CN1072798A - 装于遥控单元的电磁驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种电磁驱动装置(10)包括与磁路(12)结合的线 圈(36)，磁路有驱动转子的第一组磁极(14，16)和连接 有可转动的动铁(24)的第二组磁极(20，22)。复位弹 簧(28)使动铁运动到分离位置，闩锁(30)在转子(18) 转动期间起作用，把动铁(24)锁定在分离位置，不起 作用时解除动铁(24)的锁定，使之吸合于磁极工作面 (20)上，并停止转子的转动。驱动装置(10)有电机运 行模式或电磁铁运行模式，这取决于动铁(24)的位 置。

Description

本发明涉及一种电磁驱动装置，特别是组装于遥控单元的电磁驱动装置，它包括与磁路相结合的激励线圈。

第一种类型用来使遥控单元断开和/或闭合的断路器的电磁驱动装置至少由一个电磁铁构成，作为一个例子，如FR-A-2，559，616和FR-A-2，567，317所描述的就是这类装置。对于预先确定的尺寸，在线圈激励时由插棒式电磁铁所产生的闭合机械能是相当有限的，它不适于用来驱动与控制辅件结合的高速闭合断路器机构。被遥控的断开动作是借助于一个小的断开电磁铁来执行的，它向断路器发出一个跳闸指令，断路器主机的蓄能弹簧产生断开能量，这个遥控单元断开电磁铁，起着一个简单旁路线圈或别的断路辅助装置的作用。

第二类型的遥控单元电磁驱动装置是使用一个减速机构的旋转电机，它执行断路器的断开和闭合两种操作。通常，这种电机由带有三根导线和两个开关控制按钮的电路来控制，每种操作之后，运行终止触点使电的激励中断。这种装置结构复杂，总体尺寸庞大。

本发明的目的是简化具有断开能量积蓄过程的遥控器单元的电磁驱动装置的操作。

按照本发明的电磁驱动装置的特征是：

-磁路由第一组磁级和第二组磁级组成，界定出第一气隙的第一组磁级用来驱动装有转轴的转子旋转，第二组磁极连接由铁磁材料制成的动铁（mobile    blade），该动铁可以处于形成第二气隙的分离位置以及吸合位置;

-中断线圈激励时，使动铁从吸合位置移动到分离位置的复位弹簧;

-锁定、释放动铁的闩锁，在线圈通电并且转子转动期间把动铁锁定在分离位置上，闩锁解除锁定而释放动铁，使动铁吸合在第二磁级工作面上，并使转子自动停止转动。

动铁处于分离位置时，由于线圈激励而产生的大部分磁力线通过转子，所以驱动装置的运行模式如同一个电机。

闩锁解除锁定后，动铁处于吸合位置，此时驱动装置起一个电磁铁的作用，大部分磁力线通过动铁，从而使电机停止动转。

磁路和线圈构成了一个通用组件，其运行模式既可如同电机，又可如同电磁铁。磁路的磁阻依照运行模式的不同而变化，并且只需很小的能量就足以把动铁保持在吸合位置上，只要中断线圈的激励，就能释放动铁。

按照本发明的一个特征，转子轴与减速器机械连接，该减速器带有一个用来对蓄能弹簧加载并用于驱动手柄的操作机构。

在蓄能弹簧加载结束时，与操作机构相连的第一操作杆的动作自动地使动铁闩锁解除锁定，接着，在动铁处于吸合位置时，借助第二操作杆把动铁连接到闩锁装置，以便地蓄能弹簧保持在被加载状态。线圈的激励中断之后，动铁从吸合位置运动到分离位置，蓄能弹簧松弛下来。

根据本发明的另一个特征，遥控单元的手柄与相邻近的断路器的手动通断操作装置机械连接，以便在蓄能弹簧的加载过程中使断路器的接点闭合，以及由于线圈激励的中断引起的弹簧的松弛作用而使断路器的接点断开。所述的弹簧加载过程是由动铁处在分离位置上转子的转动而引起的。

所述的操作机构包括一个与手柄连接的机械传输杆和一个机械加载杆，所述的机械加载杆与闩锁装置及蓄能弹簧的一端相连。

从下面给出的非限定性实例及结合附图对本发明实施例的说明，可以更清楚地理解本发明的其他优点和特征。

图1和图2是按照本发明的驱动装置的原理图，分别表示作为电机的运行模式和作为电磁铁的运行模式。

图3是图2的侧视图。

图4表示断路器和遥控单元组件。

图5是遥控单元的原理图，其中驱动装置的动铁处于吸合位置。

参照图1～图5，电磁驱动装置10包括一个固定的U型磁路12，该磁路具有第一对磁级14、16和第二对磁极20、22。转子18设置在第一对磁极之间，由铁磁材料制成的动铁24相配合。动铁24可转动地安装在转轴26上。复位弹簧28使动铁24偏向分离位置（图1），闩锁30用来把动铁24保持在分离位置。

