CN103996552B - 用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置,包括电磁铁，以及与电磁铁的动铁芯联动从而可以控制开关主回路合闸或分闸的传动机构，电磁铁包括壳体、固定在壳体一端的静铁芯、设于壳体内的线圈，及部分从壳体中伸出并在线圈通电时克服传动机构的第一弹簧的反作用力向静铁芯轴向移动并吸合的动铁芯;电磁操作装置还包括连接于动铁芯与电磁铁的壳体之间的锁扣单元，锁扣单元作用于动铁芯以使动铁芯与静铁芯保持吸合；以及自动解锁机构，自动解锁机构包括在电磁操作装置断电时使锁扣单元解除对动铁芯和静铁芯的锁定的解锁单元，及可使解锁单元复位的复位单元；该电磁操作装置稳定可靠且在断电情况下能使开关自动回位至开闸状态。

Description

用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置，属于低压电器技术领域。

背景技术

控制与保护开关，英文缩写为CPS，其采用模块化的单一产品结构形式，集成了传统的断路器（熔断器）、接触器、过载（或过流、断相）保护继电器、起动器、隔离器等主要功能，具有远距离自动控制和就地直接人力控制功能，具有面板指示及机电信号报警功能，具有过压欠压保护功能，还具有断相缺相保护功能以及协调配合的时间-电流保护特性等。控制与保护开关从其结构和功能上来说，已不再是接触器、或断路器、或热继电器等单个产品，而是一套控制保护系统。它的出现从根本上解决了传统的采用分立元器件（通常是断路器或熔断器+接触器+过载继电器）由于选择不合理而引起的控制和保护配合不合理的种种问题，特别是克服了由于采用不同考核标准的电器产品之间组合在一起时，保护特性与控制特性配合不协调的现象，极大地提高了控制与保护系统的运行可靠性和连续运行性能。

目前，市场上一种常用的控制与保护开关，其电磁操作装置中采用了交流电磁铁，工作原理为：控制电源使交流电磁铁的线圈通电时，动铁芯在线圈通电后产生的电磁力作用下克服弹簧的反作用力向静铁芯移动直至吸合在一起，动铁芯与开关的触头动作机构联动，动铁芯向静铁芯移动时通过触头动作机构带动主回路的动触头动作，动铁芯与静铁芯吸合同时，动触头移动至与静触头闭合，实现主回路的接通，动铁芯依靠电磁力克服弹簧反作用力保持与静铁芯的吸合；控制电源使交流电磁铁的线圈断电时，用于保持动铁芯与静铁芯吸合的电磁力消失，动铁芯在弹簧的反作用力下向脱离静铁芯方向移动，同时通过触头动作机构带动动触头动作与静触头分开，实现主回路的断开。

该现有技术由于交流电磁铁结构简单、吸合力大不易脱扣、分断速度快而被广泛采用。然而，该现有技术在实际使用中存在以下缺陷：1）在该现有技术中，控制与保护开关是依靠电磁力克服弹簧的反作用力来保持主回路的长时间接通，因此开关长时间工作时，电磁线圈必须长时间通电，经过测算，现有市场上类似产品的交流电磁铁功耗平均在30-40W左右，长时间通电必然消耗大量电能，不符合国家节能环保的倡导；2）在该现有技术中，线圈长时间通电后必然会积累一定的热量，造成温度升高，而一旦由于某些外部因素造成线圈散热不良，则会导致线圈烧毁的现象的出现；3）在该现有技术中，采用交流电磁铁还存在噪音大，可靠性差的问题。

针对上述问题，现有技术中出现了一种采用永磁技术的控制与保护开关电磁操作装置，如中国专利文献CN101459018B公开了一种控制与保护开关电器，该开关电器的基座上设置永磁驱动机构及与永磁驱动机构相适应的控制电路，控制电源通过整流及电子控制电路使永磁驱动机构中的线圈获得一个直流脉冲电流，脉冲产生的磁力及在动铁芯上产生的电动力使动铁芯向静铁芯移动并与静铁芯吸合构成闭合磁路，同时，动铁芯的移动带动臂支座动作使主回路的动静触头分开，实现主回路接通，闭合后控制电路自动断开线圈的电源，靠永磁铁的磁力保持开关磁铁的吸合，实现节能；当需要断开主回路时，控制电路向线圈发出一个反向磁力及在动铁芯上产生的反向电动力抵消永磁铁的吸合力，在弹簧反作用力的作用下使主回路的动静触头分开，实现主回路断开。

