БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРИВОД
FAST-ACTING ELECTROMAGNET DRIVE

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и предназначено для защиты электрооборудования городского электротранспорта от токов короткого замыкания.
Быстродействующие электромагнитные приводы выключателей, отключающиеся при возникновении аварийного тока в коммутируемой цепи, известны из следующих источников:
1. Патент RU №33261, 2003 г.;
2. Патент RU №2262768, 2004 г.;
3. Патент RU №2296386, 2005 г.;
4. Патент RU №2329559, 2006 г.;
Наиболее близким аналогом может служить электромагнитный привод выключателя по второму источнику (Патент №2262768). Он содержит подвижный и неподвижный контакты, отключающий магнитопровод с катушкой и якорем и пружину контактного нажатия, причем якорь отключающего магнитопровода жестко связан с подвижным контактом, удерживающий магнитопровод с катушкой и якорем, отключающую пружину. Привод снабжен системой управления катушками отключающего и удерживающего магнитопроводов. 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.
Для включения выключателя пропускается ток через катушки. При этом каждый якорь притягивается к соответствующему магнитопроводу так, что отключающая пружина сжимается, а пружина контактного нажатия растягивается. Выключатель становится в предвключенное положение. Затем катушка удерживающего магнитопровода обесточивается, а катушка отключающего магнитопровода переводится на меньший по величине держащий ток. Якорь отключающего магнитопровода остается притянутым к этому магнитопроводу, а якорь удерживающего магнитопровода отпадает, замыкая при этом подвижный контакт.
Для оперативного отключения обесточивается катушка отключающего магнитопровода, и под действием отключающей пружины выключатель переводится в отключенное положение. При аварийном отключении обесточивается катушка отключающего магнитопровода, и одновременно подается ток на катушку удерживающего магнитопровода, 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, так как, если в главной цепи уже имеется короткое замыкание, привод не сможет сработать на отключение с нужным быстродействием.
Недостатком представленного электромагнитного привода является наличие выбора провала контактов при отключении привода, которое проявляется в предварительном сжатии пружины контактного нажатия отключающей пружиной в начальный момент отключения, а затем последующего размыкания контактов. Искусственное торможение движения подвижного контакта в начальный момент отключения способствует длительному протеканию тока короткого замыкания, что может привести к выходу из строя защищаемого электрооборудования и возникновению возгорания электроподвижного состава.
Изобретение решает задачу создания выключателя надежного и безопасного при эксплуатации.
Технический результат, который создается изобретением, состоит в повышении быстродействия при отключении.
Сущность изобретения заключается в том, что подвижный контакт быстродействующего электромагнитного привода жестко закреплен на якоре включающего электромагнита и одновременно соединен жесткой связью с якорем электромагнита свободного расцепления, а пружина контактного нажатия установлена с возможностью воздействия на магнитопровод включающего электромагнита, на магнитопроводе же свободного расцепления размещен упор, препятствующий движению этого магнитопровода в направлении включенного положения, кроме того, электромагниты установлены на одной оси с возможностью вращения вокруг этой оси. Предложенное конструктивное решение привода исключает выбор провала при отключении выключателя, и следовательно, подвижный контакт без замедления размыкается с неподвижным контактом выключателя.
Изобретение поясняется примером выполнения быстродействующего электромагнитного привода. На фиг.1 схематично показан патентуемый 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, неподвижный контакт 2, включающий электромагнит, состоящий из магнитопровода 3 с катушкой управления 4 и якоря 5, электромагнит свободного расцепления, состоящий из магнитопровода 6 с катушкой 7 и якоря 8, пружину отключения 9 и пружину контактного нажатия 10. Подвижный контакт 1 жестко закреплен на якоре 5 включающего электромагнита и одновременно соединен жесткой связью 11 с якорем 8 электромагнита свободного расцепления, а пружина контактного нажатия 10 установлена с возможностью воздействия на магнитопровод 3 включающего электромагнита. На магнитопроводе 6 свободного расцепления размещен упор 12, ограничивающий движение магнитопровода 6 в направлении включенного положения. Электромагниты установлены на одной оси 13 с возможностью вращения вокруг этой оси. Весь привод размещен на неподвижном основании 14.
Быстродействующий электромагнитный привод работает следующим образом.
Для включения привода на катушки 4 и 7 подается включающий ток. При этом якорь 5 притягивается к магнитопроводу 3, растягивая пружины 9 и 10, а якорь 8 притягивается к магнитопроводу 6. Причем магнитопровод 6 поворачивается вокруг оси 13 до тех пор, пока упор 12 не достигнет стопора 15. В этом положении привод выключателя становится в предвключенное положение, между контактами 1 и 2 остается зазор (фиг.2). Затем катушка 7 обесточивается, а катушка 4 переводится на меньший по величине удерживающий ток. Якорь 5 остается притянутым к магнитопроводу 3, якорь 8 отпадает от магнитопровода 6 и под действием усилия пружины 10 поворачивается вокруг оси 13, замыкая при этом подвижный контакт 1 с неподвижным контактом 2 (фиг.1).
При протекании тока короткого замыкания обесточивается катушка 3. При этом якорь 5, подвижный контакт 1 и якорь 8 под действием усилий отключающей пружины 9 переходят в отключенное положение (фиг.3).
Таким образом, при применении патентуемого быстродействующего электромагнитного привода в устройстве коммутационного аппарата, обеспечивается быстродействие при отключении, повышается надежность работы выключателя и безопасность при его эксплуатации.