CN103155081B - 用于断路器装置的磁致动器 - Google Patents

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Abstract

一种用于断路器装置的磁致动器(10)，包括用于将线圈(14)锁定在磁致动器(10)的芯体(12)的凹槽(26a、26b)中的位置锁定器(34a、34b)。位置锁定器(34a、34b)具有远离芯体(12)突出并且突出到远离凹槽(26a、26b)的线圈(14)上的锁定部分(38)。

Description

用于断路器装置的磁致动器
技术领域
本发明涉及用于断路器装置的磁致动器、组装磁致动器的方法、磁致动器的使用和断路器装置。
背景技术
为了操作断路器，尤其是中压真空断路器，可能必须生成大的力以将第一移动电触头压紧到第二相应的固定电触头。该力可以由磁致动器生成。所以，磁致动器包括用于生成电场的线圈、用于形成该场的芯体和由芯体吸引的可动板。当由芯体吸引时，可动板生成用于致动断路器的力。
在断开位置，可动板可以远离芯体使得形成间隙(其可以由空气填充)。此时可能发生线圈朝着可动板移动并且侵入气隙中，这可能降低甚至阻碍装置的操作能力。通常，侵入间隙中可以由芯体的面对线圈侧和芯体的侧翼部中的一个或多个凹槽来避免，使得锁定件可以插入这些凹槽中。锁定件或锁定部分可以是用于使线圈朝着间隙移动的阻挡器或阻挡装置。
EP1843375A1显示一种具有致动器的用于中压断路器的电磁致动器，所述致动器具有电磁体和对应于所述电磁体的圆形上磁轭，所述电磁体具有带矩形轮廓的磁芯。
US2008272659A1显示一种电磁力驱动致动器和使用该致动器的断路器。
发明内容
这种具有凹槽和锁定件的设计可能减小用于线圈的可使用空间，因此减小了装置的潜在效能。如果线圈空间保持恒定，则芯体和侧翼部的高度可能必须增加，因此增加磁体的非期望杂散磁通，并且也增加装置的总体尺寸。此外，这样的凹槽可能增加芯体和侧翼部中的磁阻。在该情况下，凹槽可能干扰靠近气隙的磁通量的分布，有损于通量集中。两种作用都可能导致保持力减小。
本发明的目的是提供一种具有高操作能力的紧凑和高效的磁致动器。
本发明的方面涉及一种用于断路器装置的磁致动器。
根据本发明的实施例，所述磁致动器包括线圈和具有用于容纳所述线圈的一部分的凹槽的芯体以及可动板，当磁场由所述芯体中的所述线圈生成时，例如当电流穿过所述线圈时，所述可动板由所述芯体吸引。当由所述芯体吸引时，所述可动板可以致动所述断路器装置。这可以表示当致动断路器装置时断路器装置的电触头断开或闭合。
根据本发明的实施例，所述磁致动器包括用于将所述线圈锁定在所述凹槽中的位置锁定器。这可以表示即使线圈正由可动板吸引也不能离开凹槽。所述位置锁定器可以具有远离所述芯体突出并且突出到所述线圈上的锁定部分。
根据本发明的实施例，所述锁定部分突出到所述线圈的未容纳在所述凹槽中的一部分上，例如远离所述凹槽的部分上。当所述凹槽包括若干部分时，所述锁定部分可以远离所述凹槽的所有部分。
换句话说，所述锁定部分可以在不同于所述凹槽所处位置的位置延伸到线圈上。“位置锁定器远离”可以表示当沿着线圈移动的方向看到芯体上时，突出部分不位于凹槽上，或者说并不覆盖凹槽的一部分。
所述突出部分可以是保持或阻挡所述线圈的凸耳，使得所述线圈不可以离开所述凹槽。
根据本发明的实施例，所述可动板的移动可以由可附连到所述芯体的轴引导。
根据本发明的实施例，所述芯体可以包括中心部分和至少一个侧翼部。通常，所述芯体具有两个侧翼部——第一侧翼部和第二侧翼部，所述第二侧翼部关于所述中心部分与所述第一侧翼部相对。所述侧翼部和所述中心部分可以由梁连接，所述侧翼部和所述中心部分以梳状方式从所述梁突出。所述梁可以由与所述侧翼部和所述中心部分一体形成的部分形成。
所述凹槽可以由所述侧翼部的面对所述芯体的这侧、所述中心部分的面对所述侧翼部的这侧和所述梁的一部分限制。例如，所述凹槽可以具有矩形横截面。
