Быстродействующий индукционно- динамический привод коммутационного аппарата Советский патент 1980 года по МПК H01H53/01 H01H3/28 

1

Изобретение относится к области SvieKTpoаппаратостроения и может быть использовано в качестве привода быстродействующих коммутационных аппаратов, например синхронных выключателей.

Известен быстродействующий индукционно-динамический привод коммутационного аппарата, содержащий помещенные в цилиндрическом корпусе два плоских многовитковых индуктора, между которыми расположен якорь, выполненный в форме диска из хорощо проводящего материала, и накопители энергии, подключенные к индукторам 1.

Недостатками данного привода являются низкое КПД и быстродействие из-за наличия больших сил сопротивления в начале ускорения и значительной массы подвижной системы, а также малый срок службы аппарата из-за больщих ударных нагрузок.

Известен быстродействующий индукционно-динамический привод коммутационного аппарата, содержащий цилиндрический корпус с отверстиями, внутри которого расположены два плоских многовитковых индук тора, между которыми расположены два якоря, а между якорями размещен поршень, соединенный с подвижным контактом коммутационного аппарата, и накопители энергии, подключенные к индукторам 2.

Недостатками данного привода являются его сложность из-за наличия трех подвижных дисков, повышенные требования и точности обработки внутренних поверхностей корпуса и его прочности, а также недостаточная прочность крепления поршня со штоком.

10 Целью изобретения является повышение КПД быстродействия привода и увеличение срока службы аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что якорь выполнен с внутренней полостью, порщень размещен в полости якоря так, что

его боковые поверхности плотно прилегают к внутренней боковой поверхности якоря, а торцовые поверхности поршня расположены с зазором относительно внутренних торцовых поверхностей якоря. Поршень может быть выполнен со сквозными отверстиями и установлен вплотную к торцовой поверхности якоря, дальней от индуктора. Привод снабжен кронштейнами, закрепленными на корпусе и равномерно распределенными

|0 oiO окружности, в боковой стенке кор пуса выполнены вертикальные прорези, в ко горых расположены упомянутые пружинь:, соединенные с кронштейнами и якорем, ilopшень и внутренние,торцовые поверхности якоря выполнены конусными и покрыты фторопластовым лаком.

На. фиг. 1 показан обилий вид привода; п.а фиг. 2 - поршень с отверстиями.

Индукционно-динамический привод содержит цилиндрический корпус , в котором закреплены индукторы 2 и 3, представляющие собой плоские многовитковые однос;1ойные катушки, выполненные из хорошо проводяшего материала, например меди, и залитые эпоксидным компаундом. Между ипдукторами расположен якорь 4, вьп1ОЛ- пенный из высокопрочного легкого материала, например алюминиевых или титановых сплавов, внешние торцовые поверхиости которого выполнены из хорошо проводящего материала, например меди или алюминия, с целью снижения активных потерь при протек;5нии поверхностных токов в якоре. Во внутренней полости якоря расположен порiiienh 5, выполненный конусным и жестко закрепленный на штоке 6, соедипенпом с подвижным контактом коммутационного аппарата. Поршень 5 выполнен плотно ;ipnлегаюшим к внутренней боковой новерхпости якоря 4 и установлен с зазором относительно внутренних торцовых пове|)хпостей, которые также выполнены кон-усными.

В нижней части индукциомно-диизми lecKoro привода установлен огранип-;гель 7 нижнего иоложения поршпя 5, BI Iиолненный в виде цилиндрического стакана и предназначенный для создания зазора между поршнем 5 и внутренней нижней торцовой поверхностью якоря 4. На нижней части штока установлено ограничительное кольцо 8, предназначенное для создания зазора между поршнем 5 и внутренней верхней торцовой поверхностью якоря 4. Корпус 1 выполнен с отверстия.ми 9 и 10, расположенными в непосредственной близостг от индукторов 2, 3 и равномерно распределенными по окружности. В корпусе выполнены вертикальные прорези 11, равномерно распределенные по окружности. В некоторые из прорезей 11 входят иружи н 1 12, соединенные с якорем 4 и кронштейнами 13 установленными на корпусе и равномерно расположенными по окружности. Пружкны 12 прижимают якорь 4 к индукторам 2, 3 в его устойчивых положениях.

В поршне могут быть выполнены отверстия 14 и он будет установлен вплотную к одной из внутренних торцовых поверхностей якоря 4, дальней от индуктора. Поршень 5 и внутренние торцовые поверхности якоря выполнены конусными. Внутренние поверхности якоря 4 и поршня 5 покрыты фторопластовым лаком.

При )аз)я,1е накг)пителя энергии на кндуктор 3 создается сильное импульсное магHiiTiioo иоле, в результате чего в хорошо проводящей noBepxi-focTH якоря 4 индуцируются вихревые токи. Под действием электрома|-нитной силы отталкивания якорь 4 ускоряется вверх, сжимая газ, находящийся в нижней полости между 1п.1жней внутpeuj ci-i 1:с;верх1;остью якоря 4 и поршнем 5. Дйвлспке газа бьгстро нарастает и усилие передается на поршень 5, который начиifacT перемещаться вверх и гюсредство.м щтока б приводит в движение подвижный контакт коммутационного апгшрата. Возрастающее ;1,авление газа тормозит якорь 4, и скорость его начинает уменьшаться. После прохождения среднего положения сжатые пружины 13 стремятся прижать якорь 4 к ннл.уктору. Под действием давления сжатого газа поршень 5 продолжает ускоренное движение вверх, а якорь 4 тормозитея до полной остановки или даже движения в обратном направлении. Объем газа в полости между поршнем и верхней поверхностью якоря уме.пднается, а дав;1ение его возрастает. Возрастающее давление газа т(.|рмознт поршень 5 в верхнем положении н ускоряет якорь 4.

Плавное торможеп.че якоря 4 осуществляется за счет дроеселировакия газа через отверстия 9. Торможе}ще якоря 4 также может осуществляться за смет действия и.мпульсного магнитного ноля, возннхающего при разонде каконителя энергии на индуктор 2.

Якорь 4 в своем верхнем положении удержинг:ется с пом1)щью 1:ружим 12 и отделен от K)piiiHK 5 нолостью заполненной газом.

При В1)1полг;ении п.орщня с отверстиями и установки его вплотную к одной пз внутпенннх торцовых поверхностей якоря, даль 1ей от индуктора, часть газа при ускорении якоря переходит из по.чости под поршнем в полость над поршнем. Дросселирование газа при этом приводит к некоторой потере энергин, но обеспечивает демпфирование возможных колебаний в системе и позволяет yMeHbnjHTb объем внутренней полости якоря. В остальном привод работает аналогично описанному.

Отключение привода происходит при разряде накопителя на индуктор 2. При этом создается еильное импульсное магнитное поле. Под действием электрома.д-штной силы гяталкивакия якорь 4 проходит в движение, сжимая газ в полости между верхней торцовой поверхностью якоря 4 и норщнем 5. Давление газа быстро нарастает, усилие передается на nopnjcHb 5, он начинает двигаться приводя в движение шток 6, связанный с подвижным контактом коммутациOHHOio аппарата, т. е. пронеходит отключение коммутационного аппарата. Возрастающее давление газа тормозит якорь 4