CN106252170B - 一种动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构，所述连接结构在通电时，利用独立且同步运动的第一动导杆和第二动导杆之间的电动力补偿了它们与导电基座之间的霍尔姆力，并增加它们与导电基座之间的接触压力。进一步地，主轴与这两个动导杆之间通过使用碟簧或弹簧，可以向这两个动导杆提供轴向夹紧力，抵消了这两个动导杆与导电基座接触面之间霍尔姆力的影响，使这两个动导杆与导电基座间接触压力进一步增大，从而保证了这两个动导杆与导电基座之间通电状态下良好的电接触。
Description
技术领域
本公开涉及低压断路器领域，具体地讲，涉及一种动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构。
背景技术
目前，塑壳断路器的动导杆与导电基座的连接方式多为软连接的方式，软连接的方式会使动导杆在分闸过程中受到的阻力过大，影响机构分闸动作，降低了分断成功率；同时，在打开过程中，软连接由于受到较大的力，容易造成焊接点断裂的情况，影响通流。另一种连接方式为摩擦式电接触方式，该方式不会对动导杆的动作造成影响，但在通电情况下接触面之间会产生霍尔姆力，造成接触电阻增加，加速磨损等影响。
发明内容
针对在现有技术中，动导杆与导电基座之间软连接的阻力问题、摩擦式电接触存在的霍尔姆力的问题，本公开提供了一种动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构。
一种动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构，所述连接结构包括导电基座、第一动导杆和第二动导杆；所述第一动导杆和第二动导杆的一端均带有圆弧状旋转关节；所述第一动导杆、第二动导杆之间不相接触，具备同步联动的能力；通电时，两个动导杆的旋转关节与导电基座之间有摩擦式电接触。
优选地，所述第一动导杆、第二动导杆的大小等粗，且第一动导杆、第二动导杆的位置关于导电基座呈镜像对称。
优选地，所述第一动导杆、第二动导杆在平行放置时，它们的旋转臂之间的距离小于圆弧状旋转关节之间的距离。
优选的，所述导电基座呈倒T型，导电基座的直立面位于第一动导杆、第二动导杆之间；在两个动导杆的旋转关节以及导电基座的直立面上有同心轴孔，用于连接轴贯穿连接。
优选地，所述连接结构还包括主轴，所述主轴包括底面、第一侧面、第二侧面和第三侧面；所述第一侧面、第二侧面和第三侧面依次相连围成C型，其中：第一侧面、第三侧面垂直于底面且平行对称，并且在第一侧面和第三侧面上有轴孔，用于安装连接轴。
优选地，所述第一动导杆有一侧的轴孔周围存在第一环形凹槽，该侧与导电基座的直立面不相邻；第二动导杆有一侧的轴孔周围存在第二环形凹槽，该侧与导电基座的直立面不相邻；所述第一环形凹槽与第二环形凹槽用于放置碟簧或者弹簧。
优选地，所述第一动导杆与第二动导杆的旋转关节上均有与旋转臂相垂直的凸出部件，分别用于固定第一超程弹簧的一端和第二超程弹簧的一端；第一超程弹簧的另一端和第二超程弹簧的另一端固定在主轴上。
优选地，所述第一侧面和第三侧面大小相同，且相对于底面的高度均高于第二侧面。
优选地，所述第一动导杆和第二动导杆的旋转臂为直臂。
本公开的连接结构在使用时，并联动导杆与导电基座之间有摩擦式滑动电接触，可以利用通电时动导杆之间的电动力补偿动导杆与导电基座之间的霍尔姆力，并且增加了动导杆与导电基座之间的接触压力，减小了接触电阻，从而保证了动导杆与导电基座之间通电状态下良好的电接触；同时，主轴与并联动导杆之间通过碟簧或弹簧向并联动导杆提供轴向夹紧力，使动导杆与导电基座间接触压力进一步增大，从而保证了动导杆与导电基座之间通电状态下良好的电接触。
