Индукционно-динамический привод Советский патент 1989 года по МПК H01H3/28 

Фаг.1

Изобретение относится к электро- аппаратостроению, в частности к быстродействующим приводам коммутационных аппаратов.

Цель изобретения - повышение КПД привода.

На фиг„1 приведено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг,2 - схема соединения обмоток; на фиг.З - диаграмма переходных процессов в приводе

Привод состоит из тороидального магнитопровода 1, выполненного, например, из ленточной электротехни- ческой стали, на котором в радиальных плоскостях размещены две катушки, каждая из которых состоит из двух секций 2, 3 и 4, 5 (фиг.2). Магнитопровод заключен в изоляцион- ный каркас 6 и имеет разъем для удобства сборки привода. Якорь 7 выполнен в виде многовитковых катушек 8 и 9, охватывающих магнитопро- вод 1. Катушки 8 и 9 укреплены между жесткими рамками JO из изоляционного материала и размещены между секциями 2, 4 и 3,5. Рамки 10 при помощи гаек IJ и 12 закреплены на двух полуосях 13 и 14, которые установле- ны в подшипниках 15, размещенных во фланцах J6 и 17, Между полуосями 13 и J4 установлен управляемый вентиль 18, который зажат гайками 19 и 20 и изолирован от полуосей прокладками 21. К аноду вентиля 18 присоединен один вывод катушки 8 якоря, а к катоду - один вывод катушки 9. Свободные выводы катушек 8 и 9 соединены так что в возбужденном состоянии наведенная в них ЭДС складывается, Управляющий электрод вентиля соединен через резистор 22 и стабилитрон 23 с анодом вентиля 18, Стабилитрон и резистор размещены между рамками 10 якоря. Секции 2S 3 и 4, 5 прикреплены к изоляционным рамкам 24, которые присоединены к торцам дистанционным сегментов 25, жестко связанных с каркасом 6 и фланцами 16 и 17.

Схема соединения катушек и секций привода представлена на фиг.2, Секции 2 и 3, а также секции 4 и 5 соединены между собой последователь

Q

5 0 5 0 0 5 Q

5

фиксирующее устройство, например, в виде кулачкового механизма, барабан которого 29 закреплен на полуоси 13, а кулачок 30 установлен на фланце 16.

В исходном состоянии якорь 7 фиксирован при помощи фиксирующего устройства 29 (30) в одном из крайних положений. При этом катушка 8 якоря прижата, например, к секции 2 одной плоскостью, а катушка 9 якоря прижата к секции 3 другой плоскостью так, что якорь 7 вместе с полуосями 13 и 14 имеет возможность свободного перемещения в одном направлении. Управляемый вентиль 18 закрыт.

Привод работает следующим образом.

При подаче импульса тока i, от накопителя 26 на секции 2 и 3 через вентиль 27 в тороидальном магнитопро- воде 1 создается магнитный поток 93 (фиг. 2 и 3), который, пронизывая контуры катушек 8 и 9 якоря, индуцирует в каждой из них ЭДС, которая благодаря схеме соединения катушек складывается и прикладывается к вентилю 18. Параметры стабилитрона 23 и резистора 22 подобраны так, чтобы стабилитрон пробивался при напряжении, близком к минимальному значению ЭДС е. При этом учитывается время включения управляемого вентиля 18 таким образом, --чтобы полное открытие вентиля происходило в момент, соответствующий максимуму ЭДС е. После открытия вентиля 18 ЭДС якорных катушек мгновенно спадает до нуля, а ток 12 в них скачком возрастает до максимума. Так как к моменту открытия вентиля 18 в магнитопроводе 1 поток достигает максимума, то после открытия вентиля происходит увеличение потокосцепления якорных катушек, т.е. катушки 8 и 9 с максимальным током i- как бы схватывают максимальный магнитный поток, пронизывающий эти катушки. В результате взаимодействия тока 1„ с потоком

9

создается

электродинамическая сила, действующая на катушки 8 и 9. Причем эта сила максимальная. Учитывая, что зазор между катушками 8 и 9 якоря и секциями 2 и 3 индуктора до открытия вентиля 18 остается минимальным, то

Изобретение относится к области электроаппаратостроения ,в частности, к быстродействующим приводам коммутационных аппаратов. Цель изобретения - повышение КПД привода. При включении управляемых вентилей 27 и 28 накопители конденсатора 26 разряжаются на двухсекционные секции 2, 3 или 4, 5. В обмотках катушек 8, 9, охватывающих магнитопровод 1, наводится ЭДС. При определенной величине ЭДС включается управляемый вентиль 18. Взаимодействие тока в катушках 8, 9 с потоком в магнитопроводе 1 приводит к возникновению пары сил, действующих на якорь 7 с катушками 8 и 9. Повышение КПД привода достигается за счет выполнения катушек 8, 9 многовитковыми и за счет коммутации указанных катушек с помощью вентиля 18 при максимуме ЭДС. 3 ил.

но. Питание привода импульсным током „в момент действия сил имеет место

Осуществляется от батареи накопитель-наибольшая магнитная связь между этиных конденсаторов 26 через управляв-ми катушками. Это способствует максимые вентили 27 и 28, включаемые по мальной передаче энергии из накопиочерецно. На приводе установленотеля в индуктор, а от него - в якорь.

Так как силы, действующие на катушки 8 и 9, смещены относительно оси вращения якоря диаметрально на величину, определяемую средним радиусом магни- топровода 1, то на ось якоря действует пара сил, создающая вращающий момент на оси. Якорь привода скачком повернется на угол, определяемый местом расположения секций 3 и 4 на магни- топроводе. При помощи фиксатора 29 (30 якорь фиксируется в конечном положении так, то катушка Воказывается при жатой одной плоскостью к секции 4, а

так, что катушка 8 оказывается прижа- 15 топроводе диаметрально противополож

той одной плоскостью к секции 4, а катушка 9 - к секции 5 другой плоскостью. В таком положении привод готов для срабатывания в обратном направлении. Для срабатывания привода в обратном направлении подается импульс тока от накопителя 26 через вентиль 28 на секции 4 и 5. Процесс срабатывания происходит по описанной схеме.

При повороте якоря привода управляемый вентиль 18, резистор 22 и- стабилитрон 23 поворачиваются вместе с ним и не испытывает ударных нагрузок, так как они установлены на оси привода.

Выполнение якоря привода в виде многовитковых катушек и включение в цепь этих катушек управляемого вентиля, резистора и стабилитрона позво ляет увеличить коэффициент преобра

зования энергии накопителя, формировать процесс разгона якоря и, тем самым, повысить быстродействие привода.

Формула изобретения

Индукционно-динамический привод, содержащий тороидальный магнитопро- вод, две катушки и якорь, причем каждая из катушек выполнена в виде двух секций, расположенных на магни

но, якорь установлен на оси, совпадающей с осью магнитопровода и выполнен в виде двух рамок, охватывающих магнитопровод и расположенных диаметрально-противоположно, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД привода, в него введены управляемый вентиль, стабилитрон и резистор, причем две рамки якоря выполнены в виде двух многовит-. ковых катушек, две многовитковые катушки якоря включены согласно и с управляемым вентилем образуют замкнутую последовательную цепь так, что полярность индуктированной ЭДС в многовитковых катушках чкоря совпадает с проводящим направлением управляемого вентиля, катод стабилитрона соединен с анодом вентиля, а акод стабилитрона через резистор подключен к управляющему электроду вентиля.

a

73

X

п

4

/

30

29

vfcj 75 Г6 26 24 2 Й / / / /Z

фив

17