ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДАТЧИК ТОКА
ELECTROMAGNETIC CURRENT SENSOR

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и предназначено для защиты электрооборудования городского транспорта от токов короткого замыкания и перегрузок.
Электромагнитные датчики тока, отключающиеся при изменении магнитного потока в магнитопроводе датчика тока известны из следующих источников:
1. А.И.Голубев. Быстродействующие автоматические выключатели. - М.-Л.: Энергия, 1964, стр.23-29;
2. Патент RU №57963, 2006 г.
В первом источнике на Рис.4 стр.25 представлен выключатель с электромагнитным датчиком тока, связанным с контактами выключателя через механическую защелку. Недостатком этого устройства является увеличение времени отключения выключателя за счет дополнительного времени, затраченного на последовательное перемещение элементов защелки.
На Рис.5 стр.27 того же источника изображен выключатель с удерживающейся электромагнитной защелкой. Недостатком этого устройства является замедление быстродействия при отключении выключателя за счет дополнительных кинематических связей.
По второму источнику выключатель содержит устройство электромагнитного датчика тока. Этот датчик содержит магнитопровод, якорь, виток главного тока. При движении якоря толкатель, связанный с ним, сбивает защелку подвижного контакта. Подвижный контакт под действием усилий пружины контактного нажатия размыкается с неподвижным контактом. С момента начала движения якоря датчика тока должно пройти некоторое время, пока связанный жестко с ним толкатель не подойдет вплотную к защелке. С момента удара по защелке начинается процесс освобождения контактного узла, на что затрачивается еще некоторое время.
Таким образом недостатком представленного устройства является наличие дополнительных кинематических связей, которые увеличивают время отключения выключателя.
Изобретение решает задачу создания простого по конструкции и надежного в эксплуатации электромагнитного датчика тока.
Технический результат, который создается изобретением, состоит в увеличении быстродействия при отключении электромагнитным датчиком тока коммутационного аппарата.
Сущность изобретения состоит в том, что подвижный контакт связан с неподвижным контактом через пружину отключения, а ось вращения якоря размещена в центре тела якоря. Соединение подвижного контакта с якорем датчика тока через пружину отключения без дополнительных кинематических связей обеспечивает быстродействие отключения выключателя. Размещение оси вращения якоря в центре тела этого якоря уменьшает момент инерции и увеличивает рабочую площадь контактирования якоря с магнитопроводом, что способствует уменьшению габаритов устройства при сохранении технических параметров выключателя. Меньшие габариты и масса подвижных частей датчика тока также способствуют повышению быстродействия при отключении выключателя.
Изобретение поясняется примером выполнения. На фиг.1 схематично показан патентуемый электромагнитный датчик тока во включенном положении; на фиг.2 - то же, при аварийном отключении, на фиг.3 - то же, при оперативном отключении.
Электромагнитный датчик тока содержит магнитопровод 1 с катушкой управления 2, якорь 3, виток 4 главного тока, закрепленный на одном из стержней магнитопровода 1, неподвижный контакт 5 и подвижный контакт 6. Якорь 3 установлен на неподвижно закрепленной оси 7. Один конец якоря 3 соединен с подвижным контактом 6 через пружину 8 отключения (она же является пружиной контактного нажатия). Подвижный контакт установлен на оси 9 с возможностью вращения вокруг нее.
Замыкание контактов 5 и 6 происходит за счет привода выключателя, устройство которого не показано на фигурах (это может быть электромагнитный, индукционно-динамический, пневматический или др. привод).
При протекании тока короткого замыкания виток 4 главного тока наводит магнитный поток в магнитопроводе 1 датчика (фиг.2) и якорь 3 датчика тока притягивается к магнитопроводу 1 за счет магнитного поля, создаваемого витком 4 главного тока. При этом движение якоря 3 передается через пружину 8 отключения на подвижный контакт 6, который незамедлительно размыкается с неподвижным контактом 5, поворачиваясь вокруг оси 9. Выключатель готов к повторному включению.
При оперативном отключении выключателя необходимо на катушку 2 управления подать ток (фиг.3), направление которого совпадет с направлением главного тока в витке 4 (направления магнитных потоков показаны на фигурах 2 и 3 стрелками). При этом магнитный поток в магнитопроводе 1 увеличится и якорь 3 датчика тока, вращаясь вокруг оси 7, притянется к магнитопроводу 1, что в свою очередь приведет к размыканию контактов 5 и 6.
Таким образом, благодаря такой конструкции электромагнитного датчика тока, достигнуто быстродействие коммутационного аппарата, а сам электромагнитный датчик тока выполнен простым по конструкции с меньшими массогабаритными показателями.