该现有技术通过永磁驱动机构，以及与永磁驱动机构相适应的控制电路，使得开关工作时线圈不必长时间通电不仅解决了线圈发热的问题，而且还节约了大量电能，通过线圈获得直流脉冲电流还解决了噪音大的问题。然而，该现有技术在实际使用中仍存在以下问题：1）在该现有技术中，靠永磁铁的磁力保持吸合动铁芯的结合力相比电磁铁的吸合力较小，在开关合闸工作时，如果遭遇强烈震动，容易导致动铁芯在弹簧反作用力作用下与静铁芯脱开，造成开关脱扣，严重影响了开关的工作稳定性和可靠性；2）在该现有技术中，开关分闸时，控制电路向线圈发出反向磁力以及动铁芯上的反向电动力的实质是在电磁铁的两端加载反向电压，用于抵消永磁铁的吸力从而实现开关分闸，然而，众所周知，控制电路功能的增加势必会增加控制电路线路的复杂程度，而越复杂的线路越容易出现故障；3）在该现有技术中，开关的分闸是通过控制电路向线圈发出反向磁力以及动铁芯上的反向电动力抵消永磁铁的吸力来实现的，即要使开关由合闸状态转变成分闸状态就必须通过控制电路向线圈发出反向磁力以及动铁芯上的反向电动力抵消永磁铁的吸力，这样当出现意外停电时，外接电源发生断电，控制电路无法向线圈发出反向磁力以及动铁芯上也无法产生反向点动力，致使没有力能克服永磁体的吸力来开关分闸，从而在停电时，开关始终处于合闸状态，这样来电时，通电电流将直接通过该控制与保护开关接通电器，特别是当外接电源多次反复断电通电时，不利于电器的保护，容易缩短电器的使用寿命，所以该控制与保护开关在外接电源发生反复断电通电的情况下对电器的保护性能差。

因此，采用永磁技术导致控制与保护开关的工作稳定性和可靠性进一步降低，另外，控制电路线路的复杂也会增加制造成本，且在外接电源发生反复断电通电的情况下对电器的保护性能差。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现在技术控制与保护开关的稳定性和可靠性低、制造成本高且在外接电源发生反复断电通电情况下的保护性能差，进而提供一种稳定可靠且在断电情况下能使开关自动回位至开闸状态的用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置。

为解决上述技术问题，本发明的一种用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置,包括电磁铁，以及与所述电磁铁的动铁芯联动从而可以控制开关主回路合闸或分闸的传动机构，所述电磁铁包括壳体、固定在所述壳体一端的静铁芯、设于所述壳体内的线圈，以及部分从所述壳体中伸出并在所述线圈通电时克服所述传动机构的第一弹簧的反作用力向所述静铁芯轴向移动并吸合的动铁芯;

所述电磁操作装置还包括

连接于所述动铁芯与所述电磁铁的壳体之间的锁扣单元，所述锁扣单元作用于所述动铁芯以使所述动铁芯与所述静铁芯保持吸合；

以及自动解锁机构，所述自动解锁机构包括在所述电磁操作装置断电时使所述锁扣单元解除对所述动铁芯和所述静铁芯的锁定的解锁单元，以及可使所述解锁单元复位的复位单元。

所述锁扣单元包括

锁扣件，固定在所述动铁芯的从所述电磁铁壳体中伸出的部分上，所述锁扣件成型有锁扣端；

锁扣板，设置在所述电磁铁的壳体上，所述锁扣板成型有与所述锁扣端轴向对应的锁扣槽，以使所述动铁芯轴向移动至吸合所述静铁芯时，随所述动铁芯轴向移动的所述锁扣端卡入所述锁扣槽形成防止所述锁扣端向相反轴向脱离的倒扣结构；

所述解锁单元包括

具有初始位置和推动位置的推动铁芯，所述推动铁芯由所述初始位置运动至所述推动位置时，所述推动铁芯推动所述锁扣板使所述锁扣件的所述锁扣端从所述锁扣槽中脱出；

与所述主回路连通的，且在所述电磁操作装置通电状态下吸附所述推动铁芯，使所述推动铁芯停留在所述初始位置的小电磁铁；

以及设于所述推动铁芯与所述小电磁铁之间，且对所述推动铁芯施加有使所述推动铁芯朝向所述锁扣板运动趋势的偏压力的偏压件，所述电磁操作装置断电时，所述偏压件的所述偏压力将所述推动铁芯由所述初始位置推动至所述推动位置。

所述复位单元包括可与所述动铁芯联动的联动组件，所述锁扣单元解锁时，所述动铁芯在所述传动机构的所述第一弹簧的作用下与所述静铁芯分离，并带动所述联动组件将所述推动铁芯复位至所述初始位置。

