SU1707645A1 - Автоматический выключатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы, повышение точности и упрощение конструкции и калибровки . Отличительной особенностью выключател   вл етс  то. что клапан (К) 22  кор  (Я) 21 снабжен сквозным отверстием 26, площадь которого меньше площади сечени  сердечника С(16). а ось смещена отно- сительно оси С 16, выполненного с выступом 17, высота которого больше рассто ни  между С 16 и К 22, хвостовик 23 Я 21 разделен на две ветви - ударную 25 и центрирующую 24. Скоба мэгнитопровода 7 в одной ветви 25 снабжена немагнитным

Description

Изобретение относитс  к электрстехнике , в частности к автоматическим выключател м .

Цель изобретени  - повышение надежности работы, повышение точности и упрощение конструкции и калибровки с одновременным снижением потребл емой мощности.

На фиг. 1 представлен предлагаемый автоматический выключатель, общий вид; на фиг. 2 - электромагнитный максимальный расцепитель тока после установлени  и фиксации подгибом хвостовика немагнитного торцового упора наклона  кор  к сердечнику и соответствующего наклона усили  воэвр-зтной пружины, исходное положение: на фиг- 3 - то же, после уста эвле- ни  и Фиксации подгибом хвослоэика дополнительного немагнитного торцового упора наклона к сердечнику и соответствующего наклона усили  возвратной пружины, исходное положение, вид сверху, на фиг. 4 - то же. в корпусе выключател , исходное поло .ение. вид сбоку, ьа фиг. 5 - то же, при срабатывании в момент разворота ударной ензтвью хвостовика  кор  фиксатора защелки зацеплени  и освобождени  рычать механизма свободного расцеплени ; на фиг. 6 - то же. при ср абзтывании в к-.)МЈч- замыкани  чкор  с сердечником вид сверху: на фи: . - т& ж, при срабатывании в момент замыкани   коре с сердечником , вид снизу; на фиг, 8 и 9 - то же. подгибом хвостовика немагнитного торцового упора фиксированы наклоны  кор  к сердечнику, отличающиес  по величине от предусмотренного наклона в пределах допуска , исходное положение; на фиг. 10 - т говые характеристики электромагнитных максимальных расцелителей тока автоматических выключателей предлагаемого и известного , выражающие зависимость усили , развиваемого клапаном, от количества ампер-витков при одинаковых токовых катушках и рабочих зазорах по оси сердечника; на фиг. 11 - то же. выражающие зависимость усили , развиваемого клапаном.

при токе нагрузки, превышающем уставку по току срабатывани  в 1.2 раза (672 AW). от величины рабочего зазора.

Т говые характеристики обоих расцепителей сн ты экспериментально при одинаковых токоьых катушках и нагрузках. Усили  прот жени  клапанов к сердечникам замер лись на одном рассто нии от их точек опорг;.

Пре;;паг мый автоматический выключи---л ,, содержит (фиг. 1) в изол ционном 1 гаси R iI но-контэктный механизм 2, гфиесднс. механизм 3 свободного рэс- цегпени. ф кратер защелки зацеплени ,

т---- ювой i «сбиметаллический расцепитель 5 и электромагнитный максимальный рб„-ц . г,ите,гю G г о к. ч, включающий скобу магнитофона с двум  ветв ми 8 и 9, заканчивающимис  сось ветствечно торцом 10 с

20

ion;

.ите-тьчым немагнитным торцовым

упором И с хаостовнком 12 и торцом 13. разделенным пазом 14 с возвратной стальной гружиной 15 в ветв1.: 8, сердечник 16 с выступом 17 и токовой катушкой 18, концы

1S проводов которой заведены е прорези 20 ветьи У, жсс -ко закрепленный на скобе магнитопровода 7 между сеть ми 8 и 9 плоский  корь в сборе, наход щийс  на дополнительном немагнитном торцовом упоре 11, и

стэльнсГ , соедин ющий «сгк магнитный шунт .ь 21 с дном пазэ 14 ;,ружиьь« 15 наклонно относительно сердечника 16. образу  в обеих ветв х 8 и 9 скобы магнитопровода 7 с их торцами 10 и 13 немагнитные

