ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРИВОД КОММУТАЦИОННОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к электромагнитным приводам коммутационных аппаратов.
Известны электромагнитные приводы в составе выключателей быстродействующих автоматических постоянного тока, например, свидетельство №27737 RU на полезную модель Н01Н 77/06, 2003 г.; патент №2239253 RU на изобретение H01H 77/06, 2004 г.; патент №71027 RU на полезную модель H01H 71/00,2007 г.
Наиболее близким к патентуемому следует считать электромагнитный привод по патенту №71027 RU на полезную модель Н01H 77/06, 2007 г. Он содержит, магнитопровод с катушкой, главный якорь и якорь свободного расцепления. Этот привод характеризуется технологичностью изготовления, меньшей материалоемкостью и повышенной унификацией деталей.
Недостатком этого электромагнитного привода является низкая производительность работы магнитопровода из-за разделения магнитного потока, созданного катушкой на два контура, что уменьшает в свою очередь электромагнитную силу притяжения якорей к магнитопроводу. Для достижения достаточной электромагнитной силы притяжения якоря необходимо увеличивать массогабаритные показатели магнитопровода,
что приводит к увеличению затрат на материал и соответственно увеличению стоимости привода.
Задачей полезной модели является создание электромагнитного привода коммутационного аппарата, характеризующегося высокой эффективностью работы магнитопровода, технологичностью изготовления, меньшей материалоемкостью и количеством деталей.
Технический результат от использования полезной модели состоит в повышении производительности магнитопровода, обеспечении регулировки величины магнитного потока и расширении возможности применения привода.
Для обеспечения этого, магнитопровод выполнен из Г-образного элемента и стержня, которые соединены своими боковыми сторонами с обеспечением воздушного зазора, при этом якорь свободного расцепления и главный якорь смонтированы на магнитопроводе с возможностью поворота относительно магнитопровода так, что якорь свободного расцепления притягивается к магнитопроводу со стороны образованного воздушного зазора, а главный якорь во включенном положении находится во взаимно перпендикулярной плоскости к плоскости якоря свободного расцепления.
Расположение якорей во взаимно перпендикулярных плоскостях позволяет создать один магнитный контур для обоих якорей, что обеспечивает высокую эффективность работы привода, так как нет необходимости делить основной магнитный поток, образованный катушкой на
два параллельных контура. Выполнение воздушного зазора между Г-образным элементом и стержнем магнитопровода позволяет управлять величиной магнитного потока в магнитопроводе. Изменяя величину этого зазора (уменьшая или увеличивая магнитное сопротивление стали), электромагнитный привод можно применить в устройствах с разными эксплуатационными характеристиками - расширение возможности применения.
Кроме того исключение второго магнитного контура позволяет сократить количество деталей привода, а следовательно уменьшить массу и габариты всего устройства. Уменьшение количества деталей способствует сокращению времени, затрачиваемому на изготовление привода, что обеспечивает технологичность при выпуске продукции.
При таком выполнении магнитопровода сохраняется возможность удобной замены катушки (как и в прототипе) за счет разъемности элементов магнитопровода и ее беспрепятственной установки. Таким образом повышается технологичность электромагнитного привода, а кроме того и ремонтопригодность. При этом упрощается изготовление катушки, ее установка на магнитопровод и изоляция, поскольку катушка наматывается предварительно на оправку (а не на магнитопровод), снимается с оправки, изолируется.
Полезная модель поясняется примером выполнения. На фиг.1 представлена схема электромагнитного привода коммутационного аппарата - выключателя быстродействующего автоматического постоянного
тока в отключенном положении, на фиг.2 - то же в предвключенном положении, на фиг.3 - то же во включенном положении.
Выключатель быстродействующий автоматический постоянного тока содержит подвижный контакт 1, неподвижный контакт 2, отключающую пружину 3, пружину 4 свободного расцепления и электромагнитный привод, содержащий магнитопровод с катушкой 5, главный якорь 6 и якорь свободного расцепления 7. Магнитопровод выполнен составным из Г-образного элемента 8 и стержня 9. Элементы 8, 9 соединены между собой с образованием воздушного зазора δ. Катушка 5 размещена на центральном сердечнике магнитопровода. Главный якорь 6 и якорь свободного расцепления 7 установлены шарнирно на оси 10, образуя замкнутый контур с элементами 8, 9 магнитопровода (Фиг.1).
Подвижный контакт 1 посредством тяги 11 шарнирно закреплен на оси 10 и ограничен во вращательном движении по часовой стрелке относительно якоря 6 упором 12. Якорь свободного расцепления 7 через пружину 4 связан с подвижным контактом 1.
Отключающая пружина 3 подсоединена к якорю 6.
Выключатель работает следующим образом.
При включении выключателя по катушке 5 протекает включающий ток, при этом главный якорь 6 и якорь свободного расцепления 7 притягиваются к магнитопроводу. На фиг.2 показан пунктирной линией и стрелками магнитный контур и направление магнитного потока. Подвижный контакт 1 посредством тяги 11 приводится в движение в сторону
неподвижного контакта 2, но не смыкается с последним (зазор между контактами 2-3 мм) под действием усилий пружины 4 свободного расцепления и якоря свободного расцепления 7 - обеспечивается пред-включенное положение. Через 0,5 секунд ток в катушке 5 переключается на удерживающий, значительно меньший по величине по сравнению с включающим. Якорь свободного расцепления 7 не может удерживаться в притянутом к магнитопроводу положении и под действием пружины 4 свободного расцепления отпадает от магнитопровода. При этом подвижный контакт 1 замыкается с неподвижным 2. Выключатель перешел во включенное положение.
При отключении выключателя ток в катушке 5 прекращается. Магнитный поток спадает и не удерживает главный якорь 6. Под действием отключающей пружины 3 контакты 1, 2 размыкаются. Выключатель переходит в отключенное положение (фиг.3).
Таким образом полезная модель за счет организации одного магнитного контура увеличивает эффективность магнитопровода. Изменяя величину зазора между Г-образным элементом и стержнем магнитопровода, можно управлять величиной усилий привода - расширены возможности применения привода. Кроме того повышена технологичность конструкции за счет уменьшения количества деталей и габаритов, а следовательно снижена себестоимость всего привода.