所述联动组件包括通过与所述锁扣件的所述锁扣端固定连接且在所述锁扣端的带动下进行往复滑动的连接板，以及通过转轴可转动的安装在所述电磁操作装置内的转动板，所述锁扣端脱出所述锁扣槽时，所述连接板通过施力机构给所述转动板施加使所述转动板绕所述转轴转动的作用力，以使所述转动板推动所述推动铁芯复位。

所述施力机构包括成型在所述连接板上的中间轴，成型在所述转动板上供所述中间轴插入的插孔，所述插孔与所述中间轴之间具有滑动间隙。

所述转动板设为V型板，所述转轴设于所述V型板的第一臂和第二臂连接处，所述中间轴设于所述V型板的第一臂的臂端处，所述V型板的第二臂的臂端可在所述推动铁芯的所述初始位置和所述推动位置之间转动。

所述推动铁芯的推动端上成型有可与所述V型板的第二臂的臂端相配合的凸柱。

所述偏压件套设在所述推动铁芯位于所述凸柱与所述小电磁铁之间的部分上，所述凸柱与所述偏压件之间还设有垫圈。

所述锁扣单元还包括用于锁紧所述倒扣结构中的所述锁扣端而使其不会出现晃动的锁紧结构，所述锁紧结构为施加给所述倒扣结构中的所述锁扣端一锁紧力矩的弹力件。

所述弹力件为一端固定在所述锁扣板上，另一端固定在包围所述电磁铁的支架上并且处于拉伸状态的第二弹簧。

所述锁扣件为成型在所述动铁芯伸出所述壳体部分外表面垂直向上延伸的柱形状，所述锁扣端为成型于所述锁扣件顶端的圆柱形；所述锁扣板设置在所述电磁铁壳体的上盖板上，所述锁扣槽的槽口朝向所述锁扣端并与所述表面相连接。

所述电磁铁的所述上盖板设置有枢轴，所述锁扣板通过在与所述枢轴相对应位置成型套设于所述枢轴的枢转孔，使其可绕所述枢轴转动。

所述锁扣板上还成型便于所述推动铁芯推动所述锁扣板绕所述枢轴往使所述锁扣端脱出所述锁扣槽的方向转动的条形凸块，所述条形凸块延伸至所述推动铁芯的所述推动位置处。

还包括对所述连接板的往复滑动进行导向的第一导向结构，所述第一导向结构包括成型在所述连接板上的第一导向槽和设置在所述上盖板上的第一导向销，所述枢轴即为所述第一导向销。

还包括对所述推动铁芯在所述初始位置和所述推动位置之间的滑动进行导向的第二导向结构，所述第二导向结构包括设于所述推动铁芯下方的第二导向销和与所述小电磁铁固定连接的相应的第二导向槽。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）在本发明所述的用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置中，所述电磁操作装置还包括连接于所述动铁芯与所述电磁铁的壳体之间的锁扣单元，所述锁扣单元作用于所述动铁芯以使所述动铁芯与所述静铁芯保持吸合；以及自动解锁机构，所述自动解锁机构包括在所述电磁操作装置断电时使所述锁扣单元解除对所述动铁芯和所述静铁芯的锁定的解锁单元，以及可使所述解锁单元复位的复位单元；本发明采用机械式的锁扣单元保持动铁芯与静铁芯吸合，使得工作时即使遭遇强烈震动，动铁芯与静铁芯的吸合也不会脱开，大大提高了电磁操作装置的工作可靠性和稳定性；同时还设有在所述电磁操作装置断电时解除所述锁扣单元的锁定的解锁单元，也就是整个装置发生意外断电或外界发生停电状况时，所述解锁单元可以接触所述锁扣单元对所述动铁芯和所述静铁芯的锁定，从而使得所述动铁芯和所述静铁芯分离实现分闸，进而避免开关一直处于合闸状态，这样再次来电时，通电电流不会直接通过该控制与保护开关接通电器，特别是可以避免外接电源多次反复断电通电时，而导致的通电电流也多次反复直接通过该控制与保护开关接通电器，进而损坏电器和开关，且缩短电器和开关的使用寿命；同时，在设有可使所述解锁单元复位的复位单元，使所述解锁单元能及时复位，便于所述解锁单元的再次使用。综上，本发明所述的用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置，不仅稳定可靠，而且在断电情况下能使开关自动回位至开闸状态，保护性能好。

