Привод высоковольтного выключателя постоянного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4(51) Н 01 Н 33/42 ОФ ж ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ электроов Б.П.раты. М.ис. 8-9.482,к(57) О ВЫСОКОВОЛЬТ ЯННОГО ТОКА электромагн никами кото щая и разма ещенные на ИВОД ПОСТ зный коне сыщаю и м ЧАТЕЛЯ П-обр щи н содерт, межд ого жащии полюс разме щан к ничиваюны жнях а уш ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Рижский ордена Ленинмашиностроительный завод(56) 1. Баталов Н,М , ПетТяговые электрические апп,801152051 А сердечника, удерживающую катушку,отключающую пружину, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния быстродействия и снижения трудоемкости изготовления, сердечниквыполнен Н-образным, стержни его рас-положены параллельно якорю, а указанные насыщающая и размагничивающаякатушки расположены на одном стержне сердечника, причем зазор междуторцом стержня с катушками со стороны размагничивающей катушки и полюсным наконечником меньше, а зазормежду торцом стержня без катушексо стороны размагничивающей катушки полюсным наконечником больше; чезазоры между остальными торцамистержней сердечника и полюсными наконечниками.Изобретение относится к электротехнике, а именно к приводам высоковольтных выключателей постоянноготока.Известен привод быстродействующих выключаталей с П-образным электромагнитом, между полюсными наконечниками которого размещены сердечникс размагничивающей катушкой, включенной последовательно с защищаемойцепью и обтекаемой током этой цепи.Поток, возбуждаемый этой катушкой,в якоре электромагнита направленвстречно основному потоку удерживающей катуши. В аварийных режимах 15суммарный поток в якоре существенноуменьшается, и якорь отрывается отполюсных наконечников отключающейпружиной Простота устройства привела к ее широкому распространению для 20высоковольтных выключателей защитысиловых цепей электропоездов иэлектроводов постоянного тока 111 .Устройство обладает следующиминедостатками. При действии рабочих1 токов в размагничивающей катушке изза ненасьпценного состояния ее сердечника тяговое усилие электромагнита резко уменьшается и приближаетсяк усилию отрыва якоря от полюсныхнаконечников. Создается малый запасмежду усилиями электромагнита и отключающей пружины, что приводит к низкой виброустойчивости. При ударахи тряске силы инерции подвижных частей преодолевает этот запас и открывают якорь, при этом привод самопроизвольно срабатывает,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату 40к изобретению является привод высоковольтного выключателя постоянноготока, содержащий П-образный электромагнит, между полюсными наконечниками которого размещены насьпцающая иразмагничивающая катушки, расположенные на стержнях сердечника, удерживающую катушку и отключающую пружину.Повышение вибростойкости привода достигается установкой между полюс ными наконечниками П-образного магнитопровода с удерживающей катушкой Т-образного сердечника размагничивающей катушки, на одном стержне которого размещены размагничивающая катуш ка и дополнительная катушка, насыщающая Т-образный сердечник. При этом действие рабочих токов из-за насьпценного состояния сердечника не влияет на тяговое усилие привода. Только при, достижении тока уставки достигается значение потока, при котором сердечник размагничивающей ка - тушкой переводится в ненасыщенный режим, тяговое усилие резко снижается и привод отключается. Поэтому в рабочих режимах тяговое усилие остается неизменным и создается большая разность. между усилием электромагнита и усилием отключающей пружины для преодоления сил инерции Г 21Однако известное устройство также обладает рядом недостатков. Размещение дополнительной насьпцающей катуш. ки на одном стержне Т-образного сердечника с Размагничивающей катушкой приводит к тому, что поток размагничивающей катушки, увеличивающийся в аварийных режимах со скоростью роста тока короткого замыкания, пронизывает также дополнительную катушку. Такое резкое изменение потока вызывает ЭДС самоиндукции многовитковой дополнительной катушки, что тормозит изменение потока в сердечнике и увеличивает время срабатывания электромагнита. Кроме того, установка Т-образного сердечника размагничивающей катушки требует несимметричной установки якоря на электромагните (по одну сторону от Т-образного профиля сердечника), что приводит к несимметричной конструкции электромагнита, Катушка устанавливается на нешихтованном сердечнике, с обеих сторон кото рого прикручиваются разные шихтованные стержни магнитопровода,что в свою очередь приводит к дополнительным затратам при подготовке лроизвод ства (удвоение количества штампов, кондукторов и т.д, для несимметричных деталей привода) и в изготовлении неунифицированных деталей и узлов несимметричного электромагнита,Цель изобретения - увеличение быстродействия и уменьшение трудоемкости изготовления привода. Поставленная цель достигается тем, что в приводе высоковольтного выключателя постоянного тока, содержащем И-образный электромагнит, между полюсными наконечниками которого размещены насыщающая и размагничивающие катушки, размещенные на стержнях сердечника, удерживающую катушку, отклю.