Электродинамический механизм

 

(1Å (11) .СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

МЯ) Н 01 Н 77 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

»»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

nO PEnAM ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР (ТИЙ (21) 3468686/24-07 (22) 14.07.82 (46) 23.10.83. Бюл. Р 39 (72) Б.А.. Лярский, Б.B. Кулакова и Б.A. Кузнецов (71) Ленинградское электромашнностроительное объединение Электросила им. С.М. Кирова (53) 621. 316.542(088.8) (56) 1. Таев И.С. Электрические контакты и дугогасительные устройства аппаратов низкого напряжения. М., Энергия, 1973, с. 53.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2997614,кл.Н-01 М 71/40, 1980. (54)(57) 1. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ, содержащий корпус из электроиэоляционного материала с пазами и упорами, в котором расположен подпружиненный двуплечий элемент, каждое плечо которого расположено внут» ри отдельногоЧ -образного токопровода и электрически соединено с одной иэ его ветвей гибким соединением, а другая ветвьV -образного токопровода расположена в паэу корпуса, о тл и ч а ю щ.и и с я тем, что, с це;лью повышения быстродействия путем увеличения развиваемого электродинамического усилия, двуплечий подвижный элемент имеет Ч -образную Форму, aV -образные токопроводы расположены с одной стороны от точки закрепления двуплечего подвижного элемента.

2. Механизм по п. 1, о т л и ч а,ю шийся тем, что он снабжен нес.колькими аналогичными механизмами, расположенными по окружности,V-образные токопроводы которых электрически соединены последовательно перемычками, а Ч -образные двуплечие Е подвижные элементы имеют общую ось вращения в виде ротора, расположенного в центре окружности.

3. Механизм по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что он снабжен несколькими аналогичными механизмами, расположенными параллельно в одной плоскости, причем Ч -образные двуплечие подвижные элементы закреплены на рейке, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения.

1050005

Изобретение относится к электротехнике, конкретнее к электроаппаратостроению и, в частности, к автоматическим выключателям.

Известны электродинамические механизмы, выполненные в виде двой- 5 ной петли и используемые в автоматических выключателях для компенсации электродинамического отброса контактов, для электродинамического токоограничения и в качестве элект- 1О родиыамических расцепителей. Эти механизмы представляют- собой Ч -образный токопровод, внутри которого расположен одноплечий поворотный электродинамический элемент, электричес- 15 ки соединенный с одной ветвью V -образного токопровода посредством гибкого соединения или токопроводящего шарнира. Протекающий по механизму ток вызывает притягивание электроди2Ц намического элемента к одной ветви

У-образного токопровода и отталкивание от другой Pl) .

Однако повышение усилия, развиваемого такйми механизмами, связано с увеличением ветвей токопровода и, соответственно, поворотного элемента, что ведет к росту инерционности подвижной части механизма и к снижению его быстродействия.

Наиболее близким к изобретению . по технической сущности является электродинамический механизм, содержащий корпус из электроизоляционного материала с пазами и упорами, в котором расположен подпружиненный 35 двуплечий подвижный элемент, каждое плечо которого расположено внутри отдельного У -образного токопровода и электрически соединено с одной из его ветвей гибким соединением, à 4p другая ветвь У -образного токопровода расположена в пазу корпуса (2) . .Благодаря симметричному располо.жению плеч относительно оси вращения двуплечий электродинамический эле- 45 мент при равной с одноплечим общей длине имеет меньший момент инерции и, соответственно, обладает (при прочих равных условиях) более высоким быстродействием.

Однако дальнейшее увеличение элек- 5 тродинамического усилия этого механизма также требует развития длины ветвей У -образных токопроводов и плеч подвижного элемента, что неизбежно связано с увеличением инерци- 55 онности подвижных частей электродинамического механизма и снижением его быстродействия. При этом возрастает и материалоемкость механизма.

Целью изобретения является повы- Щ шение быстродействия путем увеличения развиваемого электродинамического усилия.

Поставленная цель достигается тем, что в электродинамическом механизме, содержащем корпус из электроизоляционного материала с пазами и упорами, в .котором расположен подпружиненный двуплечий подвижный элемент, каждое плечо которого расположено внутри отдельного Ч -образного токопровода и электрически соединено с одной из его ветвей гибким соединением, а другая ветвь Ч -образного токопровода расположена в пазу корпуса, двуплечий подвижный элемент имеет

V-образную форму, à Y -образные токопроводы расположены с одной стороны от точки закрепления двуплечего подвижного элемента.

