CN103201815A

CN103201815A - 具有两片侧板的断路器用磁致动器

Info

Publication number: CN103201815A
Application number: CN2011800535133A
Authority: CN
Inventors: C·罗伊贝尔
Original assignee: ABB Transmit Oy
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2031-09-27
Also published as: RU2547445C2; US20130207751A1; EP2434519A1; BR112013007128A2; WO2012041483A1; RU2013119633A; CN103201815B

Abstract

本发明提供了一种用于断路器装置（500）尤其是中压真空断路器的磁致动器单元（100），包括线圈（101）、芯部（102）和可动板（106）。芯部（102）容纳在线圈（101）中，并且具有布置在芯部（101）的永久磁铁（122）和侧翼部（104，105）之间的芯部元件（103）。可动板（106）由于永久磁铁（122）和线圈（101）的磁场而被芯部（102）吸引。可动板（106）在被芯部（102）吸引时致动断路器装置（500）。设置用于将磁致动器单元（100）附接到断路器装置（500）的构件上的第一附接元件（110），其中，第一附接元件（110）附接到芯部（102）的侧翼部（104，105）而不附接到芯部的芯部元件（103）上。

Description

具有两片侧板的断路器用磁致动器

技术领域

本发明涉及用于断路器装置的磁致动器单元，磁致动器单元的组装方法，磁致动器单元的使用以及断路器装置。

背景技术

对于断路器尤其是中压真空断路器的工作而言，可能必须要生成大作用力将第一移动电触头压向对应的第二固定电触头。作用力可以由磁致动器单元产生。磁致动器单元包括用于产生电场的线圈，用于形成该电场的芯部以及由该芯部吸引的可动板。当被芯部吸引时，可动板产生用于致动断路器的作用力。

EP1843375A1涉及一种用于中压开关的电磁致动器，其具有形式为圆形轭部的第一可动板、致动轴和形式为下方较小轭部的下方较小第二可动板，所述第二可动板与第一可动板固定地隔开并且布置在芯部的相对端部上。

US2008/0272659A1显示了驱动致动器的电磁力和使用该致动器的断路器。

为了将这种致动器固定到断路器上，不锈钢板可以附接到致动器的芯部元件上。

发明内容

本发明的目的是提供固定致动器的替代性方案。

该目的通过独立权利要求的主题实现。其它示例性实施例通过从属权利要求变得显而易见。

本发明的一个方面涉及用于断路器装置的磁致动器单元。磁致动器单元包括线圈、用于容纳线圈的芯部，所述芯部具有布置在芯部的永久磁铁和侧翼部之间的芯部元件。可动板在线圈产生磁场时由芯部吸引。可动板在被芯部吸引时致动断路器装置。这可以意味着在其致动时，断路器的电触头断开或闭合。设置用于将磁致动器单元附接到断路器装置的构件上的第一附接元件，其中，第一附接元件附接到芯部的侧翼部上且并不附接到芯部的芯部元件上。

具有附接到芯部的侧翼部而不附接到芯部的芯部元件上的第一附接元件的所述磁致动器单元能够降低磁致动器的成本，因为第一附接元件可以由常规钢材料制成并且无需由诸如不锈钢的非磁性材料制成。因第一附接元件产生的额外杂散磁通只导致可忽略的锁紧力的减小，从而使得它能够适用于大部分应用。由第一附接元件产生的永久磁铁的磁短路得以避免。

换句话说，本发明的实施例提出使用两个侧板，即用于将磁致动器单元附接到断路器装置的构件上的、附接在芯部侧翼部的构件上的第一附接元件，以及用于将芯部元件固定到芯部侧翼部上的第二附接元件。第二附接元件可以由例如不锈钢的非磁性材料制成，从而避免布置在芯部的芯部元件和侧翼部之间的永久磁铁的磁短路，因此不会减小锁紧力。第一附接材料可以由常规钢材料制成——与只用一个附接元件将芯部元件固定到侧翼部上并且将磁致动器单元附接到断路器装置的构件上的实施例相比降低了成本，所述实施例必须由诸如不锈钢的非磁性材料制成，从而避免永久磁铁的磁短路。不锈钢与常规钢材料相比更为昂贵。