根据本发明的实施例，所述位置锁定器用连接装置——例如螺钉和螺纹——连接到所述芯体，所述连接装置也用于将所述位置锁定器连接到所述断路器装置的另外的元件。该另外的元件可以是所述磁致动器的外壳或连接电缆。所述螺纹可以已经存在于所述芯体中并且所述位置锁定器可以具有安装在所述螺纹的孔上的孔。
根据本发明的实施例，所述位置锁定器具有用于将所述位置锁定器连接到所述芯体的连接部分。
根据本发明的实施例，所述连接部分和所述锁定部分相对于彼此正交。这可以表示连接部分和锁定部分相对于彼此形成85°至95°的角。
根据本发明的实施例，所述位置锁定器为L形。例如，所述锁定部分可以形成L的第一腿部并且所述连接部分可以形成L的第二腿部。
根据本发明的实施例，所述位置锁定器由板状材料、例如薄板制造。所述位置锁定器可以由薄板条制造。
根据本发明的实施例，所述位置锁定器一体地形成。这可以被理解为连接部分和锁定部分不是由不同部分组装，而是一个整体。
根据本发明的实施例，所述位置锁定器由钢或非磁性材料、例如非磁性不锈钢制造。
根据本发明的实施例，所述位置锁定器是位于所述芯体的第一侧的第一位置锁定器并且所述磁致动器包括位于所述芯体的第二侧的第二位置锁定器，所述第二侧与所述第一侧相对。通常，所述磁致动器可以具有两个位置锁定器。
所述第一和第二侧可以是所述芯体的中心部分的两侧。通常，所述芯体的中心部分具有矩形横截面并且所述第一和第二侧所面向的方向正交于形成所述芯体的梳状结构的梁的延伸方向。所述中心部分的另外两个侧形成所述凹槽的侧部。上述芯体的第一和第二侧因此不是芯体的限制凹槽的侧。
根据本发明的实施例，可以同样地形成或制造所述第一和第二位置锁定器。
本发明的另一方面涉及一种组装或制造用于断路器装置的磁致动器的方法。
根据本发明的实施例，所述方法包括以下步骤：将线圈放入所述磁致动器的芯体的凹槽中，使得所述线圈的一部分容纳在所述凹槽中；将位置锁定器推入所述线圈和所述芯体之间，使得所述位置锁定器的锁定部分远离所述芯体突出并且远离所述凹槽突出到线圈上。根据本发明的实施例，所述方法还包括以下步骤：将所述位置锁定器的连接部分附连或旋拧到所述芯体上，使得由所述锁定部分防止所述线圈离开所述凹槽。
根据本发明的实施例，所述方法还包括以下步骤：在所述线圈和所述芯体之间、在与所述(第一)位置锁定器相对的位置推入第二位置锁定器；将所述第二位置锁定器附连到所述芯体。
必须理解的是，如上文和下文中所述的方法的特征可以是如上文和下文中所述的磁致动器的特征，反过来也是同样。
本发明的另一方面涉及如上文和下文中所述的磁致动器在中压真空断路器中的使用。中压可以是在1kV至52kV之间的电压。
本发明的另一方面涉及一种断路器装置。
根据本发明的实施例，所述断路器装置包括至少一个如上文和下文中所述的磁致动器。所述断路器装置包括第一电触头和第二电触头。所述磁致动器可以机械连接到所述第一和第二触头，使得所述可动板通过在移动时连接或断开所述第一和第二触头而致动所述断路器。
本发明的这些和其它方面将从下文中所述的实施例变得明显并且参考所述实施例进行阐述。
附图说明
下面，参考附图更详细地描述本发明的实施例。
图1显示根据本发明的实施例的磁致动器的透视图。
图2显示根据本发明的实施例的磁致动器的透视图。
图3显示根据本发明的实施例的磁致动器的组装方法的流程图。
图4显示根据本发明的实施例的断路器装置的示意图。
在附图标记的列表中以汇总形式列出图中所使用的附图标记及其含义。原则上，相同的部分在图中带有相同的附图标记。
具体实施方式
图1显示(电)磁致动器10的透视图，该致动器包括具有线圈14和芯体16的电磁体12。磁致动器10的芯体16包括芯体元件或中心部分18、两个永磁体20以及两个侧翼部22a和22b。第一侧翼部22a的下部、第一永磁体20、中心部分18的下部、第二永磁体20和第二侧翼部22b的下部形成梁24，使得芯体具有梳状结构。
在梳的齿状部(即，中心部分18和侧翼部22a、22b的上部)之间形成两个凹槽26a、28b。第一(第二)凹槽26a(26b)由侧翼部22a(22b)的上部的内侧和中心部分18的上部的面对侧翼部22a(22b)所述内侧的侧部限制。
