Расцепитель максимального тока автоматического выключателя Советский патент 1992 года по МПК H01H73/36 

СП

С

Изобретение используется в автоматических выключателях для защиты от токов короткого замыкания. Изобретение позволяет повысить надежность и точность сраба- тывания расцепителя. Расцепитель содержит П-образный магнитопровод, намагничивающую обмотку и якорь, свободно установленный на стопе. Якорь, приходя в движение, перемещает стоп и толкатель, который достигает рейки механизма свободного расцепления, встречает противодействие пружинного компенсатора, тормозится и разворачивает рейку. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике, к области низковольтного аппаратостро- ения, в частности к автоматическим выключателям, используемым для защиты от токов короткого замыкания.

Известны электромагнитные расцепи- тели, содержащие магнитопровод, намагничивающую обмотку, якорь, ограничитель хода якоря - стоп толкатель, воздействующий на рейку механизма свободного расцепления.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является расцепитель максимального тока автоматического выключателя, содержащий П-образный магнитопровод с намагничивающей обмоткой, расположенной на каркасе между сердечниками, подпружиненный якорь с регулировочным элементом и ограничивающий ход якоря стоп, который тесно связан или выполнен заодно с толкателем, так что имеет возможность осевого перемещения и подпружинен относительно сердечника, в отверстии которого с возможностью воздействия на рейку механизма свободного расцепления, установлен толкатель/

Недостатком известных электромагнитных расцепителей максимального тока является вероятность поломки рейки механизма свободного расцепления при разрушающем воздействии со стороны якоря и толкателя во время срабатывания расцепителя на токах короткого замыкания, близких или равных токам предельной коммутационной способности автоматических выключателей и невысокая точность срабатывания в диапазоне токов уставки.

При этом вероятность поломки рейки при срабатывании расцепителей значительно ниже.

Целью изобретения является повышение надежности и точности срабатывания

vj 00

го со

N VI

GJ

расцепителя максимального тока автоматического выключателя.

Указанная цель достигается тем. что в расцепителе максимального тока автоматического выключателя, содержащем П-образ- ный магнитопровод с намагничивающей обмоткой, расположенной на каркасе между сердечниками, якорь и ограничивающий ход якоря стоп, который жестко связан или выполнен заодно с толкателем так, что имеет возможность осевого перемещения и подпружинен относительно сердечника, в отверстии которого, с возможностью воздействия на рейку механизма свободного расцепления,установлен толкатель, якорь свободно установлен на стопе, а рейка механизма свободного расцепления снабжена п ружинным противоударным компенсатором.

В предлагаемой конструкции в рабочем положении1 якорь и стоп за счет сил тяжести устанавливаются с наклоном относительно оси Симметрии каркаса катушки и находятся в таком положении вплоть до токов 0,8- 0,851уст, при этом за счет возникающих сил трения между якорем и катушкой, толкателем и магнитопроводом и противодействующей силы со стороны пружины,. подпружинивающей стоп обеспечивается уверенное несрабатывание расцепителя на указанных токах

Надежное срабатывание на токах больших 0,85-0,91уст обеспечивается самоустановкой якоря и толкателя з магнитном поле симметрично относительно оси симметрии, при этом толкатель беспрепятственно воздействует на работу расцепляющего механизма.

Пружинный противоударный компенсатор позволяет повысить надежность при разрушающем воздействии со стороны якоря и толкателя на рейку механизма свободного расцепления в зоне токов короткого замыкания, близких мли равных току предельной коммутационной способности. Одновременно пружинный противоударный компенсатор выполняет р о ль р1§гулировоч- ного элемента, определяющего противодействующее усилие на рейке расцепляющего механизма- и, как следствие, ток срабатывания расцепителя в диапазоне токов уставки влияющего на точность срабатывания.

Так, в результате воздействия силы (фиг, 3), изменяющейся по закону

- , Fdx до соприкосновения толкателя

с рейкой расцепляющего механизма, якорь и стоп получают количество движения, характеризуемое импульсом силы уравнением:

(mi + m2) vi JЈ Fdx Д ti - Kixi Д ti (1)

С момента соприкосновения толкателя

и рейки движения якоря противодействует упругая сила компенсационной пружины K2(x2-xi), характеризуемая импульсом силы, уравнением (2) и согласно закону сохранения импульса его количество движения составляет

15

(mi + m2)v2 (г S% Fdx) At2 - - Ki(x2 - xi) At2 - k2(x2 - xi) At2 (2)

где F - электромагнитная сила (тяговое усилие);

xi - ход якоря до соударения толкателя с рейкой;

Х2 - ход якоря после соударения толкателя с рейкой;

dx- приращение перемещения якоря; mi - масса якоря;

лп2 - масса стопа и толкателя;

Дт1 - длительность до соударения;

Д t2 - длительность после соударения;

Vi - скорость якоря до соударения с рейкой;

V2 - скорость якоря после соударения с рейкой.

Из уравнений (1) и (2) видно, что разрушающее воздействие импульса силы ослаб- ляется.

На фиг, 1 изображен общий вид расцепителя; на фиг. 2, 3 - схема работы устройства.

Расцепитель максимального тока со- держит П-образный магнитопровод 1, намагничивающую обмотку 2, расположенную на каркасе 3, между сердечниками 4 и 5, якорь 6, ограничитель хода якоря - стоп 7, подпружиненный пружиной 8 относительно сердечника 5, жестко связанный и выполненный заодно с толкателем 9, проходящим через сердечник 5, толкатель 9 установлен с возможностью взаимодействия с рейкой 10 механизма свободного расцепления, снаб- женной пружинным противоударным компенсатором 11.

Устройство работает следующим образом.

При токах короткого замыкания, в защи- щаемой выключателем цепи ток быстро достигает значения тока уставки расцепителя, который обычно составляет от 3 до 15 но- мин.

Якорь 6, приходя в движение, перемещает стоп 7 и толкатель 9. преодолевая усилие пружины 8. Толкатель 9, достигая рейки 10, встречает противодействие со стороны пружинного компенсатора 11, тормозится и, преодолевая это усилие, разворачивает рейку 10, происходит срабатывание механизма свободного расцепления.

Пружина 8 возвращает якорь 6. стоп 7 и толкатель 9,в исходное положение Пружинный компенсатор 11 самопроизвольно, а рейка 10 под воздействием возвратной пружины расцепляющего механизма также приходят в исходное состояние.

Предлагаемая конструкция по сравнению с известной, принятой за прототип, позволяет повысить надежность и точность при срабатывании расцепителя максимального тока выключателя.

Кроме того, в предлагаемой конструкции якорь не нуждается в дополнительном подпружинивании, а расцепитель в регулифиг.2

ровке, что, как следствие, ведет к уменьшению расхода материалов и электроэнергии при изготовлении выключателя. Формула изобретения

Расцепитель максимального тока автоматического выключателя, содержащий П- образныймагнитопроводс

намагничивающей обмоткой, расположенной на каркасе между сердечниками, якорь

и ограничивающий ход якоря стоп, жестко связанный или выполненный заодно с толкателем так, что имеет возможность осевого перемещения и подпружинен относительно сердечника, а толкатель установлен в отверстии сердечника с возможностью воздействия на рейку механизма свободного расцепления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности срабатывания, якорь установлен на стопе

свободно, а рейка механизма свободного расцепления снабжена пружинным противоударным компенсатором.

фигз