CN104658819B - 用于中压开关装置的致动器 - Google Patents

用于中压开关装置的致动器 Download PDF

Info

Publication number
CN104658819B
CN104658819B CN201410655547.5A CN201410655547A CN104658819B CN 104658819 B CN104658819 B CN 104658819B CN 201410655547 A CN201410655547 A CN 201410655547A CN 104658819 B CN104658819 B CN 104658819B
Authority
CN
China
Prior art keywords
core component
component layer
permanent magnet
screw
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410655547.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104658819A (zh
Inventor
C·罗伊贝尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Technology AG
Original Assignee
ABB Transmit Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Transmit Oy filed Critical ABB Transmit Oy
Publication of CN104658819A publication Critical patent/CN104658819A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104658819B publication Critical patent/CN104658819B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1638—Armatures not entering the winding
    • H01F7/1646—Armatures or stationary parts of magnetic circuit having permanent magnet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/127—Assembling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/54—Mechanisms for coupling or uncoupling operating parts, driving mechanisms, or contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H33/38—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electromagnet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02—Bases; Casings; Covers
    • H01H50/04—Mounting complete relay or separate parts of relay on a base or inside a case
    • H01H50/041—Details concerning assembly of relays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/22—Polarised relays
    • H01H51/2209—Polarised relays with rectilinearly movable armature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electromagnet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements
    • H01H33/6662—Operating arrangements using bistable electromagnetic actuators, e.g. linear polarised electromagnetic actuators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Electromagnets (AREA)
  • Breakers (AREA)

Abstract

本发明涉及用于中压开关装置的致动器，其具有：芯部，其由借助具有螺钉头部的螺钉固定的一组由磁性材料制成的芯部元件层和在所述芯部元件之间的永磁体构成；由磁性材料制成的活动板；用于打开或关闭到芯部的磁路的活动板；由所述芯部元件层围绕的电磁线圈；和中心致动器杆。为了避免由突出的螺钉头部机械侵占致动器的环境而不弱化磁力，用于所述芯部元件层和所述永磁体的机械连接的螺钉垂直于所述芯部元件层的堆叠平面，并且用于所述螺钉的螺钉孔穿过所述芯部元件层和所述永磁体，并且所述螺钉孔终止于直径扩大的开口，以便使所述螺钉头部和/或螺母定位成沉头到这些直径扩大的开口中。

