Индукционно-динамический привод

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к индукционно-динамическим приводам, и может быть использовано в быстродействующих коммутационных аппаратах. Цель изобретения - улучшение технологичности. Индукционно-динамический привод содержит корпус 1, индуктор с сердечниками 5, 6 и катушками 4, якорь с секторами 8. Сердечники и якорь выполнены в виде цилиндров и установлены соосно друг другу. Секторы якоря установлены напротив катушек со сдвигом относительно катушек в направлении движения якоря. Количество катушек равно количеству секторов якоря. При подаче на катушки управляющего сигнала якорь под действием тангенциальных составляющих электромагнитных сил получает вращательное движение. 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

33 А1 (19) (ll) (51)5 Н 01 Н 3 28

ta:;, РРИ" Ф qt

\ дт::""- ...;; д

),. „ а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИДОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ Гннт СССР

К АВто Сксм СвиДЬтвпьСтВМ

CI (21.) 4638783/24-07 (22) l7.01.89 (46) 07.12.90, Вюл, Р 45 (71) Томский политехнический институт им. С.М. Кирова (72) Р.Я. Кля йн (53) 621.316,54(088,8) ( (56) Авторское свидетельство СССР

1(1460746, кл. Н 01 Н 3/28, 1979. ! (54) ИНTУКПИОННО-,ПИНА)(ИЧЕСКИЙ ПРИВОП (57) Иэобретение относится к электротехнике, в частности к .индукционнодинамическим приводам, и может быть использовано в быстродействующих коммутационных аппаратах. Пель иэобреА

2 тения — улучшение технологичности, Индукционно-динамический привод содержит корпус 1, индуктор с сердечниками 5, 6 и катушками 4, якорь с секторами 8, Сердечники и якорь выполнены в виде цилиндров и установлены соосно друг другу. Секторы якоря установлены напротив катушек со сдвигом относительно катушек в направлении движения якоря, Количество катушек равно количеству секторов якоря. При подаче на катушки управляющего сигнала якорь под действием тангенциальных составляющих электромагнитных сил получает вращательное движение. 9 ил, 1612333

Изобретение относится к электротехнике, в частности к индукционнодинамическим приводам, и может быть использовано в быстрадействуюших коммутационных аппаратах: синхронных выключателях, радъединителях, короткозамыкателях и др. ., Цель изобретения — улучшение технологичности, На фиг. 1 представлен индукционно;,динамический привод в трехполюсном ,исполнении с катушками на внутреннем

; сердечнике; на фиг. 2 — сечение А-А . на фиг. 1; на фиг. 3 — привод в двухполюсном исполнении с катушками на внешнем сердечнике; на фиг. 4 —. сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 — исполнение якоря с тремя лопастями; на фиг. 6 — исполнение якоря с двумя лопастями; на фиг. 7 - лист внешнего сердечника для привода по фиг. 3; на фиг. 8 — схема управления приводом по фиг. 1; на фиг. 9 - схема управления приводом по фиг. 3.

Варианты конкретного исполнения привода, приведенные на фиг. 1 и 3, содержат по два идентичных индукционно-динамических привода, совмещенных в одном корпусе 1, отличаюшихся лишь формой исполнения отдельных элементов. К корпусу 1 примыкают с двух сторон фланцы 2, в которых установлены подшипники 3. Каждый индукционно-динамический привод состоит из индуктора, содержащего катушки 4 и два сердечника 5 и 6. Сердечники выполнены шихтованными из листов электротехнической стали и имеют форму цилиндров с. явновыраженными полюсами. Сердечник 5 размещен внутри сердечника 6 концентрично.таким образом, что оси полюсов внутреннего и внешнего сердечников совпадают и образуют между собой пары .полюсов, между которыми имеется воздушный зазор. Количество катушек 4 в индукторе равно количеству пар полюсов. Так, например, на фиг. 2 каждый индуктор . содержит по три пары полюсов, расположенных под углом 120", и соответственно по три катушки 4. Причем катушки размещены на полюсах внутреннего сердечника 5, На фиг. 4 индук,торы содержат по две пары полюсов, расположенных диаметрально противоположно, и соответственно по две катушки 4, размещенные на полюсах внешнего сердечника 6, В зазоре между

Q0

55 полюсами сердечников 5 и 6 помещен якорь 7, выполненный из хорошо электроправодящего материала, например из алюминия или его сплавов.

