ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ РАСЦЕПИТЕЛЬ КОММУТАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА

Электромагнитный расцепитель коммутационного устройства
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в низковольтных автоматических выключателях.
Известен электромагнитный расцепитель автоматических выключателей, патент на изобретение №2037232 от 30.10.1992 г., принятый за прототип, содержащий П-образную магнитную систему, намагничивающую обмотку, питаемую током защищаемой цепи и расположенную на намоточном каркасе, якорь, ограничивающий ход якоря стоп и подпружиненный толкатель, воздействующий на рейку механизма свободного расцепителя.
Недостатками прототипа является сложность конструкции, увеличенная материалоемкость из-за применения 2-х намагничивающих катушек, использование одной из которых (катушка защиты цепей управления) представляется крайне маловероятным, применение цельного якоря трубчатой конструкции.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание простого, дешевого, удобного в эксплуатации, надежного устройства, обеспечивающего регулировку величины тока уставки электромагнитного расцепителя.
Техническим результатом является упрощение и удешевление конструкции при повышении его надежности.
Технический результат достигается тем, что электромагнитный расцепитель коммутационного устройства, содержащий П-образную магнитную систему с магнитопроводом и скобой, намагничивающую обмотку и якорь с выполненным с возможностью ограничения его хода стопом электромагнита, а также каркас намагничивающей катушки и подпружиненный толкатель, снабжен узлом плавной регулировки тока уставки электромагнитного расцепителя, содержащим установленные на толкателе тарельчатую шайбу с направляющей, противодействующую пружину и контргайку, при этом якорь выполнен наборным из ферромагнитных колец, количество и толщина которых определяется обеспечением допустимого нагрева якоря за счет уменьшения значения вихревых токов с учетом ослабления магнитного потока в зазорах между кольцами, намагничивающая обмотка выполнена из электротехнического материала с малым удельным сопротивлением, а магнитопровод и скоба выполнены из ферромагнитного материала, причем скоба выполнена с возможностью закрепления каркаса намагничивающей катушки на магнитопроводе, причем между намагничивающей обмоткой и магнитопроводом с возможностью защиты намагничивающей обмотки от замыканий на магнитопровод на каркас намагничивающей катушки установлено выполненное из электроизоляционного материала кольцо, а противодействующая пружина выполнена из упругой проволоки, при этом толкатель выполнен стальным и снабжен выполненным в верхней его части шлицом, причем шлиц выполнен с возможностью регулирования и фиксирования величины усилия противодействующей пружины и регулирования величины тока уставки электромагнитного расцепителя, при этом тарельчатая шайба выполнена Г-образной формы и снабжена расположенной под прямым углом к ней направляющей, свободный конец которой размещен в пазах скобы, а контргайка выполнена с возможностью фиксации требуемого положение тарельчатой шайбы на толкателе и исключения самопроизвольного ее перемещении по резьбе толкателя.
Техническое решение поясняется следующей иллюстрацией: на фиг. 1 изображен электромагнитный расцепитель в разрезе, где:
1. Якорь.
2. Тарельчатая шайба.
3. Контргайка.
4. Шлиц регулировки.
5. Противодействующая пружина.
6. Направляющая тарельчатой шайбы.
7. Намагничивающая обмотка.
8. Толкатель.
9. Стоп электромагнита.
10. Магнитопровод.
11. Скоба.
12. Каркас намагничивающей катушки.
13. Кольца якоря.
14. Кольцо из электроизоляционного материала.
Электромагнитный расцепитель коммутационного устройства содержит П-образную магнитную систему с магнитопроводом 10 и скобой 11, намагничивающую обмотку 7, якорь 1, выполненный с возможностью ограничения хода якоря стоп 9 электромагнита, каркас намагничивающей катушки 12, подпружиненный толкатель 8 и узел плавной регулировки тока уставки электромагнитного расцепителя, содержащий установленные на толкателе 8 тарельчатую шайбу 2 с направляющей 6, противодействующую пружину 5 и контргайку 3.
