Быстродействующий индукционнодинамический привод коммутационного аппарата

О П И С А Н И Е (11)750609изоьетенияК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 23.07.80. Бюллетень27Дата опубликования описания 28.07.80 ло делам изобретений и открытий1Изобретение относится к области электроаппаратостроения 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 хорошо проводящего материала, и накопители энергии, подключенные к индукторам 11.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 больших 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 пор 2шень, 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 повышениеКПД быстродействия привода и увеличение срока службы аппарата.Поставленная цель достигается тем, чтоякорь выполнен с внутренней полостью, поршень размещен в полости якоря так, что его боковые поверхности плотно прилегают к внутренней боковой поверхности якоря, а торцовые поверхностг 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 распределенными3О сго окружности, в боковой стенке кори) с Выполнены Вертикальные прорези, н ко горых расположены упомянутье пружР:, ослцценные с кронштейнами и якорем. 1)ориець и внутренние торцовые поверхности гко ря выполнены конусными и покрыты фторопластовым лаком.фиг. 1 показан оощий вил црзол; а фиг, 2 - поршень с отверстиями.Инлукционно-д)Намический привод содержит цилиндрический корпус 1, в котором закреплены индукторы 2 и 3, представляющие собой плоские мцоговитковые олцс, слойные катупки, выполненные из хоэошо 1 роволящего материала, например мели, и залитые эпоксидным компаундом. Мс)слу Йлукторами расположен якорь 4, Бы;олцснцый из высокопрочного легкого мтсри- л, например алюминиевых илц титановых сплавов, внешние торцовые поверхности которого выполнены из хорошо проводящего )1 перля, например мели или люми:.ия, с целью снижения активных потерь при протк;ции поверхностных токов в якс)ре. ВО Вутренней полости якоря расположен;ц)р ц;ць 5, выполненный конуснь:м и;ксст ю зкрспленный на штоке б, соединецом с цолвижным контактом ком)утаиИПогс) цпрата. Поршень 5 выполнен плотно;рнлсгяюцим к внутренней боковой поверх ности якоря 4 и установлен с зазором От - цосительно внутренних торцовых поверхи)сей. которые также выполнены коусцым.В нижней части индукцио;цо- Р, мп ескг)о привода установлен сн.рани:И.ль 7 нижнего положения попигя 5, Выполненный в виде цилиндрического стакц ц предназначенный для создания зазор , ежлу 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 Бсрхце 1 торцовой поверхностью якоря 4. Кс)рцус 1 выполнен с отверстиями с и )1., расположенными в непосредственной близосп; от инлукторов 2, 3 и равномерно распре.слецными по окружности. В корпусе Вы;ол пены вертикальные прорези 11, равно,ерно распределенные цо окружности. В некоторые из прорезей 11 входят пружины 12, соединенные с якорем 4 и кронштейнами 13 установленными на корпусе и равномерно расположенными по окружности. Лруткв цы 12 прижимают якорь 4 к идукгорм 2, 3 Б его устойчивых положениях.В поршне могут быть выполнены отверстия 14 и он будет установлен вплотную к одной из внутренних торцовых поверх. ностей якоря 4, дальней от индуктора. Порцець 5 и внутренние торцовые поверхности якоря выполнены конусными. Вцутренцис поверхности якоря 4 и поршня 5 покрыть фторопластовым лаком. 411 РП рзря,Нко;Нтсля эи ргии ца индуктс 3 созлетися сильное импульсное магц.тс)с 1;с)лс, Б результате чего в хорошо и)0)БО 51 цей пОВерхцости 5 корЯ 4 индуцируотся Вихревьс токи. ол действием электрома:итой силы отталкивания якорь 4 ускоряется вверх, с)кимая газ, находящийся и нижней юлости ме)клу нижней внутре,. с. ВсрхцОськ) 5 коря 4 и ссорнем О, ,1 ьвл:ис гзя бь:стро нарастает и усилие псэсластся ца поршень 5, кс)горый начн:.ет персмсцьзться Вверх и;осрелством штока б приводит 5 )гижение полви)кный контакт:сс).,мутациоц)сго аппарата. Возрастаюпсс лвлсцие гнзя тог)мозит якорь 4, и скорость его начинает мменьшяться. После п.,)с) хс) к,с ия среднего положения сжатые :.)