зазоры А.и В. выполненные рычагом с клапаном 22 и хвостовиком 23 с двум  ветв ми- центрирующей 24, уход щей в возвратную стальную пружину 15. как в магнитный экран от стенок паза 14, и ударной 25, вэаимодействующей с фиксатором 4 защелки зацеплени , имеющей два отверсти  26 и27 в клапане 22 дл  пропускани  выступа 17 сердечника 16 и дл  пропускани  хвостовика 12 дополнительного немагнитного орцоеого упора 11.

Электромагнитный максимальный расцепитель 6 тока торцами боковых устзновочных прорезей 28 в ветв х 8 и 9 скобы магнитопровода 7 свободно лежит на нижних ступен х 29 двухступенчатых уступов 30 корпуса 1, предотвращающих его смещение .

Рабочий ход С  кор  21, равный воздушному зазору между клапаном 22  кор  21 и торцом сердечника 16 (рассто ние от торца сердечника до клапана в воздушном зазоре между ними замеренное по оси сердечника 16), соответствующее ему усилие возвратной стальной пружины 15, противодействующее движению клапана 22  кор  21 к сердечнику 16, и заглубление выступа 17 сердечника 16 в сквозное отверстие 26 клапана 22 определ ют уставку по току срэба- тывани , котора  устанавливаетс  и фиксируетс  у электромагнитного максимального рзсцепител  6 тока предложенного выключател  вне корпуса выключател  (либо в выключателе) подгибом хвостовика 12 немагнитного торцового упора 11. При этом клапан 22  кор  21 образует мерный воздушный зазор D с выступом 17 сердечника 16 по поверхности заглублени , а центрирующа  ветвь 24 хвостовика 23  кор  21 - зазор Е с дном паза 14. причем воздушный зазор D не превосходит по величине рассто ние от торца сердечника 16 до клапана 23, а зазор Е может превосходить зазор А незначительно (фиг. 2 и 3).

Электромагнитный максимальный рэс- цепитель тока фиксируетс  жестко в положении , прин том им на двухступенчатых уступах 30 в корпусе 1 поджатием скобы мэгнитопровода 7 крышкой выключател  31 при зат жке креплени  32 крышки, при этом остаетс  зазор  кор  21 с корпусом 1 и крышкой 31 выключател , ограничивай:.щий Соковое смещение  кор  21 при сближении с сердечником 16 (фиг. 4).

Автоматический выключатель работает следующим образом.

Быстав-ение устэвки по току срабатывани  электромагнитного максимального расцепител  6 тока может осуществл ютьс  как в выключателе, так и вне выключател . Отвертку или иной инструмент прижимают к хвостовику 12 дополнительного немагнитного торцового упора 11 и подгибают его неупругим изгибом в направлении выступа 17 сердечника 16. Свободный конец хвостовика 12, упира сь в клапан 22, разворачивает  корь как одноплечий рычаг, сид щий на дополнительном немагнитном торцовом упоре 11, и сжимает возвратную пружину 15. При этом выступ 17 сердечника 16 заглубл етс  в сквозное отверстие 26. Мерностью неупругого изгиба хвостовика 12 дополнительного немагнитного торцового

упора в направлении сердечника 16 служит

0 заглубление выступа 17 в сквозное отверстие 26 клапана 22, изгиб хвостовика провод т до положени , при котором кромки торца выступа 17 наход тс  в пределах толщины клапана 22 (фиг. 2-4).

5После прекращени  неупругого подгиба и сн ти  отвертки с хвостовика 12 он продолжает, упира сь в клапан 22, удерживать  корь 21 в установленном положении, при котором сердечник 16 и его выступ 17 образуют с клапаном 22  кор  21 воздушные зазоры: С, равный рабочего ходу  кор , и D, меньший рассто ни  от торца сердечника 16 до клапана 22.

