CN103811232A - 具有电控逻辑电路的微型断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有电控逻辑电路的微型断路器，微型断路器包括微型断路器壳体，微型断路器壳体上设有的脱扣器、操作机构，微型断路器具有电控逻辑电路，电控逻辑电路包括功能转换电路，功能转换电路的使能输入端可接入L或N电位，功能转换电路的信号输入端与状态信号处理电路相连，状态信号处理电路与启停位置闭锁参数电路并接接入负荷端，功能转换电路的使能输出端分别与使能信号处理电路、合闸逻辑使能次序判断控制电路相连接，通过使能信号灵活的控制断路器自动接通（合闸）与切断（跳闸）动作。本发明的主要用途是为了提供一种不需要手动切换，自动适应手动合闸和自动合闸的要求，结构简单，操作方便，安全系数高的微型断路器。

Description

具有电控逻辑电路的微型断路器

技术领域

本发明属于电器技术领域，具体涉及一种具有电控逻辑电路的微型断路器。

背景技术

断路器：能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件下接通或复合故障时承载一定时间和、或分断电流的一种机械开关电器。断路器的作用是业界公知的，在正常状态下，保证电回路即电路的畅通；当回路发生故障产生短路电流或由过载引起过电流时，使电器负荷与供电网络实现分离。为此断路器通常包括动、静接触件组。微型断路器利用电磁脱扣器和电流热元件实现短路保护与过流保护，当线圈中通过的短路电流大于设定的电流值时，电磁脱扣器的动铁芯动作，推动打击杆撞击操作机构，使操作机构解锁，带动动接触件与静接触件分离。

微型断路器，简称MCB （Micro Circuit Breaker ），是建筑电气终端配电装置引中使用最广泛的一种终端保护电器。用于125A以下的单相、三相的短路、过载、过压等保护，包括单极1P，二极2P、三极3P、四极4P等四种。

目前，市面上的微型断路器无法实现不需要手动切换，就能自动适应手动和自动合闸的要求。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供了一种不需要手动切换，自动适应手动合闸和自动合闸的要求，结构简单，操作方便，安全系数高的具有电控逻辑电路的微型断路器。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有电控逻辑电路的微型断路器，所述微型断路器包括微型断路器壳体，微型断路器壳体上设有的脱扣器、操作机构，其特征在于：所述微型断路器具有电控逻辑电路，所述电控逻辑电路包括功能转换电路，所述功能转换电路的使能输入端可接入L或N电位，所述功能转换电路的信号输入端与状态信号处理电路相连，所述状态信号处理电路与启停位置闭锁参数电路并接接入负荷端，所述功能转换电路的使能输出端分别与使能信号处理电路、合闸逻辑使能次序判断控制电路相连接，当使能不成立时，使能信号处理电路向脱扣执行电路传输电电信号，所述脱扣执行电路驱动操作机构与脱扣器脱开，当使能成立时，所述功能转换电路会将使能信号传输给合闸逻辑使能次序判断控制电路，所述合闸逻辑使能次序判断控制电路结合启停位置闭锁参数电路传输来的信号判断上次跳闸是否是由于使能不成立而导致，如果上次跳闸是由于使能不成立导致的，所述合闸闭锁判断逻辑电路就会向闭锁解锁电路传输解锁信号，所述闭锁解锁电路向合闸执行电路传输执行信号，所述合闸执行电路驱动电机实现自动合闸，如果上次跳闸不是由于使能不成立导致的，则所述合闸闭锁判断逻辑电路不会向闭锁解锁电路传输解锁信号，自动合闸就无法实现。其中，当使能不成立时，在主电器回路有电的条件下，本微型断路器会自动切断（跳闸）主电器回路。当使能成立时，在主电器回路有电的条件下，本微型断路器会自动接通（合闸）主电器回路。但前提是：上一次切断（跳闸）主电器回路的动作是由使能不成立而发生的，否则不执行自动接通（合闸）主电器回路的动作。由本微型断路器保护功能发生的切断（跳闸）动作（如：短路、过流、或漏电流、欠电压、过电压等），由于合闸闭锁判断逻辑电路不会向闭锁解锁电路传输解锁信号，本微型断路器电控逻辑设计拒绝执行自动接通（合闸）功能从而能够保证本微型断路器在使用过程中的安全性能。当手动合闸成功后，自动接通（合闸）功能恢复。本微型断路器通过使能信号灵活的控制断路自动接通（合闸）与切断（跳闸）动作，同时又不影响手动拉合操作和断路器本身保护功能发生的切断（跳闸）。本微型断路器电控逻辑具备当主电器回路断电或由断电转为来电时，主电器回路动作机构状态保持不变。本微型断路器电控逻辑设计具备主电器回路切断（跳闸）的状态返回功能。可以判断控制断开主电器回路的指令执行的正确性