Description

用于中压开关装置的致动器
技术领域
本发明涉及用于中压开关装置的致动器，其具有：芯部，其由借助具有螺钉头部的螺钉固定的一组由磁性材料制成的芯部元件层和在所述芯部元件层之间的永磁体构成；由磁性材料制成的活动板；用于打开或关闭到芯部的磁路的活动板；由所述芯部元件层围绕的电磁线圈；和中心致动器杆。
背景技术
在EP 1843375 B1中提出的磁性致动器主要由芯部元件1、永磁体2和侧翼3、活动板4、轴5以及线圈6构成。
为了形成牢固的单元，需要以机械牢固的方式连接这些部件。尤其是芯部元件1和侧翼3必须固定成使其上端与活动板4良好地对准，以获得致动器的最优锁定力。
为了实现该机械牢固连接，可以使优选地由非磁性材料制成的杆11借助螺钉12固定至芯部元件1和侧翼3。
永磁体2由于外部机械约束而保持就位。其也可以粘接至任意其相邻部件。
螺钉及其对应的孔的正常尺寸公差允许芯部元件1和侧翼3的调整，以便使其朝向活动板4的相应表面被对准，使得在关闭位置中残留的附加气隙最小并且锁定力最大。
杆11和螺钉12的头部需要在致动器的封闭环境中的空间。该空间有可能是不可用的或者该空间要求将实际上减小致动器的最大尺寸和锁定力。
在EP 2312606 B1中提供了一示例，其中致动器集成在柱部件的绝缘壳体中并且当应增大致动器的尺寸时杆11和螺钉12将与壳体发生干涉。
因此本发明的目的是避免由突出的螺钉头部对致动器环境的机械侵占。
发明内容
因此本发明在于用于所述芯部元件层和所述永磁体的机械连接的螺钉垂直于所述芯部元件层的堆叠平面定向，并且用于所述螺钉的螺钉孔穿过所述芯部元件层和所述永磁体，并且所述螺钉孔终止于直径扩大的开口，以便使所述螺钉头部和/或螺母定位成沉头到这些直径扩大的开口中。
在一有利实施例中，所述永磁体和/或芯部元件层的尺寸设计成使得所述永磁体和/或芯部元件层根据穿过所述永磁体对准的所述螺钉孔和/或扩大的开口的材料减少体积的量在构造上被考虑，这是因为所述材料减少体积增加在所述永磁体的侧部处。
因此，所述螺钉孔的所述直径扩大的开口的体积由
Vo＝π*Tm*D2/4(Tm是磁体的厚度)
给出，并且所述芯部元件层和/或所述永磁体的侧部的对应材料体积扩大由Vm＝dW*H*Tm给出，使得ΣVo＝ΣVm。
由此，芯部元件层的所需磁性或剩余材料的尺寸考虑了螺钉孔中的扩大开口。这是直接在芯部的构造中考虑的。
本发明公开提出使用一个或多个固定螺钉，所述固定螺钉延伸通过永磁体中的孔并且通过侧部和芯部中的孔和/或螺纹。
所述的致动器有利地应用在中压断路器中。
附图说明
图1和2示出所述磁性致动器的外观。所有螺钉头部都是沉头的并且不会导致与致动器环境的机械冲突。
图2对应于图5。
图3、4和5示出可能的螺钉方案的剖视图：
-短螺钉21，其穿过永磁体23并且其对应螺纹在芯部元件层22中，
-长螺钉31和螺母32，或
-长螺钉41，其对应内螺纹在相对的侧翼42中。
具体实施方式
穿过致动器本体并且尤其穿过永磁体23的孔将必然使得磁通量减小并且因此致动器的锁定力减小。磁通量损失的主要原因是由于具有直径D的孔使得永磁体的有效面积(W×H)减小。该减小的有效面积可以通过宽度W的增大dW补偿，如图6所示。
当孔的面积与侧部处额外面积相同：dW×H＝π×D2/4时，永磁体的原始有效面积得以重建并且锁定力与图1和2中的致动器相同。
宽度的增大dW远小于孔的直径D，并且也远小于杆11和螺钉头部12所需要的额外宽度，因此由于本发明而可以减小致动器的总尺寸而不损失锁定力。
在侧部中，较大直径的铁材料被去除以提供用于螺栓头部的空间。该区域对磁性不是非常重要，以至于在该区域中去除铁将不会导致锁定力的显著损失。这是根据本发明公开的主要优点，这是因为较大的螺钉头部现在处于这样的位置，即，它们不侵占致动器的环境并且它们不会减小致动器的锁定力。
优选地，应选择具有较小头部直径——包括组装工具所需空间——的螺钉类型，如根据DIN 912或DIN 7984的螺钉。
用于螺钉的锁定元件优选地是这种类型的，即，其所要求的直径并不显著大于螺钉头部自身的直径，例如根据DIN 127或DIN 128的防松垫圈。
在由于致动器的应用而有进一步空间约束的情况下，所提供的方案能从致动器的角部51去除铁材料，如图7所示。而且这里侧部的铁对于磁性并不是非常重要，以至于并不会通过去除该区域中的铁而显著减小锁定力。对于根据图2的设计，无法进一步减小致动器所需空间。

Claims (4)