线圈14的第一和第二部分28a、28b容纳在第一和第二凹槽26a、26b中。线圈14的其它部分在正交于梁24的延伸方向的方向上突出到芯体的侧部之外。
用于引导可动板32的轴30延伸通过芯体16的中心部分18中的孔。由于轴30，可动板32只能朝着芯体16和远离芯体16移动。当电流穿过线圈14时，在线圈16中生成将吸引可动板32的磁场。可动板32可以由未在图1中显示的弹簧向后移动到断开位置。
图2显示磁致动器10的另一实施例。在图2中，未显示可动板32，使得更容易看到凹槽26a、26b和线圈14的部分28a、28b。在图2中，显示了两个位置锁定器34a、34b。
第一(第二)位置锁定器34a(36b)位于芯体12的中心部分18和线圈14的未容纳在凹槽26a、26b之一中的部分36a(36b)之间。L形线圈位置锁定器36a、36b用于将线圈14保持就位。
在下面将参考位置锁定器34a解释位置锁定器34a、34b的功能。为了保持线圈14，位置锁定器34a的第一腿部38或锁定部分38突出到线圈14的部分34a之上。
通过带连接部分40的第二腿部，使用为了用于另一目业已存在的螺钉42将位置锁定器34a旋拧固定到芯体12上。因此，位置锁定器36a具有孔44，螺钉42可以通过所述孔44旋拧到芯体12的中心部分18中的螺纹中。
位置锁定器34a在芯体12和线圈14之间延伸。位置锁定器34a围绕线圈14或线圈的线轴(如果有的话)弯曲大约90°以将线圈保持就位。
以该方式，在线圈12的中心部分18和侧翼部22a、22b之间的线圈空间仅仅减小很小一部分。在安装位置锁定器34a、34b的绕组头部的区域中，即，在磁致动器10的芯体区域的外部，线圈14可以向下(在图的方向上)弯曲以补偿位置锁定器34a、34b的锁定部分38的厚度，使得芯体12的中心部分18和侧翼部22a、22b之间的界定区域中的线圈空间将根本不会减小。
位置锁定器34a、34b可以由薄但强度大的材料(例如钢)制造。还可能有利的是由非磁性材料(例如某些类型的不锈钢)制造位置锁定器34a、34b。
可能有利的是使用(正好)两个位置锁定器34a、34b，芯体12的每侧各一个。一个位置锁定器34a可能不足以将线圈14可靠地保持就位，而两个以上的位置锁定器则可能难以组装。
图3显示磁致动器10的组装方法的流程图。
在步骤S10中，将线圈14放入磁致动器10的芯体的凹槽26a、26b中，使得线圈14的部分28a、28b容纳在凹槽26a、26b中。
在步骤S12中，在芯体12的中心部分18和线圈14的部分34a之间推入位置锁定器34a。在这样做时使得位置锁定器34a的锁定部分38突出远离芯体12，并且远离凹槽26a、26b突出到线圈14上。
在步骤S14中，位置锁定器34a的连接部分40用螺钉42旋拧到芯体12。同时，磁致动器10的另外的部分可以在该步骤中用相同的螺钉42旋拧到磁致动器10上。
在步骤S16中，可以针对位置锁定器36b重复步骤S12和S14。必须要理解的是，两个位置锁定器也可以在第一步骤中推入磁致动器10中，并且在第二步骤中旋拧到磁致动器10上。
图4显示断路器装置50的示意图。断路器装置50包括可以电连接到中压电网线路的两个电触头52a、52b。进一步地，电触头52a、52b可以布置在真空内，即，断路器50可以是中压真空断路器。
断路器50包括机械连接到触头52a、52b的磁致动器10，使得可动板32通过在移动时连接或断开触头52a、52b而致动断路器50。断路器50还可以包括弹簧54，以用于生成与磁致动器的激励磁场所产生的可动板32的移动相反的力。
尽管在图中和前面的描述中示出和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被理解为示例性的或典型的而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。
附图标记的列表
10磁致动器
12电磁体
14线圈
16芯体
18中心部分
20永磁体
22a,22b侧翼部
24梁
26a,26b凹槽
28a,28b线圈的部分
30轴
32可动板
34a,34b位置锁定器
