CN102867708B - 具有最优化的线圈连接的短路脱扣器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别是用于断路器的短路脱扣器（1），该短路脱扣器具有：布置在线圈架（4）内的衔铁（2）和极（3）；以及布置在线圈架（4）周围的磁轭叠片（6）和端子连接件（7）。本发明的特征在于，在线圈架（4）上缠绕线圈（5），该线圈的两个端部（14，15）能够从同一侧焊接到相应的线圈接头上。

Description

具有最优化的线圈连接的短路脱扣器
技术领域
本发明涉及一种特别是用于断路器的短路脱扣器，该短路脱扣器具有：布置在线圈架内的衔铁和极（Pol）；以及布置在线圈架周围的磁轭叠片和端子连接件。
背景技术
此类短路脱扣器用于断路器中，用于开断并且保护电动机和其它负载。这些短路脱扣器设计成电磁脱扣器，它们基本上包括线圈绕组、线圈架、衔铁、极、挺杆、止动弹簧和磁轭。当断路器达到某个特定的规定电流时，例如在电动机保护中达到的十二倍的额定电流或者在变压器保护中达到十九倍的额定电流时，衔铁吸附。其中，衔铁运动作用于开关锁和可运动的开关件，以断开接触。根据标准，吸动电流在此最大可以波动+/-20%。
在调节范围较大的情况下，由于线圈和绕组线需要更大的承载横断面、更小的匝数、更大的公差，并且因此形成不均匀的磁场，所以难以足够准确地将线圈绕组相对于衔铁和磁轭之间的空隙进行定位，以便能够遵守符合标准的吸动极限。除此之外，还存在问题，即需相对于气隙，将线圈绕组固定在曾经获取的位置上，从而在达到规定电流时以及在短路电流高时，线圈绕组不会沿铁芯重心的方向移动，或者以免线圈收缩以及变形，并因此导致接下来不再遵守吸动极限。
在较高的开断容量下，建立具有相邻绕组匝数的线圈，以避免线圈可能在高短路电流下收缩及变形。由于对于各自的结构尺寸使用统一的线圈架，并且其对于几何上最大的线圈绕组的布置，在线圈架法兰或者磁轭与线圈绕组的最后一匝之间经常会产生缝隙。在相对于衔铁和极之间的气隙，精确地定位线圈绕组后，将一个绕组端部与线圈架法兰或者磁轭粘合，并将另一绕组端部与接头焊接，以固定线圈绕组。
对于具有例如在80A的额定电流下，最高100kA的高开断容量的断路器，必须完全重新计算电流脱扣器组件的尺寸，以掌握热应力，并且实现对此精确的脱扣操作。在此，由于接触负载不断增高，所以脱扣器所需要的力也不断增高。此外，还需注意，80A脱扣器的损耗功率不得大于50A脱扣器的损耗功率，以避免温度的上升。这表示，对应于短路脱扣器的整体布置，必须更有效地构造磁路。
对于目前已知的80A装置，要放弃冲击衔铁系统。为了布置短路脱扣器，提出另一能量水平。脱扣器只需要松开开关锁，并且不必撞击到触桥。这允许不利得多的磁系统。在这种情况下，缺点是：只能更差地避免触点焊接。
发明内容
相应地，本发明的目的在于：实现一种特别是用于断路器的短路脱扣器，其在高开断容量的情况下，具有改进的磁路，并且其中实现了最优化的生产过程。
该目的通过具有权利要求1的技术特征的短路脱扣器得以实现。能够单独或者相互组合使用的有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。
根据本发明，该目的通过一种特别是用于断路器的短路脱扣器得以实现，该短路脱扣器具有：布置在线圈架内的衔铁和极；以及布置在线圈架周围的磁轭叠片和端子连接件。其中，本发明的特征在于，在线圈架上缠绕线圈，线圈的两个端部能够从同一侧焊接到相应的线圈接头上。
本发明的重要特征在于线圈的布置，其既不应影响自身的功能性，同时又应提供最优化的生产过程。这样定位线圈，即线圈垂直地位于线圈架的中心处。随即定位衔铁和极，以达到线圈的最优化的有效系数。这样确定衔铁和极之间的最大气隙，即它位于线圈的垂直中心处。到双金属件的线圈接头能够被拉直，而没有定义的轮廓弯曲或者说复杂的造型，以保证相对于双金属件的平行度。缠绕方向允许接头到双金属件的直线的设计形式。
根据本发明的线圈作为整体制成，无需双金属件和线圈之间或者线圈到端子连接件的附加连接件。这具有优点，即节省部件以及焊接点，并因此节省其电阻。线圈的焊接连接能够从同一侧产生。到端子连接件的线圈接头能够被拉直，并被直接拉至端子连接件。不需要任何到达接头的弯曲或者其它造型。不存在以下的危险：当焊接在线圈和端子连接件之间的连接点时，线圈架融化。