（2）在本发明所述的用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置中，所述锁扣单元包括锁扣件，固定在所述动铁芯的从所述电磁铁壳体中伸出的部分上，所述锁扣件成型有锁扣端；锁扣板，设置在所述电磁铁的壳体上，所述锁扣板成型有与所述锁扣端轴向对应的锁扣槽，以使所述动铁芯轴向移动至吸合所述静铁芯时，随所述动铁芯轴向移动的所述锁扣端卡入所述锁扣槽形成防止所述锁扣端向相反轴向脱离的倒扣结构；所述解锁单元包括具有初始位置和推动位置的推动铁芯，所述推动铁芯由所述初始位置运动至所述推动位置时，所述推动铁芯推动所述锁扣板使所述锁扣件的所述锁扣端从所述锁扣槽中脱出；与所述主回路连通的，且在所述电磁操作装置通电状态下吸附所述推动铁芯，使所述推动铁芯停留在所述初始位置的小电磁铁；以及设于所述推动铁芯与所述小电磁铁之间，且对所述推动铁芯施加有使所述推动铁芯朝向所述锁扣板运动趋势的偏压力的偏压件，所述电磁操作装置断电时，所述偏压件的所述偏压力将所述推动铁芯由所述初始位置推动至所述推动位置；即在本发明中，通过倒扣结构的设置防止了与锁扣端一体的动铁芯在电磁力消失的情况下向脱离静铁芯方向移动，即在无通电的情况下保持了动铁芯与静铁芯的吸合；同时所述锁扣单元和所述解锁单元的结构简单，易于加工，制造成本低。

（3）在本发明所述的用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置中，所述复位单元包括可与所述动铁芯联动的联动组件，所述锁扣单元解锁时，所述动铁芯在所述传动机构的所述第一弹簧的作用下与所述静铁芯分离，并带动所述联动组件将所述推动铁芯复位至所述初始位置；在本发明中，所述联动组件可在所述动铁芯与所述静铁芯分离时，及时将所述推动铁芯复位至所述初始位置以便于所述解锁单元的再次使用。

（4）在本发明所述的用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置中，所述转动板设为V型板，所述转轴设于所述V型板的第一臂和第二臂连接处，所述中间轴设于所述V型板的第一臂的臂端处，所述V型板的第二臂的臂端可在所述推动铁芯的所述初始位置和所述推动位置之间转动；所述连动板结构简单，运动可靠，且占用空间小，便于其他部件的设置。

（5）在本发明所述的用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置中，所述推动铁芯的推动端上成型有可与所述V型板的第二臂的臂端相配合的凸柱，所述凸柱的设置便于所述V型板的第二臂的臂端推动所述推动铁芯复位。

（6）在本发明所述的用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置中，所述锁扣件为成型在所述动铁芯伸出所述壳体部分外表面垂直向上延伸的柱形状，所述锁扣端为成型于所述锁扣件顶端的圆柱形；所述锁扣板设置在所述电磁铁壳体的上盖板上，所述锁扣槽的槽口朝向所述锁扣端并与表面相连接；该种结构设置更好地利用了所述动铁芯伸出壳体部分上方的空间，结构紧凑。

（7）在本发明所述的用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置中，所述锁扣板上还成型便于所述推动铁芯推动所述锁扣板绕所述枢轴往使所述锁扣端脱出所述锁扣槽的方向转动的条形凸块，所述条形凸块延伸至所述推动铁芯的所述推动位置处；所述条形凸块的设置使所述推动铁芯只需轻轻推动所述条形凸块即可使得所述锁扣板绕所述枢轴往使所述锁扣端脱出所述锁扣槽的方向转动，从而使所述锁扣端轻易从所述锁扣槽中脱出。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明所述的可自动回位电磁操作装置中去掉自动解锁机构后动铁芯与静铁芯未吸合时的状态图；

图2是图1的另一视角图；

图3是本发明所述的可自动回位电磁操作装置中动铁芯与静铁芯未吸合时的状态图；

图4是本发明所述的可自动回位电磁操作装置中去掉自动解锁机构后动铁芯与静铁芯吸合时的状态图；

图5是本发明所述的可自动回位电磁操作装置中动铁芯与静铁芯吸合时的状态图；

图6是图5中自动解锁机构局部放大图；

图7是本发明所述的锁扣板、锁扣件、电磁铁壳体上盖板，以及动铁芯的装配示意图；

图8是本发明中电磁铁的分解图；

图9是本发明中锁扣板示意图；

图10是本发明中连接板示意图；

图11是本发明中转动板示意图；

图中附图标记表示为：1-电磁铁；11-动铁芯；12-静铁芯；13-上盖板；13a-枢轴；14-线圈；21-锁扣件；211-锁扣端；211a-表面；22-锁扣板；221-锁扣槽；221b-槽口；222-引导斜面；223-枢转孔；226-条形凸块；61-第一弹簧；71-旋钮；8-主回路；91-推动铁芯；92-小电磁铁；93-偏压件；94-凸柱；95-垫圈；101-连接板；103-转动板；104-转轴；105-中间轴；106-第一导向槽；107-第二导向销；108-第二导向槽；109-插孔。