чающую пружину, сердечник выполненН-образным, стержни его расположены параллельно якорю, а указанные насы-, щающая и размагничивающая катушки расположены на одном стержне сердечника, причем зазор между торцом 5 стержня с катушками со стороны раэмагничивающей катушки и полюсным наконечником всегда меньше, а зазор между торцом стержня без катушки со стороны размагничивающей катушки 1 О и полюсным наконечником всегда больше,чем зазоры между остальными торцами стержней сердечника и полюсными наконечниками.На чертеже дана схема привода 15 высоковольтного выкл 1 очателя постоянного тока.Устройство содержит П-образный магнитопровод 1, на котором размещена удерживающая катушка 2, к выво О дам 3 и 4 которой подключен источник постоянного тока; Магнитопровод 1 имеет якорь 5 и отключающую пружину 6, Между полюсными наконечниками магнитопровода 1 установлен Н-об разный сердечник размагничивающей катушки, стержни 7 и 8 которого расположены параллельно якорю 5. На нижнем стержне 7 размещена дополнительная насыщающая катушка 9, подключенная параллельно удерживающей катушке 3 к источнику постоянного тока. На нижнем стержне 7 размещена также размагничивающая катушка 10, включенная последовательно в защища- З етую цепь. Стержни 7 и 8 сердечника имеют перемычку 11.При установке Н-образного сердечника якорь 5 располагается посредине электромагнита, его конструкция становится симметричной. К сердечнику удерживающей катушки 2 прикручиваются одинаковые участки магнитопровода 1, поэтому все детали элект ромагнита с обеих сторон катушки становятся одинаковыми н изготовлении и в сборке, что уменьшает (в два раза) количество необходимой в производстве оснастки и трудоемкость изго.%товления устройства.Привод высоковольтного выключа 50 теля постоянного тока работает следующим образом.Удерживающая катушка 2 создает поток Ф,. замыкающийся через магнито провод 1 и якорь 5 и создающий в свою очередь усилие притяжения якоря 5 к полюсным наконечникам. Насыщающая катушка 9 создает поток Ф, направленный н якоре 5 согласно с потоком Ф удерживающей катушки и насьпцающий стержень 7. Лля того, чтобы поток Ф, не замыкался через торцы стержня 8 (тогда участок стержня 7 с размагничивающей катушкой окажется ненасьпценным), зазор Я между торцом стержня 7 с размагничивающей катушкой 10 и полюсными наконечниками магнитопронода 1 выбран меньше,чем зазоры между остальными торцами Н-образного сердечника и полюсными наконечниками. При этом магнитная проводимость этого торца оказывается больше магнитных проводимостей других торцов, и магнитный поток Ф замыкается и насьпцает только стержейь 7 с насыщающей и размагничивающей катушками.При обтекании размагничивающей катушки 10 рабочим током защищаемой це- пи возникает поток Ф, направленный в якоре 5 встречно потокам Ф и Ф удерживающей 2 и насыщающей 9 катушек. Из-за насьпценного состояния стержня 7 величина потока Ф оказывается незначительной, поэтому тяговое усилие электромагнита уменьшается также незначительно, создавая большой запас для преодоления сил инерции, возникающих при тряске и ударах, Это делает конструкцию устройства вибро - устойчивой.Из-за насьпценнсго состояния стержня 7 поток Ф размагничивающей катуш - ки проходит мимо участка стержня 7 с насьпцающей катушкой 9 по перемычке 11 в стержень 8. Для того, чтобы он не замкнулся вокруг катушки 10 по стержню 8, а проходил через якорь 5, зазор Б между торцом стержня 8 и полисным наконечником выбран больше зазоров других торцов сердечника. Поэтому магнитная проводимость зазорра Я становится меньшей по сравнению с магнитной проводимостью других зазоров, и поток Фпроходит иэ перемычки 11 в участок стержня 8 над насьпцающей катушкой и в якорь 5. При токе уставки поток Ф, созданный размагничивающей катушкой 10, достигает такой величины, что участок стержня 7 с размагничинающей катушкой становится ненасьпценным, Поток Ф резко увеличивается, снижая суммарный поток в якоре (ФФ,-Ф) до значений, при которых происходит отрыв якоря 5 от полюсных наконечников1152051 Ю 40- и дели ЯИЦ Заказ 2335/42" ТиРаж 679 Подписноефилиал ППП Патент , г.Ужгород, ул.Проектная, 4 П В отключающей пружиной 6, Поток Ф проходит по стержню 8 и не сцепляется с многовитковой катушкой 9 насыщения, поэтому его изменения не тормозятся ЭДС самоиндукции этой катушки как у известного устройства, но тормозятся ЭДС самоиндукции удерживающей катушки 2, Поэтому вытеснение потока Ф из якоря должно происходить с минимальным его изменением по величине. Вытеснению потока Ф в стержень 7 сердечника размагничивающей катушки мешает насыщенный участок стержня с насыщающей катушкой. Поэтому поток Ф вытесняется в ненасыщенный стержень 8 (поток Ф 1). Происходящее при этом увеличениепотока Ф не сопровождается его торможением ЭДС самоиндукции насыщающей катушки 9, расположенной на стержне 7, а также ЭДС самоиндукцииразмагничивающей катушки 10, так 5 как часть его проходит по зазору Я.еПоэтому быстродействие привода (быстрота спада потока в якоре) не зависит от индуктивностей установленныхкатушек (токовая размагничивающая 10 катушка 10 имеет мало витков, незначительную индуктивность и ЭДСсамоиндукции) и практически приближается к максимально возможному,15 Изобретение позволяет повыситьбыстродействие и уменьшить трудоемкость изготовления привода высоковольтного выключателя,