36a,36b线圈的部分
38锁定部分
40连接部分
42螺钉
44孔
50断路器
52a,52b电触头
54弹簧

Claims (11)

1.一种用于断路器装置(50)的磁致动器(10)，所述磁致动器(10)包括：
线圈(14)；
芯体(12)，所述芯体具有用于容纳所述线圈(14)的一部分(28a、28b)的凹槽(26a、26b)；
可动板(32)，当由所述线圈(14)生成磁场时，所述可动板由所述芯体(12)吸引，所述可动板(32)在由所述芯体(12)吸引时致动所述断路器装置(50)；以及
用于将所述线圈(14)锁定在所述凹槽(26a、26b)中的位置锁定器(34a、34b)；
其特征在于，所述芯体具有梳状结构，在梳的齿状部即中心部分(18)和侧翼部(22a、22b)的上部之间形成两个凹槽(26a、26b)，其中第一和第二凹槽(26a，26b)由相应侧翼部(22a，22b)的上部的内侧和中心部分(18)的上部的面对侧翼部(22a，22b)的所述内侧的侧部限制；并且
所述可动板(32)只能借助延伸通过芯体(16)的中心部分中的孔的轴(30)的引导而朝着芯体和远离芯体移动；并且
所述位置锁定器(34a、34b)具有远离所述芯体(12)突出、并且突出到所述线圈(14)的未容纳在所述凹槽(26a、26b)中的部分(36a、36b)上的锁定部分(38)。
2.根据权利要求1所述的磁致动器(10)，
其中，所述位置锁定器(34a、34b)借助连接装置(42)连接到所述芯体(12)，所述连接装置也用于将所述位置锁定器(34a、34b)连接到所述断路器装置(50)的另外元件。
3.根据权利要求1或2所述的磁致动器(10)，
其中，所述位置锁定器(34a、34b)具有用于将所述位置锁定器(34a、34b)连接到所述芯体的连接部分(40)，
其中，所述连接部分(40)和所述锁定部分(38)相对于彼此正交。
4.根据权利要求1所述的磁致动器(10)，
其中，所述位置锁定器(34a、34b)为L形。
5.根据权利要求1所述的磁致动器(10)，
其中，位置锁定器(34a、34b)由板状材料制造。
6.根据权利要求1所述的磁致动器(10)，
其中，所述位置锁定器(34a、34b)一体地形成。
7.根据权利要求1所述的磁致动器(10)，
其中，所述位置锁定器(34a、34b)由非磁性材料制造。
8.根据权利要求1所述的磁致动器(10)，
其中，所述位置锁定器是位于所述芯体(12)的第一侧的第一位置锁定器(34a)，
其中，所述磁致动器(10)包括位于所述芯体(12)的第二侧的第二位置锁定器(34b)。
9.一种用于断路器装置(50)的磁致动器(10)的组装方法，所述方法包括以下步骤：
将线圈(14)放入所述磁致动器(10)的芯体(12)的凹槽(26a、26b)中，使得所述线圈(14)的一部分(28a、28b)容纳在所述凹槽(26a、26b)中；
在所述线圈(14)和所述芯体(12)之间推入位置锁定器(34a、34b)，使得所述位置锁定器(34a、34b)的锁定部分(38)远离所述芯体(12)突出、并且突出到所述线圈(14)的未容纳在所述凹槽(26a、26b)中的部分上；
将所述位置锁定器(34a、34b)的连接部分(40)附连到所述芯体(12)，使得由所述锁定部分(38)来阻止所述线圈(14)离开所述凹槽；以及
将可动板(32)与延伸通过芯体(16)的中心部分中的孔的轴(30)连接，从而使得所述可动板只能借助所述轴的引导而朝着芯体和远离芯体移动。
10.根据权利要求1至8中之一所述的磁致动器(10)在中压真空断路器(50)中的使用。
11.一种断路器装置(50)，其包括根据权利要求1至8中之一所述的至少一个磁致动器(10)，
所述断路器装置(50)包括第一电触头(52a)和第二电触头(52b)；
其中，所述磁致动器(10)与所述第一和第二电触头机械连接，使得所述可动板(32)通过在移动时连接或断开所述第一和第二电触头而致动所述断路器装置(50)。
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