本公开的有益效果是，并联动导杆与导电基座之间有摩擦式滑动电接触，采用并联动导杆的设计，可以利用通电时动导杆之间的电动力补偿动导杆与导电基座之间的霍尔姆力，并且增加了动导杆与导电基座之间的接触压力；并联动导杆的电动力补偿设计以及主轴与并联动导杆之间通过碟簧或弹簧提供的轴向夹紧力，抵消了动导杆与导电基座接触面之间霍尔姆力的影响，增大了动导杆与导电基座间接触压力，减小了接触电阻，从而保证了动导杆与导电基座之间通电状态下良好的电接触。
附图说明
图1为本公开一个实施例中的关于动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构的电磁吸力原理的示意图；
图2为本公开一个实施例中的导电基座示意图；
图3为本公开一个实施例中的主轴示意图；
图中：4-1为第一侧面；4-2为第二侧面；4-3为第三侧面；4-4为底面；
图4为本公开一个实施例中关于动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构的实施结构的一种侧视图；
图中：1、导电基座；2、第一动导杆；3、第二动导杆；4、主轴；5、连接轴；
图5为本公开一个实施例中关于动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构的实施结构一种立体图；
图6为本公开一个实施例中关于动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构的实施结构的一种侧面剖视图；
图7为本公开一个实施例中关于动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构的实施结构的一种俯视图；
图8为本公开一个实施例中关于动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构中所提到的霍尔姆力原理示意图；
图9为本公开一个实施例中的主轴一种俯视图；
图10为本公开一个实施例中的第一动导杆示意图；
图11为本公开一个实施例中的第二动导杆示意图。
具体实施方式
在一个实施例中，提供了一种动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构，所述连接结构包括导电基座、第一动导杆和第二动导杆；所述第一动导杆和第二动导杆的一端均带有圆弧状旋转关节；所述第一动导杆、第二动导杆之间不相接触，具备同步联动的能力；通电时，两个动导杆的旋转关节导电基座之间有摩擦式电接触。
所述连接结构在使用时，通过所述第一动导杆、第二动导杆之间相对固定，保证同步运动。所述第一动导杆、第二动导杆的旋转关节均为圆弧状，可以使其在断路器壳体内部有限的空间内做转动。优选两个动导杆均为等粗的独立同步导电臂，通过不相接触的两个动导杆的旋转关节与导电基座之间产生摩擦式电接触，解决软连接的阻力问题。
由于滑动电接触面凹凸不平，因此两个旋转关节与导电基座之间是不完全接触。当电流流经凸起接触点时，电流线在接触面附近将发生收缩，使动静触头间产生收缩的电动斥力，即霍尔姆力。第一动导杆与第二动导杆不相接触，且关于导电基座对称，即两者大小相同且位置关于导电基座呈镜像对称。因此，在两个动导杆同步转动时，由于它们之间存在缝隙而产生的电磁吸力可以补偿霍尔姆力，即可以抵消霍尔姆力的影响；同时，该电磁吸力还增加了并联的动导杆与导电基座之间的接触压力。
图1示意了两个动导杆之间的电磁吸力，图中示意了两个平行导体A和导体B在导电状态下的电流方向，以及由导体A中电流产生的磁场方向，对导体B做受力分析。通电状态下导体A在导体B处产生如图中所示方向的磁场，导体B在图中所示电流方向下，受到指向导体A的电动力。同理，导体A在导体B电流产生的磁场中，受到指向导体B的电动吸力。
优选地，所述第一动导杆、第二动导杆的大小等粗，且第一动导杆、第二动导杆的位置关于导电基座呈镜像对称。这样两个并联独立同步动导杆镜像对称，保证了通电状态下两导杆上的电流值相同、电动力相同、两并联独立同步动导杆与导电基座之间的霍尔姆力相同，从而保证结构的镜像受力状况对称一致性。
所述第一动导杆与第二动导杆的旋转臂均优选为直臂，这样具有易加工性，但旋转臂不限于此情况，可以在此基础上改变形状。
