Магнітний привід для переривника

Реферат: Магнітний привід для переривника містить якір (6), встановлений з можливістю переміщення між першим і другим кінцевим положенням, які відповідають увімкненому і, відповідно, вимкненому положенню переривника, єдину електричну котушку (7) для переміщення арматури (6) у друге положення завдяки подачі електричного струму, постійний магніт (8) для додаткового навантаження якоря (6) в напрямі до другого положення, зовнішнє феромагнітне ярмо (9), яке принаймні частково оточує єдину електричну котушку (7) і феромагнітний сердечник (10), для спрямування магнітного потоку до рухомого феромагнітного якоря (6), вимикальну пружину для постійного навантаження якоря (6) в напрямі до першого положення, який коаксіально встановлений між згаданим якорем (6) і передньою стороною електричної котушки (7), при цьому вимикальна пружина принаймні частково встановлена всередину канавки (12), сформованої в дископодібному якорі (6), розмір якого відповідає зовнішній формі феромагнітного ярма (9). UA 106095 C2 (12) UA 106095 C2 UA 106095 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Область Винаходу Винахід відноситься до магнітного приводу для переривника, який містить якір, встановлений з можливістю переміщення між першим і другим кінцевим положенням, які відповідають вимкненому і, відповідно, увімкненому положенню переривника, єдину електричну котушку для переміщення якоря у друге положення завдяки подачі електричного струму, постійний магніт для додаткового навантаження якоря в напрямі до другого положення, зовнішнє феромагнітне ярмо, яке принаймні частково оточує єдину електричну котушку і феромагнітний сердечник для спрямовування магнітного потоку до рухомого феромагнітного якоря, вимикальну пружину для постійного навантаження якоря в напрямі до першого положення, яка розташована коаксіально між якорем і передньою стороною електричної котушки. Для роботи переривника, головним чином вакуумного переривника середньої напруги, необхідно створювати велику силу для притискання рухомого електричного контакту до відповідного нерухомого електричного контакту. Ця сила може створюватися магнітним приводом. Обидва електричні контакти зазвичай вмонтовуються в полюсну деталь для ізоляції, причому магнітний привід оперує рухомим електричним контактом за допомогою проміжного валу. Проміжний вал зазвичай приводить в дію більше ніж одну полюсну деталь. Для 3-фазного переривника електричної мережі проміжний вал приводить в дію три полюсні деталі за допомогою єдиного магнітного приводу. Документ WO 2008/119785 А1 описує магнітний привід для переривника, який має першу електричну котушку, другу електричну котушку і якір, встановлений з можливістю переміщення між першим і другим кінцевим положенням за допомогою згаданих електричних котушок. Електричні котушки з'єднані зустрічно-послідовно і приводяться в дію одночасно для виконання переміщення якоря між двома кінцевим положеннями. Це технічне рішення забезпечує бістабільний привідний пристрій і для нього необхідні дві електричні котушки. Документ GB 1454354 описує інший магнітний привід тільки з однією електричною котушкою для переміщення якоря в одне з кінцевих положень. Окрім того, вмонтована вимикальна пружина передбачається для створення сили в протилежному напрямі. Вимикальна пружина розташована всередині магнітного приводу, який оточує якір, який також головним чином розташований всередині магнітного приводу для збереження об'єму пристрою якомога меншим. Однак, розташування спеціальних елементів, головним чином ярма, яке оточує увесь магнітний привід, не здатне створювати велику привідну силу. Для роботи сучасних переривників середньої напруги вимагається більша сила для оперування рухомим електричним контактом. Короткий Опис Винаходу Задачею представленого винаходу є надання магнітного приводу для переривника, який містить тільки єдину електричну котушку, яка об'єднана з вимикальною