CN103608887A - 具有磁场发生器的电磁致动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有包括围绕移动磁芯（4）的线圈的磁场发生器的电磁致动器，所述移动磁芯（4）能够借助于由线圈产生的磁场来移动，所述芯被引导在非工作位置和工作位置之间。所述致动器，其特征在于：它包括分别连接到第一（6）和第二（7）独立控制部件的至少两个线圈（2，3），由第一控制部件（6）管理至少一个初级线圈（2）以便控制移动芯（4）的移动，并且至少一个次级线圈（3）相对于初级线圈（2）放置并由第二控制部件（7）致动以修改由初级线圈（2）产生的磁场。

Description

具有磁场发生器的电磁致动器

技术领域

本发明涉及一种具有加强了电击抗扰度的磁场发生器的电磁致动器。尤其涉及与例如差分和/或断路器产品的用于激活电气装置以保护线路的联锁组合使用的机电致动器。

背景技术

这些装置必须在非常特殊的条件下，通常在所述受装置保护的线路的输入电流的总和与输出电流的总和之间发生不平衡时，或当电流强度异常高时激活。传统上，集成到这样的装置的致动器包括由磁性材料制成的磁轭（yoke）、至少一个围绕与所述磁轭形成磁路的移动磁芯的线圈、所述芯被引导在由线圈中电流的出现所引起的非工作位置和工作位置之间。具有整体细长配置的所述芯之后作为机械锁的撞击器（striker for amechanical lock），激活所述撞击器导致从相应的静触点快速分离一个或多个可移动触点。致动器的基础设备包括返回部件，其用于将移动芯返回到其非工作位置，使得如果没有满足移动移动芯的必要条件或返回到正常后，有可能以某种方式重新设置致动器。

发明内容

本发明旨在解决的问题如下：诸如上述那些由电气装置保护的电路可能会遭受由受保护线路或电路外部的电现象产生的(例如由于之后可创建尖锐的过电压的雷击)、与所述受保护的线路和/或电路的状态和/或操作没有直接关系的脉冲波。此外，这种现象不属于为之最初提供保护设备的问题。

传统的保护线路的电气设备必须原则上仅在其所装备的线路中输入/输出电流失衡或在电压过载或短路的情况下被激活。本发明的目的主要是涉及这样的事实，短暂的过压所导致的、而严格来说不是由于电路故障所造成的冲击，例如由雷电引起的冲击，不激活该产品。

为此目的，根据本发明的电磁致动器的主要特征在于，它包括分别连接到第一和第二独立控制部件的至少两个线圈，由第一控制部件管理至少一个初级线圈以便控制移动芯的移动，并且至少一个次级线圈相对于初级线圈放置并由第二控制部件致动以修改由初级线圈产生的磁场。

事实上，线圈共享相同的磁路，被独立地控制，并且执行不同的功能。至少一个被分配到致动器功能元件，而不共享相同的控制部件的至少其他一个被用于在在实践中由所述第二控制部件管理的某些条件下，与所述第一致动器功能元件相互作用。

所述初级和次级线圈被彼此相对地布置，使得对于移动芯来说，一个分组产生的磁场的影响与另一分组产生的磁场的影响相反，由此产生施加到所述芯的磁流是初级线圈和次级线圈的流的减法运算的结果。

更具体地，根据一个可能性，根据本发明的致动器可包括卷绕（wound）连接到次级线圈以便产生反向磁场的初级线圈。

在实践中，提供控制部件使得在正常操作模式下只激活初级线圈，只在由于线路外部的现象的非常显著的过压的情况下激活次级线圈，以便补偿在由线路的正常操作和由这种现象创建的整体磁场在移动芯中产生的力。

在现实中，初级线圈对应于添加了旨在通过吸收瞬时过压对移动芯所造成的后果来加强产品的抗扰度的绕组的致动器的额定线圈。迄今为止，这个显然已被识别的问题已通过使用大型压敏电阻得到解决，然而，其中大部分是有缺陷的，因为其往往不符合日益施加的强加减少体积的持续要求的空间管理的强制约束。

然而，迄今使用的严格来说与致动器分开设置的压敏电阻具有假设分别地考虑了它们在可用空间中的安装的体积。根据本发明的解决方案使得可以管理该问题，即，连同致动器总是配备的绕组，提高致动器本身对过压所产生的冲击的抗扰度。

压敏电阻当然可以保持在下文规定的条件下：实际上，根据本发明的一种可能的配置，次级线圈连接到第二阈值控制部件，提供所述第二阈值控制部件使得一旦在其两端达到预定的电压值所述次级线圈就变为可操作的。

所述阈值部件可以例如包括这样的压敏电阻，但是其大部分是远小于在现有技术中所使用的大部分压敏电阻的，因为它仅仅旨在使该线圈的部分开启，引发移动芯中与第一“额定”部分的转动所引发的力相反的、超过一定阈值的力。因此，不以同样的方式执行所述功能。

