Индукционный выключатель Советский патент 1990 года по МПК H01F38/14 

ы

ll 1

/ Ь15

13

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в гибридных электромагнитных устройствах бесконтактной коммутации электрических цепей. Цель изобретения - повышение экономичности и надежности работы выключателя. Выключатель содержит неподвижные части 3 и 4 магнитопровода, на которых расположены первичная 1 и вторичная 2 обмотки, подвижные части 5 и 6 магнитопровода и шунт 7. Полупроводниковый коммутатор 9 подключен к первичной обмотке 1 и к блоку управления 10. Привод 8 соединен механически с подвижными частями 5 и 6 магнитопровода и с шунтом 7. В отключенном состоянии шунт 7 состыкован с неподвижной частью 4 магнитопровода, а подвижные части 5 и 6 магнитопровода удалены от неподвижных частей 3 и 4. 6 ил.

Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в гибридных электромагнитных устройствах бесконтактной коммутации электрических цепей для работы в агрессивных, взрывоопасных, и загрязненных средах при управлении как сильноточными, так и слаботочными электрическими цепями.

Цель изобретения - повышение надежности работы и экономичности выклю- чателя.

На фиг.1 показана конструктивная схема индукционного выключателя; на фиг.2-4 - последовательные положения подвижных частей магнитопровода и шунта при коммутации электрической цепи; на фиг.5 - вариант конструктивной схемы трехфазного индукционного выключателя при несимметричной магнитной системе; на фиг.6 - один из возможных вариантов блока управления и его связи с другими блоками.

Устройство содержит первичную обмотку 1, вторичную обмотку 2, неподвижные части 3-5 магнитопровода, подвижные части 5 и 6 магнитопровода, магнитный шунт 7, привод 8, полупроводниковый коммутатор 9, блок управления 10, имеющий вход 11, зажимы первичной обмотки 12 и 13, входные (сетевые) зажимы 14 и 15, зажимы вторичной обмотки 16 и 17. Механические связи привода с подвижными частями Магнитопровода и шунтом показаны штриховыми линиями. Электрические связи показаны стрелками.

Блок управления 10 содержит (фиг.б), например, релейную часть, состоящую из реле 18-22 с их контактами соответственно 23-34, кнопок 35 и 36, конечных выключателей 37-40, механически связанных с приводом, полупроводниковый реверсивный пускатель 41, зажимы питания 42 и 43.

Коммутатор представляет собой, например, нереверсивный полупроводниковый пускатель.

Привод представляет собой, например, конструкцию с общим валом, на котором закреплены кулачки,.приводимым во вращение исполнительным электродвигателем. С помощью кулачкового механизма осуществляется соединение и рассоедине- ние в нужной последовательности магнитного шунта, и подвижных частей магнитопровода при вращении двигателя вперед. Привод содержит на валу, кроме кулачков, перемещающих части магнитной цепи, кулачки, управляющие блок-контактами (конечными выключателями), два из которых (38 и 39) коммутируют электрические цепи после отработки приводом положения вперед (Включено), а два других (37 и

40) - после отработки приводом положения назад (Выключено).

Устройство (фиг.1) работает следующим образом.

На вход 11 блока управления 10 может поступать сигнал либо на включение (сплошная стрелка), либо на отключение (штриховая стрелка, фиг.б) электрической цепи.

Если электрическая цепь выключена, подвижные части удалены от неподвижных частей 3 и 4, а шунт 7 состыкован с частью 4, что соответствует фиг.4, то при включении цепи процессы протекают в следующем порядке. Сначала на вход 11 подается сигнал на включение (фиг.б). Замыкается кнопка 35, обмотка реле 18 обтекается током через замкнутый контакт 29 от источника, подключенного к зажимам 42 и 43. В результате этого замыкается контакт 23, реле 18 запирается через собственный контакт За- питываются обмотки реле 20 контактом 24 и реле 21 с замедлением при включении контакта 25. Цепь обмотки реле 21 разрывается контактом 21 для того, чтобы коммутатор не включился до отработки приводом положения Включено. Контактом 32 включается реверсивный пускатель для отработки приводом положения вперед (Включено). Контактом 26 размыкается цепь обмотки реле 19 для предотвращения ошибочного включения кнопки 36 (Включено).

