Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2998
.pdf
схематически показано относительное расположение подвижных частей прерывателя, на рис. 3 представлен
вид, частично в разрезе, электромагнитного приводного механизма прерывателя, показанного на рис. 1, на
рис. 4 показана схема цепных соединений прерывателя.
На рис. 5 представлен подробный перспективный вид.
частично в разрезе, части магнитной структуры прерывателя.
На фиг. 1 и 2 показаны основные части выключателя, включающие подвижный рычаг 1, который
взаимодействует с неподвижным контактом 2 для размыкания или замыкания электрической цепи.
Рычаг переключателя 1 шарнирно закреплен между своими 7,5 концами в соответствующих подшипниках,
установленных на одном конце подвижного магнитного элемента 3, который, в свою очередь, установлен для
вращения вокруг неподвижного штифта 4. Общая пружина смещения 5 для обоих магнитных элементов 3 и 8)
рычага переключателя 1 имеет один конец, соединенный с рычагом переключателя 1 на противоположной
стороне оси вращения от размыкающего цепь контакта, а другой конец соединен с неподвижным
регулировочным винтом 6. Подвижный магнитный элемент 3 и рычаг переключателя 1, таким образом,
образуют составной переключательный элемент, который как единое целое смещается в разомкнутое
положение, а рычаг переключателя 1 смещается в замкнутое положение, когда подвижный магнитный
элемент 3 приводится в действие и удерживается в притянутом положении.
Для удержания составного переключающего элемента в замкнутом положении электромагнит 7 снабжен
шунтирующей обмоткой 98, которая обычно обеспечивает достаточное магнитное притяжение к подвижному
магнитному элементу 3, когда последний находится в соприкосновении с полюсными наконечниками 9 и 10,
чтобы преодолеть напряжение открытия 100 пружины смещения 5. Последовательная обмотка 11
расположена на части магнитного материала 12, которая находится в воздушном зазоре между полюсными
наконечниками 9 и 10, как это было предложено ранее. Последовательная обмотка 10,5 11 может быть
подключена к цепи, защищаемой прерывателем, и обеспечивает размыкание магнитного элемента 3 и,
следовательно, размыкание рычага выключателя 1 при возникновении тока перегрузки 1 1) в цепи.
Электромагнитный замыкающий механизм 13 предназначен для перемещения магнитного элемента 3 из
невтянутого положения, показанного на фиг. 1 и 2, 115, в притянутое положение, а затем для освобождения
рычага переключателя 1, чтобы позволить ему замкнуться в соответствии с его смещением. Как более
подробно показано на рис. 3, этот механизм включает в себя электромагнит 14, имеющий 120 обмотку 15 под
напряжением, короткозамкнутую обмотку 16 и рабочий элемент 17 из магнитного материала. Элемент 17
шарнирно закреплен на одном конце рычага 18, который вращается вокруг штифта 19 и имеет ролик 20 на
другом конце для зацепления с подвижным рычагом переключателя 1. Магнитная структура электромагнита
14 включает регулируемый сердечник 21 и относительно подвижный магнитный упор 22 из магнитного
материала, который проходит через отверстие в сердечнике 21 на пути рабочего элемента 17.
Следует отметить, что устройство прерывания цепи снабжено обычной катушкой магнитного отключения 28,
дугогасящими контактами 24 и дугогасителем 25 для адаптации к прерыванию высоковольтных силовых
цепей, и что все устройство установлено на изолированных стержнях 26, которые являются частью основания
27.
Как показано на рис. 4, прерыватель предназначен для защиты силовой цепи от тока перегрузки I, который
проходит от высоковольтной линии 28 через разъединитель 29, низковольтный автоматический выключатель
30, динамо-машину 31 и бесшумный прерыватель цепи к земле при замыкании соответствующих
выключателей.
В данной схеме шунтирующая обмотка S удерживающего электромагнита 7 прерывателя цепи постоянно
соединена от высоковольтного вывода 2 динамо-машины 31 с землей последовательно с переключателем 32
с ручным управлением, который смещен в положение замкнутой цепи, и резистором 33, понижающим
напряжение. Схема 3 (зарядная обмотка 15 замыкающего механизма 13) управляется реле 34, которое
находится в разомкнутом состоянии, а его обмотка 35 управляется переключателем 36:5, который также
находится в разомкнутом состоянии.
Вспомогательный переключатель 37, механически соединенный с подвижным магнитным элементом 3,
создает короткое замыкание вокруг рабочей обмотки 35 реле 34, которое приводится в действие в замкнутое
положение, когда элемент 3 перемещается в притянутое положение.
