Индукционно-динамический привод

 

Изобретение относится к области электроаппаратостроения ,в частности, к быстродействующим приводам коммутационных аппаратов. Цель изобретения - повышение КПД привода. При включении управляемых вентилей 27 и 28 накопители конденсатора 26 разряжаются на двухсекционные секции 2, 3 или 4, 5. В обмотках катушек 8, 9, охватывающих магнитопровод 1, наводится ЭДС. При определенной величине ЭДС включается управляемый вентиль 18. Взаимодействие тока в катушках 8, 9 с потоком в магнитопроводе 1 приводит к возникновению пары сил, действующих на якорь 7 с катушками 8 и 9. Повышение КПД привода достигается за счет выполнения катушек 8, 9 многовитковыми и за счет коммутации указанных катушек с помощью вентиля 18 при максимуме ЭДС. 3 ил.

„Я0„„ 42ЯЯ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 ц4 Н 01 H 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4322799/24-07 (22) 29, 10,87 . (46) 15.04,89, Вюл. ¹ 14 (71) Томский политехнический институт им, С.М.Кирова (72) P.Я,Кляйн и В,И,Попов (53) 621.3.667.5 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1417056, кл. Н 01 Н 3/28, 1987. (54) ИНДУКЦИОННО-ДИНАМИЧЕСКИЙ

ПРИВОД (57) Изобретение относится к области злектроаппаратостроения, в частности к быстродействующим приводам коммутационных аппаратов. Цель изобретения — повышение КПД привода. При

<1 включении управляемых вентилей 27 и

28 накопители конденсатора 26 разряжаются на двухсеKL?HGHHble секции 2, 3 или 4, 5, В обмотках катушек 8, 9, охватывающих магнитопровод 1, наводится ЭДС. При определенной величине ЭДС включается управляемый вентиль 18. Взаимодействие тока в катушках 8, 9 с потоком в магнитопроводе 1 приводит к возникновению пары сил, действующих на якорь 7 с катушками 8 и 9. Повышение КПД привода достигается за счет выполнения катушек 8, 9 MHQFQBHTKDBblMH и за счет коммутации указанных катушек с помощью вентиля 18 при максимуме ЭДС. ф

3 ил, 1472962, Изобретение относится к электроаппаратостроению, в частности к быстродействующим-приводам коммутационных аппаратов.

Цель изобретения — повышение КПД привода, На фиг. I приведено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг ° 2в схема соединения обмоток; на фиг.3 — 10 диаграмма переходных процессов в приводе.

Привод состоит из тороидального магнитопровода 1, выполненного, например, из ленточной электротехнической стали, на котором в радиальных плоскостях размещены две катушки, каждая из которых состоит из двух секций 2, 3 и 4, 5 (фиг.2), Магнитопровод заключен в изоляцион- 20 ный каркас 6 и имеет разъем для удобства сборки привода, Якорь 7 выполнен в виде многовитковых катушек 8 и 9, охватывающих магнитопровод 1. Катушки 8 и 9 укреплены между 25 жесткими рамками 10 из изоляционного материала и размещены между секциями

2, 4 и 3,5, Рамки 10 при помощи гаек Il и 12 закреплены на двух полуосях l3 l4, которые установле- 30 ны в подшипниках 15, размещенных во фланцах 16 и l7. Между полуосями 13 и l4 установлен управляемый вентиль

18, который зажат гайками 19 и 20 и изолирован от пблуосей прокладками

21, К аноду вентиля 18 присоединен один вывод катушки 8 якоря, а к катоду — один вывод катушки 9, Свободные.выводы катушек 8 и 9 соединены так, что в возбужденном состоянии 40 наведенная в них ЗДС складывается, Управляющий электрод вентиля соединен через резистор 22 и стабилитрон

23 с анодом вентиля 18, Стабилитрон и резистор размещены между рамками 45

10 якоря. Секции 2, 3 и 4, 5 прикреплены к изоляпионным рамкам 24, которые присоединены.к торцам дистанционным сегментов 25, жестко связанных с каркасом 6 и фланцами 16 и 17.

Схема соединения катушек и секций привода представлена на фиг.2. Секции ? и 3, а также секции 4 и 5 соединены между собой последовательно, Питание привода импульсным током

Осуществляется от батареи накопитель ных конденсаторов 26 через управляемые вентили 27 и 28, включаемые поочерецно, На приводе устаноглено фиксирующее устройство, например, в виде кулачкового механизма, барабан. которого 29 закреплен на полуоси 13, а кулачок 30 установлен на фланце 16.