作为优选，所述操作机构与开关转芯联动，所述开关转芯上设有棘轮，所述棘轮与大齿轮配合，所述大齿轮的后表面设有能与棘轮配合的大齿轮棘齿，所述大齿轮与棘轮之间设有铁片，所述齿轮能与小齿轮啮合，所述小齿轮套接于电机的输出轴上，所述开关转芯上设有手柄，所述手柄通过转轴与开关转芯连接，所述转轴可沿开关转芯轴向移动。其中，大齿轮的后表面设有能与棘轮配合的大齿轮棘齿，从而大齿轮能带动开关转芯转动。大齿轮与棘轮之间设有铁片，当需要实现手动合闸的时候，通过棘轮与铁片配合，使得大齿轮与棘轮脱离，当扳动手柄的时候，开关转芯就不与大齿轮一起联动，从而减少了在手动合闸时候的阻力，同时也提高了断路器的安全系数。手柄通过转轴与开关转芯连接，转轴可沿开关转芯轴向移动，当需要手动合闸的时候，就可以通过移动手柄使得棘轮与铁片配合，从而使得大齿轮与棘轮脱离。

作为优选，所述铁片设有半圆形窗口，所述棘轮与能大齿轮能在所述半圆形的窗口配合。其中，半圆形的窗口形成一个限位的窗口，当棘轮脱离半圆形窗口时就无法与大齿轮配合，从而使得在实现手动合闸的时候阻力小，安全系数高。在需要自带合闸的时候，使得棘轮与能大齿轮能在半圆形的窗口配合，使得大齿轮带动开关转芯转动实现自动合闸。

作为优选，所述半圆形的窗口下边缘设有斜面，所述斜面能与棘轮配合，所述铁片的下部设有定位凹槽。其中，铁片的下部设有定位凹槽是为了使得加强铁片的稳定系数。设置斜面，是为了使得棘轮能够脱离半圆形窗口。

作为优选，所述棘轮上设置的棘轮棘齿成扇形结构。其中，棘轮棘齿成扇形结构能够与斜面配合，实现在半圆形窗口内外的切换。

作为优选，所述小齿轮上设有一个推进开关，所述推进开关打开或关闭能使小齿轮与大齿轮啮合或分离。其中，设置推荐开关，是为了提高安全系数，当实现手动合闸的时候，可以推动推进开关使得小齿轮与大齿轮脱离。当实现自动合闸的时候，推动推进开关使得小齿轮与大齿轮啮合，实现小齿轮带动大齿轮联动。

作为优选，所述手柄前端设有第一凹槽，所述第一凹槽能与开关转芯上的第一凸体配合。其中，第一凹槽能与开关转芯上的第一凸体配合，可以在移动手柄的时候很好的与开关转芯配合，使得开关转芯与手柄联动，同时，又能推动棘轮与铁片配合实现棘轮与大齿轮的脱离。

