Быстродействующее индукционно-диНАМичЕСКОЕ упРАВляющЕЕ уСТРОйСТВО Советский патент 1981 года по МПК H01H1/54 

(54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЕ ИНДУКЦИОННО-ДИНАМИЧЕСКОЕ УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относится к электроаппара тостроению и может быть использовано для управления силовыми пневмоприводами высоковольтных коммутационных аппаратов.

Известен пусковой элемент с индукционно-динамическим силовым механизмом пневматического привода для воздушных-выключателей, содержаш,ий катушку, расположенную в металлической крышке корпуса и присос, выполненный из электропроводного материала и выполняюш,ий функцию подвижного якоря 1.

Наиболее близким к заявленному является индукционно-динамическое устройство, используемое в качестве привода короткозамыкателя, содержашее плоскую катушку (индуктор), подключенную к емкостному накопителю энергии (ЕНЭ), размещенную в массивном металлическом корпусе и изолированную от него на номинальное напряжение ЕНЭ эпоксидным компаундом, якорь, выполненный в форме диска из электропроводного материала и шток 2.

Недостатком описанных устройств яв.ляется сравнительно невысокий КПД преобразования энергии накопителя вследствие

активных потерь от вихревых токов, наводимых в металлическом корпусе. Индуктирование вихревых токов в корпусе данного устройства имеет место, так как толщина изоляционного зазора, выбранная по условию обес, печенния электрической прочности, невелика (1-3мм), поскольку напряжение ЕНЭ, как правило, не превышает 3-5 кВ.-Кроме того, наведенные в корпусе вихревые токи взаимодействуют с магнитным полем катушки, в результате чего возникают электромагнитные

10 усилия, выталкивающие катушку из корпуса. Это приводит к постепенному разрушению катушки и уменьшению срока службы устройства в целом.

Целью изобретения является повышение 15 КПД и срока службы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что изоляционный зазор между основанием корпуса и нерабочей торцовой поверхностью катушки выполнен по величине h больше, чем требуется по условию электрической

20 прочности, и определяется из отношения

0,5 h/Dcp 0,l

где К-толщина изоляционного зазора, м;

Dtp-7-,средний диаметр катушки, м, а цилиндрическая часть корпуса выполнена с прорезью по образующей, причем через указанную прорезь осуществляется токоподвод к катущке.

На фиг. I изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство имеет габаритные и установочные размеры такие же как и у электромагнитов ВВ-400-15, ВВ-400-15А. Оно содержит металлический корпус 1, якорь 2, расположенный в непосредственной близости от рабочей торцовой поверхности, катушки 3 отделенной от корпуса 1 изоляционным зазором, и шток 4. В цилиндрической части корпуса 1 по ее образующей выполнена прорезь 5, через которую катушка 3 выводами 6 подключена к ЕНЭ (на фиг. не показан).

При разряде ЕНЭ на катушку 3 вокруг нее возникает импульсное магнитное поле, под действием которого якорь 2 ускоряется, приводя в движение пусковой элемент силового пневмопривода, связанный с якорем штоком 4.

Теоретически и экспериментально установлено, что на расстоянии 0,5 h/Dcp Х),1 от торцовой нерабочей поверхности катушки импульсное магнитное поле практически затухает, и в проводящих материалах, расположенных на указанном расстоянии от нерабочей поверхности катушки, вихревые токи не индуктируются. Поэтому, выполнение изоляционного зазора между основанием корпуса и нерабочей торцовой поверхностью по величине 0,5 Dcp : 0,1 Dcp позволяет увеличить КПД преобразования энергии емкостного накопителя, за счет уменьшения активных потерь, а также увеличить срок службы устройства благодаря уменьшению величины электромагнитных усилий, выталкивающих катушку из корпуса практически до нуля. Наличие прорези в корпусе препятствует возникновению вихревых токов в его цилиндрической части, что также способствует уменьшению активных потерь энергии. После совершения основной (рабочей) операции возврат якоря к рабочей торцовой поверхности катушки происходит либо при возвращении в исходное положение пускового элемента, либо с помощью пружины 7.

Таким образом, данная конструкция индукционно-динамического управляющего устройства позволяет увеличить КПД преобразования энергии емкостного накопителя и повысить срок службы устройства по сравнению с известными.

Использование устройства вместо электромагнитов дает возможность уменьшить собственное время срабатывания пусковых элементов силовых пневмоприводов с 0,01 - 0,015 с до 0,001-0,0015с, а следовательно

повысить быстродействие коммутационного аппарата.

Формула изобретения

Быстродействующее индукционно-динамическое управляющее устройство, содержащее металлический корпус, якорь, шток и плоскую катушку, отделенную от корпуса изоляционным зазором, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и срока службы устройства, изоляционный зазор между основанием корпуса и нерабочей торцовой поверхностью катушки выполнен по величине h, определяемой из отношения

0,5 h/Dcp 0,1

где h - толщина изоляционного зазора, м; Dcp - средний диаметр катущки, м,а цилиндрическая часть корпуса выполнена с прорезью по образующей, причем через указанную прорезь осуществляется токоподвод к катушке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 274179, кл. Н 01 К 33/66, 1968