Таким образом, единым процессом не- упругого подгиба хвостовика 12 дополнительного немагнитного торцового упора 11 устанавливаютс  и фиксируютс  рабочий ход С  кор  21. усилие возвратной пружины 15, воздушный зазор D между заглублен0 ным выступом 17 сердечника 16 и клапаном 22, которые конструктивно обеспечивают заданную уставку по току срабатывани  при необходимом числе ампер-витков токовой катушки.

5 На практике установление мерного заглублени  выступа 17 в сквозное отверстие 26 клапана 22 неупругим изгибом хвостовика 12 может привести к результату, при котором кромки торца выступа 17 выход т за

0 толщину клапана 22 в одну или доугую сторону (фиг. 8 и 9). При выходе кромок торца выступа 17 из клапана 22 на величину, не превышающую 1/2 толщины клапана (фиг. 8). рабочий ход С  кор  21 уменьшаетс ,

5 однако уставкэ по току срабатывани  электромагнитного максимального расцепител  тока остаетс  прежней, так как усилие прит жени   кор  21 в направлении срабатывани  при конкретной установившейс 

0 величине тока нагрузки не возрастает из-за увеличени  зазора D. сжати  пружины и по влени  усили  прит жени  клапана 22 к кромке торца выступа 17 в направлении, преп тствующем срабатыванию.

5Выход кромки торца выступа 17 из клапана 22 в другую сторону (фиг. 9) на величину , не превышающую 1/2 толщины клапана 22. увеличивает рабочий ход С  кор  21 и образует зазор С между кромкой торца вы0 ступа 17 и клапаном 22. В этом случае устав- ка по току срабатывани  остаетс  прежней (или может незначительно снизитьс ), так как зазор С -D, уменьшаютс  противодействующее усилие пружины и потери мэгнит5 нога потока в заглублении.

В цепи защищаемого энергоприемникэ при токе нагрузки, проход щем по намагничивающей катушке 18 и не превышающем

0,8 уставки по току срабатывани , силы магнитного прит жени  клапана 22  кор  21 к выступу 17 сердечника 16 меньше усили  возвратной пружины 15, преп тствующей их сближению. Электромагнитный мэкси- мальный расцепитель 6 тока остаетс  в исходном состо нии,  корь 21 наклонен относительно сердечника 16 и как одноплечий рычаг лежит на ребре немагнитного торцового упора 11 и стальной возвратной пружине 15, усилием которой поджат к хвостовику 12 дополнительного немагнитного торцового упора 11 до соприкосновени  кромки отверсти  27 с внутренней гранью хвостовика 12 и наружной поверхности кла- пана 22 со свободным концом хвостовика 12. Усили  магнитного прит жени  клапана 22  кор  21 к торцу сердечника 16 (зазор С), к торцам ветвей 8 и 9 (зазоры А и В) - скобы магнитопроеода 7, торца центрирующей ветви24 хвостовика 23- к дну паза 14 (зазор Е) в сумме значительно меньше усили  прит жени  клапана 22 к выступу 17 (зазор D) (фиг. 1-4).

Ток в защищаемой цепи, проход щий по намагничивающей катушке 18, достиг 0,8 устзвки по току срабатывани  и продолжает нарастать. Рабочий магнитный поток (зазор D) концентрируетс  на кромке выступа 17 сердечника ч 6 и распредел етс  по обеим ветв м 8 и 9 с о бы магнитопровода 7 равномерно , так кик сопротивпени  магнитных цепей обеих вете-;й близки по величине из- за наличи  в одно-А зетви 9 дополнительного немагнитного торцового упора 11 воздуш- ного зазора В между клапаном 22 и торцом ветви 9, а в другой ветви 8 в пазу 14 - стальной возвратной пружины 15, соедин ющей ее с клэпаном 22 как магнитьый шунт.

