ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРИВОД БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к электромагнитным приводам коммутационных аппаратов, применяемых для защиты от перегрузок и коротких замыканий электроустановок и линий постоянного тока.
Электромагнитные приводы, удерживающиеся во включенном положении за счет магнитного потока в рабочем зазоре якоря, создаваемого током удерживающей катушки, и отключающиеся при уменьшении указанного магнитного потока, известны из следующих источников: патент на полезную модель RU №33261 от 2003 г. «Выключатель автоматический быстродействующий» (1), патент на изобретение RU №2371799 от 2008 г. «Прямоходовой комбинированный электромагнитный привод» (2),
Привод, описанный в источнике 2 можно принять в качестве прототипа. Привод содержит катушку управления, основной якорь, выполненный в виде полого цилиндра, причем в отверстии основного якоря расположен дополнительный якорь, а свободный конец основного якоря расширен в диаметре и в этом уширении выполнен кольцевой паз. В пазу размещена дополнительная катушка, основной якорь одновременно является для нее дополнительным магнитопроводом.
Недостатком данной конструкции является то, что отключение происходит при отпадании якоря от магнитопровода в процессе остаточной намагниченности. Так же быстродействие ограничивается массой подвижных частей, так как при включении или оперативном отключении передвигаются вместе основной якорь, дополнительный якорь и дополнительная катушка. Кроме того, технологический процесс изготовления усложняется из-за необходимости наличия паза и полости в основном якоре.
Полезная модель решает задачу создания выключателя с малым собственным временем отключения и удобного, надежного в эксплуатации.
Технический результат, который создается полезной моделью, состоит в повышении быстродействия и уменьшения габаритов привода, по сравнению с аналогами, имеющими в конструкции систему включающей катушки и электромагнита свободного расцепления.
Это достигается тем, что электромагнит включения и свободного расцепления представляют собой систему из двух втяжных конструкций, расположенных в одном корпусе, при этом главный якорь и якорь электромагнита свободного расцепления находятся на одной оси. Высокое быстродействие обеспечивает наличие в конструкции пружины свободного расцепления (отключающей), которая установлена непосредственно между якорями.
При такой конструкции детали выполняются менее массивными, а следовательно габариты аппарата уменьшаются, так как подвижные элементы привода осуществляют только поступательные движения, отсутствуют изгибающие усилия и вращательные моменты. Отсутствие рычагов, малые габариты подвижных частей и наличие отключающей пружины увеличат быстродействие аппарата, использующего данный привод. Расположение катушек внутри корпуса надежно защищает их от внешних воздействий, а так же обеспечивает их неподвижное расположение, что повысит срок службы привода.
Полезная модель поясняется примером выполнения выключателя. На фиг.1 схематично показан привод во включенном положении; на фиг.2 - то же, в предвключенном положении, на фиг.3 - то же, в отключенном положении.
Быстродействующий электромагнитный привод содержит подвижный контакт 1, закрепленный на якоре 2, через изоляционную пластину 3, неподвижный контакт 4, включающий электромагнит, состоящий из катушки 5, якоря 6 и магнитопровода 7, электромагнит свободного расцепления, состоящий из катушки 8 и якоря 9 с жестко связанной тягой 10, служащей ограничивающим упором якоря 2 в направлении включения, пружину свободного расцепления (отключения) 11 и пружину контактного нажатия 12, воздействующую на якорь 2. Весь привод размещен на неподвижном основании 13.
Быстродействующий электромагнитный привод работает следующим образом.
Для включения привода на катушки 5 и 8 подается включающий ток. При протекании тока по катушкам к магнитопроводу 7 одновременно притягивается главный якорь 6 и якорь свободного расцепления 9 притягиваются к магнитопроводу 7, сжимая пружину 11 между собой, расположенную в окне магнитопровода 7, и пружину 12. Причем тяга 10 ограничивает движения якоря 2. В этом положении привод выключателя становится в предвключенное положение, между контактами 1 и 4 остается зазор (фиг.2). Это необходимо для того, чтобы контакты выключателя не замыкались, пока по катушке привода протекает включающий ток большой величины, так как если в главной цепи уже имеется короткое замыкание, привод не сможет сработать на отключение с нужным быстродействием.
Затем катушка 8 обесточивается, а катушка 5 переводится на меньший по величине удерживающий ток. Якорь 6 остается притянутым к магнитопроводу 7, якорь 9 отпадает в процессе остаточной и под действием пружины 11, якорь 2 под действием пружины 12 замыкает подвижный контакт 1 с неподвижным контактом 4. Выключатель готов к немедленному отключению. Таким образом обеспечивается свободное расцепление выключателя.
Аварийное отключение.
При протекании тока перегрузки до момента достижения током защищаемой цепи величины тока уставки подается сигнал от датчиков тока, что приводит к обрыву в цепи катушки держащего тока, т.е. обесточивается катушка 5. При спадании тока в удерживающей катушке якорь 6 не может оставаться в притянутом положении. Якорь 6, подвижный контакт 1 и якорь 2 под действием усилий пружины 12 переходят в отключенное положение (фиг.3).
При оперативном отключении обрыв держащего тока в цепи катушки, происходит при нажатии кнопки оперативного управления, дающую команду на отключения. После обесточивания катушки 5 оперативное отключение протекает аналогично режиму аварийного отключения.