磁致动器单元还可以包括用于将第一附接元件固定到侧翼部上的固定设备或固定装置。其中，固定设备可以包括至少一个螺钉。

根据本发明的另一实施例，第一附接元件为U形并且在U形第一附接元件的支腿处附接到侧翼部上。因此，可以省去U形第一附接元件的两个支腿部之间的材料，材料和成本得以减少。

根据本发明的另一实施例，第一附接元件在连接U形第一附接元件的支腿部的基部处附接到断路器的构件上，从而为第一附接元件提供足够的强度以相对于断路器装置固定或支撑磁致动器单元。

根据本发明的另一实施例，U形第一附接元件的基部包括沿与基部垂直的方向远离线圈延伸的凸缘部。可以使用凸缘部将第一附接元件在固定点处附接到断路器装置或者断路器装置的构件上。

根据本发明的另一实施例，第一附接元件由板形材料制成。板形材料的厚度可以构造成为第一附接元件提供足够的强度并同时节省尽可能多的材料。第一附接元件可以由常规钢材料或者为第一附接元件提供将磁致动器单元附接或固定到断路器装置上所必需强度的任意材料制成。

根据本发明的另一实施例，设置附接到芯部侧翼部上以稳定芯部的第二附接元件。第二附接元件可以附接到侧翼部和芯部元件上以稳定芯部。第二附接元件可以是非磁性的，从而避免布置在芯部元件和侧翼部之间的永久磁铁的磁短路，使得磁致动器单元的锁紧力可以保持不变或不减小。第二附接元件可以包括不锈钢。

本发明的另一方面涉及用于断路器装置的磁致动器单元的组装或制造方法。

根据本发明的实施例，所述方法包括步骤：将线圈放入磁致动器的芯部的凹槽中，使得线圈的一部分容纳在凹槽中；将第二附接元件附接到芯部侧翼部上；和将用于将磁致动器单元附接到断路器装置的构件上的第一附接元件附接到芯部侧翼部而不附接到芯部元件上。

应当理解，上文或下文所述方法的特征可以是上文和下文所述磁致动器单元的特征，反之亦然。

本发明的另一方面涉及如上文和下文所述磁致动器单元在中压真空断路器中的使用。中压可以是1kV到72kV之间的电压。

本发明的另一方面涉及断路器装置。

根据本发明的实施例，断路器装置包括至少一个如上文和下文所述的磁致动器单元。断路器装置包括第一电触头和第二电触头。磁致动器可以机械连接到第一和第二触头上，使得可动板通过在移动时连接或断开第一和第二触头来致动断路器。

本发明的这些和其它方面通过下文所述的实施例进行说明并变得显而易见。

附图说明

下面将参考附图更详细地描述本发明的实施例。

图1显示了磁致动器单元的透视图。

图2显示了另一磁致动器单元的透视图。

图3显示了另一磁致动器单元的透视图。

图4显示了根据本发明实施例的磁致动器单元的透视图。

图5显示了根据本发明实施例的断路器装置的示意图。

图6显示了根据本发明实施例的磁致动器单元的组装方法。

附图所用附图标记及其含义在附图标记表中以概述形式列出。原则上，相同的部分在附图中以相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1显示了（电）磁致动器单元100的透视图，所述（电）磁致动器单元包括具有线圈101和芯部102的电磁铁。磁致动器单元100的芯部102包括芯部元件或中心部件103、两个永久磁铁122和两个侧翼部104、105。第一侧翼部104的下部、第一永久磁铁122、芯部元件103的下部、第二永久磁铁122和第二侧翼部105的下部形成横梁，使得芯部102具有梳状结构。

在梳状结构的指部（即，芯部元件103的上部和侧翼部104（105）的上部）之间形成两个凹槽。第一（第二）凹槽受到侧翼部104（105）的上部的内侧和芯部元件103的上部的面向侧翼部104（105）的所述内侧的侧面限制。

在第一和第二凹槽内，容纳线圈101的第一和第二部分。线圈101的其它部分沿与横梁延伸长度垂直的方向突出到芯部侧部以外。

用于引导可动板106的轴120延伸至芯部102的芯部元件103上的孔中。由于轴120的缘故，可动板106只能朝向芯部102或远离芯部102移动。由于永久磁铁122和线圈101，当电流流过线圈时，在芯部102中产生将吸引可动板106的磁场。可动板106可以通过图1未显示的弹簧回退到断开位置。

