Привод высоковольтного выключателя постоянного тока

 

ПРИВОД ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий П-образный электромагнит, между полюсными наконечниками которого размещены насьщающая и размагничивающа г катушки, размещенные на стержнях сердечника, удерживающую катушку, отключа10Е1ую пружину, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения трудоемкости изготовления, сердечник выполнен Н-образным, стержни его расположены параллельно якорю, а указанные насыщающая и размагничивающая катушки расположены -на одном стержне сердечника, причем зазор между торцом стержня с катушками со стороны размагничивающей катушки и полюсным наконечником меньше, а зазор между торцом стержня без катущек со стороны размагничивающей катушки и полюсным наконечником больше, чем (Л зазоры между остальными торцами стержней сердечника и полюсными наконечниками .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) Н 01 Н 33/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ л;

Н ABTOPCH0hhV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3597653/24-07 (22) 31.05.83 (46) 23.04.85. Бюл. № 15 (72) Л.А.Ниедзвиедзс (71) Рижский ордена Ленина электромашиностроительный завод (53) 621.328.524(088.8) (56) 1. Баталов Н.M, Петров Б.П.

Тяговые электрические аппараты. M.

"Энергия", 1969, с. 136, рис. 8-9.

2. Патент Японии ¹ 43-5482, кл. 59 А 1, 1968 (прототип). (54)(57) ПРИВОД ВЫСОКОВОЛЬТНОГО

ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий П-образный электромагнит, между полюсными наконечниками которого размещены насыщающая и раэмагничивающа н катушки, размещенные на стержнях

ÄÄSUÄÄ 1152051 А сердечника, удерживающую катушку, отключающую пружину, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения быстродействия и снижения трудоемкости изготовления, сердечник выполнен Н-образным, стержни его рас- положены параллельно якорю, а указанные насыщающая и размагничивающая катушки расположены на одном стержне сердечника, причем зазор между торцом стержня с катушками со стороны раэмагничивающей катушки и полюсным наконечником меньше, а зазор между торцом стержня без катушек со стороны размагничивающей катушки и полюсным наконечником больше; чем зазоры между остальными торцами стержней сердечника и полюсными наконечниками.

1152051

Изобретение относится к электротехнике, а именно к приводам высоковольтньгх выключателей постоянного тока.

Известен привод быстродействую- 5 щих выключаталей с П-образным электромагнитом, между полюсными наконечниками которого размещены сердечник с размагничивающей катушкой, включенной последовательно с защищаемой цепью и обтекаемой током этой цепи.

Поток, возбуждаемый этой катушкой, в якоре электромагнита направлен встречно основному потоку удерживающей кату ш<и. В аварийных режимах 15 суммарный поток в якоре существенно уменьшается, и якорь отрывается от

> полюсных наконечников отключающей пружиной.. Простота устройства привела к ее широкому распространению для 20 высоковольтных выключателей защиты силовых цепей электропоездов и электроводов постоянного тока 11) .

Устройство обладает следующими недостатками. При действии рабочих истоков в размагничивающей катушке изза ненасьпценного состояния ее сердечника тяговое усилие электромагнита резко уменьшается и приближается к усилию отрыва якоря от полосных наконечников. Создается малый запас между усилиями электромагнита и отключающей пружины, что приводит к низкой виброустойчивости. При ударах и тряске силы инерции подвижных частей преодолевает этот запас и открывают якорь, при этом привод самопроизвольно срабатывает.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 4О к изобретению является привод высоковольтного выключателя постоянного тока, содержащий П-образный электромагнит, между полюсными наконечниками которого размещены насьпцающая и размагничивающая катушки, расположенные на стержнях сердечника, удерживающую катушку и отключающую пружину.

Повышение вибростойкости привода достигается установкой между полюсными наконечниками П-образного магнитопровода с удерживающей катушкой

Т-образного сердечника размагничивающей катушки, на одном стержне которого размещены размагничивающая катуш- 55 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 ненасьпценный 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 $2) .

Однако 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 ыполнеи

3 1152051 а

Н-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 10 и полюсным наконечником всегда больше, чем зазоры между остальными торцами стержней сердечника и полюсными наконечниками.

На чертеже дана схема привода 15 высоковольтного выключателя постоянного тока.

Устройство содержит П-образный магнитопровод i на котором размещена удерживающая катушка 2, к выво- о0 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- 25 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 емую цепь. Стержни 7 и 8 сердечника имеют перемычку 11.

При установке Н-образного сердечника якорь 5 располагается посредине электромагнита, его конструкция

cIIановится симметричной. К сердечнику удерживающей катушки 2 прикручиваются одинаковые участки магнитопровода 1, поэтому все детали элект-

1ромагнита с обеих сторон катушки ста- новятся одинаковыми н изготовлении и в сборке, что уменьшает (в два раза) количество необходимой в производстве оснастки и трудоемкость изгон товления устройства.

Привод высоковольтного выключа50 теля постоянного тока работает следующим образом.

Удерживающая катушка 2 создает поток Ф,. замыкающийся через магнито- 55 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. Для того, чтобы поток Ф. не замыкался через торцы стержня 8 (тогда участок стержня 7 с размагничивающей катушкой окажется ненасьпцеHHblM) зазор Sq 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 цепи возникает поток @, 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—

9 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 S между торцом стержня 8 и полисным наконечником выбран больше зазоров других торцов сердечника.

Поэтому магнитная проводимость зазорра S< становится меньшей по сравнению с магнитной проводимостью других зазоров, и поток Ф проходит 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 величиньl, что участок стержня 7 с размагничинающей катушкой станонится нена I.lll(PIIHhIM. Поток Фэ резко увеличивается, снижая суммарный поток в якоре (Ф Ф,-Ф ) до значений, при которых происходит отрыв якоря 5 от полюсных наконечников

1 152051

Я 4 и дьюи щщц щ Заказ 2335/42" Тираж 679 Подписное

Филиал IIIIG Патент, r.Ужгород, ул.Проектная, 4

-тг — — 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. Вытеснен по потока Ф в стержень 7 сердечника размагничивающей катушки мешает насьпценный участок стержня с насыщающей катушкой. Поэтому поток Ф вытесняется в непасьпценный стержень 8 (поток Ф1).

Происходящее при этом увеличение потока Ф не сопровождается его торможением ЭДС самоиндукции насьпцающей катушки 9, расположенной на стержне 7, а также ЭДС самоиндукции размагничивающей катушки 10, так

5 как часть его проходит по зазору S . е

Поэтому быстродействие привода (быстрота спада потока в якоре) не зависит от индуктивностей установленных катушек (токовая размагничивающая

10 катушка 10 имеет мало витков, незначительную индуктивность и ЭДС самоиндукции) и практически приближается к максимально возможному.

15 Изобретение позволяет повысить быстродействие и уменьшить трудоемкость изготовления привода высоковольтного выключателя.