Быстродействующий электромагнит

 

Быстродействующий электромагнит может быть использован в автоматических аппаратах максимальной защиты. Цель - повышение быстродействия. Электромагнит содержит два стержня 1 с полюсами 2, якорь 3, оттягиваемый пружинами 8, ярмо 6, магнитный шунт 4 с короткозамкнутым кольцом 5, упор-контакт 9, подвижный контакт 11, установленный на якоре, токс ведущую шину 7, катушку 10, блок 12 формирования сигнала, тиристор 14. Уставка электромагнита задается пружинами 8. При быстром росте тока в шине 7 поток Ф возрастает, поток Фз растет медленно вследствие демпфирующего действия кольца 5 и поэтому интенсивно растет поток Фг. Якорь начинает движение и размыкаются контакты 9, 11 и запускается блок 12, который вырабатывает сигнал, Поступающий нэ тиристор 14, который, открываясь, подает питание на катушку 10, магнитный поток которой складывается с потоком Ф1 от тока в шине 7. Якорь приобретает дополнительное ускорение.1 ил. с/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s Н 01 F, 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

ИЯ

I д

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4770601/07 (22) 18.12.89 (46) 07.08.92. Бюл, ЬЬ 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электровоэостроения (72) В,И.Пацеура (56) Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели. — М, — Л.: Энергия, 1964, с.89, рис.36.

Авторское свидетельство СССР

5h 262269, кл. Н 01 F 7/13, 1970. (54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ (57) Быстродействующий электромагнит может быть использован в автоматических аппаратах максимальной защиты. Цель —. повышение быстродействия. Электромагнит содержит два стержня 1 с полюсами 2, якорЬ 3, оттягиваемый пружинами 8, ярмо 6, SU, Ä 1753498А1

1 !

I магнитный шунт 4 с короткозамкнутым кольцом 5, упор-контакт 9, подвижный кон- . такт 11, установленный на якоре. ток ведущую шину 7, катушку 10, блок 12 формирования сигнала, тиристар 14. Уставка электромагнита задается пружинами 8.

При быстром росте тока в шине 7 поток

Ф1 возрастает, поток Ф растет медленно вследствие демпфирующего действия кольца 5 и поэтому интенсивно растет поток

Ф . Якорь начинает движение и размыкаются контакты 9, 11 и запускается блок 12, который вырабатывает сигнал, Поступающий на тиристор 14, который, открываясь, подает питание на катушку 10, магнитный поток которой складывается с потоком Я

Ф1 от тока в шине 7. Якорь приобретает дополнительное ускорение. 1 ил.; Щ

1753498

Изобретение относится к области электрических аппаратов и может быть использова-но в автоматических аппаратах максимальной защиты, например, s автоматических выключателях.

Известен быстродействующий электромагнит, содержащий два стержня с ярмом, якорь и токоведущую шину, Однако время трогания электромагнита совпадает со временем достижения аварийным током величины уставкй; т.е, быстродействие этого электромагнита недостаточно.

Известен электромагнит, который содержит два стержня с полюсами, якорь, магнитный шунт с короткозамкнутым кольцом, ярмо, установленное с зазорами между ним и стержнями, токоведущую шину, расположенную между стержнями, пружины, связанные с якорем, упор для ограничения хода якоря, а якорь установлен с возможностью взаимодействия с полюсами стержней.

Недостаток электромагнита — при малом количестве витков токовой катушкйизза неинтенсивного изменения магнитного потока якорь электромагнита хотя и начинает движение до момента достижения током .величины установки, но до момента соприкосновения с полюсами стержней движения медленно, т.е. быстродействие электромагнита недостаточно.

Целью изобретения является повышение быстродействия электромагнита.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом техническом решении элек, тромагнит сочетает в себе возможности выполнения двух функций — функцию датчика и функцию исполнительного органа аппарата защиты.

Наличие у быстродействующего электромагнита контактов, один из которых вы. полнен в виде механического упора для якоря, а другой в виде подвижного контакта, механически связанного с якорем, блока формирования управляющего сигнала и тиристора, соединенного последовательно с катушкой, установленной, например, на ярме, позволяет сразу же после начала движе.ния якоря перевести электромагнит в режим форсированного включения и получить высокое быстродействие, На чертеже изображен быстродействующий электромагнит в отключенном положе нии.