具体实施方式

以下将结合附图，使用以下实施方式对本发明进行进一步阐述。

如图1-11所示，本实施例所述的一种用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置,包括电磁铁1，以及与所述电磁铁1的动铁芯11联动从而可以控制开关主回路8合闸或分闸的传动机构，所述电磁铁1包括壳体、固定在所述壳体一端的静铁芯12、设于所述壳体内的线圈14，以及部分从所述壳体中伸出并在所述线圈14通电时克服所述传动机构的第一弹簧61的反作用力向所述静铁芯12轴向移动并吸合的动铁芯11;

所述电磁操作装置还包括连接于所述动铁芯11与所述电磁铁1的壳体之间的锁扣单元，所述锁扣单元作用于所述动铁芯11以使所述动铁芯11与所述静铁芯12保持吸合；以及自动解锁机构，所述自动解锁机构包括在所述电磁操作装置断电时使所述锁扣单元解除对所述动铁芯11和所述静铁芯12的锁定的解锁单元，以及可使所述解锁单元复位的复位单元。

本实施例中采用机械式的锁扣单元保持动铁芯11与静铁芯12吸合，使得工作时即使遭遇强烈震动，动铁芯11与静铁芯12的吸合也不会脱开，大大提高了电磁操作装置的工作可靠性和稳定性；同时还设有在所述电磁操作装置断电时解除所述锁扣单元的锁定的解锁单元，也就是整个装置发生意外断电或外界发生停电状况时，所述解锁单元可以接触所述锁扣单元对所述动铁芯11和所述静铁芯12的锁定，从而使得所述动铁芯11和所述静铁芯12分离实现分闸，进而避免开关一直处于合闸状态，这样再次来电时，通电电流不会直接通过该控制与保护开关接通电器，特别是可以避免外接电源多次反复断电通电时，而导致的通电电流也多次反复直接通过该控制与保护开关接通电器，进而损坏电器和开关，且缩短电器和开关的使用寿命；同时，在设有可使所述解锁单元复位的复位单元，使所述解锁单元能及时复位，便于所述解锁单元的再次使用。综上，本实施例所述的用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置，不仅稳定可靠，而且在断电情况下能使开关自动回位至开闸状态，保护性能好。

所述锁扣单元包括锁扣件21，固定在所述动铁芯11的从所述电磁铁1壳体中伸出的部分上，所述锁扣件21成型有锁扣端211；锁扣板22，设置在所述电磁铁1的壳体上，所述锁扣板22成型有与所述锁扣端211轴向对应的锁扣槽221，以使所述动铁芯11轴向移动至吸合所述静铁芯12时，随所述动铁芯11轴向移动的所述锁扣端211卡入所述锁扣槽221形成防止所述锁扣端211向相反轴向脱离的倒扣结构；

所述解锁单元包括具有初始位置和推动位置的推动铁芯91，所述推动铁芯91由所述初始位置运动至所述推动位置时，所述推动铁芯91推动所述锁扣板22使所述锁扣件21的所述锁扣端211从所述锁扣槽中脱出；与所述主回路8连通的，且在所述电磁操作装置通电状态下吸附所述推动铁芯91，使所述推动铁芯91停留在所述初始位置的小电磁铁92；以及设于所述推动铁芯91与所述小电磁铁92之间，且对所述推动铁芯91施加有使所述推动铁芯91朝向所述锁扣板22运动趋势的偏压力的偏压件93，所述电磁操作装置断电时，所述偏压件93的所述偏压力将所述推动铁芯91由所述初始位置推动至所述推动位置。在本实施例中，通过倒扣结构的设置防止了与锁扣端211一体的动铁芯11在电磁力消失的情况下向脱离静铁芯12方向移动，即在无通电的情况下保持了动铁芯11与静铁芯12的吸合；同时所述锁扣单元和所述解锁单元的结构简单，易于加工，制造成本低。

所述复位单元包括可与所述动铁芯11联动的联动组件，所述锁扣单元解锁时，所述动铁芯11在所述传动机构的所述第一弹簧61的作用下与所述静铁芯12分离，并带动所述联动组件将所述推动铁芯91复位至所述初始位置；在本实施例中，所述联动组件可在所述动铁芯11与所述静铁芯12分离时，及时将所述推动铁芯91复位至所述初始位置以便于所述解锁单元的再次使用。