作为优选，所述手柄中部设有第三凹槽，所述第三凹槽能与开关转芯上的限位挡片配合。

因此，本发明具有如下有益效果：结构简单，操作方便，安全系数高，不需要手动切换，自动适应手动合闸和自动合闸的要求，通过使能信号灵活的控制断路自动接通（合闸）与切断（跳闸）动作，同时又不影响手动拉合操作和断路器本身保护功能发生的切断（跳闸），由本微型断路器保护功能发生的切断（跳闸）动作，本微型断路器电控逻辑设计拒绝执行自动接通（合闸）功能大大提高了在使用过程中的安全性能。

附图说明

图1是本发明微型断路器的主视图；

图2 是本发明铁片的结构示意图；

图3是本发明大齿轮与棘轮配合的结构示意图；

图4是本发明大齿轮结构示意图；

图5是本发明微型断路器的立体图；

图6是本发明微型断路器的侧视图；

图7是本发明手柄与开关转芯配合的结构示意图；

图8是本发明电控逻辑电路的逻辑图；

图中：微型断路器壳体1、大齿轮2、小齿轮3、推进开关31、脱扣器4、操作机构5、铁片6、半圆形窗口61、斜面62、定位凹槽63、手柄7、转轴71、第一凹槽72、第三凹槽73、棘轮8、开关转芯9、第一凸体91。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1：如图1、图3所示，一种具有电控逻辑电路的微型断路器，包括微型断路器壳体1，微型断路器壳体1上设有的脱扣器4、操作机构5，操作机构5与开关转芯9联动，开关转芯9上设有棘轮8，棘轮8与大齿轮2配合，大齿轮2的后表面设有能与棘轮8配合的大齿轮棘齿，大齿轮2与棘轮8之间设有铁片6，齿轮能与小齿轮3啮合，小齿轮3套接于电机的输出轴上，开关转芯9上设有手柄7，手柄7通过转轴71与开关转芯9连接，转轴71可沿开关转芯9轴向移动。

如图3、图4所示，其中，大齿轮2的后表面设有能与棘轮8配合的大齿轮棘齿，从而大齿轮2能带动开关转芯9转动。大齿轮2与棘轮8之间设有铁片6，当需要实现手动合闸的时候，通过棘轮8与铁片6配合，使得大齿轮2与棘轮8脱离，当扳动手柄7的时候，开关转芯9就不与大齿轮2一起联动，从而减少了在手动合闸时候的阻力，同时也提高了断路器的安全系数。手柄7通过转轴71与开关转芯9连接，转轴71可沿开关转芯9轴向移动，当需要手动合闸的时候，就可以通过移动手柄7使得棘轮8与铁片6配合，从而使得大齿轮2与棘轮8脱离。

如图2、图3所示，铁片6设有半圆形窗口61，棘轮8与能大齿轮2能在半圆形的窗口配合。其中，半圆形的窗口形成一个限位的窗口，当棘轮8脱离半圆形窗口61时就无法与大齿轮2配合，从而使得在实现手动合闸的时候阻力小，安全系数高。在需要自带合闸的时候，使得棘轮8与能大齿轮2能在半圆形的窗口配合，使得大齿轮2带动开关转芯9转动实现自动合闸。半圆形的窗口下边缘设有斜面62，斜面62能与棘轮8配合，铁片6的下部设有定位凹槽63。其中，铁片6的下部设有定位凹槽63是为了使得加强铁片6的稳定系数。设置斜面62，是为了使得棘轮8能够脱离半圆形窗口61。

如图6所示，微型断路器壳体1沿侧面厚度方向形成并排双层或多层结构，每层的厚度为单极1P，每层分别设有进线端口。棘轮8上设置的棘轮8棘齿成扇形结构。其中，棘轮棘齿成扇形结构能够与斜面62配合，实现在半圆形窗口61内外的切换。