优选地，所述第一动导杆、第二动导杆在平行放置时，它们的旋转臂之间的距离小于圆弧状旋转关节之间的距离，以保证两个动导杆之间有足够大的电磁吸力。
优选的，所述导电基座呈倒T型；所述第一动导杆、第二动导杆以及导电基座的直立面上有同心轴孔，用于连接轴贯穿连接。所述倒T型的导电基座的结构示意图如图2所示。通过连接轴将两个动导杆与导电基座固定，可以使两个动导杆通过绕连接轴旋转的方式，以实现旋转关节与导电基座之间的摩擦式电接触。
在一个实施例中，所述连接结构还包括主轴，示意图如图3所示，主轴包括底面(4-4)、第一侧面(4-1)、第二侧面(4-2)和第三侧面(4-3)；所述第一侧面(4-1)、第二侧面(4-2)和第三侧面(4-3)依次相连围成C型，其中：第一侧面(4-1)、第三侧面(4-3)垂直于底面且平行对称，并且在第一侧面(4-1)和第三侧面(4-3)上有轴孔，用于安装连接轴。在这种结构的主轴结构下，一种动导杆和导电基座的电动力补偿连接结构的示意图如图4和5所示，其中：1为导电基座，2为第一动导杆，3为第二动导杆，4为主轴，5为连接轴。第一动导杆和第二动导杆通过连接轴安装于第一侧面和第二侧面的内侧，在两个动导杆之间是导电基座。所述导电基座在实际断路器中与导电母排相连接，主轴的底面配合固定整个连接结构。由于导电基座与主轴的相对位置由实际产品的内部空间决定，两者位置可位于同一水平面，也可位于不同平面，而所述主轴绕连接轴做转动，可以方便根据需要来进行安装固定。为方便加工且易于将主轴与两个动导杆、基座通过连接轴组装，第一侧面、第三侧面均与底面垂直且大小相同，位置平行相对。
图4和5中的连接轴，仅画出了该示意图中单相情况下的一部分，实际中根据断路器的设计，连接轴为一条贯穿多相的轴，各相的机构均绕连接轴做转动。
为使连接结构易于安装在断路器壳体内部，同时也为方便主轴和两个独立的同步动导杆可以绕连接轴做转动，优选地，所述第一侧面和第三侧面大小相同，且相对于底面的高度均高于第二侧面。
在一个实施例中，所述第一动导杆有一侧的轴孔周围存在第一环形凹槽，该侧与导电基座的直立面不相邻；第二动导杆有一侧的轴孔周围存在第二环形凹槽，该侧与导电基座的直立面不相邻；所述第一环形凹槽与第二环形凹槽用于放置碟簧或者弹簧。这种连接结构在合闸通电状态下，电流由静导电排流入到并联且独立同步运动的第一动导杆、第二动导杆后，再由导电基座流出。在此过程中，第一动导杆、第二动导杆内侧夹紧导电基座，产生摩擦式滑动电接触，所述主轴与这两个动导杆之间通过使用碟簧或弹簧，可以向这两个动导杆提供轴向夹紧力，保证第一动导杆、第二动导杆与导电基座之间的接触压力足够大，从而保证动导杆与导电基座之间的接触电阻足够小，进而抵消并联的两个动导杆与导电基座接触面之间霍尔姆力的影响，使并联的动导杆与导电基座间接触压力进一步增大，从而保证了并联的动导杆与导电基座之间通电状态下良好的电接触。
如图6所示，图中箭头所指阴影圆环位置为碟簧或弹簧等的添加位置，另一侧镜像位置具有同样碟簧或弹簧等的添加位置。主轴压缩安装的碟簧或弹簧，可以对并联的两个动导杆提供轴向压力，从而保证两个动导杆与导电基座之间的接触压力足够大。
在图7所示的俯视图中，给出了在导电状态下，并联的第一动导杆和第二动导杆中的电流方向、电磁吸力方向、霍尔姆力方向、以及主轴与动导杆之间的夹紧力方向；其中，主轴与动导杆之间的加紧力通过碟簧或弹簧等方式提供。可见，两个动导杆之间的电磁吸力作用补偿了两个动导杆与导电基座接触面之间的霍尔姆力作用，且进一步增大了两个动导杆与导电基座之间的接触压力。
这种优选结构的霍尔姆力原理如图8所示，滑动电接触表面看起来是光滑完全接触的，实际上由于接触面凹凸不平，使得两个动导杆与导电基座之间是不完全接触，只有在那些凸起的点上才会发生接触，而那些凸起的点就是导电斑点，其面积较小。当有电流流经这些导电斑点时，电流线会在接触面附近发生收缩，并在动静触头间产生收缩的电动斥力，即霍尔姆力。