пружиною в компактний блок, придатний для створення великої привідної сили. Ця задача вирішується об'єктом незалежного п. 1 формули винаходу. Окрім того, ілюстративні варіанти виконання винаходу очевидні із залежних пунктів формули винаходу. Згідно з винаходом, вимикальна пружина магнітного приводу має досить великий діаметр і принаймні частково поміщена всередину канавки, сформованої в дископодібному якорі, розмір якої відповідає зовнішній формі феромагнітного ярма. Це означає, що дископодібний якір, який відповідає феромагнітному ярму, є також круглим, маючи головним чином той же діаметр. Іншими словами, винахід пропонує встановлювати вимикальну пружину в канавку всередині якоря магнітного приводу. Переважно, канавка сформована як кільцева канавка з U-подібним поперечним перерізом для надання достатнього простору для встановлення вимикальної пружини. В переважному варіанті виконання, кільцеві канавки головним чином або повністю вміщують вимикальну пружину, якщо магнітний привід перебуває у другому кінцевому положенні. Таким чином, вимикальна пружина головним чином розташована навпроти електричної котушки магнітного приводу для послаблення й впливу та канавки на здатність магнітного приводу створювати силу. В залежності від спеціального застосування, зовнішнє ярмо магнітного приводу, який головним чином формує зовнішні розміри магнітного приводу, може виконуватися різними способами. Для круглого в поперечному перерізі ярма середній діаметр кільцевої канавки переважно знаходиться в інтервалі між внутрішнім ι зовнішнім діаметром електричної котушки. Для ярма з прямокутним поперечним перерізом середній діаметр кільцевої канавки переважно знаходиться зовні згаданого інтервалу, визначеного внутрішнім і зовнішнім діаметром електричної котушки. У цьому випадку, послаблення статичної утримувальної сили магнітного приводу є головним чином прийнятним. 1 UA 106095 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Згідно з переважним варіантом виконання винаходу, принаймні одна вимикальна пружина є циліндричною пружиною стискання досить великого діаметра, яка виготовляється з пружинної сталі і вставляється в кільцеву канавку. Альтернативно, також можна використовувати декілька малих циліндричних пружин стискання, які вставляються в кільцеву канавку одна біля іншої для формування ланцюга з примикаючих одна до іншої окремих пружин стискання, виготовлених з пружинної сталі. Згідно з іншим варіантом виконання винаходу, вимикальна пружина може лежати або безпосередньо на каркасі електричної котушки, який головним чином буде виготовлятися з пластичного матеріалу, або, альтернативно, на додатковій спеціальній пластинці для уникнення шкрябання краями вимикальної пружини каркасу електричної котушки. Тому, згадана спеціальна пластинка переважно виготовляється з листового металевого матеріалу. Для одержання більш компактної конструкції магнітного приводу рекомендується встановлювати кільцевий постійний магніт з осьовою орієнтацією під кільцевою електричною котушкою, яка оточена феромагнітним кільцевим ярмом. В цій конструкції внутрішній сердечник з феромагнітного матеріалу оточений постійним магнітом. Ці та інші аспекти винаходу стануть очевидними і будуть пояснюватися з посиланням на описаний нижче варіант виконання винаходу. Короткий Опис Креслень Нижче детально описується найпереважнійший варіант виконання представленого винаходу з посиланням на додані креслення. Фігура 1 зображає переривник середньої напруги з магнітним приводом, і Фігура 2 зображає поздовжній вид магнітного приводу у першому положенні, Фігура 3 зображає поздовжній вид магнітного приводу у другому положенні, Фігура 4 зображає поздовжній вид іншого магнітного приводу з іншою вимикальною пружиною. Усі креслення є схематичними Детальний Опис Креслень Переривник середньої напруги, як зображено на Фігурі 1, головним чином складається з полюсної деталі 1 з верхнім електричним виводом 2 і нижнім електричним