如图5所示，小齿轮3上设有一个推进开关31，推进开关31打开或关闭能使小齿轮3与大齿轮2啮合或分离。其中，设置推荐开关，是为了提高安全系数，当实现手动合闸的时候，可以推动推进开关31使得小齿轮3与大齿轮2脱离。当实现自动合闸的时候，推动推进开关31使得小齿轮3与大齿轮2啮合，实现小齿轮3带动大齿轮2联动。

如图3、图7所示，手柄7前端设有第一凹槽72，第一凹槽72能与开关转芯9上的第一凸体91配合。其中，第一凹槽72能与开关转芯9上的第一凸体91配合，可以在移动手柄7的时候很好的与开关转芯9配合，使得开关转芯9与手柄7联动，同时，又能推动棘轮8与铁片6配合实现棘轮8与大齿轮2的脱离。手柄7后端设有第二凹槽，第二凹槽能与开关转芯9上的第二凸体配合。其中，设置第二凹槽能与开关转芯9上的第二凸体配合能够加强手柄7与开关转芯9配合的稳定性。手柄7中部设有第三凹槽73，第三凹槽73能与开关转芯9上的限位挡片配合。开关转芯9上这有复位弹簧，复位弹簧设于转轴71与棘轮8之间。其中，设置复位弹簧，当手动合闸转换到自动合闸时，推动手柄7，由于复位弹簧就能推动棘轮8与铁片6配合，使得棘轮8移动到半圆形窗口61能为自动合闸做好准备。

如图8所示，微型断路器具有电控逻辑电路，电控逻辑电路包括功能转换电路，功能转换电路的使能输入端可接入L或N电位，功能转换电路的信号输入端与状态信号处理电路相连，状态信号处理电路与启停位置闭锁参数电路并接接入负荷端，功能转换电路的使能输出端分别与使能信号处理电路、合闸逻辑使能次序判断控制电路相连接，当使能不成立时，使能信号处理电路向脱扣执行电路传输电电信号，脱扣执行电路驱动操作机构与脱扣器脱开，当使能成立时，功能转换电路会将使能信号传输给合闸逻辑使能次序判断控制电路，合闸逻辑使能次序判断控制电路结合启停位置闭锁参数电路传输来的信号判断上次跳闸是否是由于使能不成立而导致，如果上次跳闸是由于使能不成立导致的，合闸闭锁判断逻辑电路就会向闭锁解锁电路传输解锁信号，闭锁解锁电路向合闸执行电路传输执行信号，合闸执行电路驱动电机实现自动合闸，如果上次跳闸不是由于使能不成立导致的，则合闸闭锁判断逻辑电路不会向闭锁解锁电路传输解锁信号，自动合闸就无法实现。其中，当使能不成立时，在主电器回路有电的条件下，本微型断路器会自动切断（跳闸）主电器回路。当使能成立时，在主电器回路有电的条件下，本微型断路器会自动接通（合闸）主电器回路。但前提是：上一次切断（跳闸）主电器回路的动作是由使能不成立而发生的，否则不执行自动接通（合闸）主电器回路的动作。由本微型断路器保护功能发生的切断（跳闸）动作（如：短路、过流、漏电流），由于合闸闭锁判断逻辑电路不会向闭锁解锁电路传输解锁信号，本微型断路器电控逻辑设计拒绝执行自动接通（合闸）功能从而能够保证本微型断路器在使用过程中的安全性能。当手动合闸成功后，自动接通（合闸）功能恢复。本微型断路器通过使能信号灵活的控制断路自动接通（合闸）与切断（跳闸）动作，同时又不影响手动拉合操作和断路器本身保护功能发生的切断（跳闸）。本微型断路器电控逻辑具备当主电器回路断电或由断电转为来电时，主电器回路动作机构状态保持不变。本微型断路器电控逻辑设计具备主电器回路切断（跳闸）的状态返回功能。可以判断控制断开主电器回路的指令执行的正确性。