При этом электродинамический ме- ханизм может состоять из нескольких аналогичных механизмов, расположенных по окружности, V, -образные токопроводы которых электрически соединены последовательно перемычками, а

V-образные двуплечие подвижные элементы имеют общую ось вращения в виде ротора, расположенного в центре окружности.

Электродинамический механизм может также состоять из нескольких аналогичных механизмов, расположенных параллельно в одной плоскости, причем Ч -образные двуплечие подвижные элементы закреплены на рейке, имеющей воэможность возвратно-поступательного перемещения.

На фиг. 1 изображен электродинамический механизм, выполненный в виде отдельного конструктивного блока, снабженного регулятором тока срабатывания; на фиг. 2 — электродинамический механизм с поворотным ротором; на фиг. 3 - то же, с линейноперемещающейся рейкой.

Электродинамический механизм . состоит из двух идентично выполнен- . ных V -образных токопроводов 1 и 2, установленных в соответствующих пазах изоляционного корпуса 3 и соединенных гибкими соединениями 4 и 5 с плечами Y --образного поворотного элемента б, расположенными между ветвями токопровадов 1 и 2. При этом гибкие соединения 4 и 5 подключены к тем ветвям токопроводов 1 и 2, у которых плечи поворотного элемента б находятся в исходном положении, а токоподвод осуществлен к тем ветвям токопроводов 1 и 2, в направлении к которым необходимо осуществить движение плеч поворотного элемента б.

Последний укреплен на оси 7, установленной в направляющих корпуса 3, и снабжен рычагом 8, который в исходном положении поворотного элемента б прижат к упору 9 пружиной 10 .растяжения. Поворот плеч элемента б ограничивается упорами 11 ° Механизм снабжен регулятором тока срабатывания, представляющим собой регулировочный винт 12, посредством кото1050005

30 кого механизма, представленного на .фиг. 2, при равных размерах токоведущих контуров развивает усилие еще большее. Очевидно, что суммарное

35 .усилие, создаваемое механизмом, состоящим из 11 элементарных механизмов, будет в и раз больше. Кроме того, элементарные механизмы могут располагаться на роторе 16 в нескольких параллельных плоскостях, что позволяет выполнять составные электродинамические механизмы практически любой требуемой в выключателях мощности, причем такие механизмы отличаются сравнительно малой материалоемкостью и высоким быстродействием.

Симметричное расположение на роторе 16 идентично выполненных V --образных подвижных элементов 6 обеспечивает статическую уравновешенность

50 ротора 16 относительно осй 7 его вращения. Это дает воэможность при- .

65 рого скоба 13 перемещается в направ ляющих корпуса 3, изменяя натяжение пружины 10.

При прохождении по токопроводам

;1 и 2,гибким соединениям 4 и 5 и по- воротному элементу 6 токов, превышающих ток срабатывания механизма, момент, создаваемый относительно оси 7 электродинамическими силами контуров, тока двуплечего элемента 6, превышает момент усилия пружины 10. Элемент

6 при этом поворачивается вокруг оси

7 в направлении к токопроводящим ветвям токопроводов 1 и 2 и своим рычагом 8 приводит в действие какойлибо спусковой механизм. Например (фиг. 1), рычаг 8 через систему по воротных рычагов 14 воздействует на

° механизм 15 свободного расцепления выключателя.

Одинаковое направление токов (на фнг.. 1 показано стрелками) в ветвях токопроводов 1 и 2, которые расположены между плечами поворотного элемента 6, обеспечивает суммарное электродинамическое воздействие этих. ветвей на каждое плечо поворотного элемента 6. Поэтому данный электродинамический механизм развивает больший электродинамический поворотный момент.

Выполнение данного электродинамического механизма в виде отдельного блока, снабженного регулятором тока срабатывания позволяет унифицировать его для целого ряда электротехнических йзделий и прежде всего для защитных аппаратов на сравнительно небольшие номинальные токи.

В тех случаях, когда от электродинамического механизма необходимо получить большое усилие при сравнительно высоком быстродействии (например, для максимального расцепителя токоограничивающих выключателей), может быть. использована совокупность нескольких описанных выше электродинамических механизмов, токоведущие части которых выполнены аналогич1 но электродинамическому механизму (фиг. 1) и соединены последовательно, а создаваемые ими усилия суммируются на общей подвижной детали, в качестве которой использован поворотный ротор.