可替换地，阈值组件可以是雪崩二极管，其特性与压敏电阻的特性相当。所述确定组件的选择的特性只依赖于所选择的电压阈值。

更一般地，所述第二控制部件可以包括用于消除瞬时电压的部件。

仍然根据本发明，初级线圈还连接到包括电压或电流阈值控制组件的控制平台。后者优选地选自下列组件：压敏电阻或雪崩二极管类型的瞬时电压抑制器组件、齐纳二极管、IGBT晶体管、双极型晶体管、闸流晶体管(thyristor)、三端双向可控硅开关元件(triac)、MOSFET晶体管和继电器。

具体实施方式

现在将参照唯一的附图描述本发明，其示意性地示出了配备了根据本发明的系统的机电致动器的一个实施例。在下文中，已认为在现实中初级线圈和次级线圈构成使用不同的说明方法被分割成可被看作是严格的技术上等同的两部分的单一线圈。

根据本发明的致动器包括围绕由两个部分组成的线圈的磁轭（yoke）（1），部分（2）具有N1匝，如此形成其尺寸使得它可以作为额定线圈，和部分（3）具有N2匝，其围绕移动芯（4），该移动芯（4）由位于其端部之一的弹簧（5）在其非工作位置加偏压（注意，该返回系统可替换为永久磁体或在线匝N2中流动的永久电流类型的技术等同物，以便在磁力回落至一定水平时将移动芯恢复至其非工作位置）。在其另一端，芯（4）被导向所述磁轭（1）的孔（5），以允许它以箭头F的方向移动机械锁（未示出），所述机械锁在与移动芯（4）的笔直端接触的情况下可以被激活。

两个线圈串联连接在受保护线路中，即，通常介于相位Ph和中性点（neutral）N之间，例如晶体管、闸流晶体管或三端双向可控硅开关元件的阈值类型的控制组件（6）被设置在线圈（2）和（3）之间的中间连接点（I）和至中性点N的连接之间。在线圈（3）的相对的输出端，压敏电阻或雪崩二极管类型的阈值组件（7）也连接至中性点N。也可以使用（如果适用）诸如上面所引用的那些其它等同组件。

操作如下：当控制组件（6）变为启动的，在正常操作模式中，不激活阈值组件（7），电流只通过线圈的部分（2）的N1匝。由线圈（2）中异常电流的出现（例如，在短路的情况下）所导致的磁场产生的磁力，如果适用的话，使得可以移动移动芯（4）和激活所述锁。这种激活通常是通过在过压的情况下的双金属片和由根据本发明的致动器在短路的情况下产生。

在闪电式现象所产生的瞬时电压所导致的冲击的情况下，瞬时电压远远大于通常管理的电压，并且例如压敏电阻的阈值组件（7）允许该电流通过。在这种情况下，电流也通过线圈的部分（3），即，N2个剩余匝。然而，它们引发与线匝N1所引发的相反的磁力，所得到的力并不一定会导致移动芯（4）移动，以在线路不遭受不正常的固有条件的情况下，允许激活所述锁。

Claims (7)

1.一种具有包括围绕移动磁芯（4）的线圈的磁场发生器的电磁致动器，所述移动磁芯（4）能够借助于由线圈产生的磁场来移动，所述芯被引导在非工作位置和工作位置之间，其特征在于：它包括分别连接到第一（6）和第二（7）独立控制部件的至少两个线圈（2，3），由第一控制部件（6）管理至少一个初级线圈（2）以便控制移动芯（4）的移动，并且至少一个次级线圈（3）相对于初级线圈（2）放置并由第二控制部件（7）致动以修改由初级线圈（2）产生的磁场。

2.根据前述权利要求所述的电磁致动器，其特征在于，所述初级（2）和次级线圈（3）被彼此相对地布置，使得对于移动芯（4）来说，一个分组产生的磁场的影响与另一分组产生的磁场的影响相反，由此产生施加到所述芯（4）的磁流是初级线圈（2）和次级线圈（3）的流的减法运算的结果。

3.根据前述权利要求所述的电磁致动器，其特征在于，它包括卷绕串联连接到次级线圈（3）以便产生反向磁场的初级线圈（2）。

4.根据前述权利要求所述的电磁致动器，其特征在于，次级线圈（3）连接到第二阈值控制部件（7），提供所述第二阈值控制部件（7）使得一旦在其两端达到预定的电压值所述次级线圈（3）就变为可操作的。

5.根据前述权利要求所述的电磁致动器，其特征在于，所述控制部件（7）可以包括用于消除压敏电阻或雪崩二极管类型的瞬时电压的部件。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的电磁致动器，其特征在于，所述连接到初级线圈（2）的第一控制部件（6）还包括电压或电流阈值控制组件（6）。

7.根据前述权利要求所述的电磁致动器，其特征在于，所述组件（6）选自下列组件：压敏电阻或雪崩二极管类型的瞬时电压抑制器组件、齐纳二极管、IGBT晶体管、双极型晶体管、闸流晶体管、三端双向可控硅开关元件、MOSFET晶体管和继电器。

Images