталкивания якорь 5 прихоflHT В движение, сжимая газ в пОлОсти между якорем 5 и поршнем 7. давление газа быстро нарастает, усилие передается на поршень и, когда оно становится достаточным для освобождения поршня от механизма зашелки аппарата, поршень приходит в движение. При прохождении поршня мимо отверстий 14 давление газа между якорем 5 и поршнем становится равным атмосферному и ускорение поршня прекрашается. Плавное торможение поршня до остановки осушествпяется эа счет дросселирования газа через отверстие 16.

Перемешение якоря 5 вниз ограничивается кольцевым выступом 23 на втулке 12, упираюшимся в торец цилиндрического стакана 24 на фланце 25, В исходное положение якорь 5 возврашается при помоши пружины 13.

Максимапьное быстродейс твие привод

% имеет в тех случаях, когда в цикле ускорения и торможения он работает с предельно допустимыми ускорениями.

Нв фиг. 2 пунктиром показаны ускорение а, скорость Y перемешение X подвижных частей {контакта) прототипа, а сплошной линией - ускорение, скорость и перемешение подвижных частей (якоря и поршня) описываемого объекта.

Иэ кривых видно, что время ускорения (пока ток в индукторе не перейдет через нуль) в нндукцнонно-динамическом приводе невелико (около 0,05 мс). Зв это время якорь 4 ускоряется с высоким КПД и начинает сжимать газ под поршнем 7. Сила, действуюшая на поршень, воэрастаег, и поршень начинает перемешаться в том же направлении, что и якорь. Воэрастаюшее давление газа тормозит якорь 4. В момент времени скорости якоря 4 и

t поршня 7 становятся рввнымн. В дальнейшем поршень продолжает ускоряться, в якорь 4 начинает. тормозиться, пока в момент скорость якоря не станет равной нулю, и он встаег на зашелкн.

В момент времени,3 открываются отверстия 14 для сброса давления. Поршень вместе со штоком и подвижным контактом коммутационного аппарата движет.ся по инерции с постоянной скоростью до зо момента времени t, когда вступает в действие тормозная система, которая гасит скорость к моменту достижения заданного перемешеняя б

При большом ходе подвнжнык частей

/ 35 коммутационного аппарата (Х ) 3 ) быср стродействне предложенного привода увелячнвается за счет увеличения времени ускорения (прн нормированных перегрузках) подвижных частей коммутвпионного аппарата.

686092 6

Прочная конструкция якорей и их малая масса позволяет повысить КПЛ и быстродействие привода. Кроме того, 6i— стродействие привода повышается эв счет увеличения энергии емкостного наколителя, рвзряжвемой на нндукторы. Г олее плавное нарастание скорости поршня позволяет уменьшить ударные нагрузки в приводе.

Формула изобретения

Быстродействуюший индукционно-динамический привод коммутационного аппарата, содержаший помешенные в цилиндрическом корпусе два плоских многовигковых нндукгора, между которыми расположен якорь, выполненный в виде диска из хорошо проводяшего материала, и накопители энергии, подключенные к индукторам, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения его КПД и быстродействия и увеличения срока службы aIIrzapara, он снабжен вторым якорем, выполненным в виде диска нэ хорошо проводяшего материала и расположенным между первым якорем и одним из индукторов, в между якорямн рвэмешен дополнительно введенный поршень, жестко соединенный с подвижным койгвктом коммутационного аппарата, причем якори и поршень выполнены плотно прилегавшими к внутренней поверхности корпуса, который снабжен рядом отверстий, соеднняюшнх внутреннюю полость корпуса с наружнь м объемом, заполненным воздухом нли сжатым газом.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 274179, .кл. Н 01 Н 33/66, 1969.

2. Патент США N 3723922, кл. 335 68, 1973 (проготнп).

686092

Составитель С. Селивановский

Редактор А. Пейсоченко Техред H. 5a6ypxa Корректор A. 1 >яценко

Заказ 5471/51 . Тираж 923 ° Подписное

UHHHITH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/S

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4