作为优选的实施方式，所述联动组件包括通过与所述锁扣件21的所述锁扣端211固定连接且在所述锁扣端211的带动下进行往复滑动的连接板101，以及通过转轴104可转动的安装在所述电磁操作装置内的转动板103，所述锁扣端211脱出所述锁扣槽时，所述连接板101通过施力机构给所述转动板103施加使所述转动板103绕所述转轴104转动的作用力，以使所述转动板103推动所述推动铁芯91复位。其中，所述施力机构包括成型在所述连接板101上的中间轴105，成型在所述转动板103上供所述中间轴105插入的插孔109，所述插孔109与所述中间轴105之间具有滑动间隙，所述滑动间隙使得所述转动板103在所述连接板101的作用下能顺利发生转动，而不被卡死。

进一步，如图11所示，所述转动板103设为V型板，所述转轴104设于所述V型板的第一臂和第二臂连接处，所述中间轴105设于所述V型板的第一臂的臂端处，所述V型板的第二臂的臂端可在所述推动铁芯91的所述初始位置和所述推动位置之间转动；所述连动板结构简单，运动可靠，且占用空间小，便于其他部件的设置。

其中，所述推动铁芯91的推动端上成型有可与所述V型板的第二臂的臂端相配合的凸柱94；所述凸柱94的设置便于所述V型板的第二臂的臂端推动所述推动铁芯91复位。

所述偏压件93套设在所述推动铁芯91位于所述凸柱94与所述小电磁铁92之间的部分上，所述凸柱94与所述偏压件93之间还设有垫圈95；在本实施例中，所述偏压件93设为弹簧，所述小电磁铁92设为直流小电磁铁。

在上述实施例的基础上，所述锁扣单元还包括用于锁紧所述倒扣结构中的所述锁扣端211而使其不会出现晃动的锁紧结构，所述锁紧结构为施加给所述倒扣结构中的所述锁扣端211一锁紧力矩的弹力件。所述弹力件为一端固定在所述锁扣板22上，另一端固定在包围所述电磁铁1的支架上并且处于拉伸状态的第二弹簧。

所述锁扣件21为成型在所述动铁芯11伸出所述壳体部分外表面垂直向上延伸的柱形状，所述锁扣端211为成型于所述锁扣件21顶端的圆柱形；所述锁扣板22设置在所述电磁铁1壳体的上盖板13上，所述锁扣槽221的槽口221b朝向所述锁扣端211并与所述表面211a相连接；该种结构设置更好地利用了所述动铁芯11伸出壳体部分上方的空间，结构紧凑。

所述电磁铁1的所述上盖板13设置有枢轴13a，所述锁扣板22通过在与所述枢轴13a相对应位置成型套设于所述枢轴13a的枢转孔223，使其可绕所述枢轴13a转动。所述锁扣板22上还成型便于所述推动铁芯91推动所述锁扣板22绕所述枢轴13a往使所述锁扣端211脱出所述锁扣槽221的方向转动的条形凸块226，所述条形凸块226延伸至所述推动铁芯91的所述推动位置处。所述条形凸块226的设置使所述推动铁芯91只需轻轻推动所述条形凸块226即可使得所述锁扣板22绕所述枢轴13a往使所述锁扣端211脱出所述锁扣槽221的方向转动，从而使所述锁扣端211轻易从所述锁扣槽中脱出。

在本实施例中，还包括对所述连接板101的往复滑动进行导向的第一导向结构，所述第一导向结构包括成型在所述连接板101上的第一导向槽106和设置在所述上盖板13上的第一导向销，所述枢轴13a即为所述第一导向销。进一步，还包括对所述推动铁芯91在所述初始位置和所述推动位置之间的滑动进行导向的第二导向结构，所述第二导向结构包括设于所述推动铁芯91下方的第二导向销107和与所述小电磁铁92固定连接的相应的第二导向槽108。

本实施例所述的一种用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置的具体工作过程如下：

如图1、2和3所示，所述电磁操作装置处于线圈14通电前状态，所述动铁芯11与静铁芯12未吸合，控制开关开启和闭合的旋钮71处于其分闸位置，所述主回路8处于分闸状态。

此时，旋转所述旋钮71至其合闸位置，所述线圈14通电，所述动铁芯11在电磁力作用下克服所述传动机构的所述第一弹簧61的反作用力向所述静铁芯12轴向移动，随所述动铁芯11一同移动的锁扣件21的锁扣端211沿着所述锁扣板22的引导斜面221向轴向对应的锁扣槽221滑动，滑动时锁扣件21推动锁扣板22逆时针方向转动，当所述动铁芯11移动至与所述静铁芯12吸合的同时，锁扣端211a从锁扣槽221的槽口221b中滑入形成所述倒扣结构，所述主回路8合闸。此时，电磁操作装置的状态如图4、5和6所示；