Для того чтобы последовательная обмотка 4.5 11 могла размыкать рычаг переключателя 1 при различных
значениях тока перегрузки, мы предусмотрели регулируемые магнитные заглушки 38 и 39 для изменения
удерживающего эффекта параллельной обмотки 8 на подвижном магнитном элементе 3. Как более подробно
показано на рис. 5, магнитная структура электромагнита 7 снабжена двумя внутренними резьбовыми
отверстиями, расположенными между полюсами 9 и 10. Заглушки 38 и 39 снабжены соответствующей резьбой
для регулируемого крепления выступов в соответствующих отверстиях. Легко понять, что когда любой из
штекеров 38 и 39 извлекается из магнитной структуры электромагнита 7, сопротивление пути для потока
обмотки 8 увеличивается, и магнитное воздействие этой обмотки на подвижный магнитный элемент 3C!
соответственно уменьшается. В этом случае для освобождения магнитного элемента 3 и размыкания рычага
выключателя 1 потребуется меньший ток, протекающий через последовательную обмотку 11.
Для регулировки вилок в противоположном направлении, очевидно, требуется больший ток через обмотку 11
для освобождения рычага 1.
ОПЕРАЦИЯ.
В таком виде, при такой компоновке и расположении деталей в соответствующих местах, показанных на
чертеже, работа нашего усовершенствованного выключателя цепи осуществляется следующим образом:
Предположим, что необходимо подключить динамо-машину 31 к высоковольтной линии 28. Разъединитель 29
и цепь защиты от обрыва напряжения. Сначала автоматический выключатель 30 перемещаются из
показанных разомкнутых положений в соответствующие замкнутые положения, тем самым замыкая цепь
питания обмотки 8 удерживающего электромагнита 7 от линии 28 через разъединитель 29, автоматический
выключатель 30, выключатель 32, обмотку 8 и резистор 33 на землю. Затем нормально разомкнутый
управляющий переключатель 36 перемещается в замкнутое положение и соединяет обмотку реле 35
параллельно с резистором 33.
После этого обмотка 35 запитывается за счет падения напряжения на резисторе 33. В результате
срабатывания реле 34 устанавливается цепь питания обмотки 15 замыкающего механизма 13 от линии
питания 28 через разъединитель 29, автоматический выключатель 30, реле 34 и обмотку 15 к земле.
Следует отметить, что перевод управляющего выключателя 36 в замкнутое положение приводит не только к
включению замыкающей обмотки 15, но и к перенапряжению удерживающей обмотки 8 из-за того, что
дополнительный ток шунтируется вокруг сопротивления 33 через обмотку реле 35. Эта особенность
автоматического перевозбуждения удерживающего магнита 7 во время включения и работы замыкающего
механизма 13 имеет большое практическое преимущество, поскольку предотвращает отскок и позволяет
прерывателю цепи успешно замыкать силовую цепь 115, когда результирующий ток через последовательную
обмотку лишь незначительно ниже значения, при котором происходит размыкание. При включении обмотки 15
120 замыкающего механизма 13, рабочий элемент 17 приводится в действие из невтянутого положения,
показанного на фиг. 3, в направлении сердечника 21, при этом коромысло 18 вращается по часовой стрелке
125 вокруг штифта 19. Ролик 20 входит в зацепление с рычагом переключателя 1 и перемещает рычаг
переключателя 1 и магнитный элемент 3 как единое целое вокруг штифта 4, преодолевая натяжение 27',11i '
пружины смещения 5.
Конструкция механизма такова, что до того, как магнитный элемент 3 достигнет положения притяжения, в
котором он входит в зацепление с полюсными наконечниками 9 и 10 удерживающего электромагнита 7,
рабочий элемент 17 запорного механизма 13 приближается к магнитному упору 22. Это приводит к быстрому
увеличению магнитного потока через магнитную структуру электромагнита 14 и вызывает большую
ускоряющую силу, действующую на рабочий элемент 17. Однако следует понимать, что такое изменение
величины магнитного потока индуцирует сильный ток в закороченной обмотке 16, который ограничивает как
увеличение магнитного потока, так и ускоряющую силу. При зацеплении рабочего элемента 17 с магнитным
упором 22 образуется замкнутая магнитная цепь для значительной части магнитного потока через якорь 17,
что приводит к значительному уменьшению магнитного притяжения между элементом 17 и сердечником 21.
Движение рабочего элемента 17 и, следовательно, движение рычага переключателя 1 и магнитного элемента
3 на мгновение замедляется в этом определенном промежуточном положении, в то время как поток
постепенно увеличивается до значения насыщения в точке остановки 22.
Затем через воздушный зазор, остающийся между сердечником 21 и элементом 17, действует
дополнительная сила притяжения, которая продолжает движение закрытия, заставляя упор 22 скользить
вверх в отверстии сердечника 21 и обеспечивая окончательное зацепление магнитного элемента 3 с
полюсными наконечниками 9 и 10 удерживающего магнита 7 без чрезмерного удара или сотрясения.