1.用于中压开关装置的致动器，其具有：芯部，该芯部由借助具有螺钉头部的螺钉(21，31，41)固定的一组由磁性材料制成的芯部元件层(22)和在所述芯部元件层(22)之间的永磁体(23)构成；由磁性材料制成的活动板；用于打开或关闭到芯部的磁路的活动板；由所述芯部元件层围绕的电磁线圈；和中心致动器杆，
其特征在于，
用于所述芯部元件层(22)和所述永磁体(23)的机械连接的螺钉(21，31，41)垂直于所述芯部元件层的堆叠平面定向，并且用于所述螺钉的螺钉孔穿过所述芯部元件层和所述永磁体，并且所述螺钉孔终止于直径扩大的开口，以便使所述螺钉头部和/或螺母定位成沉头到这些直径扩大的开口中。
2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述永磁体和/或芯部元件层的尺寸设计成使得所述永磁体和/或芯部元件层根据穿过所述永磁体对准的所述螺钉孔和/或扩大的开口的材料减少体积的量在构造上被考虑，使得所述材料减少体积被增加在所述永磁体的侧部处。
3.根据权利要求2所述的致动器，其特征在于，所述螺钉孔的所述直径扩大的开口的体积由Vo＝π*Tm*D2/4给出，并且所述芯部元件层和/或所述永磁体的侧部的对应材料体积扩大由Vm＝dW*H*Tm给出，使得ΣVo＝ΣVm，其中，Vo是所述螺钉孔的所述直径扩大的开口的体积，Tm是永磁体的厚度，D是所述螺钉孔的直径，Vm是所述芯部元件层和/或所述永磁体的侧部的对应材料体积扩大，dW是所述永磁体或所述芯部元件层的宽度W的增大，H是所述永磁体或所述芯部元件层的高度，ΣVo是所有螺钉孔的直径扩大的开口的体积Vo的总和，ΣVm是所有的所述芯部元件层和/或所述永磁体的侧部的对应材料体积扩大Vm的总和。
4.中压断路器，其具有根据上述权利要求1-3中的任意一项所述的致动器。
CN201410655547.5A 2013-11-18 2014-11-18 用于中压开关装置的致动器 Expired - Fee Related CN104658819B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13005415.8A EP2874169B1 (en) 2013-11-18 2013-11-18 Actuator for medium voltage switchgear
EP13005415.8 2013-11-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104658819A CN104658819A (zh) 2015-05-27
CN104658819B true CN104658819B (zh) 2017-09-15

Family

ID=49596041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410655547.5A Expired - Fee Related CN104658819B (zh) 2013-11-18 2014-11-18 用于中压开关装置的致动器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9478342B2 (zh)
EP (1) EP2874169B1 (zh)
CN (1) CN104658819B (zh)
IN (1) IN2014DE03316A (zh)
RU (1) RU2608165C2 (zh)
ZA (1) ZA201408441B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101410923A (zh) * 2006-04-05 2009-04-15 Abb技术股份公司 尤其是用于中压开关的电磁的执行器
CN203055590U (zh) * 2012-12-31 2013-07-10 东南大学 一种电磁作动器