В исходном состоянии якорь 7 фиксирован при помощи фиксирующего устройства 29 (30) в одном из крайних положений. При этом катушка 8 якоря прижата, например, к секции 2 одной плоскостью, а катушка 9 якоря прижата к секции 3 другой плоскостью так, что якорь 7 вместе с полуосями 13 и

l4 имеет возможность свободного перемещения в одном направлении. Управляемый вентиль 18 закрыт.

Привод работает следующим образом.

При подаче импульса тока i от накопителя 26 на секции 2 и 3 через вентиль 27 в тороидальном магнитопроводе 1 создается магнитный поток Р (фиг. 2 и 3), который, пронизывая контуры катушек 8 и 9 якоря, индуцирует в каждой из них ЗДС, которая благодаря схеме соединения катушек складывается и прикладывается к вентилю 18. Параметры стабилитрона 23 и резистора 22 подобраны так, чтобы стабилитрон пробивался при напряжении, близком к минимальному значению

ЗДС е. При этом учитывается время включения управляемого вентиля 18 таким образом, -чтобы полное открытие вентиля происходило в момент, соответствующий максимуму ЗДС е. После открытия вентиля 18 ЗДС якорных катушек мгновенно спадает до нуля, а ток в них скачком возрастает до максимума. Так как к моменту открытия вентиля 18 в магнитопроводе 1 поток достигает максимума, то после открытия вентиля происходит увеличение потокосцепления якорных катушек, т.е. катушки 8 и 9 с максимальным током i как бы схватывают максималь11 tl

z ный магнитный поток, пронизывающий эти катушки, В результате взаимодействия тока i с потоком Р создается электродинамическая сила, действующая на катушки 8 и 9, Причем эта сила максимальная. Учитывая, что зазор между катушками 8 и 9 якоря и секциями 2 и 3 индуктора до открытия вентиля 18 остается минимальны,, то в момент действия сил имеет место наибольшая магнитная связь между этими катушками, Зто способствует максимальной передаче энергии из накопителя в индуктор,. а от него — в якорь.

1472962

Так как силы, действующие на катушки

8 и 9, смещены относительно оси вра-. щения якоря диаметрально на величину, определяемую средним радиусом магни5 топровода 1, то на ось якоря действует пара сил, создающая вращающий момент на оси. Якорь привода скачком повернется на угол, определяемый местом расположения секций 3 и 4 на магии- 1О топроводе. При помощификсатора 29 (30) якорь фиксируется в конечном положении так, что катушка 8оказывается прижатой одной плоскостью к секции 4, а так, что катушка 8 оказывается прижа- 15 той одной плоскостью к секции 4, а катушка 9 — к секции 5 другой плоскостью. В таком положении привод готов для срабатывания в обратном направлении, Для срабатывания привода 20 в обратном направлении подается импульс тока от накопителя 26 через вентиль 28 на секции 4 и 5. Процесс срабатывания происходит по описанной схеме. 25

При повороте якоря привода управляемый вентиль 18, резистор 22 и. стабилитрон 23 поворачиваются вместе с ним и не испытывают ударных нагрузок, так как они установлены на оси 36 привода, Выполнение якоря привода в виде многовитковых катушек и включение в цепь этих катушек управляемого вентиля, резистора и стабилитрона позволяет увеличить коэффициент преобразования энергии накопителя, формировать процесс разгона якоря и, тем самым, повысить быстродействие привода.

Формула изобретения

Индукционно-динамический привод, содержащий тороидальный магнитопровод, две катушки и якорь, причем каждая из катушек выполнена в виде двух секций, расположенных на магни-. топроводе диаметрально противоположно, якорь установлен на оси, совпадающей с осью магнитопровода и выполнен в виде двух рамок, охватывающих магнитопровод и расположенных диаметрально-противоположно, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПЛ привода, в него введены управляемый вентиль, стабилитрон и резистор, причем две рамки якоря выполнены в виде двух многовитковых катушек, две многовитковые катушки якоря включены согласно и с управляемым вентилем образуют замкнутую последовательную цепь так, что полярность индуктированной ЭДС в многовитковых катушках якоря coBIIB дает с проводящим направлением управляемого вентиля, катод стабилитрона соединен с анодом вентиля, а анод стабилитрона через резистор подключен к управляющему электроду вентиля.

1472962

? 19 14. авиаl

ii„

F, 4

Фиг 3

Составитель А,Колядин

Редактор М.Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор И.Иуска

Заказ )718/51 Тираж б94 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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