通过根据本发明的线圈的水平调整的位置，电流接头（即在线圈和端子连接件之间，或者说在线圈和双金属件之间）的长度被缩短。所节省的电阻能够用于线圈布置。由于调整的电流电路而稍微恶化的磁路通过提高的电激励进行压缩，使整个脱扣器的电阻不会增大。不存在或者说避免电流脱扣器的整体温度的热增长。这对于确定接头端子或者说整个装置的温度的数值很重要。由此产生符合标准的装置。
根据本发明的、特别是用于断路器的短路脱扣器具有布置在线圈架内的衔铁和极。在线圈架上缠绕有线圈。线圈架被磁轭叠片和端子连接件围绕。磁轭叠片优选地设计为U形。端子连接件环绕包括线圈的线圈架，优选地具有两个成直角相对竖立的支臂。在端子连接件的两个支臂上，优选地布置有磁钢片，该磁钢片优选地设计为U形，并且具有两个支臂以及一个过渡区。其中，磁钢片的过渡区靠在端子连接件的一个支臂上。磁钢片的第一支臂靠在端子连接件的第二支臂上。磁钢片的第二支臂固定在线圈架中。线圈具有两个端部。线圈的一个端部与双金属件连接。线圈的第二端部直接焊接到端子连接件上。线圈的两个端部能够从相同一侧焊接到线圈接头上，以便只需从一侧放置焊接连接部。因此，在安装焊接连接部时，不需要翻转组件。根据本发明的线圈的绕组能实现从线圈端部到组件内部的其接头的直线的以及直接的连接，从而无需任何未定义的轮廓弯曲或者复杂的造型。线圈端部几乎相互平行地延伸，并且通过其直线性提供良好的焊接可能性。线圈端部能够布置在一个层面内。然而也可以考虑，即线圈端部的层面具有小的偏差，该偏差明显小于线圈架的直径。
根据本发明，为了最优化磁路还设计为，磁钢片布置成面对磁轭叠片、靠在端子连接件上。其中，这样设计由磁轭叠片和磁钢片组成的布置，即它们由两个单独的部件制成，而无需到端子连接件的直接机械连接。其中，端子连接件同样设计成单件，该单件用作电流路径。通过附加的磁钢片显著降低了磁损耗。磁钢片未镀铂，并且仅仅定位在磁技术上需要磁钢片的区域中。在磁钢片和端子连接件之间设有形状配合的配对。
优选地，在磁钢片内设计有凹处或者说冲压件。该凹处或者说冲压件轴向平行地相对于短路脱扣器的轴中心布置，以实现用于相邻的线圈匝数的必要的占地面积。在此，只要线圈的布置需要，必需的横断面就能够变化。这也能够最优化整个装置中的安装空间，并且实现制造公差。端子连接件中的相应的自由空间是在磁钢片上转换冲压件的前提条件。
除此之外，在磁钢片上设有凹口，以便线圈端部能够直接焊接到端子连接件上。通过由磁钢片和端子连接件组成的部件的单对，能够产生单独的凹口。这实现最优化的焊接连接和较低的电阻，这是因为在此能够焊接两种同类材料。直接焊接到磁钢片或者镀铂的带状材料上会引起磁电路的明显恶化，并且由于可能的附加焊接，导致提高的生产成本。
另一选项在于，在端子连接件上使用弯曲的焊接区，该焊接区以此种方式提供能够用于连接部件的面。根据必要的电流通过和最低的电阻，最优化该面的大小。在此，能够像焊接一样，转换焊接连接。
由磁钢片和端子连接件组成的单件能够处理成松散材料，其能够但不必彼此形状配合地连接。通过外部造型和公差的协调，部件能够彼此扣合地放置，并且配合地被推入线圈架，以便磁钢片从下方直接压向极面。部件固定连接的费用很昂贵，通过精确配合地装入，或者说通过精确配合地压入线圈架的成形槽避开部件的固定连接。
根据本发明的用于高开断容量的短路脱扣器既具有最优化的磁路，也具有在生产过程中改进的线圈连接。特别是借助于焊接连接放置到短路脱扣器的同一侧上的线圈接头对最优化的生产过程做出贡献。附加使用的磁钢片实现了良好的磁布置，其中电损耗减小。因此总计产生符合标准的用于高开断容量的开关装置，该开关装置既具有改进的磁路，也实现最优化的生产过程。
附图说明
接下来根据实施例以及根据附图阐述本发明的其它优点和实施方式。
图中示意性地示出：
图1以透视图示出根据本发明的短路脱扣器的部分断面，该短路脱扣器具有由线圈架、衔铁、极和线圈组成的布置；
图2以透视图示出根据本发明的短路脱扣器的实施例，该短路脱扣器具有专门的线圈绕组或者说专门的线圈接头；
图3以透视图示出根据图2的实施例，其具有用于线圈接头的焊接连接部；
图4以透视图示出根据本发明的短路脱扣器的第二实施例，其中，在线圈端部和双金属件之间布置有插件。
具体实施方式
图1示出一种根据本发明的特别是用于断路器的短路脱扣器1，该短路脱扣器具有布置在线圈架4内的衔铁2和极3。在线圈架4上缠绕有线圈5。线圈架4被磁轭叠片6和端子连接件7围绕。磁轭叠片6优选地设计为U形。端子连接件7环绕包括线圈5的线圈架4，优选地具有两个彼此成直角相对竖立的支臂8，9。在端子连接件7的两个支臂8，9上，优选地布置有磁钢片10，该磁钢片优选地设计为U形，并且具有两个支臂11，12以及一个过渡区13。其中，磁钢片10的过渡区13靠在端子连接件7的支臂8上。磁钢片10的支臂12靠在端子连接件7的支臂9上。磁钢片10的支臂11固定在线圈架4内。线圈5具有两个端部14，15。线圈5的端部14与双金属件（未显示）连接。线圈5的端部15焊接到端子连接件7上。在端子连接件7的支臂9的下方布置有挺杆16，该挺杆被引入断路器的接触滑块装置中（未显示）。