виводом 3 для електричного з'єднання контуру середньої напруги. Для перемикання, нижній електричний вивід 3 з'єднується з електричним контактом, який здатен переміщатися за допомогою проміжного валу 4 в осьовому напрямі між увімкненим і вимкненим положенням. Цей проміжний вал 4 всередині передає механічну енергію магнітного приводу 5 до полюсної деталі 1. Магнітний привід 5 складається з незображеної єдиної електричної котушки для перемикання якоря 6 на відповідні положення, здійснюване магнітними полями. Полюсна деталь 1 додатково містить зовнішній ізоляційний рукав 15, виготовлений з синтетичного матеріалу, для електричної ізоляції полюсної деталі 1 від навколишнього середовища. Ізоляційний рукав 15 утримує і вміщує вставку 16 вакуумного переривника, яка має пару відповідних електричних контактів, як описано вище. Обидва електричні контакти здатні перемикатися всередині вставки 16 вакуумного переривника у вакуумі. Згідно з Фігурою 2, магнітний привід зображений в першому кінцевому положенні, яке відповідає вимкненому положенню під'єднаного незображеного переривника. Магнітний привід використовуєєдину електричну котушку 7 для переміщення якоря 6 у друге положення завдяки подачі електричного струму. На додаток до єдиної електричної котушки 7 передбачається постійний магніт 8, який навантажує якір 6 в тому ж напрямі. Єдина електрична котушка 7, а також постійний магніт 8 оточений зовнішнім феромагнітним ярмом 9 для спрямування магнітного потоку до рухомого феромагнітного якоря 6. Феромагнітне ярмо 9 визначає зовнішні геометричні розміри магнітного приводу, який має круглий поперечний переріз згідно з представленим прикладом. Постійний магніт 8 розташований з осьовою орієнтацією під електричною котушкою 7 для формування компактної конструкції. Феромагнітний блок, який містить зовнішнє феромагнітне ярмо 9, кільцевий постійний магніт 8 і внутрішній феромагнітний сердечник 10, спрямовує магнітний потік до осьового рухомого феромагнітного якоря 6. Для постійного навантаження якоря 6 в напрямі до першого положення, передбачається єдина циліндрична пружина 11 стискання. Циліндрична пружина 11 стискання виготовляється з пружинної сталі і головним чином поміщається всередину відповідної кільцевої канавки 12. Кільцева канавка 12 має U-подібний поперечний переріз і формується як певний тип кільцевого заглиблення. Діаметр кільцевої канавки 12 знаходиться в інтервалі між внутрішнім і зовнішнім діаметром електричної котушки 7, як зображено. Більше того, дископодібний якір 6 пристосований до зовнішньої форми феромагнітного ярма 9. На передній стороні електричної 2 UA 106095 C2 5 10 15 20 25 30 котушки 7 єдина пружина 11 стискання лежить на спеціальній металевій пластинці 13, яка покриває каркас 14 електричної котушки 7. Фігура 3 зображає магнітний привід у відведеному стані згідно з другим положенням, у якому незображена полюсна деталь перебуває в увімкненому положенні. У такому положенні, єдина циліндрична пружина 11 стискання повністю стиснута і повністю поміщена всередину кільцевої канавки 12. В іншому варіанті виконання згідно з Фігурою 4, замість єдиної пружини стискання передбачено декілька малих циліндричних пружин 11а, 11b стискання (наприклад) Ці декілька циліндричних пружин 11а, 11b стискання також виготовляються з пружинної сталі і вставляються в кільцеву канавку 12’ Для вміщення циліндричних пружин 11а, 11b стискання і так далі, відповідна кільцева канавка 11’ має більший поперечний переріз ніж у першому варіанті виконання, як описано вище. Винахід не обмежується переважними варіантами виконання, як описано вище, які представлені тільки у вигляді прикладу, проте можуть модифікуватися різними способами в рамках правового захисту, визначених наступною формулою винаходу. Позиційні позначення 1 Полюсна деталь 2 Верхній електричний вивід 3 Нижній електричний вивід 4 Проміжний вал 5 Магнітний привід 6 Якір 7 Електрична котушка 8 Постійний магніт 9 