更进一步地，为方便控制两个动导杆的旋转，所述第一动导杆与第二动导杆的旋转关节上均有与旋转臂相垂直的凸出部件，分别用于固定第一超程弹簧的一端和第二超程弹簧的一端；第一超程弹簧的另一端和第二超程弹簧的另一端固定在主轴上。
图9示意了超程弹簧一端固定在主轴上的位置上的一种方式，图中4-5和4-6分别为两个超程弹簧的一端在主轴上的固定位置，另一端固定于两个动导杆的凸出部件上。
具有凸出部件的第一动导杆(2)与第二动导杆(3)的局部示意图如图10和图11所示。其中，第一动导杆与第二动导杆的一端存在微凸起位置，其为焊接银合金触点位置，用于流通电流。由于动作时，两个动导杆的旋转关节需要绕连接轴做转动，以使两个动导杆与导电基座之间有摩擦式滑动电接触，第一动导杆与第二动导杆的另一端的旋转关节为圆弧状，在保证良好的电接触的同时，还可以满足在占用空间尽可能小的情况下，接触面积足够大。
以上对本公开的一种动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构进行的介绍，在该结构下任何零件相对位置与尺寸的变化均受保护。本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想；同时，对于本领域技术人员，依据本公开的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本公开的限制。
Claims (9)
1.一种动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构，所述连接结构包括导电基座、第一动导杆、第二动导杆、连接轴，其特征在于：
所述第一动导杆和第二动导杆的一端均带有圆弧状旋转关节；
所述第一动导杆、第二动导杆之间不相接触，具备同步联动的能力；
通电时，两个动导杆的旋转关节与导电基座之间有摩擦式电接触；
所述连接结构还包括主轴；
所述主轴、第一动导杆、第二动导杆绕连接轴转动；
所述主轴与这两个动导杆之间通过使用弹簧，向第一动导杆和第二动导杆提供轴向夹紧力；
所述第一动导杆、第二动导杆在平行放置时，它们的旋转臂之间的距离小于圆弧状旋转关节之间的距离；所述第一动导杆、第二动导杆同步转动时，它们之间存在缝隙。
2.根据权利要求1所述的电动力补偿连接结构，其特征在于：
所述第一动导杆、第二动导杆的大小等粗，且第一动导杆、第二动导杆的位置关于导电基座呈镜像对称。
3.根据权利要求1所述的电动力补偿连接结构，其特征在于：
所述导电基座呈倒T型，导电基座的直立面位于第一动导杆、第二动导杆之间；
在两个动导杆的旋转关节以及导电基座的直立面上，有同心轴孔，用于连接轴贯穿连接。
4.根据权利要求1所述的电动力补偿连接结构，其特征在于：
所述主轴包括底面、第一侧面、第二侧面和第三侧面；
所述第一侧面、第二侧面和第三侧面依次相连围成C型，其中：
第一侧面、第三侧面垂直于底面且平行对称，并且在所述第一侧面、第三侧面上有对称的轴孔，用于安装连接轴。
5.根据权利要求1所述的电动力补偿连接结构，其特征在于：
所述第一动导杆有一侧的轴孔周围存在第一环形凹槽，该侧与导电基座的直立面不相邻；
第二动导杆有一侧的轴孔周围存在第二环形凹槽，该侧与导电基座的直立面不相邻；
所述第一环形凹槽与第二环形凹槽用于放置弹簧。
6.根据权利要求1所述的电动力补偿连接结构，其特征在于：
所述第一动导杆与第二动导杆的旋转关节上均有与旋转臂相垂直的凸出部件，分别用于固定第一超程弹簧的一端和第二超程弹簧的一端；
第一超程弹簧的另一端和第二超程弹簧的另一端固定在主轴上。
7.根据权利要求4所述的电动力补偿连接结构，其特征在于：
所述第一侧面和第三侧面大小相同，且相对于底面的高度均高于第二侧面。
8.根据权利要求1所述的电动力补偿连接结构，其特征在于：
所述第一动导杆和第二动导杆的旋转臂为直臂。
9.根据权利要求1所述的电动力补偿连接结构，其特征在于：
所述弹簧是碟簧。
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