Якорь 7 имеет форму секторов 8 по лого цилиндра (фиг. 5, 6) . Секторы

8 соединены между собой кольцами 9.

Количество секторов 8 на якоре 7 равно количеству пар полюсов индуктора. Так, на фиг. 2 якорь 7 имеет по три сектора 8 на каждый индукционно-динамический привод (фиг. 5), а на фиг ° 4 - по два сектора 8 (фиг. 6). При помощи диска 10 якорь закреплен на валу 11. Внутренний сердечник 5 при помощи втулки 12, через центральное отверстие которой свободно проходит вал 11, прикреплен к фланцу 2. На корпусе 1 между сердечниками 6 двух индукционно-динамических приводов установлено фиксирующее устройство (фиг. 1, 3), которое выполнено„ например, в виде кулачкового механизма и состоит из патрона 13, пружины 14, шарика 15 и пробки 16, Подпружиненный шарик 15 входит в отверстия на поверхности якоря 7 и фиксирует его в определенных. положениях. В исходном состоянии якорь 7 зафиксирован так, что секторы 8 сдвинуты по отношению к полюсам сердечников 5 и 6 в направлении вращения, Сдвиг с кторов 8 якоря необходим для получения вращательного движения якоря, которое возникает под действием тангенциальных составляющих электромагнитных сил при возбуждении индуктора привода, Привод ббеспечивает прямой и обратный ход якоря, При этом возможны два варианта использования индуктор ов. В первом варна нт е индукт оры обоих индукционно-динамических приводов используются для создания как прямого, так и обратного ходя якоря

7. Для этого c, êòîðû 8 якоря 7 одного индукционно-динамического привода расположены симметрично секторам 8 якоря 7 другого индукционнодинамического привода (фиг, 5), совмещенным в одном корпусе 1 (фиг. 1).

Во втором варианте индуктор одного индукционно-динамического привода используется для создания прямого хода якоря 7„а индуктор другого .для обратного хода якоря 7, как, например, показано на фиг 3. Для этого секторы 8 якоря 7 индукционно1612333 динамических приводов смещены по отношению друг к другу (фиг. 6) . При этом смещение секторов 8 определяется необходимым углом поворота якоря 7.

Каждому из указанных вариантов использования индукторов привода соответствует, определенный размер сектора 8 якоря 7. Определяющим размером сектора 8 якоря 7 является длина

его дуги. Для второго варианта использования индукторов привода (фиг. 3) длина дуги сектора 8 равна длине дуги полюса сердечника 6 в воздушном зазоре и не зависит от угла поворота якоря

7, так как необходимый угол поворота якоря 7 определяет смещение секторов

8 одного привода относительно другого. Для первого варианта использова» ния индукторав привода (фиг. I) длина дуги сектора 8 зависит от необходимога угла поворота якоря 7, так как при повороте якоря 7 сектор 8 должен установиться в зазоре между следующей парой полюсов со сдвигом в направлении последующего движения назад . Это обстоятельство обусловливает выполнение длины дуги сектора

8 больше, чем длина дуги полюса сердечника 6.

Для работоспособности заявляемого привода минимальна необходимо один индуктор с двумя парами полюсов 5, 6, одна катушка 4 и якорь 7 с двумя секторами 8, закрепленными на валу

11 при помощи диска 10,, При этом катушка 4 может быть размещена как на внутреннем 5, так и на внешнем 6 сердечниках. Однако при расположении .катушки 4 на внешнем сердечнике 6 для симметричного силового воздействия на сектора 8 якоря целесообразно применение двух катушек 4 на индукторе, как показано га фиг. 3. В этом случае для лучшега закрепления катушки 4 пакет внешнего сердечника 6 набирается из листов, показанных на фиг. 7.

Увеличение мощности индукционнодинамического привода достигается увеличением числа пар полюсов инцуктора и, соответственно, катушек 4 и секторов 8 якоря 7. Однако при большом числе пар полюсов ограничиваются возможности для размещения катушек 4 в межпалюсном пространстве, что ухудшает технологичность конструкции. Кроме того, уменьшается угол поворота якоря 7, что приводит к возникновению тормозных усилий на якоре 7, так как при повороте якоря

7 секторы 8 попадают в зазор между следующей парой полюсов, магнитный поток в которых еще не успел затухнуть. Это может привести к снижению быстродействия привода. В связи с этим увеличение числа пар полюсов