在图2中示出根据本发明的短路脱扣器1，该短路脱扣器具有专门的线圈绕组，或者说具有专门的线圈接头。其中，线圈5的端部14与双金属件连接，而线圈5的端部15直接焊接到端子连接件7上。为焊接过程使用已知的焊接方法。根据生产，在双金属件的焊接区内可能还需要取下有源侧。从图2中可以看出，线圈5的端部14，15几乎互相平行地放置，并且处于或者基本处于一个层面内。其中，线圈5到端子连接件7的线圈接头被拉成直线，并被直接拉至端子连接件7。不需要任何到达端子连接件7的弯曲或者其它造型。
图3示出根据图2的实施例，其具有用于端子连接件7上以及双金属件上的线圈接头的焊接连接部17，18。
在图4中示出根据本发明的短路脱扣器1的第二实施例，其中，在线圈5的端部14和双金属件之间布置有插件18。
根据本发明的用于高开断容量的短路脱扣器既具有最优化的磁路，也具有在生产过程中改进的线圈连接。特别是借助于焊接接头放置到短路脱扣器的同一侧上的线圈接头对最优化的生产过程做出贡献。附加使用的磁钢片实现了良好的磁布置，其中电损耗减小。因此总计产生符合标准的用于高开断容量的开关装置，该开关装置既具有改进的磁路，也实现最优化的生产过程。

Claims (13)

1.一种用于断路器的短路脱扣器(1)，所述短路脱扣器具有：布置在线圈架(4)内的衔铁(2)和极(3)；以及布置在所述线圈架(4)周围的磁轭叠片(6)和端子连接件(7)，其特征在于，在所述线圈架(4)上缠绕绕圈(5)，所述线圈的两个端部(14，15)能够从同一侧焊接到相应的线圈接头上，其中，所述线圈(5)的第一端部(14)连接至双金属件并且所述线圈的第二端部(15)焊接至所述端子连接件(7)，其中，磁钢片(10)布置成面对所述磁轭叠片(6)、靠在所述端子连接件(7)上，并且在所述磁钢片(10)内布置有凹处，以实现用于相邻的线圈的期望占地面积。
2.根据权利要求1所述的短路脱扣器(1)，其特征在于，相对于双金属件，这样设计所述线圈(5)的所述第一端部(14)，即所述第一端部(14)被拉直，并且设计为平行于所述双金属件。
3.根据权利要求1或2所述的短路脱扣器(1)，其特征在于，相对于所述端子连接件(7)，这样设计所述线圈(5)的所述第二端部(15)，即所述第二端部(15)被拉直，并且被直接拉至所述端子连接件(7)。
4.根据权利要求1或2所述的短路脱扣器(1)，其特征在于，在所述线圈(5)的所述第二端部(15)和所述双金属件之间，通过插件(18)形成焊接连接部。
5.根据权利要求3所述的短路脱扣器(1)，其特征在于，在所述线圈(5)的所述第二端部(15)和所述双金属件之间，通过插件(18)形成焊接连接部。
6.根据权利要求1或2所述的短路脱扣器(1)，其特征在于，所述磁钢片(10)和所述端子连接件(7)彼此形状配合地布置。
7.根据权利要求5所述的短路脱扣器(1)，其特征在于，所述磁钢片(10)和所述端子连接件(7)彼此形状配合地布置。
8.根据权利要求1或2所述的短路脱扣器(1)，其特征在于，在所述磁钢片(10)内的所述凹处轴向平行地相对于所述短路脱扣器(1)的轴中心布置。
9.根据权利要求7所述的短路脱扣器(1)，其特征在于，在所述磁钢片(10)内的所述凹处轴向平行地相对于所述短路脱扣器(1)的轴中心布置。
10.根据权利要求1或2所述的短路脱扣器(1)，其特征在于，所述端子连接件(7)在所述线圈接头焊接的区域内具有凹处。
11.根据权利要求9所述的短路脱扣器(1)，其特征在于，所述端子连接件(7)在所述线圈接头焊接的区域内具有凹处。
12.根据权利要求1或2所述的短路脱扣器(1)，其特征在于，在所述端子连接件上设计有弯曲的焊接区，以便在所述线圈(5)和所述端子连接件(7)之间存在用于所述焊接连接部的面。
13.根据权利要求11所述的短路脱扣器(1)，其特征在于，在所述端子连接件上设计有弯曲的焊接区，以便在所述线圈(5)和所述端子连接件(7)之间存在用于所述焊接连接部的面。
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