Индукционно-динамический привод

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к индукционнодинамическим приводам. Цель изобретения - повьшгение мощности, срока службы и расширение области применения. Привод имеет корпус 1, индукторы 4, 5, 6, дисковые якори 7 и 8. Индукторы содержат катушки 13 с сердечниками 14, якори закреплены на валу 10, При импульсном протекании тока по катушкам магнчтный поток пересекает якори и приводит к повороту якорей с валом на определенный угол, 1 з.п, ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„НВОт4

<5Н 4 Н 01 Н 3/28

ЮЮВЗНЦ

В1ТЕЛ",, .: - ";-, 4!3:- -(",;;" .ъ „ti!

E,ë1ç.".:.;.i:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМ,/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (21) 4247246/24-07 (22) 10.04.87 (46) 23.02.89. Бюл. Н 7 (71) Томский политехнический институт им. С.И. Кирова (72) P.ß. Кляйн и В.И. Попов (53) 621.316.54 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 686092, кл. H 01 H 3/28, 1977. (54) ИНДУКЦИОННО-ДИНАМИЧЕСКИЙ ПРИВОД (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к индукционнодинамическим приводам. Цель изобретения — повьш ение мощности, срока служ" бы и расширение области применения.

Привод имеет корпус 1, индукторы 4, 5, 6, дисковые якори 7 и 8. Индукто-: ры содержат катушки 13 с сердечниками 14, якори закреплены на валу 10, При импульсном протекании тока по катушкам магн. тный поток пересекает якори и приводит к повороту якорей с валом на определенный угол. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. 1 460746

Изобретение относится к электротехнике, в частности к индукционнодинамическим приводам для быстродействующих коммутационных аппаратов: синхронных выключателей, контакторов, отделителей, разъединителей, короткоэамыкателей.

Цель изобретения — повышение мощности, срока службы и расширение об- 10 ласти применения.

На фиг. 1 представлен привод, общий вид; на фиг. 2 — фрагмент индуктора и якоря (сечение А-А на фиг. 1); на фиг. 3 — варианты исполнения яко- 15 я; на фиг. 4 — схема соединения катушек индуктора.

Индукционно-динамический привод состоит иэ корпуса 1 и примыкающих к нему с двух сторон фланцев 2 и 3. 2р

Внутри корпуса 1 размещены, например, три индуктора: внутренний 4 и два крайних 5 и 6. Между индукторами размещены, например, два дисковых якоря 7 и 8 с минимальным воздушным 25 зазором по отношению к каждому индуктору. Воздушный зазор должен обеспечить свободный без затираний об индук тор поворот якоря. Якори 7 и 8 выполнены из хорошо электропроводящего 30 материала и имеют форму дисков с ло-. пастями 9, например по две лопасти на каждом якоре. Якори 7 и 8 закреплены на валу 10, вращающемся в подшипниках 11 и 12 которые установле1

35 ны во фланцах 2 и 3. Индукторы 4-6 содержат, например, по четыре идентичных многовитковых катушки 13, расположенные на шихтованных сердечниках 14, выполненных из электротехни- 40 ческой стали. Катушки 13 с сердечниками 14 внутреннего индуктора 4 закреплены в изоляционной касете 15 (фиг,2), которая закреплена в корпусе 1 между якорями 7 и 8 при помощи дистанцион45 ных втулок 16. А катушки 13 с сердечниками 14 крайних индукторов 5 и 6 закреплены на фланцах 2 и 3 соответственно. Оси катушек 13, имеющих одинаковый порядковый номер на каждом индукторе, совмещены. Профиль каждой 5Р лопасти 9 якоря совпадает с профилем . катушки 13 индуктора. В исходном состоянии лопасти 9 якорей 7 и 8 сдвинуты по отношению к катушкам 13 в направлении вращения и зафиксированы 55 пружинными фиксаторами 17 (фиг. 2), закрепленными на дистанционных,втулках 16, Сдвиг лопастей 9 якорей по направлению вращения относительно катушек

13 обусловлен необходимостью получения вращательного движения якорей. Если выполнить привод с совмещенными продольными осями лопастей 9 и катушек 13, то в возбужденном состоянии привода якорь будет находиться в неустойчивом состоянии, так как действующие на каждую лопасть 9 с двух сторон электромагнитные силы направлены по оси привода и взаимно уравновешиваются. Смещение осей катушек 13 и лопастей 9 вызывает появление тангенциальной составляющей силы, которая создает вращательное движение якоря. Для максимального использования действия тангенциального усилия лопасти 9 и катушки 13 выполняются с одинаковым профилем в плоскости, t перпендикулярной оси вала 10, а величина сдвига лопастей 9 относительно катушек 13.выполняется не более чем на ширину меди катушки 13.

Индукционно-динамический привод обеспечивает прямой и обратный ход якорей. Для этого половина катушек

13 каждого из индукторов используется для создания прямого хода, а вторая половина — для обратного хода.

