ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ АВТОМАТИЧЕСКИЙ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к основным элементам электрического оборудования, и может найти применение в конструкциях быстродействующих автоматических выключателей постоянного тока, предназначенных для защиты от перегрузок и коротких замыканий в силовых цепях полупроводниковых преобразователей, электрических двигателей, в линиях постоянного тока и электрооборудования подвижного состава.
Известны выключатели быстродействующие автоматические постоянного тока, например, Справочник по наладке электрооборудования промышленных предприятий. Под ред. М.Г.Зименкова, Г.В.Розенберга, Е.М.Феськова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983, с.236-238;
Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели, М. - Л., издательство «Энергия», 1964 г., стр.28.
Наиболее близким к патентуемому следует считать выключатель по книге Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели, М. - Л., издательство «Энергия», 1964 г., стр.28.
Этот выключатель содержит подвижный и неподвижный контакты, отключающий магнитопровод с катушкой и якорем, пружину контактного нажатия
и защелку для удержания подвижного контакта в отключенном положении. Якорь отключающего магнитопровода жестко связан с подвижным контактом. Выключатель включается путем срывания защелки, при этом подвижный контакт притягивается к неподвижному контакту за счет пружины контактного нажатия. Отключение происходит при протекании тока в главной цепи больше установленной величины за счет притягивания якоря к отключающему магнитопроводу.
Выключатель имеет следующие недостатки. Он имеет низкую эксплуатационную надежность ввиду наличия защелки. Кроме того, скорость расхождения контактов при отключении в значительной степени зависит от величины тока главной цепи. Контактное нажатие выключателя также нестабильно, так как оно тоже зависит от тока главной цепи. При определенном значении тока главной цепи сила, воздействующая на якорь отключающего магнитопровода, будет равна силе пружины контактного нажатия, что приведет к нулевому значению контактного нажатия, и, вследствие этого, к свариванию контактов. Отключающий магнитопровод имеет П-образную форму. При такой форме значительны потоки рассеяния.
Технический результат, который может быть достигнут полезной моделью, состоит в повышении эксплуатационной надежности, увеличении скорости расхождения контактов и обеспечении стабильности контактного нажатия.
Для обеспечения этого выключатель дополнительно снабжен удерживающим магнитопроводом с катушкой и якорем, отключающей пружиной и системой управления катушками отключающего и удерживающего магнитопроводов, при этом пружина контактного нажатия установлена с возможностью воздействия на подвижный контакт относительно якоря удерживающего магнитопровода, а отключающая пружина установлена с возможностью воздействия на якорь удерживающего магнитопровода.
Наличие удерживающего магнитопровода исключает присутствие защелки, что повышает эксплуатационную надежность выключателя. Воздействие на катушку отключающего магнитопровода от системы управления увеличивает скорость расхождения контактов, при этом скорость расхождения контактов не зависит от тока главной цепи, а также исключает зависимость контактного нажатия от тока главной цепи. Для обеспечения свободного расцепления выключателя служит указанная взаимосвязь пружин с элементами выключателя.
Согласно п.2 формулы, отключающий и удерживающий магнитопроводы выполнены в форме полуколец. Это снижает потоки рассеяния и способствует повышению компактности выключателя.
Полезная модель поясняется примером выполнения. На фиг.1 показана схема выключателя во включенном положении, на фиг.2 - в отключенном положении, на фиг.3 - в предвключенном положении.
Выключатель содержит подвижный 1 и неподвижный 2 контакты, отключающий магнитопровод 3 с катушкой 4 и якорем 5, удерживающий маг-нитопровод 6 с катушкой 7 и якорем 8, пружину контактного нажатия 9, отключающую пружину 10 и систему управления катушками (система управления на чертеже не показана). Якорь 5 отключающего магнитопровода жестко связан с подвижным контактом 1. Якорь удерживающего магнитопровода 8 воздействует на подвижный контакт через пружину контактного нажатия 9. Отключающая пружина 10 воздействует на якорь 8. Якорь 5 и якорь 8 установлены на общей оси 11. Отключающий и удерживающий магнито-проводы выполнены в форме полуколец.
Выключатель работает следующим образом.
Для включения выключателя пропускается ток через катушки 4 и 7. При этом якорь 5 притягивается к магнитопроводу 3, а якорь 8 притягивается к магнитопроводу 6, сжимая пружину 10 и растягивая пружину 9. Выключатель становится в предвключенное положение (фиг.3). Затем катушка 4 обесточивается, а катушка 7 переводится на меньший по величине держащий ток. Якорь 8 остается притянутым к магнитопроводу 6, якорь 5 отпадает от магнитопровода 3 и под действием пружины 9 стремится притянуться к якорю 8, замыкая при этом подвижный контакт (фиг.1).
Для оперативного отключения обесточивается катушка 7, и под действием пружины 10 выключатель переводится в отключенное положение (фиг.2). При аварийном отключении обесточивается катушка 7, и одновременно
подается ток на катушку 4, что значительно ускоряет процесс отключения.
Предвключенное положение выключателя необходимо для того, чтобы контакты выключателя не замыкались, пока по катушке привода протекает включающий ток большой величины, т.к. если в главной цепи уже имеется короткое замыкание, привод не сможет сработать на отключение с нужным быстродействием.
Из изложенного видно, что патентуемый выключатель имеет повышенную эксплуатационную надежность, стабильное контактное нажатие; повышена скорость расхождения контактов при аварийном отключении, причем эта скорость не зависит от тока главной цепи.