ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРИВОД КОММУТАЦИОННОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к коммутационным аппаратам и предназначена для отключения аварийных токов, например, для выключателей, защищающих электрооборудование городского электротранспорта, железнодорожных тяговых подстанций.
Конструкции электромагнитных приводов известны из следующих источников: Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели, М. - Л., издательство «Энергия», 1964 г., стр.38-58, Патент 2252476RU на изобретение «Электродвигатель» от 05.05.2003, Патент 2261495RU на изобретение «Быстродействующий двухпозиционный электромагнит с поворотным якорем» от 22.12.2003, Патент 2239253RU на изобретение «Выключатель быстродействующий автоматический постоянного тока» от 05.05.2003.
Наиболее близким к патентуемому электромагнитному приводу является электромагнитный привод по патенту 2239253RU. Этот привод содержит: магнитопровод с удерживающей катушкой, главный якорь, якорь свободного расцепления.
Недостатком данного технического решения является наличие двух якорей, что усложняет конструкцию механизма коммутационного аппарата и приводит к замедлению процесса отключения. Кроме того при включении аппарата главный якорь замыкает контакты со значительным ударом, что в свою очередь приводит к быстрому их износу и следовательно сокращает срок службы коммутационного аппарата в целом. Большое количество деталей усложняет технологичность конструкции при производстве и сборке, что соответственно повышает стоимость аппарата и время его изготовления.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание электромагнитного привода с изменяющимся вращающим моментом.
Технические результаты, достигаемые полезной моделью: уменьшение износа контактов при включении коммутационного аппарата, увеличение быстродействия при его отключении и повышение технологичности конструкции при изготовлении коммутационных аппаратов.
Это достигается тем, что в электромагнитном приводе, выполненном из магнитопровода с катушкой управления и якоря, закрепленного на оси, новым является то, что якорь установлен между полюсами магнитопровода с возможностью вращательного движения вокруг указанной оси, а форма якоря выполнена таким образом, что зазор между полюсами магнитопровода и якорем изменяется от функции прямой и переходит к поверхности якоря, имеющей выпуклость в сторону полюсов. Выполнение такой формы якоря позволяет регулировать вращающий момент в момент замыкания контактов аппарата в сторону уменьшения величины вращающего момента, что способствует уменьшению силы удара контактов друг с другом при замыкании, а следовательно уменьшает их износ. Последнее является свидетельством увеличения срока службы коммутационного аппарата. Кроме того вращательное движение якоря создает большой угол поворота при исключении паразитных зазоров (два воздушных зазора одновременно являются рабочими). Установка подвижного контакта аппарата непосредственно на якоре с обеспечением соответствующей изоляции способствует уменьшению количества
промежуточных деталей, что в свою очередь обеспечивает быстродействие аппарата и способствует увеличению раствора контактов, обеспечивающего надежное гашение дуги при отключении. Кроме того исключается возможность применения якоря свободного расцепления, что повышает технологичность при изготовлении коммутационных аппаратов.
На фиг.1 схематично изображен электромагнитный привод в отключенном положении; на фиг.2 - то же самое в предвключенном положении; на фиг.3 - то же самое во включенном положении.
Электромагнитный привод установлен на неподвижном основании 1 и содержит магнитопровод 2, на котором размещена катушка управления 3, между сердечниками магнитопровода 2 на оси 4 закреплен якорь 5, для примера выполненный в форме эллипса. На якоре 5 закреплен подвижный контакт 6. На основании установлен неподвижный контакт 7. Для обеспечения необходимого контактного нажатия служит пружина 8, она же является отключающей.
Электромагнитный привод работает следующим образом.
В отключенном положении якорь 5 по отношению к магнитопроводу 2 расположен как показано на фиг.1. При подаче соответствующего напряжения на катушку управления 3 якорь 5, а с ним и подвижный контакт 6 поворачивается против часовой стрелки вокруг оси 4 с вращающим моментом M1. В начальный момент времени движения якоря 5 форма зазора между полюсами магнитопровода 2 и якоря 5 изменяется по функции прямой и сохраняется такой до предвключенного состояния (фиг.2). Затем функция прямой
переходит к гиперболической функции, при которой величина вращающего момента якоря 5 уменьшается до значения М2. Якорь 5 продолжает вращаться против часовой стрелки и контакты замыкаются с обеспечением необходимого контактного нажатия обеспечиваемого пружиной 8 (фиг.3).
При возникновении аварийного режима в защищаемой сети, например тока короткого замыкания прекращается подача напряжения на катушку управления 3. При этом якорь 5 незамедлительно под действием пружины 8 поворачивается по часовой стрелке, а вместе с ним и подвижный контакт 6 переходит в отключенное положение.
Благодаря указанным конструктивным отличиям обеспечено уменьшение износа контактов, увеличено быстродействие и повышена технологичность конструкции.