电磁操作装置不需工作时，旋转所述旋钮71至其分闸位置，所述旋钮71旋转时驱动所述传动机构推动所述锁扣板22的一侧边缘使其沿逆时针方向转动，从而使锁扣板22转动至其槽口221与锁扣端211正对的位置，所述锁扣端211失去了抵触，从而在第一弹簧61的拉力作用下随所述动铁芯11沿相反轴向移动，从锁扣槽221的槽口221b中脱出并复位，所述主回路88分闸，如图1、2和3所示状态；

当所述电磁操作装置发生意外断电或外界停电时，所述锁扣件21的所述锁扣端211依然被所述锁扣板22的所述锁扣槽221锁定，所述动铁芯11和所述静铁芯12并未发生分离；此时，所述小电磁铁92失电，所述推动铁芯91在所述偏压件93的偏压力的作用下，并在所述第二导向结构的配合下由所述初始位置运动至所述推动位置，并通过推动所述条形凸块226推动所述锁扣板22绕所述枢轴13a往使所述锁扣端211脱出所述锁扣槽221的方向转动，从而使所述锁扣件21的所述锁扣端211从所述锁扣板22的所述锁扣槽221中脱出；与此同时，所述动铁芯11在所述传动机构的所述第一弹簧61的作用下向远离所述静铁芯12轴向运动，并在所述第一导向结构的配合下带动所述连接板101滑动，所述连接板101通过所述施力机构中的所述中间轴105推动所述插孔109进而使所述转动板103绕所述转轴104转动，所述转动板103与所述凸柱94相抵，并通过抵压所述凸柱94使所述推动铁芯91由所述推动位置回位至所述推动位置，如图4、5和6所示状态；此时，如果所述外接电源来电时，将旋钮71由分闸位置旋转至合闸位置，所述线圈14通电，所述动铁芯11在电磁力作用下向所述静铁芯12移动，并带动所述连接板101沿相同方向移动，所述连接板101移动时通过所述中间轴105推动所述转动板103转动，按压在所述凸柱94的端部通过转动脱离开所述推动铁芯91，以备下次所述外接电源断电时使用，转动开的状态。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种用于控制与保护开关的可自动回位电磁操作装置,包括电磁铁(1)，以及与所述电磁铁(1)的动铁芯(11)联动从而可以控制开关主回路(8)合闸或分闸的传动机构，所述电磁铁包括壳体、固定在所述壳体一端的静铁芯(12)、设于所述壳体内的线圈(14)，以及部分从所述壳体中伸出并在所述线圈(14)通电时克服所述传动机构的第一弹簧(61)的反作用力向所述静铁芯(12)轴向移动并吸合的动铁芯(11)，其特征在于：

所述电磁操作装置还包括

连接于所述动铁芯(11)与所述电磁铁(1)的壳体之间的锁扣单元，所述锁扣单元作用于所述动铁芯(11)以使所述动铁芯(11)与所述静铁芯(12)保持吸合；

以及自动解锁机构，所述自动解锁机构包括在所述电磁操作装置断电时使所述锁扣单元解除对所述动铁芯(11)和所述静铁芯(12)的锁定的解锁单元，以及可使所述解锁单元复位的复位单元；

其中，所述锁扣单元包括

锁扣件(21)，固定在所述动铁芯(11)的从所述电磁铁(1)壳体中伸出的部分上，所述锁扣件(21)成型有锁扣端(211)；

锁扣板(22)，设置在所述电磁铁(1)的壳体上，所述锁扣板(22)成型有与所述锁扣端(211)轴向对应的锁扣槽(221)，以使所述动铁芯(11)轴向移动至吸合所述静铁芯(12)时，随所述动铁芯(11)轴向移动的所述锁扣端(211)卡入所述锁扣槽(221)形成防止所述锁扣端(211)向相反轴向脱离的倒扣结构；

所述解锁单元包括

具有初始位置和推动位置的推动铁芯(91)，所述推动铁芯(91)由所述初始位置运动至所述推动位置时，所述推动铁芯(91)推动所述锁扣板(22)使所述锁扣件(21)的所述锁扣端(211)从所述锁扣槽(221)中脱出；

与所述主回路连通的，且在所述电磁操作装置通电状态下吸附所述推动铁芯(91)，使所述推动铁芯(91)停留在所述初始位置的小电磁铁(92)；

以及设于所述推动铁芯(91)与所述小电磁铁(92)之间，且对所述推动铁芯(91)施加有使所述推动铁芯(91)朝向所述锁扣板(22)运动趋势的偏压力的偏压件(93)，所述电磁操作装置断电时，所述偏压件(93)的所述偏压力将所述推动铁芯(91)由所述初始位置推动至所述推动位置。