После отработки приводом положения Включено (состыкование участком 5 и 6 с частями 3 и 4 (фиг.З) и отведение шунта 7, фиг.2) размыкается контакт 39, разрывая цепь обмотки реле 20. Поэтому замыкается контакт 31, и с выдержкой времени срабатывает реле 21, замыкая свои контакты 33 и этим самым включая коммутатор 9. Одновременно замыкается контакт 38, осуществляя подготовку цепи обмотки реле 19 для осуществления операции выключение.

Если электрическая цепь включена (подвижные части 5 и 6 состыкованы с неподвижными участками 3 и 4, а шунт 7 отключен от магнитной цепи), что соответствует фиг.2, то для отключения цепи на вход 11 поступает сигнал на отключение. Включается кнопка 36 (фиг.б). В результате этого обтекается током обмотка реле 19. Это реле срабатывает и берется на самоподпитку через контакт 27. Контактом 28 включается реле 22 с замедлением выключения, которое с выдержкой времени замыкает свой контакт 34 в реверсивном полупроводниковом пускателе 41. Привод будет отрабатывать положение назад (Выключено), Размыканием контакта 29 предотвращается ошибочное включение реле 18. Контакт 36 размыкает

цепь управления и этим самым выключает полупроводниковый коммутатор 9. Спустя некоторое время замедления реле 22. привод отрабатывает положение назад (Выключено). Поэтому шунт 7 состыковывается с частью магнитопровода 4 (фиг.З). В результате этого остаточный магнитный поток перераспределяется по двум параллельным путям; через подвижные части 5 и б и через шунт 7.

В результате этого уменьшается маг- нитная сила притяжения частей 5 и 6. и сохраняется высокая собственная индуктивность первичной обмотки 1. Поэтому для разъема частей 5 и 6 требуется меньше уси- ЛИЙ, чем в том случае, когда шунта 9 не было бы. Кроме того, исчезает угроза короткого замыкания по первичной обмотке при случайном включении (например, под действием помехи) полупроводникового коммутатора 9.

Затем привод 8 отводит подвижные части 6 и 6 от неподвижных частей магнитопровода 3 и 4 (фиг.4). При этом осуществляется видимый разрыв магнитной части и отключение от источника вторичной обмотки 2, с включенной на ее зажимы 16 и 17 нагрузкой.

После отработки приводом положения Включено Ч размыкаются контакты 40, обеспечивая реле 22 (фиг.6). Замыкаются контакты 37, подготавливая цепь обмотки реле 18 для операции Включение.

Вариант трехфазной конструкции на фиг.5 работает аналогично варианту, пред- ставленному на фиг.1.

Таком образом, устройство принципиально устраняет возможность искро-,или дугообразования при коммутации электрической цепи, работающей в условиях агрес- сиеной или загрязненной среды, сохраняет стабильным ток нагрузки в связи с отсутствием переходных контактных сопротивлений, полностью отключает электрическую цепь при наличии видимого магнитного раз- рыва магнитопровода, уменьшает магнитные потери мощности в связи с малым оста- точным немагнитным зазором при сохранении обычной конструкции шихтованного магнитопровода, изготовляемого из обычного, не дефицитного, материала, не требуется большой мощности привода в связи с уменьшенными усилиями, действующими на подвижные части 5 и 6, устраняет угрозу короткого замыкания через первичную обмотку при разомкнутом магнитопроводе. Кроме того, устройство действует автоматически, обладает высоким быстродействием при выключении определяемым, прежде всего, работой полупроводникового коммутатора, наличие которого позволяет также существенно уменьшить магнитные усилия, а следовательно, и мощность привода, при переключениях. В результате всего экономичность и надежность устройства по сравнению с известным будет больше. Формула изобретения Индукционный выключатель, содержащий магнитопровод с размещенными на нем первичной и второй обмотками, выпол- ненный из подвижной и неподвижной частей, выводы первичной обмотки подключены к выходу коммутатора переменного тока, один вход которого -соединен с зажимами для подключения к питающей сети, а другой - с выходом блока управле-. ния, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и экономичности, он снабжен магнитным шунтом и приводом, первичная и вторичная обмотки размещены на неподвижных частях .магнитопровода, а подвижные части магнитопровода механически связаны с приводом и расположены между неподвижными частями магнитопровода с возможностью состы- кования с ними с образованием замкнутого магнитопровода, магнитный шунт состыкован с частью магнитопровода, на которой размещена первичная обмотка, и механически саязан с приводом, который электрически соединен с вторым выходом блока управления.

Фиг. г

Г 6.17

Фие.З

фиг 4

Ъ

EI шо шз F

г4

-лi д

1

. б

JJ