Феромагнітне ярмо 10 Феромагнітний сердечник 11 Пружина стискання 12 Кільцева канавка 13 Спеціальна пластинка 14 Каркас електричної котушки 15 Ізоляційний рукав 16 Вставка вакуумного переривника ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 60 1. Магнітний привід для переривника, який містить: - якір (6), встановлений з можливістю переміщення між першим і другим кінцевим положенням, які відповідають вимкненому і, відповідно, увімкненому положенню переривника, - електричну котушку (7) для переміщення якоря (6) у друге положення завдяки подачі електричного струму, - постійний магніт (8) для додаткового навантаження якоря (6) в напрямі до другого положення, - зовнішнє феромагнітне ярмо (9), яке принаймні частково оточує електричну котушку (7) і феромагнітний сердечник (10), для спрямування магнітного потоку до рухомого феромагнітного якоря (6), - вимикальну пружину для постійного навантаження якоря (6) в напрямі до першого положення, яка коаксіально встановлена між згаданим якорем (6) і передньою стороною електричної котушки (7), який відрізняється тим, що вимикальна пружина принаймні частково поміщена всередину канавки (12), сформованої в якорі (6), що має дископодібну форму і розмір якого відповідає зовнішній формі феромагнітного ярма (9). 2. Магнітний привід за п. 1, який відрізняється тим, що канавка (12) сформована як кільцева канавка з U-подібним поперечним перерізом. 3. Магнітний привід за п. 2, який відрізняється тим, що кільцева канавка (12) головним чином виконана з можливістю вміщення вимикальної пружини для послаблення впливу пружини і канавки (12) на здатність до створення сили. 4. Магнітний привід за п. 1, який відрізняється тим, що для ярма (9) з круглим поперечним перерізом середній діаметр кільцевої канавки (12) знаходиться за величиною в інтервалі між внутрішнім і зовнішнім діаметром електричної котушки (7). 5. Магнітний привід за п. 1, який відрізняється тим, що для ярма (9) з прямокутним поперечним перерізом середній діаметр кільцевої канавки (12) лежить зовні інтервалу, який визначений внутрішнім і зовнішнім діаметром електричної котушки (7). 3 UA 106095 C2 5 10 15 20 6. Магнітний привід за п. 1, який відрізняється тим, що вимикальна пружина є циліндричною пружиною (11) стискання, виготовленою з пружинної сталі і вставленої в кільцеву канавку (12). 7. Магнітний привід за п. 1, який відрізняється тим, що вимикальна пружина складається з декількох примикаючих одна до іншої циліндричних пружин (11а, 11b) стискання, виготовлених з пружинної сталі і вставлених в кільцеву канавку (12′). 8. Магнітний привід за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні одна пружина (11; 11а, 11b) стискання лежить принаймні частково безпосередньо на каркасі (14) електричної котушки (7). 9. Магнітний привід за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні одна пружина (11; 11а, 11b) стискання лежить принаймні частково безпосередньо на спеціальній пластинці (13), яка покриває каркас (14) електричної котушки (7). 10. Магнітний привід за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що кільцевий постійний магніт (8) встановлений співвісно і під кільцевою електричною котушкою (7), оточеною феромагнітним хомутом (9). 11. Переривник середньої напруги, який має магнітний привід за будь-яким із пп. 1-10 та містить принаймні одну полюсну деталь (1) з вмонтованою парою відповідних електричних контактів, при цьому один з електричних контактів кожної полюсної деталі (1) встановлений з осьовою орієнтацією всередину полюсної деталі (1) для формування електричного перемикача, виконаного з можливістю оперування ним проміжним валом (4) за допомогою якоря (6) магнітного приводу (5) за одним із попередніх пунктів. 12. Переривник середньої напруги за п. 11, який відрізняється тим, що має три полюсні деталі (1), які формують 3-фазний переривник електричної мережі. 4 UA 106095 C2 5 UA 106095 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6