Механизм по второму варианту (фиг. 2) включает в себя шесть электродинамических механизмов. Шесть пар идентично выполненных -образных токопроводов 1 и 2 симметрично установлены по.окружности в пазах изоляционного корпуса 3 и соединены гибкими соединениями 4 и 5 с соот.ветствующими плечами шести идентичных Р -образных подвижных элементов

6, сиввиетрично укрепленных на изоляционном поворотном роторе 16, враща-, ющемся на оси 7. Последовательное электрическое соединение отдельных механизмов осуществлено перемычками <

17. Ротор 16 имеет рычаг 8 (установленный с задней стороны корпуса 3, но на фиг. 2 условно вынесенный в сторону), который связан с пружиной

10, удерживающей ротор в исходном положении (плечи элементов 6 прижаты к упорам 9). Поворот плеч элементов 6 и, следовательно, ротора 16

10 ограничен упорами ll

При токах, превышающих ток,срабатывания данного механизма, ротор 16 поворачивается вокруг оси 7 в направлении, показанном стрелкой на фиг. Z, и своим рычагом 8 оказывает силовое воздействие на спусковой механизм 15 (например, на.механизм свободного расцепления) . В таком электродинамическом механизме. каждое плечо подвижных элементов 6 находится между .спаренными ветвями токопроводов. с одинаковым для каждой пары направлением тока. При этом со стороны одной пары ветвей плечо испытывает суммарное отталкивающее электродинамическое воздействие, а со стороны другой пары — суммарное притягивающее воздействие. Поэтому, по сравнению с механизмом, изображенным-на фиг. 1, каждый отдельный механизм составного электродинамичесменять такой механизм на объектах, подвергающихся ударньм:воздействиям и вибрации.

На фиг. 3 представлен третий варйант исполнения электродинамического механизма, предназначенный для поступательного движения при срабатывании и включающий в себя также шесть электродинамических механизмов.

Соответственно шесть ttap идентично выполненных Ч-образных токопроводов

1 и 2 установлены симметрично по три пары с каждой стороны в пазах изоляционного корпуса 3 и соединены

1050005 гибкими соединениями 4 и 5 с соответствующими плечами шести идентичных У -образных подвижных элементов б, симметрично укрепленных на изоляционной линейноперемещающейся рейке

18 по три элемента с каждой стороны.

Таким расположением элементов б устранены дополнительные реакции в опорах 19 корпуса 3, обеспечивающих линейное перемещение рейки 18. Последовательно электрическое создание токопроводов отдельных механизмов осуществлено токоведущими перемычками 17, установленными между теми ветвями V -образных токопроводсв, в направлении к которым необ- 15 ходимо получить рабочее движение подвижных элементов 6. Последовательное соединение механизмов верхнего и нижнего рядов выполнено перемычкой 20 через токопроводы 21, им .гирующие парные ветви крайних

V-образных токопроводов. Рейка 18 в исходном положении прижата упорами 9 к корпусу 3 и удерживается пру.жиной 10. Перемещение рейки 18 и, 25 следовательно, подвижных элементов

6 ограничено подходом упоров 11 к корпусу 3.

При токах, превышающих ток срабатывания механизма, рейка 18 линейно перемещаетея в опорах 19 и своим толкателем 22 воздействует, например, на механизм 15 свободного расцепления выключателя. .Так как ветви Y -образных токопроводов 1 и 2 и плечи V --образных эле35 ментов б у этого механизма параллельны друг другу, усилия элементарных механизмов поступательного движения могут быть получены несколько большими, чем у поворотных механизмов (фиг. 2), где ветви токопроводов 1 и 2 и плечи элементов б расположены под углом друг к другу.

В электродинамических механизмах для поступательного движения элементарные механизмы также могут быть расположены в нескольких плоскостях (например, в плоскости параллельной или перпендикулярной плоскости изображения на фиг. 3).

Таким образом, в зависимости от расстояния между соседними ветвями токопроводов с одинаковым направлением,тока усилие, развиваемое реально выполненными. механизмами (фиг. 1), оказывается в 1,3-1,4 раза больше, чем у известных двуплечих механизмов при одинаковых размерах токоведущих контуров и прочих равных условиях, а усилие, приходящееся на один элементарный механизм, входящий в составной механизм (фиг.2 и 3), больше в 1,6-1,75 раза по сравнению с известным.

Применение в качестве максимального электродинамического расцепителя в аппарате типа АКЗ (базовый образец) данного поворотного механизма, состоящего из четырех элементарных механизмов, позволяет йри меньших длинах. подвижных элемен. тов снизить ток срабатывания расцепителя с 2100 до 900 А при одинаковом времени срабатывания.

1050005

1050005

Закаэ 8439/51

Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб, д. 4/5 филиал ППП lIaTeíò, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Глеклер

Редактор И. Николайчук Техред Л.Микеш, Корректор О. Билак