RU78604U1

RU78604U1 - Быстродействующий автоматический выключатель с датчиком скорости перемещения якоря и устройством управления током катушки электромагнита

Info

Publication number: RU78604U1
Application number: RU2008125965/22U
Authority: RU
Inventors: Эльхан Шахбаба оглы Мурадов; Василий Александрович Никифоров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Технос"
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2008-11-27

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к быстродействующим выключателям. Быстродействующий выключатель с датчиком скорости перемещения якоря и устройством управления током катушки электромагнита содержит микропроцессорное устройство, блок силовых ключей, датчик скорости перемещения якоря, датчик включенного состояния выключателя, электромагнитную систему П-образного типа. Раскрывается возможность за счет ограничения скорости перемещения якоря и соответствующего управления током в катушке электромагнита в течение всего процесса включения выключателя исключить из его конструкции механизм свободного расцепления при сохранении приемлемой величины времени отключения, вследствие чего увеличивается механический ресурс, надежность и упрощается обслуживание быстродействующего выключателя. 1 п. ф-лы. 1 фиг. черт.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к быстродействующим выключателям.

Быстродействующие выключатели (БВ) известны из следующих источников:

1. А.И.Голубев. Быстродействующие автоматические выключатели. - М. - Л.: Энергия, 1964, стр.23-29;

2. Патент на изобретение RU №2239253, 2003 г.

В первом источнике на стр.25 представлен БВ с механической защелкой. Недостатком этого устройства является увеличение времени отключения БВ за счет дополнительного времени, затраченного на последовательное перемещение элементов защелки.

На стр.27 того же источника изображен выключатель с удерживающей электромагнитной защелкой. Недостатком этого устройства является замедление быстродействия при отключении выключателя за счет дополнительных кинематических связей.

Наиболее близким аналогом к патентуемой полезной модели является устройство по второму источнику. Управление током электромагнита в этом БВ осуществляется с помощью механизма свободного расцепления, в состав которого входят: якорь свободного расцепления, пружина свободного расцепления. И в этом случае основным недостатком БВ является излишняя сложность механической части и необходимость ее настройки квалифицированным персоналом. Исключение механизма свободного расцепления из конструкции влечет за

собой значительное увеличение времени отключения БВ при коммутации на короткозамкнутую нагрузку, так как в процессе включения ток катушки электромагнита остается высоким вплоть до момента замыкания силовых контактов.

В существующих БВ управление током катушки электромагнита обыкновенно осуществляется за счет установки микропереключателя, который в процессе включения БВ срабатывает при достижении определенного положения якорем магнитной системы и обеспечивает переключение с максимального управляющего тока на пониженный ток удержания. Механизм свободного расцепления предотвращает замыкание силовых контактов БВ, пока величина тока катушки электромагнита не уменьшится до величины тока удержания.

Полезной моделью решается задача постоянного ограничения тока на уровне, при котором скорость перемещения якоря БВ не превышает установленной максимальной величины. Следствием ограничения скорости перемещения якоря является обеспечение автоматического уменьшения величины тока катушки электромагнита БВ до уровня величины тока удержания к моменту замыкания силовых контактов БВ.

Технический результат, который достигается полезной моделью, состоит в том, что, за счет управления током катушки электромагнита в течение всего процесса включения, из конструкции БВ представляется возможным исключить механизм свободного расцепления при сохранении приемлемой величины времени отключения, вследствие чего увеличивается механический ресурс, надежность и упрощается обслуживание БВ.

Полезная модель поясняется Фиг.1. БВ содержит микропроцессорное устройство (МПУ) А1, блок силовых ключей (БСК) А2, датчик скорости перемещения якоря (ДС) A3, датчик включенного состояния выключателя (ДВС) А4, электромагнитную систему П-образного типа.

Применение указанных устройств позволяет осуществлять постоянный контроль за величиной скорости перемещения якоря БВ и, в зависимости от

величины скорости, изменять величину тока катушки электромагнита в процессе включения.

Устройство работает следующим образом.

При подаче управляющего сигнала Uвкл на включение БВ МПУ формирует соответствующие управляющие напряжения для БСК. БСК формирует нарастающий ток катушки электромагнита, который через некоторое время достигает величины, при которой начинается ускоренное перемещение якоря. На выходе ДС начинает формироваться прямо-пропорциональное скорости перемещения якоря напряжение, которое поступает на МПУ. В составе МПУ имеется пороговое устройство, которое срабатывает, если скорость перемещения якоря начинает превышать некоторую максимально допустимую величину. МПУ начинает формировать широтно-модулированные импульсы напряжения для управления БСК. Величина формируемого БСК тока электромагнита зависит от ширины управляющего импульса МПУ. Ширина импульса постоянно уменьшается, пока скорость перемещения якоря не станет меньше установленной максимально допустимой величины, после чего ширина управляющего импульса вновь начинает увеличиваться. Если время превышения максимально допустимой скорости оказывается слишком большим, то МПУ передает на БСК соответствующий управляющий сигнал, что приводит к ускоренному снижению тока катушки электромагнита за счет рассеивания энергии магнитного поля на внутренних элементах БСК. В зависимости от конкретных особенностей магнитной системы алгоритм формирования МПУ управляющих импульсов напряжения для БСК может изменяться. Величина максимальной скорости перемещения якоря подбирается таким образом, чтобы к моменту замыкания силовых контактов БВ ток катушки электромагнита успевал уменьшиться до величины тока удержания. При срабатывании датчика включенного состояния МПУ прекращает контролировать сигнал датчика скорости и начинает выдавать на БСК широтно-модулированные импульсы с постоянными временными

параметрами. Параметры широтно-модулированных импульсов подбираются так, чтобы обеспечить величину выходного тока БСК равной величине тока удержания.

После снятия управляющего сигнала Uвкл внутренние силовые ключи БСК размыкаются, энергия магнитного поля катушки рассеивается на внутренних элементах БСК, БВ отключается.

Таким образом, предложено устройство управления током, позволяющее автоматически поддерживать ток катушки электромагнита БВ на уровне, при котором скорость перемещения якоря БВ не превышает установленного максимального значения, что обеспечивает автоматическое уменьшение величины тока катушки электромагнита до величины тока удержания в процессе включения БВ без использования дополнительных механических конструкций.

Claims

Быстродействующий выключатель с датчиком скорости перемещения якоря и устройством управления током катушки электромагнита, содержащий микропроцессорное устройство, блок силовых ключей, датчик скорости перемещения якоря, датчик включенного состояния выключателя, электромагнитную систему П-образного типа, отличающийся тем, что за счет применения датчика скорости перемещения якоря осуществляется ограничение тока катушки электромагнита на уровне, при котором скорость перемещения якоря не превышает установленной максимальной величины, а величина тока катушки электромагнита автоматически уменьшается в процессе включения выключателя до уровня тока удержания.