Поэтому количество катушек 13 в каждом из индукторов составляет четное число, а количество лопастей 9 каждого иэ якорей, вдвое меньше, чем у катушек 13 индуктора, количество лопастей 9 и катушек .13 зависит от требуемого угла поворота якорей. Количество индукторов и якорей определяется необходимой мощностью привода.

Для работоспособности устройства минимально необходимо наличие двух индукторов и одного якоря. В примере конкретного исполнения привода (фиг.1) содержится три индуктора 4-6, два якоря 7 и 8, четыре катушки 13 в каждом из индукторов и по две лопасти 9 у каждого из якорей.

Схема соединения катушек 13 индук" торов показана на фиг. 4. Катушки 13 прямого хода каждого индуктора соединены между собой последовательно согласно, соответственно катушки 13 обратного хода — так же. А катушки 13: прямого хода всех индукторов соединены между собой параллельно и подключены к накопителю 18. Катушки 13 о6ратного хода всех индукторов также соединены параллельно и подключены

1. Индукционно-динамический привод, содержащий корпус, индукторы, дисковые якори, фиксирующий механизм, причем дисковые якори и индукторы установлены в корпусе соосно, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения мощности, срока службы и расширения области применения, он снабжен валом, якори снабжены лопастями, установленными по окружности дисков, и закреплены на указанном валу, индукторы выполнены в ниде катушек с сердечниками, расположенных вокруг вала, профиль лопастей дисковых якорей совпадает с профилем катушек индукторов, в плоскости перпендикулярной оси вала, дисковые якори и индукторы расположены поочередно вдоль вала, катушки индукторов размещены одна против другой, лопасти дисковых якорей размещены между катушками индукторов со сдвигом по отношению к катушкам индукторов в направлении вращения якорей, причем количество индукторов выбрано, по крайней мере, равным двум, количество дисковых якорей на один меньше, чем количество индукторов, количество катушек в каждом из индукторов составляет четное число, а количество лопастей каждого из якорей вдвое меньше, чем количество катушек в индукторе.

2. Привод по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что сдвиг лопастей дисковых якорей по отношению к катушкам индукторов выполнен не более чем на ширину меди катушки. з 14607 к накопителю 19. Начала катушек 13 на схеме фиг. 4 обозначены точками.

При большом количестве лопастей 9 якоря и, соответственно, катушек 13 г. в каждом индукторе (например, фиг.3д) возможна любая другая последовательно"параллельная комбинация соединений катушек 13 для согласования параметров всей цепи.

Привод работает следующим образом.

При подаче импульса тока от накопителя 18 в катушки 13 прямого хода привода через управляемый вентиль 20 . в сердечниках 14 создается осевой магнитный поток, который проникает через воздушный зазор в лопасти 9 якоря и индуцирует в них токи. Взаимодействия токов в лопастях 9 с магнитным .полем в воздушных зазорах обу= ., словливают возникновение электромагнитных сил, действующих на лопасти

9. Так как лопасти 9 находятся между двумя идентичными индукторами (например, 4 и 5, 5 и 6), то осевые сос- >> тавляющих этих сил взаимно уравновешиваются. А поскольку продольные оси симметрии лопастей 9 смещены относительно осей катушек 13 по направлению вращения, то появляется тангенциальная составляющая силы, которая стремится вытолкнуть лопасть 9 из зоны магнитного потока. Так как точки приложения силы на лопастях 9 смещены относительно оси привода, то на валу 10 создается вращающий момент, который с ускорением поворачивает его на угол, ограниченный фиксаторами 17, которые установлены так, чтобы лопасти 9 якоря фиксировались между катуш40 ками 13 обратного хода индукторов с соответствующим смещением в обратном направлении.

Возврат якорей привода в исходное состояние осуществляется путем подачи импульса тока в катушки 13 обратного хода от накопителя 19 через управля.емый вентиль 21 и процесс срабатывания привода происходит аналогичным образом.

Благодаря тому, что якори привода закреплены на валу 10, вращающемуся в подшипниках t1 и 12 качения. сила тяжести, действующая на него, уравновешивается реакцией опор, т.е. подшипников. Это приводит к тому, что электромагнитная сила, действующая на лопасти якорей, затрачивается только на преодоление инерционных масс и противодействующих усилий, создаваемых .присоединенным к приводу исполнительным механизмом, а также трением качения в подшипниках.

При движении якоря осевой воздушный зазор между индуктором и якорем остается постоянным и минимальным, обусловленным только технологическими факторами. Изменяется лишь площадь взаимодействия лопастей 9 и катушек

13. Эта площадь взаимодействия определяется так называемым полюсным део лением, равным 360 /число катушек индуктора, и углом сдвига лопасти 9 якоря относительно катушки 13. На всем ходе якорь испытывает силовое воздействие и следовательно ускоряется.

Формула и з о б р е т е н и я

1460746

М- 4

Составитель Ю. Селянинов

Техред Л.Олийнык Корректор M. Пожо

Редактор В. Данко

Заказ 546/57 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101