2.根据权利要求1所述的可自动回位电磁操作装置，其特征在于：所述复位单元包括可与所述动铁芯(11)联动的联动组件，所述锁扣单元解锁时，所述动铁芯(11)在所述传动机构的所述第一弹簧(61)的作用下与所述静铁芯(12)分离，并带动所述联动组件将所述推动铁芯(91)复位至所述初始位置。

3.根据权利要求2所述的可自动回位电磁操作装置，其特征在于：所述联动组件包括通过与所述锁扣件(21)的所述锁扣端(211)固定连接且在所述锁扣端(211)的带动下进行往复滑动的连接板(101)，以及通过转轴(104)可转动的安装在所述电磁操作装置内的转动板(103)，所述锁扣端(211)脱出所述锁扣槽(221)时，所述连接板(101)通过施力机构给所述转动板(103)施加使所述转动板(103)绕所述转轴(104)转动的作用力，以使所述转动板推动所述推动铁芯(91)复位。

4.根据权利要求3所述的可自动回位电磁操作装置，其特征在于：所述施力机构包括成型在所述连接板(101)上的中间轴(105)，成型在所述转动板(103)上供所述中间轴(105)插入的插孔，所述插孔与所述中间轴(105)之间具有滑动间隙。

5.根据权利要求4所述的可自动回位电磁操作装置，其特征在于：所述转动板(103)设为V型板，所述转轴(104)设于所述V型板的第一臂和第二臂连接处，所述中间轴(105)设于所述V型板的第一臂的臂端处，所述V型板的第二臂的臂端可在所述推动铁芯(91)的所述初始位置和所述推动位置之间转动。

6.根据权利要求5所述的可自动回位电磁操作装置，其特征在于：所述推动铁芯(91)的推动端上成型有可与所述V型板的第二臂的臂端相配合的凸柱(94)。

7.根据权利要求6所述的可自动回位电磁操作装置，其特征在于：所述偏压件(93)套设在所述推动铁芯(91)位于所述凸柱(94)与所述小电磁铁(92)之间的部分上，所述凸柱(94)与所述偏压件(93)之间还设有垫圈(95)。

8.根据权利要求7所述的可自动回位电磁操作装置，其特征在于：所述锁扣单元还包括用于锁紧所述倒扣结构中的所述锁扣端(211)而使其不会出现晃动的锁紧结构，所述锁紧结构为施加给所述倒扣结构中的所述锁扣端(211)一锁紧力矩的弹力件。

9.根据权利要求8所述的可自动回位电磁操作装置，其特征在于：所述弹力件为一端固定在所述锁扣板(22)上，另一端固定在包围所述电磁铁(1)的支架(16)上并且处于拉伸状态的第二弹簧。

10.根据权利要求3-9中任一项所述的可自动回位电磁操作装置，其特征在于：所述锁扣件(21)为成型在所述动铁芯(11)伸出所述壳体部分外表面垂直向上延伸的柱形状，所述锁扣端(211)为成型于所述锁扣件(21)顶端的圆柱形；所述锁扣板(22)设置在所述电磁铁(1)壳体的上盖板(13)上，所述锁扣槽(221)的槽口(221b)朝向所述锁扣端(211)并与表面(211a)相连接。

11.根据权利要求10所述的可自动回位电磁操作装置，其特征在于：所述电磁铁(1)的所述上盖板(13)设置有枢轴(13a)，所述锁扣板(22)通过在与所述枢轴(13a)相对应位置成型套设于所述枢轴(13a)的枢转孔(223)，使其可绕所述枢轴(13a)转动。

12.根据权利要求11所述的可自动回位电磁操作装置，其特征在于：所述锁扣板(22)上还成型便于所述推动铁芯(91)推动所述锁扣板(22)绕所述枢轴(13a)往使所述锁扣端(211)脱出所述锁扣槽(221)的方向转动的条形凸块(226)，所述条形凸块(226)延伸至所述推动铁芯(91)的所述推动位置处。

13.根据权利要求12所述的可自动回位电磁操作装置，其特征在于：还包括对所述连接板(101)的往复滑动进行导向的第一导向结构，所述第一导向结构包括成型在所述连接板上的第一导向槽(106)和设置在所述上盖板上的第一导向销，所述枢轴(13a)即为所述第一导向销。

14.根据权利要求13所述的可自动回位电磁操作装置，其特征在于：还包括对所述推动铁芯(91)在所述初始位置和所述推动位置之间的滑动进行导向的第二导向结构，所述第二导向结构包括设于所述推动铁芯下方的第二导向销(107)和与所述小电磁铁固定连接的相应的第二导向槽(108)。