Быстродействующий привод коммутационного аппарата

(23) Приоритет 1 (51) М. Кл,-" Н 01 Н 1/5 Гасударственные комитат Совета Министров СССР по делам иаобретений 53) УД 1 л 621.316,542.76. Бюллетень18 бликовано Дата опубликования описания 23,06.7 и открыти(54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ПРИВО КОММУТАЦИОННОГО АП ПАРАТА2 Привод относится к области, например, выключателей высокого напряжения.В современном аппаратостроении для получения малых времен срабатывания выключателей (асср(10 -с) используют быстродействующий электродинамический привод, обеспечивающий перемещение контактов выключателя со скоростью в несколько десятков метров в секунду При таких высоких скоростях перемещения на отдельные детали и узлы аппарата могут действовать большие ударные нагрузки. Поэтому в аппаратах устанавливают специальные тормозные (буферные) устройства, которые поглощают кинетическую энергию, запасенную подвижными частями выключателя при его включении или отключении. Такие тормозные устройства не позволяют до конца избавиться от ударной нагрузки и обладают нестабильностью тормозных характеристик из-за быстрого износа конической части штока и отверстия, что может привести к преждевременному выходу аппарата из строя, снижает надежность и общий ресурс работы выключателя в целом. Кроме того, описанный выше привод имеет низкий КПД, что связано с безвозвратной потерей кинетической энергии в тормозных устройствах.Предлагаемый привод в целях устранения ударных нагрузок, имеющих место при включении и отключении аппарата, повышения его надежности, срока службы н КПД снаб- жЕН ВтОРЬтМ ДНГКОМ НЗ ХОРОШО ПРОВОДЯЩЕГО материала, установленшюс по другую сторону 5 индуктора н жестсО укрепленным на штоке,ТОРМожЕННЕ ПОДВ 11 тжНЫХ асеЙ эого ПРИВО- да осуществляется за с;ет давления магнитного поля, а кннетсшсская энергия за вычетом потерь возВращается в конденсатор.10 На фиг. 1 изображен предлагаемый бысгродействующий привод; на фнг. 2 н 3 поясняется принцип его работы.Привод содержпт корпус 1 т внутри которого на кронштейнах 2 с помощью болтов 3 15 закреплен непОДВ 1 сжно плОГ:,нй ОднослОЙныЙмноговитковый индуктор 4, выполненный из хорошо проводящего материала, например меди, и залитый эпоксидным компаундом 5.По одну сторону индуктора на штоке 6 распо ложен диск 7, а по другую - диск 8, жесткоукрепленный на штоке. Диски выполнены из хорошо проводящего материала (алюминий,медь).Во включенном положении привод удержи вается с помощью пружины 9, которая служит одновременно для плотного прижатия диска 8 к нндуктору 4. Отключение нр 11 вода происходит при разряде конденсатора на индуктор. Прн прохождении через нндуктор 30 тока значительной величины создается сильное магнитное поле. В результате в диске 8 индуцируются вихревые токи. Направление этих токов противоположно току в индукторе, поэтому диск 8, а следовательно, и вся подвижная система 10 отталкивается от индуктора. При этом подвижная система может быть соединена с контактом выключателя с помощью штока 6, осуществляя коммутацию электрической цепи.В первый момент времени (фиг. 2 а) вви ду эффекта близости эквивалентная индуктивность 148 системы индуктор 4 - диск 8 много меньше индуктивности 147 системы индуктор 4 - диск 7 и токи протекают по торцовой поверхности. СД индуктора и внут ренней поверхности диска 8 на некоторой глубине Л, Электродинамическая сила, воздействующая на диск 8, в сотни раз больше силы, воздействующей на диск 7, вследствие чего происходит перемещение системы в направлении, указанном стрелкой.По мере перемещения (фиг. 2 б) диск 8 удаляется от индуктора 4, а диск 7 приближается к нему, поэтому эквивалентная индуктивность Е 8 увеличивается, а индуктив ность 147 уменьшается, и в некоторый момент времени они оказываются равными, так что токи протекают по торцовым поверхностям ЛВ и СД индуктора и внутренним поверхностям дисков 7 и 8. Ускоряющие и тормозя- зО щие силы сравниваются. Обладая запасом кинетической энергии, подвижная система 10 продолжает движение в направлении, показанном стрелкой.С момента времени г 1 (фиг. 2 в и г) эквива лентная индуктивность 1.4, уменьшается, а индуктивность Е,в увеличивается, в результате токи протекают по торцовой поверхности АВ индуктора 4 и внутренней позерхности диска 7, поэтому диск 7 испытывает отталкивающее 40 усилие от индуктора, ускоряющая сила существенно уменьшается, происходит плавное торможение подвижной системы 10 до полной ее остановки. В этот момент цепь индуктора размыкается (фиг. 2 г). В процессе торможешгя кинетическая энергия подвижной системы за вычетом потерь возвращается в конденсатор, В результате КПД привода увеличивается.На фиг. 3 приведены кривые тока в индукторе, результирующей силы, действующей на подвижную систему, скорости и перемещения, поясняющие принцип работы привода. Как следует из фиг. 3, сила торможения увеличивается с уменьшением зазора между диском 7 и индуктором 4, осуществляя плавное безударное торможение путем создания так назыгаемой магнитной подушки.В отключенном положении подвижная система 10 удерживается с помощью механизма защелки, состоящсго из собственно защелки 11 и конуса 12. Для обеспечения минимального зазора между диском 7 и ипдуктором 4, а также необходимой свободы перемещения для срабатывания защелки 11 на штоке 6 установлена пружина 13, упирающаяся одним концом в кольцевой выступ 14, а другим в диск 7. Включение привода производится в обратной последовательности. Ф ор мула изобретенияБыстродейств г 1 ощий привод коммутационного аппарата, содержащий индуктор, по одну сторону которого укреплен на штоке, соединенном с подвпжным контактом, диск из хорошо проводящего материала, о т л и ч а ющий ся тем, что, с целью устранения ударных нагр"зок при Вкл 10 чении и Откл 10 чении аппарата, повышения его надежности, срока 0,1 ужбы и КПД, Он снаожен вторым диском, установленным по другую сторочу индикатора, выполненным пз проводящего материала и жестко укрепленным на штоке.дписн Типография, и апуновз, 2 зказ 1370/3ЦНИИ Изд.1345 Государственногопо делам изоб 13035, Москва, Ж.З Тираж 963митета Совета Министров ССтений и открытийРаушская наб., д. 4/5