Максимальный расцепитель тока

 

МАКСИМАЛЬНЫЙ РАСЦЕПИТЕЛЬ ТОКА автоматического выключателя, содержащий нaмaгничивaю ЦS o катушку и магнитострикционный чувствительный орган, состоящий из элементов, выполненных из материалов с коэффициентами магнитострикции различных знаков, причем один конец чувствительного органа закреплен, а другой предназна-, чен для воздействия на исполнительный механизм, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности срабатывания, магнитострикционный чувствительный орган выполнен в виде коаксиально размещенных цилиндров с чередующимися знаками магнитострикции, причем соседние цилиндры жестко соединены один с другим одним из своих торцов.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИЬлй0 1 ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Ilo делАм изоБРетений и ОтнРытий

1(21) 3598969/24-07 (22) 03.06.83 (46) 07.08.84. Бюл. Р 29 (72) К.К.Намитоков, В.Г.Брезинский и В.Н.Терешин (71) Харьковский институт инженеров коммунального строительства (53) 621.318.56(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 531213, кл. Н 01 Н 71/24, 1977.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 760229, кл. Н 01 Н 71/24, 1980. (54 ) (57 ) МАКСИМАЛЬНЫЙ РАСЦЕПИТЕЛЬ

ТОКА автоматического выключателя, содержащий намагничивающую катушку

„.SU, 1107190 А

3Ш Н 01 Н 71/24; Н 01 Н 55/00 и магнитострикционный чувствительный орган, состоящий из элементов, выполненных из материалов с коэффициентами магнитострикции различных знаков, причем один конец чувствительного органа закреплен, а другой предназна-, чен для воздействия на исполнительный механизм, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности срабатывания,магнитострикционный чувствительный орган выполнен в виде коаксиально размещенных цилиндров с чередующимися знаками магнитострикции, причем соседние цилиндры жестко соединены один с другим одним из своих торцов.

1107190

Изобретение относится к электфроаппаратостроению, в частности к автоматическим выключателям.

Известен максимальный расцепитфель тока автоматического выключателя, содержащий намагничивающую шину и магнитострикционный чувствительный элемент иэ материалов с коэффициентами магнитострикции разных знаков, один конец которого закреплен, а второй связан с исполнительным механиз" 1О мом. Материалы элемента образуют биометалл. Соединенные последовательно путем изгибания полосы М -образные звенья из магнитострикционного биметалла в каждом, участке имеют отверстия, через которые проходит намагничивающая шина (1 .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является максимальный расцепитель тока автоматического выключателя, содержащий намагничивающую катушку и магнитострикционный чувствительный орган, состоящий из элементов, выполненных кз материалов с коэффициентами магнитострикции различных знаков, причем один конец чувствительного органа закреплен, а другой предназначен для воздействия на исполнительный механизм !2 .

Недостатком известного устройст- 30 ва является малая жесткость чувствительного органа в направлении воздействия .на исполнительный меха— ниэм, что в свою очередь снижает надежность автоматического выключателя в условиях повышенных вибрационных и ударных нагрузок.

Цель изобретения — повышение надежности срабатывания.

Поставленная цель достигается 40 тем, что в максимальном расцепителе тока автоматического выключателя, содержащем намагничивающую катушку и магнитострикционный чувствительный орган, состоящий из элементов, выпол-45 ненных из материалов с коэффициента-. ми магнитострикции различных знаков, причем один конец чувствительного органа закреплен, а другой предназначен для воздействия на исполнительный 0 механизм, магнитострикционный чувствительный орган выполнен в виде коаксиально размещенных цилиндров с чередующимися знаками магнитострикции, причем соседние цилиндры жестко соеди иены один с .другим одним из своих торцов.

На фиг. 1 изображен максимальный расцепитель тока с внешним расположением намагничивающей катушки; на фиг. 2 — то же, с расположением 60 намагничивающей катушки между цилиндрами.

Максимальный расцепитель тока содержит намагничивающую катушку 1 и магнитострикционный чувствительный орган, состоящий из коаксиально расположенных цилиндров 2 — 4 (внутренний цилиндр 4 — сплошной). Свободный конец цилиндра 4 воздействует на механизм 5 свободного расцепления. Один торец внешнего цилиндра 2 жестко закреплен в корпусе- б автоматического выключателя, а второй торец посредством кольцевой перемычки 7. — с торцом цилиндра 3. Перемычкой 8 цилиндр 3 соединен с цилиндром 4. Цилиндры 2 и 4 выполнены из материала с по-; .æèòåëüíûì коэффициентом магнитостри;:сии, а цилиндр 3 из материала с отрицательным коэффициентом магнитострикции.

Предлагаемяй максимальный расцепитель тока работает следующим образом.

При протекании в намагничивающей катушке 1 тока защищаемой цепи создается магнитное поле, намагничивающее цилиндры 2 — 4 в продольном направлении. В результате намагничивания в цилиндрах возникают магнитострикционные деформации: цилиндры

2 и 4 с положительным коэффициентом магнитострикции удлиняются, а цилиндр 3 с отрицательным коэффициентом магнитострикции укорачивается.

Поскольку один торец цилиндра 2 жестко закреплен и цилиндры последовательно жестко соединены один с другим, как описано, все деформации, несмотря на различие знаков, складываются по их абсолютной величине.

На соответствующую суммарную величину переместится свободный конец цилиндра 4, являющийся свободным концом всего чувствительного органа.