Так как через воздушный заэоо D про- хсдит рабочий мггнитчый поток (D меньше рассто ни  между торцом сердечника 16 и клапаном 221. а через зазоры А, В, С и Е - только часть его то наибольшее усилие прит жени  обеспечиваетс  между кромкой за- сгубленного выступа 17 и клапаном 22, превысив усилие возвратной пружины 15, оно определ ет трогание ькор  21, отход его клапана 22 от свободного конца хвостовика 12 дополнительного немагнитного торцово- го упора 11. Составл юща  усили  прит же- ни  клапана 22 к заглубленному выступу 17 направлена вдоль клапана 22, что оставл ет  корь 21 поджатым, сохран ет соприкосновение кромки пр моугольного отверсти  27 с внутренней гранью хвостовика 12 и обуславливает перемещение  кор  21 только по дуге окружности (фиг. 5).

После трогани   кор  21 воздушные зазоры А, В, С и Е уменьшаютс , суммарное

силие прит жени  клапана возрастает незначительно , так как увеличиваютс  зазор D, усилие возвратной пружины 15 и дол  магнитного потока, не участвующа  в прит жении (магнитный поток по поверхности заглублени ), Однако  корь 21 продолжает двигатьс  к сердечнику 16, так как рост тока, величины и доли рабочего магнитного потока в зазоре С между торцом сердечника 16 и клапаном 22 и силы прит жени  клапана 22 к сердечнику 16 более крутой, чем рост усили  возвратной пружины 15. По мере приближени   кор  21 к сердечнику 16 зазор D продолжает расти, а магнитный поток торец сердечника 16 - клапан 22 становитс  определ ющим, выступ 17 сердечника 16, РЫХОДИТ за пределы толщины клапана 22, центрирующа  ветвь24 хвостовика23 «кор  21 входит в паз 14, от стенок которого она изолирована стальной возвратной пружиной 15, усилие прит жение торца центрирующей ветви 24 к дну паза 14 и усилие прит жени  гкор  21 к торцу ветви 8 преп тствуют боковому смещению  кор  усилием прит жени  к выступу 17 по поверхности заглублени . Ударна  ветвь 25 хвостовика 2Г  кор  22 приС-чижаетс  к фиксатору 4 I.1 эй к и зацеплени  и. пройд  рассто ние S, дсстигает его при рабочем ходе 19% от исходного С. .

Достигнув фиксатора 4 защелки зацеплени  ударна  ветвь 25 хвостовика 23  кор  2 разворачивает его и освобо -дэет от зацеплени  рычаг свободного расцеплени  при рабочем ходе 9% от исходного С. Дальнейшее прит жение  кор  к сердечнику не используетс . Когда  корь достигает сердечника (фиг. 6 и 7), зазоры С, А. В и , а зазоо D принимает максимальное значение и, если дополнительный немагнитный торцовый упор установлен выше торца ветви скобы, . тк-н й зазор В сохганг-.. величину. После освобождени  рычага свободного расцеплени  контактодержатели гасительно- контрольного устройства 2 расход тс  и цепь тока нагрузки прерываетс . Усилием возвратной пружины 15  корь 21 возвращаетс  в исходное положение.

Предложенный автоматический выключатель позвол ет рационально использовать распределение магнитного потока и усили  прит жени   кор  при работе электромагнитного максимального расцепител  тока, что влечет за собой повышение надежности защиты, обеспечение стабильности врем токовых характеристик срабатывани  и несрабатывани  и снижение потребл емой мощности.

Предлагаема  конструкци  автоматического выключател  позвол ет повысить качество и точность калибровки, осуществл ть установку и фиксацию устэвки по току срабатывани  электромагнитного максимального расцеплени  тока единым процессом подгиба хвостовика дополнительного немагнитного торцового упора, в том числе вне выключател  и его цепи, без тока. Это влечет за собой снижение требований к уровню квалификации рабочего персонала.

У известного устройства калибровку ведет электроперсонал на стенде под током, квалификаци  - 4-5 разр д. Установку ус- тавки по току срабатывани  электромагнитному максимальному расцеплению тока предложенного выключател  провод т вне аппарата, без тока - в процессе сборки, квалификаци  - 2-3 разр д.