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB726101A (en) * 1952-03-15 1955-03-16 Thomas Peter Kristiansen An electromagnetic vibrator
CH372110A (de) * 1958-01-31 1963-09-30 Tesla Np Wechselstrommagnet für einen Teilchenbeschleuniger mit abnehmbaren Polschuhen
DE7105342U (de) * 1970-11-03 1971-05-27 Hartmann & Braun Ag Polarisiertes elektromagnetisches Re lais
ATE311656T1 (de) * 1997-09-18 2005-12-15 Eaton Electric Bv Elektromagnetischer betätiger
DE10011342A1 (de) * 2000-03-10 2001-09-13 Abb Patent Gmbh Permanent magnetischer Antrieb für ein elektrisches Schaltgerät
RU2178215C1 (ru) * 2001-02-22 2002-01-10 Научно-производственное предприятие "Элвест" Электромагнитный привод
DE10146899A1 (de) * 2001-09-24 2003-04-10 Abb Patent Gmbh Elektromagnetischer Aktuator, insbesondere elektromagnetischer Antrieb für ein Schaltgerät
RU2233495C1 (ru) * 2002-10-24 2004-07-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭЛВЕСТ" Электромагнитный привод
US6763789B1 (en) * 2003-04-01 2004-07-20 Ford Global Technologies, Llc Electromagnetic actuator with permanent magnet
DE10317644A1 (de) * 2003-04-17 2004-11-04 Fev Motorentechnik Gmbh Elektromagnetischer Aktuator mit unsymmetrischer Magnetkreisauslegung zur Betätigung eines Gaswechselventils
AU2004271641B9 (en) * 2003-09-05 2008-08-14 Abb Schweiz Ag Electromagnetic actuator with improved initial and latching forces
US7124720B2 (en) * 2004-03-25 2006-10-24 Ford Global Technologies, Llc Permanent magnet electromagnetic actuator for an electronic valve actuation system of an engine
US7612978B2 (en) * 2005-10-20 2009-11-03 Bergstrom Gary E Three wire drive/sense for dual solenoid
FR2894377B1 (fr) * 2005-12-02 2008-05-16 Valeo Sys Controle Moteur Sas Actionneur electromagnetique avec deux electroaimants comportant des aimants de forces differentes, et procede de gestion d'une soupape de moteur a combustion interne faisant application.
EP2312606B1 (en) 2009-10-14 2013-02-27 ABB Technology AG Circuit-breaker with a common housing
JP5447122B2 (ja) * 2010-04-13 2014-03-19 株式会社デンソー 電磁スイッチ
EP2426690B1 (en) * 2010-09-04 2016-11-02 ABB Schweiz AG Magnetic actuator for a circuit breaker arrangement
EP2434519A1 (en) * 2010-09-27 2012-03-28 ABB Technology AG Magnetic actuator with two-piece side plates for a circuit breaker

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101410923A (zh) * 2006-04-05 2009-04-15 Abb技术股份公司 尤其是用于中压开关的电磁的执行器
CN203055590U (zh) * 2012-12-31 2013-07-10 东南大学 一种电磁作动器

Also Published As

Publication number Publication date
US20150137914A1 (en) 2015-05-21
RU2014146047A (ru) 2016-06-10
US9478342B2 (en) 2016-10-25
CN104658819A (zh) 2015-05-27
ZA201408441B (en) 2017-06-28
EP2874169B1 (en) 2016-09-14
EP2874169A1 (en) 2015-05-20
IN2014DE03316A (zh) 2015-07-24
RU2608165C2 (ru) 2017-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7974069B2 (en) Inductive and capacitive components integration structure
CN206961615U (zh) 安装于pcb板的电感结构及具有其的电压调节模块
JP5327289B2 (ja) 電力変換装置
US9171665B2 (en) Integrated inductor assemblies and methods of assembling same
JP5274208B2 (ja) インダクタ
WO2012172701A1 (ja) 電流検出装置
DE102012220382A1 (de) Polschuhanordnung für ein Maschinenelement einer elektrischen Maschine
CN104658819B (zh) 用于中压开关装置的致动器
JP6774726B2 (ja) リアクトル
JP2006222387A (ja) チョークコイル装置
JP2006173356A (ja) 高圧トランス
JP2007043588A (ja) コイルアンテナ
JP6504320B2 (ja) コイル内蔵多層基板、電源モジュール
US8446236B2 (en) Printed circuit board embedded relay
CN105719785B (zh) 电感器组件及其制造方法
WO2017135065A1 (ja) 回路構成体および電気接続箱
CN103233969A (zh) 一种电子防盗螺丝
DE102005020106A1 (de) Elektromagnet, insbesondere für ein Zugsicherungssystem, und Verfahren zu dessen Herstellung
JP3436040B2 (ja) 限流コイル内蔵コンデンサ
JP2011204946A (ja) ３相磁気結合リアクトル
JP2019057644A (ja) コイルユニット
CN204303496U (zh) 电感器组件
KR101437133B1 (ko) 전자접촉기용 영구자석형 조작기
EP3629348B1 (en) Transfomer with a casting embedding a winding arrangement and method of manufacturing a winding arrangement for a transformer
JP7148376B2 (ja) リアクトル

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180522

Address after: Baden, Switzerland

Patentee after: ABB TECHNOLOGY LTD.

Address before: Zurich

Patentee before: ABB Transmit OY

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170915

Termination date: 20191118