Таким образом, коаксиальным размещением цилиндров достигается сочетание достаточной чувствительности с ограниченной длиной магнитострикционного органа. При токе короткого замыкания амещение свободного конца цилиндра 4 достигает величины, при которой он воздействует на механизм

5 свободного расцепления, и последний срабатывает.

Рассмотрим более подробно соответствующие деформации и перемещения частей магнитострикционного чувствительного органа.

В результате намагничивания цилиндра 2, имеющего положительный коэффициент магнитострикции, его длина возрастает на величину д 3 =Г

1 Z 2 где 1 — длина цилиндра 2 и В - коэффициент магнитострикции материала этого цилиндра при заданной величине магнитной индукции. Поскольку один конец цилиндра 2 жестко закреплен в корпусе б,на величину л сместится его второй конец, жестко связанный перемычкой 7 с торцом цилиндра 3.

Жесткая связь между отдельными цилиндрами приводит к тому, что на величину

> 1 07 i 30

h5 сместится свободный конец цилиндра 4. Изменяется длина не только цилиндра 2, но и цилинидров 3 и 4 .

Цилиндр 3, имеющий отрицательный коэффициент магнитострикции, при намагничивании уменьшает свою длину на величину аР = Р Л где Гэ -длина

Э Э Э цилиндра 3 и Л вЂ” коэффициент магниЭ тострикции материала цилиндра 3 при заданной величине магнитной индукции. Поскольку торец цилиндра 10

3 со стороны механизма свободного расцепления жестко связан с торцом цилиндра 2, а с противоположной — с торцом цилиндра 4, то деформации сжатия цилиндра 3 вызйвают соответствующее перемещение с)эб5одного конца цилиндра 4 в сторону механизма свободного расцепления. Цилиндр 4, имеющий длину 14 и коэффициент магнитострикции Л4 при заданной величине магнитной индукции, в свою очередь, удлиняется на величину (-Р Л

4 4 4

Это изменение длины складывается с изменением длины цилиндров 2 и 4.

В результате перемещение свободного конца цилиндра 4 в заданном магнитном поле, создаваемом намагничивающей катушкой 1,составляет ,ЭЕ = а Е, +ЛЕ, +Л Е,, -Если длины Lèлиндров одинаковы (Я вЂ” К -04 — О)одинаковы материалы 30 цилиндров с положительным коэффициентом магнитострикции (Л = Л =Л ) и

2 4 + материалы цилиндров с отрицательным

Э коэффициентом магнитострикции (Л

= 7) ), то смещение свободного конца цилиндра 4 может быть записано в виде < = (2 Л „+ )Л ))1, Число цилиндров, образующих магнитострикционный чувствительный орган, может быть любым. Чем больше это число, тем больше перемещение свободного конца, т.е. тем выше чувствительность расцепителя. В общем случае для и цилиндров перемещение составляет ((tl + 1) (n — 1)

Л

2 50 и- нечентное число, дР -(/(++1 Л tj 2 g, и — 1етное числО

Как было указано, при токе кОрОткого замыкания ЬР достигает величипри которОй свободный конец магнитострикционного чувствительно,о органа расцепителя, упираясь в рейку механизма 5 свободного расцепления, поворачивает ее и вызывает размыкание цепи автоматическим выключателем.

Поскольку воздействие расцепителя на механизм свободного расцепления обусловлено деформациями цилиндров в направлении их образу>щих, то определяющей в вибро- и удароустойчивости является жесткость .увствительного элемента расцепителя именно в этом направлении. Жесткость цилиндра при его сжатии и растяжении на несколько порядков выше жесткости биметаллической магнитострикционной пластины при ее изгибе, а также значительно выше жесткости возвратной пружины якоря электромагнитного расцепителя.

Жесткость чувствительного элемента расцепителя опробовали на макете, выполненном из восьми входящих друг в друга цилиндров и центрального стержня диаметром 3 мм, соединенных друг с другом, как описано. Материалами цилиндров служили никель и сплав железа с кобальтом. Толщина стенок цилиндров 1 мм, высота 100 мм.

При жестко закрепленном одном свободном торце внешнего цилиндра. перемещение центрального стержня при силе

3 Н, приложенной по оси стержня, составило 0,05 мм. Такое перемещение не вызывает срабатывание механизма свободного расцепления. В электромагнитном расцепителе автоматического выключателя типа АЕ2046 прило>кенное к якорю усилие в 3 Н вызывает его срабатывание при номинальном токе выключателя.

Большая жесткость и, соответственно, высокая вибро- и удароустойчивость исключают ложные срабатывания расцепителя, повышая, таким образом, его надежность. При этом сокращаются простои оборудования, защищаемого автоматическим выключателем с предлагаемым расцепителем, упрощается обслуживание.

Предлагаемый расцепитель рационально использовать в автоматических выключателях, по условиям эксплуатации подвергающихся повышенным вибрационным и ударным нагрузкам, в частности в выключателях, предназначенных для работь на транспортных средствах.

Составитель С.Гордон

Редактор Н.Бобкова Техред И. Кузьма Корректор В.Петраш

ЗаКаэ 5765/37 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Максимальный расцепитель тока Максимальный расцепитель тока Максимальный расцепитель тока Максимальный расцепитель тока 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики и телемеханики железнодорожного транспорта

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным приводам коммутационных аппаратов

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для снижения внешних магнитных полей рассеивания токоподводов главных цепей автоматических выключателей

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в низковольтной коммутационной аппаратуре

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в силовых электрических выключателях

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в низковольтных автоматических выключателях

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования на высоковольтных подстанциях и распределительных устройствах
Наверх