Электромагнит имеет два стержня 1 с полюсами 2, якорь 3, магнитный шунт 4 с короткозамкнутым кольцом 5, ярмо 6, гоковедущую шину 7, пружины 8, зацепленные за якорь 3, упор 9 для ограничения хода якоря 3, являющийся также неподвижным контактом, катушку 10, установленную на ярме 6 или на стержне 1, подвижный контакт 11, механически, например, жестко, с помощью изоляционной детали (не показано) закрепленный на якоре 3, блок 12 формирования управляющего сигнала, входы которого соединены с контактами 9 и 11, один из выходом блока формирования управляющего сигнала соединен с управляющим выводом 13 тиристора 14, а второй

10 выход — с катодом тиристора 14 и с первым выводом катушки 10, а второй вывод катушки 10 и анод тиристора 14 подсоединены к источнику питани :, Блок 12 имеет также вы15 воды 15 и 16 для подключения к источнику питания. Между стержнями 1 и шунтом 4, а также между стержнями 1 и ярмом 6 имеются зазоры 17 и 18

В качестве источника питания катушки

10 может быть использован предварительно заряженный конденсатор 19 (показан пунктиром), Вместо тиристора 14 может быть

/ использован другой ключевой элемент.

Быстродействующий электромагнит работает следующим образом.

Ток, протекая по токоведущей шине, создает поток Ф1, который разветвляется, Разряд конденсатора 19 (при его применении) позволяет получить более интенсивное притяжение якоря 3 к полюсам 2. на потоки 42 и + . При медленном и плавном возрастании тока потоки распределя30 ются в соответствии с магнитными проводимостями участков магнитной цепи.

По достижении током величины тока уставки, задаваемой силой пружин 8, якорь 3 начинает движение и контакты 9 и 11 размы35 каются. При этом из блока 12 формирования . управляющего сигнала поступает сигнал, например в виде импульса тока, на управляющий вывод 13 тиристора 14. Последний открывается и катушка 10 получает питание.

40 Поток от этой катушки складывается с потоком Ф1, что приводит к ускоренному притяжению якоря 3 к полюсам 2.

При коротком замыкании в защищае.мой цепи ток в шине 7 растет быстро. Также

45 быстро растет и поток Ф1. Быстрому же ро,сту потока Ф препятствует демпфирующее действие короткозамкнутого кольца 5. потому поток 4 возрастает, Это приводит к тому, что якорь 3 начинает движение преж50 де, чем ток успеет достичь величины уставки. Время трогания уменьшается. Время трогания зависит от величины зазоров 17 и

18. От величин этих же зазоров зависит максимальная индукция в стали участков маг55 нитной цепи шунта 4, стержней 1 и ярма 6.

5 1753498

Составитель B.Ïýöåóðà

Техред М,Моргентал Корректор А.Ворович

Редактор Н,бобкова

Заказ 2770 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

Движение якоря может быть использо.вано для переключения контактов аппарата защиты или для расцепления его защелки.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения по сравнению с известным заключается в повышении быстродействия на 25 — 304/, путем возможности использования энергии от дополнительного источника питания или энергии предварител ьно заряженного конденсатора.

Формула изобретения

Быстродействующий электромагнит, содержащий два стержня с полюсами, якорь, магнитный шунт с короткоэамкнутым кольцом, ярмо, установленное с зазорами между ним и стержнями, токоведущую шину, расположенную между стержнями, пружины, связанные с якорем, упор для ограничения хода якоря, якорь установлен с возможностью взаимодействия с полюсами стержней, отл ич а ю щи и ся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен катушкой, подвижным контактом, 5 блоком формирования управляющего сигнала и тиристором, упор выполнен в виде неподвижного контакта. катушка установлена на указанном ярме, подвижный контакт установлен на якоре, магнитный шунт уста10 новлен с зазорами между ним и стержнями, вход блока формирования управляющего сигнала соединен с указанными контактами, один из выходов блока формирования управляющего сигнала соединен с управля15 ющим выводом тиристора, а другой выход— с катодом тиристора и с первым выводом катушки, второй вывод катушки и анод тиристора предназначены для подсоединения к источнику питания.