图2显示了磁致动器单元100的另一实施例，其与图1所示磁致动器单元100不同之处在于，芯部元件（未显示）和侧翼部104、105固定，使得它们的上端具有与可动板106良好的对准性以获得致动器单元100的最佳锁紧力。条状件或第二附接元件108利用螺钉111固定到芯部元件（未显示）和侧翼部104、105上。条状件108由非磁性材料，如不锈钢制成，从而避免侧翼部104、105和芯部元件（参见图1）之间的永久磁铁的磁短路——这会导致磁致动器单元100的锁紧力减小。

在芯部102的后侧，在图2中不可见，可以安装另一条状件或第二附接元件108以增强芯部102的机械完整性。

图3显示了图2所示磁致动器的另一实施例，区别在于，条状件108包括延伸至固定点130的专用延伸部以将磁致动器单元附接或固定到断路器装置的构件或者断路器装置上。根据将条状件108固定到断路器上的所需固定点130，延伸条状件可以是相对大的部件。由于延伸条状件108将由如不锈钢的非磁性材料制成，它将会相对昂贵。

在芯部102的后侧，在图3中不可见，可以安装另一条状件或第二附接元件108以增强芯部102的机械完整性。

图4显示了根据本发明实施例的磁致动器单元100的透视图，包括图1所示磁致动器单元100。两个凹槽261、262形成在芯部102的指部之间，芯部102具有梳状结构。第一（第二）凹槽261（262）被侧翼部105（104）的上部的内侧和芯部元件（未显示，参见图1）的上部的面向侧翼部105（104）的所述内侧的侧部限制。在第一和第二凹槽261，262内，容纳线圈101的第一和第二部分281，282。第二附接元件108或条状件通过螺钉111直接附接到磁致动器单元100的芯部，尤其是侧翼部104、105和芯部元件（未显示）上，以稳定或固定芯部，使得侧翼部104、105的上端具有与可动板106良好的对准性以获得磁致动器单元100的理想锁紧力。

用于将磁致动器单元100附接到断路器装置的构件上的第一附接元件110或延长板利用诸如螺钉的固定元件111仅固定在侧翼部104、105上而不固定在芯部元件103上。因此，第一附接元件110可以包括常规钢材料或由其制成，而第二附接元件108需要由诸如不锈钢的非磁性材料制成，从而避免布置在芯部元件（未显示）和侧翼部104、105之间的永久磁铁的磁短路。因此，可以避免由于这种磁短路导致的锁紧力减小。

在芯部102的后侧，在图4中未显示，可以安装另一条状件或第二附接元件108和另一第一附接元件110，以增强芯部102的机械完整性和提高磁致动器单元100附接到断路器装置的构件上的性能。

第一附接元件110为U形并且在U形第一附接元件110的支腿部112，113处附接到侧翼部104，105上。第一附接元件110在连接支腿部112、113的基部114处附接到断路器装置的构件上，其中，基部114包括沿与基部114垂直的方向远离线圈101延伸并且包括形式为通孔的两个固定点130的凸缘部115，所述通孔适于将第一附接元件110固定到断路器装置的构件上。

图5显示了断路器装置500的示意图。断路器装置500包括两个电触头521、522，其可以电连接到中压电网的线路上。另外，电触头521、522可以布置在真空内。即，断路器500可以是中压真空断路器。

断路器500包括磁致动器100，其机械连接到触头521、522上，使得可动板在移动时通过连接或断开触头521、522来致动断路器500。断路器500还可以包括用于产生与通过磁致动器的激励磁场产生的可动板的运动相反的作用力。

图6显示了用于组装图4所示磁致动器单元的方法的示意流程图。在步骤601中，线圈101放入磁致动器单元100的芯部102的凹槽261、262中，使得线圈101的一部分281、282容纳在凹槽261、262中。