1ð более четырех является нецелесообразным. Дальнейшее увеличение мощности привода может быть достигнуто путем совмещения двух индукционно-динамических приводов в одном корпусе

1 5 с ЯкорЯми 7 на ОДКОм Общем валу, как эта сделано в примерах конкретного исполнения на фиг. 1 и 3, В зависимости От реализуемого варианта схема управления приводом та20 кже будет иметь некоторые особенности, Для первого варианта катушки 4 индуктарав обоих индукциан-динамических приводов могут быть включены между собой последовательно25 параллельна, как, например, показана на фиг. 3 и подключены к накопителю 17 энергии только через один ключевой элемент 18, периодическое включение которого обеспечивает na3g ачередна прямой и обратный хад якоря 7. Для второго варианта катушки 4 индуктаров, соединенные между собой попарно-последовательно, как например на фиг. 9, подключены к накопи35 т ел ю 1 7 э и ер гии чер ез два ключ евых элемента 18 и 19. При этом прямой хад якоря ? обеспечивается работой ключа 18, а обратный хад — ра ботой ключа 19, Шунтирующие вентили 2040 22 в схемах на фиг. 8, 9 служат для защиты ключей 18 и 19 от действия, противаЭПС катушек 4 индукторов.

Привод работает следующим образам.

45 При подаче управляющего сигнала иа ключевой элемент 18 схемы (фиг.8) предварительна заряженный накопи тель 17 энергии разряжается на катушки 4 индуктарав привода (фиг, 1), 5Q Катушки 4 каждого индуктара соединены между собой, например, последовательна, так, чтобы магнитные патаки в полюсах внутреннега сердечника 6 быпи направлены па стрелкам (фиг. 4), а именно в двух полюсах ат вала к зазору, а в третьем полюсе — ат зазора к валу. Тогда потоки полюсов внутр енн ег О с ерд еч ника 5 ч ер ез во зд ушпый зазор и неэкранированные секторами 8

1612333 части полюсов внешнего сердечника 6 замыкаются между собой по ярмам сердечника 6. При этом за счет магнитного взаимодействия секторов 8

° якоря 7 с магнитным потоком в воздушных зазорах между полюсами создается электромагнитная сила, тангенциальная составляющая которой выталкивает секторы 8 из межполюсного зазора. Якорь 7 вместе с валом 11 поворачивается на заданный угол.

За время перемещения каждого сектора 8 от одного межполюсного зазора к другому основная волна магнитного потока в полюсах успевает затухнуть и при попадании сектора 8 в зазор следующей пары полюсов за счет маг- нитного взаимодействия с затухающим потоком на сектор 8 будет действовать усилие, затормаживающее его.

Полная остановка якоря 7 осуществляется фиксирующим устройством 1316 после полной отработки заданного угла поворота. При этом секторы 8 расположены в зазоре между полюсами со сдвигом в направлении обратного движения.

Возврат якоря 7 в исходное состояние осуществляется повторной подачей управляющего сигнала на ключевой элемент 18.

Принцип действия привода, приведенного на .фиг. 3, аналогичен принципу действия, изложенному для привода по фиг, 1. Отличие состоит лишь в том, что в нем один индуктор создает движение якоря 7 в прямом направлении, а другой индуктор - в обратном направлении. В связи с этим в любом случае используется лишь половина мощности привода и для управления его режимом работы применяется схема, приведенная на фиг, 9, Формула изобретения . Индукционно-динамический привод, содержаший корпус, по крайней мере один индуктор с сердечниками и катушками, установленныи в корпусе, якорь с лопастями, якорь установлен так, что его лопасти расположены со сдвигом относительно катушек индукторов в направлении движения якоря, отличающийся тем, что, с целью улучшения технологичности, сердечники индуктора выполнены в виде

25 двух цилиндров с явновыраженными полюсами и установлены один внутри другого так, что полюса цилиндров расположены друг напротив друга, якорь выполнен в виде полого цилиндра, установленного между сердечниками индуктора, лопасти выполнены в виде секторов полого д линдра, катушки индуктора установлены на полюсах одного из сердечников, причем количество катушек индуктора равно количеству секторов якоря.

1612333

7 1б D 14

1612333

Фа8. 4 й/Г. () 16! 2333

16 l 2333

Составитель Р. Селянинов

Техред H,Äèäûê Корректор О. Бипле

Редактор В. Данко

Заказ 3832

Тираж 4бО

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,)01