БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ИНДУКЦИОННО- Советский патент 1970 года по МПК H01H77/10 

Известны быстродействующие импульсные индукционно-электродинамические приводы двустороннего возвратно-поступательного действия, содержащие катушки с магнитоприводом, якорь, вьгаолненный в виде диска и фиксируемый в крайних положениях перекидным пружинным устройством с неустойчивой нейтралью и предназначенные, например, для быстродействующих автоматических выключателей, замыкателей и разъединителей. В таких приводах двустороннего действия с кратковременным импульсным токовым питанием двух катушек, взаимно индуктивно связанных с электропроводным немагнитопроводящим диском, фиксация подвижного рабочего элемента В двух положениях обеспечивается либо силами трения, либо предварительно напряженной унругой пластиной с неустойчивой нейтралью, переводимой из положения Неустойчивого равновесия в лолол :ение устойчивого равновесия спусковым устройством. Во всех этих конструкциях имеется элемент ненадежности, вносимый либо нестабильным трением, либо неустойчивым положением пластины.

полнена подвижной в радиальном направлении.

Быстродействующий импульсный электрический привод позволяет упростить конструкцию, ПОВЫСИТЬ .надежность и зменьшпть собственное вре-Л1я срабатывания быстродействующих автоматических выключателей, разъединителей, замыкателей и комби)ированных автоматов, имеющих размыкаемые и замыкаемые контакты.

На фиг. 1-5 изображены варианты быстродействующего импульсного индукционно-электродинамического привода.

Он состоит из следующих основных частей, узлов и деталей: двух одинаковых катушек 1, окруженных изоляционной массой 2; двух одинаковых магнитопроводов , выполненных из материала с высоки т здельным электросопротивлением и высокой магнитной проницаемостью, например из металлокерамики железо - кремний; диска 4, сделанного из электропроводного и немагнитопроводного материала; перекидных пружин сжатия 5, опирающихся одним концо.м через венцы 6 на диск 4, а другим - на подвижное кольцо 7. Пружины могут перемещаться вдоль радиусь в направляющих 8 образованных опорными плоскостями.

Импульс тока от схемы управления приводом поступает в одну из катушек 1, а именно в ту, возле которой в данный момент расположен диск 4, в котором наводится ток обратного направления, в результате чего диск 4 и катушка / взаимно отталкиваются. Подвижная система, состоящая из диска 4 и штока, выполненных как одна деталь, нреодолевая вначале уменьншюшееся по ходу усилие пружин 5, движется от одной из катушек / к другой. В процессе движения подвижная система проходит нейтральное положение, характерное тем, что плоскость действия усилий пружин 5 совпадает с ллоскостыо диска 4. После нейтрального положения подвижная система движется как под влиянием отбрасывающих усилий и сил инерции, так и под влиянием возрастающих по ходу усилий пружин 5.

Таким образом, перекидное пружинное устройство создает надающую механическую характеристику с переходом усилий через нуль, что и обеспечивает нодвил ;ной системе два устойчивых положения равновесия с ускоренным перебросом из одного в другое. Переброс осуществляется катушками 1, которые вызывают лоявление сил непосредственно в элементах подвижной системы, а именно в диске 4. Так как глубина проникновения электромагнитной волны в массу диска 4 меньше толщины диска, это обеспечивает возможность тотчас по окончании прямого переброса осуществить обратный.

Перекидное пружинное устройство состоит из цилиндрических пружин сжатия 5, располол енных симметрично и радиально под углом к плоскости диска 4 и опирающихся через венцы 6 на диск 4 и подвижное кольцо 7, которое для исключения радиальных затихающих усилий штока о направляющие, закренленные в магнитопроводах 3, выполнено свободно перемещающимся ио опорным плоскостям в радиальном направлении и ограничено перемещающимся между теми же элементами в осевом направлении. Так как реальные пружины 5 не тождественны между собой, то под влиянием радиальной составляющей результирующего усилия всех пружин кольцо 7 при сборке и в процессе переброса будет иметь возможность самоустанавливаться, что и уменьшит возможность заклинивания прямоходовой системы. Возможны варианты выполнения .подвижной системы и импульсного катушечного устройства привода. Так, например, Имнульсное катушечное устройство состоит из катушки , магнитопровода 3 и изоляционной массы 2, связывающей в единое целое катушку 1 и магнитопровод 3 (фиг. 1, 2, 3). Импульсное катушечное устройство, показанное на фиг. 5, содержит еще два экрана магнитного поля: внутренний 9, внешний Ю, выполненные из материала .с высокой удельной электропроводимостью и малой магнитной проницаемостью таким образом, что по аериметру, лежащему в плоскости, перпендикулярной оси катушки J, не образуется короткозамкнутого электрического витка. Это достигается с помощью радиального одностороннего разреза каждого экрана на всю высоту

вдоль оси. Внутренний экран 9 полностью охватывает кольцевой объем, занятый изоляционной массой 2 и катушкой /, а наружный экран 10, как и магнитопровод 3, оставляет открытым лишь торцовую поверхность, обраП1енную к диску 4 так, чтобы диск 4 мог быть прижатым к торцовой поверхности внутреннего экрана 9. Роль внутреннего и внешнего экранов заключается в уменьшении потоков рассеяния.

В вариантах исполнения привода (см. фиг. 1, 2), где импульсное катушечное устройство жестко закреплено, провал электрических контактов происходит за счет зазора между диском 4 и катушкой 1 в исходном для переброса положении, что уменьшает быстродействие в сравнении с вариантом, где диск 4 лежит на катушке 1. Иа фиг. 3, 5 ноказаны варианты подпружиненных импульсных катушечных устройств. Подпружинивание осуществляется с -помощью пластинчатых пружин // (см. фит. 3) и цилиндрических пружин сжатия 10 (см. фИГ. 5). В этих вариантах в исходном для переброса положении к диску 4 пружиной прижимается импульсное катушечное устройство, вес которого на порядок больще веса подвижной системы, что и обеспечивает незначительные перемещения имнульсного катушечного устройства при его взаимодействии с диском. Неработающее в данный момент импульсное катушечное устройство прилсимается пружинами (на фиг. 3 и 5) к неподвил сному упору. При перебросе на это устройство диска 4, последний с помощью пружин 5 отлсимает его от упора, вплоть до соприкосновения

штока с неподвижным электрическим контактом. Подпружинивание усложняет конструкцию, но позволяет получить большее быстродействие.

Предмет изобретения

1. Быстродействующий импульсный индукционно-элект.родинамический привод двустороннего действия для коммутационных аппаратов, .содержащий катушки с магнитопроводом, якорь, выполненный в виде диска и фиксируемый в крайних положениях перекидны/л пружинным устройством с неустойчивой нейтралью, укрепленным в опорах, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности его работы, указанный якорь, жестко укреплен на подвижном штоке и размещен в зазоре между двумя катушкаЛ1И соосно с ними.

2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения его износоустойчивости, одна из опор, на которой укреплено перекидное пружинное устройство, фиксируется жестко, а другая выполнена подвижной в радиаль

шш

////////// /

y//

Cy