在步骤602中，第二附接元件108附接到芯部102的芯部元件103和侧翼部104、105上。

在步骤603中，用于将磁致动器单元100附接到断路器装置500的构件上的第一附接元件110附接到芯部102的侧翼部104、105但不附接到芯部元件103上。

尽管附图和上文已经对本发明进行了详细图示和描述，这种图示和描述应当理解为说明性或示例性而非限制性；本发明不限于所公开的实施例。通过阅读附图、说明书和所附权利要求书，实施要求保护的本发明的所属领域普通技术人员可以理解和完成所公开实施例的其它变形。在权利要求中，词语"包括"不排除其它元件或步骤，独立冠词"一"不排除复数。特定测量值在彼此不同的从属权利要求中描述的事实并未指出不能使用这些测量值的组合获得好处。权利要求书中的任何附图标记不应理解为限制保护范围。

附图标记表

100 磁致动器单元

101 线圈

102 芯部

103 芯部元件

104 侧翼部

105 侧翼部

106 可动板

108 第二附接元件

110 第一附接元件

111 螺钉

112 支腿部

113 支腿部

114 基部

115 凸缘部

120 轴

122 永久磁铁

130 固定点

261 凹槽

262 凹槽

281 线圈部

282 线圈部

500 断路器装置

521 触头

522 触头

541 弹簧

Claims

1.一种用于断路器装置（500）的磁致动器单元（100），所述磁致动器单元（100）包括：

线圈（101）；

用于容纳线圈（101）的芯部（102），所述芯部（102）具有布置在芯部（102）的永久磁铁（122）和侧翼部（104，105）之间的芯部元件（103）；

由于所述永久磁铁（122）和所述线圈（101）所产生的磁场而被所述芯部（102）吸引的可动板（106），所述可动板（106）在被所述芯部（102）吸引时致动断路器装置（500）；

其特征在于，磁致动器单元（100）还包括用于将磁致动器单元（100）附接到断路器装置（500）的构件上的一或多个第一附接元件（110），

其中，所述一或多个第一附接元件（110）附接到所述芯部（102）的侧翼部（104，105）而不附接到所述芯部的芯部元件（103）上。

2.如权利要求1所述的磁致动器（100），

其中，所述磁致动器单元还包括用于将所述第一附接元件（110）固定到所述侧翼部（104，105）上的固定装置（111）。

3.如权利要求1或2所述的磁致动器（100），

其中，所述固定装置（111）包括至少一个螺钉（111）。

4.如在先权利要求之一所述的磁致动器（100），

其中，所述第一附接元件（110）为U形并且在U形的第一附接元件（110）的支腿部（112，113）处附接到所述侧翼部（104，105）上。

5.如在先权利要求之一所述的磁致动器（100），其中，所述第一附接元件（110）为U形并且在连接U形的第一附接元件（110）的支腿部（112，113）的基部（114）处附接到断路器装置（500）的构件上。

6.如权利要求5所述的磁致动器（100），

其中，所述基部（114）包括沿与基部（114）垂直的方向远离线圈（101）延伸的凸缘部（115）。

7.如在先权利要求之一所述的磁致动器（100），

其中，第一附接元件（110）由板形材料制成。

8.如在先权利要求之一所述的磁致动器（100），还包括：

附接到所述芯部（102）的侧翼部（104，105）上、用于稳定芯部（102）的一或多个第二附接元件（108）；

其中，所述第二附接元件（108）为非磁性的，从而避免永久磁铁（122）的磁短路。

9.如权利要求8所述的磁致动器（100），

其中，所述第二附接元件（108）包括不锈钢。

10.一种用于断路器装置（500）的磁致动器单元（100）的组装方法，所述方法包括以下步骤：

将线圈（101）放入磁致动器单元（100）的芯部（102）的凹槽（261，262）中，使得线圈（101）的一部分（281，282）容纳在凹槽（261，262）中；

将第二附接元件（108）附接到芯部（102）的侧翼部（104，105）上；

将用于将磁致动器单元（100）附接到断路器装置（500）的构件上的第一附接元件（110）附接到芯部（102）的侧翼部（104，105）上。

11.如权利要求1-9之一所述的磁致动器单元（100）在中压真空断路器（500）中的使用。

12.一种断路器装置（500），包括至少一个如权利要求1-9之一所述的磁致动器单元（100），

所述断路器装置（500）包括第一电触头（521）和第二电触头（522）；

其中，磁致动器单元（100）机械连接到第一和第二电触头（521，522）上，使得可动板（106）在移动时通过连接或断开第一和第二触头（521，522）来致动断路器装置（500）。