在微型断路器自动合闸的时候，由电机驱动上面的小齿轮3，小齿轮3与手柄7上面的大齿轮2啮合，由于棘轮棘爪的原理大齿轮2与开关转芯9轮无法分离，开关转芯9跟随着大齿轮2的转动而转动，开关转芯9的转动也带动了整个手柄7的合闸运动，从而带动操作机构5实现了自动合闸功能。

在微型断路器手动合闸的时候，手柄7向下移动，从而挤压棘轮8使得棘轮8与铁片6上斜面62配合，使得棘轮8旋转至脱离半圆形窗口61位置从而使得棘轮8无法与大齿轮2配合。扳动手柄7的时候，手柄7就会带动开关转芯9转动，开关转芯从而带动操作机构5实现手动合闸。

Claims (8)

1.一种具有电控逻辑电路的微型断路器，所述微型断路器包括微型断路器壳体，微型断路器壳体上设有的脱扣器、操作机构，其特征在于：所述微型断路器具有电控逻辑电路，所述电控逻辑电路包括功能转换电路，所述功能转换电路的使能输入端可接入L或N电位，所述功能转换电路的信号输入端与状态信号处理电路相连，所述状态信号处理电路与启停位置闭锁参数电路并接接入负荷端，所述功能转换电路的使能输出端分别与使能信号处理电路、合闸逻辑使能次序判断控制电路相连接，当使能不成立时，使能信号处理电路向脱扣执行电路传输电电信号，所述脱扣执行电路驱动操作机构与脱扣器脱开，当使能成立时，所述功能转换电路会将使能信号传输给合闸逻辑使能次序判断控制电路，所述合闸逻辑使能次序判断控制电路结合启停位置闭锁参数电路传输来的信号判断上次跳闸是否是由于使能不成立而导致，如果上次跳闸是由于使能不成立导致的，所述合闸闭锁判断逻辑电路就会向闭锁解锁电路传输解锁信号，所述闭锁解锁电路向合闸执行电路传输执行信号，所述合闸执行电路驱动电机实现自动合闸，如果上次跳闸不是由于使能不成立导致的，则所述合闸闭锁判断逻辑电路不会向闭锁解锁电路传输解锁信号，自动合闸就无法实现。

2.根据权利要求1所述的具有电控逻辑电路的微型断路器，其特征在于：所述操作机构与开关转芯联动，所述开关转芯上设有棘轮，所述棘轮与大齿轮配合，所述大齿轮的后表面设有能与棘轮配合的大齿轮棘齿，所述大齿轮与棘轮之间设有铁片，所述齿轮能与小齿轮啮合，所述小齿轮套接于电机的输出轴上，所述开关转芯上设有手柄，所述手柄通过转轴与开关转芯连接，所述转轴可沿开关转芯轴向移动。

3.根据权利要求2所述的具有电控逻辑电路的微型断路器，其特征在于：所述铁片设有半圆形窗口，所述棘轮与能大齿轮能在所述半圆形的窗口配合。

4.根据权利要求3所述的具有电控逻辑电路的微型断路器，其特征在于：所述半圆形的窗口下边缘设有斜面，所述斜面能与棘轮配合，所述铁片的下部设有定位凹槽。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的具有电控逻辑电路的微型断路器，其特征在于：所述棘轮上设置的棘轮棘齿成扇形结构。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的具有电控逻辑电路的微型断路器，其特征在于：所述小齿轮上设有一个推进开关，所述推进开关打开或关闭能使小齿轮与大齿轮啮合或分离。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的具有电控逻辑电路的微型断路器，其特征在于：所述手柄前端设有第一凹槽，所述第一凹槽能与开关转芯上的第一凸体配合。

8. 根据权利要求1或2或3或4所述的具有电控逻辑电路的微型断路器，其特征在于：所述手柄中部设有第三凹槽，所述第三凹槽能与开关转芯上的限位挡片配合。

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