жицы 13 стремятся прижать 5 корь 41 ИЛуК Оч. 10 Л дСИСТБИЕМ дВЛСиНИЯ Сжатого газа поршень 5 црололжает ускорен;ое движение вверх, а якорь 4 тормозится ло полой остановки или даже движения В образно):1 правлеРи. Объем газы Б нов лости межлу порпнем и Зерхней поверхНОСТЬЮ ЯКОРЯ У ."1 СЬЦ ЕТСЯ, а Ла Б, ЕНИЕ ЕГО Воз)Г 1 ет. Зй 03 рстя 0 цес лавлсние газа ТОРМОЗИТ ПОРПС)РЬ О 5 ВСРХНЕМ ПОЛО)1(ЕЧИИ ИГКОРЯСт ЯКОРЬ а. 11 лвноси 01)можсцие 5 кОря - Осущсствлясся за счет лроссслировация газа через Отцспстия 9. орможсццс яко;)Я 4 таке .О)Е ОСу:НЕСТ 15 ЛЯТЬС 5 З)1 ССТ ЛСИСТВИЯ Имцуль:цс)го маг,итцого цоля, возчцкающего П 1)п Нзо)5 лс .скоцитсля эцсРии ца индмкТОР 2.кгь 4 Б своем верхнем положении )лер:сиц;тся с по,.сц)ьО пружин 12 и отделен От цзпп;ц); 5 цо.остью, заполненной газом.11 р 1 ьь 1110 л:сции ПОРшцЯ с ОтвсрстиЯми )густаповки его зцлотцую к одной из внутРсццс тйрэвых пОВерхцостей якор 51, дальсй от индуктора, часть газа при ускоре: иц якоря переходит из полости попоршне, Полость цал поршнем. лросселироваицис гз прц этом приводит к некоторои потере энергии, но обеспечивает лемпфировацис. БОзмс)жных колеОРНй В системе и позволяет умецьц)ить осхьем внутренней полости я.зря. В остьцом пг)ивол работае ана- ЛОГИ-ЦО ОП)СаЦЦОМУ.Отк.1 к)1 ецие прис)ды происхо;ит при раз.рялс накопителя и ицдуктор 2. При этом созляется сильнос импульсное магнитное поле. Г 1 од действс и электромагнитной силы Оттлкцвяция якорь 4 прохолит в движение, сжи;.ая газ в полости между Верхней торцовой ПОВСэхностьк) якоря 4 и поршнем э )я)леРе газа быстро нарастает, усилие передается на поршень 5, оц начинает двигаться приводя в движение шток б, свя- ББ заццы: с цодвижцьм контактом коммтационного гппаратя, т. е. Происходит отклочсцце коммутационного апгярата. Возрастающее лас)ление газ тормозит якорь 4ЦНИИ Филиал 5и ускоряет поршень 5. За счет этого уцеличивается давление газа меж,гу порпнем 5 и нижней поверхностью якоря 4. Поршець 5 начинается тормозиться, а якорь 4 ускоряется. Перемещение порпня вниз ограничивается ограничительным кольцом 8, упираюшимся в торец ограничителя 7, выполненного в виде цилиндрического стакана. Быстродействуюцгий индукциоццо-динамический привод коммутационного аппарата, содержащий цилиндрический корпус с отверстиями, внутри которого расположены два плоских многовитковых индуктора, между которыми помещены якорь, приз жатый к одному из индукторов с помогцью пружин, и поршень, жестко закрепленный на штоке, связанном с подвижным контактом коммутационного аппарата, и накопители энергии, подключенные к индукторам, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, быстродействия и увеличения срока службы аппарата, якорь выполнен с внутренней полостью, поршень размещен в полости якоря так, что его боковые поверхьности плотно прилегают к внутренней боковой поверхности якоря, а торцовые поверхности поршня расположены с зазором от. носительно вя трен ццх торцовых поверхностей якоря.2. Привод цо ц. 1, отличающийся техн что поршень выполнен со сквозными отверстиями и установлен вплотную к торцовой поверхности якоря. дальней от индуктора.3. Привод по и. 1, от.гичающийся тем, что он снабжен кронштейнами, закрепленными на корпусе и равномерно распределенными по его окружности, в боковой стенке корпуса выполнены вертикальные прорези, в которых расположены упомянутые пружины, соединенные с кронштейнами и якорем.4. Привод по п. 1, отличающийся тем, что поршень и внутренние торцовые поверхности якоря выполнены конусными.5. Привод по п. 1, от.гичающийся тем, что поршень и внутренние поверхности якоря покрыты фторопластовым лаком.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США3723922, кл. 335 - 68, 1975.2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2492077107, кл. Н 01 Н 53/О 1, 1977.