Составной переключатель, состоящий из подвижного магнитного элемента 3 и рычага переключателя 1,
временно удерживается в этом положении между разомкнутым и замкнутым положениями рабочим
механизмом 13 до тех пор, пока рабочая обмотка 15 не будет обесточена.
Поскольку магнитный элемент 3 перемещается в притянутое положение, в котором он удерживается под
магнитным воздействием шунтирующей обмотки 8, вспомогательный переключатель 37 срабатывает из
показанного разомкнутого положения в замкнутое, тем самым замыкая обмотку реле 35. После временной
задержки, в течение которой магнетизм реле 34 уменьшается под действием тормозящего воздействия
короткозамкнутой обмотки 35, контакт реле переходит в разомкнутое положение в соответствии со своим
смещением и размыкает цепь питания замыкающей обмотки 15. При коротком замыкании обмотки реле 35
вспомогательным контактом 37, шунтирующая обмотка 8 электромагнита 7 дополнительно перенапрягается
из-за того, что сопротивление 33 и рабочая обмотка 35 закорочены контактом 37. Это сильное
перевозбуждение шунтирующей обмотки 8 продолжается во время обесточивания замыкающей обмотки 15 и
последующего перемещения переключающего элемента 170 в замкнутое положение в соответствии с его
смещением, как будет описано далее.
При обесточивании обмотки путем размыкания реле 34 магнитный поток через сердечник 21 и рабочий
элемент 7t 17 постепенно уменьшается под действием тормозящего воздействия короткозамкнутой обмотки
16. Когда магнитный поток уменьшится до значения, позволяющего пружине 5 вращать рычаг переключателя
1 вокруг его шарнирной опоры 80 на элементе 3 по часовой стрелке, рычаг 18 и элемент 17 приводятся в
действие в открытом положении. Таким образом, когда рабочий элемент 17 возвращается в открытое
положение, магнитный упор 22 скользит вниз в отверстии в сердечнике 21 до тех пор, пока кольцо, с которым
он соединен, не войдет в зацепление с сердечником 21. После этого движение рабочего элемента 17 и рычага
переключателя 1 на мгновение замедляется на 90° до тех пор, пока магнитный поток через магнитный упор 22
и элемент 17 не уменьшится до значения, позволяющего пружине 5 преодолеть магнитное притяжение,
существующее между упором 22 и элементом 17. Электромагнитный замыкающий механизм 13 (95)
сконструирован таким образом, что кратковременное замедление рабочего элемента 17 и рычага
переключателя 1 происходит непосредственно перед зацеплением рычага переключателя 1 100 со
неподвижным контактом 2, чтобы избежать сильного толчка или удара, который может привести к отрыву
подвижного магнитного элемента 3 от полюсных наконечников 9, а также в случае, если ток, близкий к
значению размыкания 105, пройдет через последовательную обмотку 11 при замыкании цепи рычагом
переключателя 1.
После того, как магнитный поток через магнитный упор 22 и элемент 17 уменьшится до этого значения, рычагу
переключателя l разрешается переместиться в замкнутое положение в соответствии с его смещением, а
рабочий элемент 17 возвращается в положение, показанное на рис. 3, при этом рычаг переключателя 1
остается в замкнутом положении, противодействуя растягивающему напряжению 115 пружины смещения 5
электромагнитом 7.
Если ток в силовой цепи динамо-машины 31 превысит заданное значение, последовательная обмотка 11
будет осуществлять размыкание рычага выключателя 1 следующим образом: по мере увеличения тока через
последовательную обмотку 11 магнитодвижущая сила, действующая на часть магнитного материала 12,
быстро увеличивает поток через эту часть и пропорционально уменьшает поток через подвижный магнитный
элемент 3 до тех пор, пока пружина смещения 5 не преодолеет притягивающее действие электромагнита 7 и
быстро не переместит магнитный элемент 3 и рычаг выключателя 1 в разомкнутое положение. Чтобы
избежать изменения направления магнитного потока через подвижный магнитный элемент 3 при прохождении
через последовательно включенную катушку 11 чрезвычайно сильного перегрузочного тока, который может
вызвать задержку или даже полное предотвращение размыкания магнитного элемента 3, концы полюсов 9 и
10 разделены лишь небольшим воздушным зазором, чтобы обеспечить путь с относительно низким
сопротивлением после того, как магнитный элемент 3 разомкнется на небольшое расстояние, а деталь 12
сконструирована таким образом, чтобы насыщаться током в катушке 11, значение которого немного
превышает максимальное значение размыкания.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
Соседние файлы в папке патенты