Это исключает дорогосто щие стенды, уменьшает расход меди, так как предложенна  конструкци  выключател  обеспечивает рабочие характеристики при меньшем, чем у прототипа, числе ампер-витков, исключает затраты электроэнергии на работу стендов. уменьшает ручной труб (нет вращени  винта и фиксации мастикой) и снижает затраты времени на установку и фиксацию устэвки по току срабатывани .

У известного устройства установка ус- таеки - не более 50 с. фц сацп  мзстикой (до высыхани ) - не менее 300 с. У предложенного автоматического выключател  установка уставки и фиксаци  - не более 5 с.

Предлагаема  конструкци  автоматического выключател  по сравнению с известно/ более проста и экономична по расходу мзтерийпос не требует неразъемного креп- гени  магннтепроводз к когг.су. не имеет сегулиос зочногс е/нтз и кол-ачкэ еозврат- ной пр-.-.-кины. не требуем про-очки сердечника и немагнитной шайбы фиксации каркаса токовой катушки на сердечнике. Кроме того, уменьшен расход стали и у известного устройства магнитопровод выполнен из стали толщиной 2 мм. а у предложенного выключател  - из стали толщиной 1 мм.

Вес электромагнитного максимального расцепител  тока предложенного автоматического выключател  (10.7 г) ниже, чем у известного (18.1 г) (дл  одинаковых номинальных токов).

Полезный рабочий ход  кор  предложенного расцепител . используемый дл  сброса защелки, составл ет 81% (у известного 29%).

Claims (3)

1. Автоматический выключатель, содержащий корпус, гэсительно-контактный ме- 5 ханчзм, приходной механизм свободного расцеплени , фиксатор защелки зацеплени , тепловой термобиметаллический расцепитель и электромагнитный максимальный расцепитель тока, включающий

0 скобу магнитопровода с в тв ми и торцовым упором, сердечник, жестко закрепленный на скобе магнитопровода между ее ветв ми, токовую катушку, плоский  корь, расположенный на торцовом упоре скобы

5 магнитопровода, удерживаемый на нем усилием регулируемой возвратной пружины с угловым воздушным зазором относительно сердечника и выполненный в виде рычага с пр моугольным отверстием, через которое

0 проходит хвостовик торцового упора скобы магнитопровода, с клапаном и хвостовиком, взаимодействующим с фиксатором защелки зацеплени  при срабатывании, отличающийс  тем, что, с целью повышени 

5 надежности работы, повышени  точности, упрощени  конструкции и калибровки с одновременным снижением потребл емой мощности, клапан  кор  выполнен со скзоз- ным отверстием, сердечник выполнен с вы0 ступом, выступ з а л у б л е н в сквозное отверстие клапана  кор  и образует пс поверхности заглублени  воздушный зазор, размер которого не превосходит размера воздушного зазора между сердечником и

5 клапаном  кор , скоба магнитопровода в одной ветви снабжена дополнительным немагнитным торцовым упором дл  плоского  кор  и образует с клапаном  кор  немагнитный зазор, з в др-угс-й ее еетв. размгще0 на стальна  возвратна  пружина, соедин юща  скоб .-1 мэгнитопровода с клапаном  кор  как мз нитный шунт, при этом наклон  кор  к сердечнику устанавливаетс  и фиксируетс  подгибом хвостовика допол5 нительного немагнитного торцового упора, а ось сквозного отверсти  клапана  кор  смещена относительно оси выступа сердечника так. что выступ сердечника расположен эксцентрично относительно указанного отвер0 сти  в направлении продольной оси  кор .

2. Выключатель поп. 1, о т л и ч а ю щ и- й с   тем, что хвостовик  кор  разделен на две ветви - ударную и центрирующую, причем центрирующа  ветвь заходит е сталь- 5 ную возвратную пружину.

3. Выключатель поп, 1,отличающи- й с   тем, что высота выступа сердечника выполнена больше размера воздушного зазора между клапаном  кор  и сердечником.

16

18

25

/У

&«.

Е

CS4

N

Јi

/

Г

4j

S

i

«

ч

.л- .v .

ч

Фиг. 6

SS

Фиг. 8

//

Фиг. 9

25