Якорь 1 выполнен наборным из ферромагнитных колец 13, количество и толщина которых определяется обеспечением допустимого нагрева якоря за счет уменьшения значения вихревых токов с учетом ослабления магнитного потока в зазорах между кольцами.
Намагничивающая обмотка 7 выполнена из электротехнического материала с малым удельным сопротивлением.
Для защиты намагничивающей обмотки 7 от замыканий на магнитопровод 10 на каркас намагничивающей катушки 12 между намагничивающей обмоткой 7 и магнитопроводом 10 установлено выполненное из электроизоляционного материала кольцо 14.
Магнитопровод 10 и скоба 11 выполнены из ферромагнитного материала.
Скоба 11 выполнена с возможностью закрепления каркаса намагничивающей катушки 12 на магнитопроводе 10.
Противодействующая пружина 5 выполнена из упругой проволоки.
Толкатель 8 выполнен стальным и снабжен выполненной в верхней его части шлицом 4.
Шлиц 4 выполнен с возможностью регулирования и фиксирования величины усилия противодействующей пружины 5 и регулирования величины тока уставки электромагнитного расцепителя.
Тарельчатая шайба 2 выполнена Г-образной формы и снабжена расположенной под прямым углом к ней направляющей 6, свободный конец которой размещен в пазах скобы 11, что исключает вращательное движение тарельчатой шайбы 2 при регулировке усилия противодействующей пружины 5.
Контргайка 3 выполнена с возможностью фиксации требуемого положение тарельчатой шайбы 2 на толкателе 8 и исключения самопроизвольного ее перемещении по резьбе толкателя 8.
Предлагаемый электромагнитный расцепитель работает следующим образом.
При возникновении короткого замыкания в силовой цепи увеличение тока в цепи приводит к увеличению магнитного потока, создаваемого намагничивающей обмоткой 7, и, соответственно, силы, воздействующей на якорь 1 и достаточной для преодоления противодействующего усилия пружины 5. Якорь, двигаясь до соприкосновения со стопом 9, перемещает толкатель 8, который, в свою очередь, воздействует на рейку механизма свободного расцепления (на фиг. не показана), обеспечивая мгновенное отключение автоматического выключателя.
Регулировка тока срабатывания расцепителя производится за счет изменения противодействующего усилия пружины 5 путем перемещения тарельчатой шайбы 2 по резьбе толкателя 8.
При работе электромагнитного расцепителя по намагничивающей катушке электромагнитного расцепителя, последовательно включенной в силовую цепь, постоянно протекает ток, создающий вихревые токи в якоре 1.
При протекании переменного тока через катушку 7 электромагнитного расцепителя вихревые токи, наводимые в якоре 1, зависят от частоты тока и массы якоря 1, подверженного действию электромагнитного поля намагничивающей катушки. Вихревые токи нагревают якорь 1, что приводит к потере и неэффективности использования энергии.
Сократить потери энергии и позволяет предложенная конструкция якоря 1, составленного из колец 13. Благодаря предлагаемой конструкции величина возникающих вихревых токов минимальна из-за малой массы каждого отдельного кольца 13. Нагрев колец 13 также минимален, что позволяет снизить потери энергии и суммарный нагрев якоря.
Благодаря существенной экономии энергии коммутационное устройство устойчиво работает в длительном режиме эксплуатации.
При работе электромагнитного расцепителя в режиме защиты от токов короткого замыкания время протекания тока короткого замыкания составляет всего несколько сотых секунды. Поэтому тепловые потери в данном случае минимальны.
Кроме того использование якоря в виде колец повышает технологичность и экономичность его изготовления - легче и дешевле изготовить методом штамповки кольца из листового металла небольшой толщины, чем изготовить цилиндр толщиной с десяток миллиметров.
Таким образом, за счет снижения тепловых потерь в якоре и применения узла плавной регулировки тока уставки электромагнитного расцепителя, задача создания устройства, обеспечивающего регулировку величины тока уставки электромагнитного расцепителя при упрощении и удешевлении его конструкции и повышении его надежности, решена.