ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ МЕХАНИЗМ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и может применяться для защиты от перегрузок и коротких замыканий электроустановок и линий постоянного тока.
Электромагнитные механизмы быстродействующих выключателей постоянного тока известны, например из книг «Электромагниты постоянного тока» А.В.Гордон, А.Г.Сливинская, М.: Госэнергоиздат, 1959, с.417; Быстродействующие автоматические выключатели, А.И.Голубев, М. - Л., М.: «Энергия», 1964, с.54-56, 171, 172.
В качестве прототипа можно рассмотреть электромагнитный механизм, который содержит магнитопровод, якорь, катушку, конденсатор и управляемые контакты (Быстродействующие автоматические выключатели, А.И.Голубев, М. - Л., М.: «Энергия», 1964, с.54-56, 171, 172).
При работе этого механизма в момент отключения при спаде держащего тока, ток проходит через всю катушку. Отключения не происходит пока значение держащего тока не станет меньше значения тока отпадания якоря.
Такой электромагнитный механизм обладает недостаточным быстродействием в момент его отключения.
Технический результат, который может быть достигнут при применении патентуемого электромагнитного механизма состоит в повышении его быстродействия при отключении.
Для достижения этого в электромагнитном механизме катушка выполнена из двух последовательно соединенных частей, при этом конденсатор образует колебательный контур с одной из частей катушки.
Сущность патентуемой полезной модели состоит в том, что разделение катушки на две составляющие позволяет уменьшить индуктивность цепи держащего тока, а создание указанного колебательного контура позволяет перераспределить электромагнитную энергию между частями катушки, что обеспечивает поглощение этой энергии в колебательном контуре с заданными его параметрами.
Уменьшение индуктивности электрической цепи ускоряет размагничивание сердечника электромагнитного механизма, перевод этого процесса в колебательный контур дополнительно ускоряет процесс размагничивания за счет преобразования части энергии в электростатическую конденсатора.
Полезная модель поясняется примером исполнения, на фигуре показана схема патентуемого электромагнитного механизма быстродействующего выключателя постоянного тока.
1
1
2
2
Электромагнитный механизм состоит из магнитопровода 1, якоря 2, катушки выполненной из двух последовательно соединенных частей 3 и 4 с выводами HK и HК соответственно, токоограничивающего резистора 5, конденсатора 6 и управляемых контактов 7, 8, 9. Часть 4 катушки совместно с конденсатором 6 образует колебательный контур. Токоограничивающий резистор 5 предназначен для снижения тока от величины включающего до величины держащего. Контакт 7 управляется от внешнего источника, например от датчика тока. Контакт 8 управляется через блокировочные контакты от станции управления электромагнитным механизмом. Управляемый контакт 9 механически связан с якорем 2. Якорь 2 связан с контактами выключателя посредством тяг (на фигуре не показаны).
1
1
2
В момент включения электромагнитного механизма контакт 7 находится в замкнутом положении. При замыкании контакта 8 по частям катушки протекает включающий ток по цепи: плюс источника питания, вывод H части 3 катушки, обмотка части 3 катушки, вывод K, вывод H части 4 катушки,
2
1
1
обмотка части 4 катушки, вывод K, замкнутый управляемый контакт 8, минус источника питания. При протекании включающего тока по указанной цепи якорь 2 притягивается к магнитопроводу 1. При соприкосновении с магнитопроводом замкнутый управляемый контакт 8 размыкается, прекращая протекание включающего тока. При размыкании контакта 8 создается цепь для протекания держащего тока плюс источника питания к минусу по цепи: вывод H части 3 катушки, обмотка части 3 катушки, вывод К, токоограничивающий резистор 5, управляемый контакт 7, минус источника питания. Кроме того, в момент размыкания контакта 8 замыкается управляемый контакт 9, механически связанный с якорем магнитопровода, который подключает конденсатор 6 параллельно обмотке части 4 катушки, создавая колебательный контур, состоящий из индуктивности части 4 катушки и конденсатора 6.
В момент отключения электромагнитного механизма размыкается управляемый контакт 7, разрывая цепь держащего тока. Вследствие этого происходит размагничивание магнитной системы (магнитопровод-якорь-части 3 и 4 катушек), удерживающий поток начинает спадать, что создает электродвижущую силу (ЭДС) самоиндукции в частях 3 и 4 катушки. Часть энергии ЭДС самоиндукции, вследствие взаимоиндукции частей 3 и 4 катушек переходит в колебательный контур, образованный частью катушки 4 и конденсатором 6, где расходуется в виде затухающих колебаний с повышенной частотой, что приводит к уменьшению времени спадания магнитного потока в электромагнитной системе и повышению скорости отпадания якоря электромагнитного механизма.