转子18的转轴32平行于动铁24的铰接轴26，转子18和两磁极14，16之间构成第一径向气隙34（图2）。激励线圈36或绕组设置在磁路12上，用以产生穿过径向气隙34的感应磁力线，并在设置于磁极工作面20和动铁24之间的第二气隙中产生吸合磁力线。

驱动装置10利于用在邻接断路器42（图4）的遥控单元40中，以便使断路器的接点自动断开和闭合。在遥控单元40的隔离盒44之内（图5）设置有一个由转子18的轴32驱动的减速器46，该减速器的输出耦合到凸轮机构48和带有蓄能弹簧56的机械加载杆54。凸轮机构48有一个带驱动手柄52的机构传输杆50。

手柄52从遥控单元40中伸出来，并且恒定地与断路器42的手动装置相连。另外，在动铁24和机构48之间设置有闩锁30的第一操作杆58和闩锁装置62的第二操作杆60。闩锁30与动铁24相联结，而闩锁装置62与机械加载杆54联动，以便当转子18停止转动时，卡住已加载的弹簧56。蓄能弹簧56的一端由机械加载杆54的销钉旋转驱动，而另一端支承在挡块66上。

磁路12的磁极20上装设有一个弗莱格（Frager）环或线圈64，以相对于线圈36的激励电流产生第二磁通的相移，这样就避免了闩锁30解除锁定后动铁24吸合时产生的任何振动。

遥控单元40的驱动装置10的运行情况如下：

图1中，闩锁30确保地动铁24可靠把锁定在分离位置上，此时由线圈36激励而产生的磁力线几乎全部穿过磁极14、16、径向气隙34和转子18，从而使转子18转动。闩锁装置62处于非动作位置，使弹簧56能经由减速器46和机构48的机械加载杆54被加载。后者把闭合动作经由机械传输杆50同步传输到手柄52，从而导致在弹簧56加载期间断路器42的接点闭合。在此运行期间，驱动装置10相当于异步或同步单相电机。接下来，存储于弹簧56的能量将被用来断开断路器42的接点。

弹簧56的加载过程结束时，第一操作杆58使闩锁30缩回，从而释放动铁24。线圈36仍旧通着电，并且第二气隙38处的吸合磁力线足以克服弹簧28的回复力而把动铁24吸合在磁极工作面20上（图2）。此时，通过动铁24的磁路的磁阻小于转子18的第一径向气隙34的磁阻。大部分磁力线经动铁24构成环路，从而使转子18停止转动。只要线圈36保持激励状态，动铁24就稳定地处在吸合位置上（图2）。转子18刚一停转，第二操作杆60就使闩锁装置62运动到动作位置，以便把蓄能弹簧56锁定在加载位置。这样，把动铁24保持在吸合位置只需要很小能量。

要用遥控单元40的手柄52断开断路器42的接点，必须中断线圈36的供电电源，这时，使动铁24吸合在磁极工作面20上的磁力线消失，复位弹簧28使动铁24转动到分离位置。动铁24的分离动作作用于第二操作杆60，使闩锁装置62移动至非动作位置，从而使蓄能弹簧56能松弛下来。弹簧56积蓄的能量传输到机构48和手柄52，结果使断路器42断开。

在断路器42断开的状态下，蓄能弹簧56不加载，闩锁30把动铁24保持在分离位置。由于遥控单元40的线圈36激励，而使断路器42再次闭合，弹簧56再次加载。

可以看出，只要断路器42一闭合，驱动装置10的电机运行模式就中止。蓄能弹簧56的加载过程一旦结束，驱动装置10就起一个带有线圈36的电磁铁作用，而这时与电机运行模式使用的是同一个线圈36。

按照本发明的一个改型，是在闩锁30解除锁定之后，可以用一个附助制动装置（未表示）来控制转子18自动停止。可以把一个机械制动装置与转子18的轴配合，只要动铁24吸合，就使电机停止转动。也可以选用电制动的方法，例如：加入直流电流或整流电流，或在线圈36的电源电路中连接一串联阻抗来实现电制动。

Claims (9)

1、组合于遥控单元(40)的电磁驱动装置(10)，包括与磁路(12)相结合的激励线圈(36)，其特征在于：

-磁路(12)由第一组磁极(14，16)和第二组磁极(20，22)组成，界定出第一气隙(34)的第一组磁极用来驱动装有转轴(32)的转子(18)旋转，第二组磁极连接由铁磁材料制成的动铁(24)，该动铁可以处于形成第二气隙(38)的分离位置以及吸合位置；

-中断线圈(36)的激励时，使动铁(24)从吸合位置移动到分离位置的复位弹簧(28)；

-锁定、释放动铁(24)的闩锁(30)，该闩锁在线圈(36)通电、转子(18)转动期间把动铁(24)锁定在分离位置上，闩锁(30)解除锁定而释放动铁(24)，并使动铁电磁吸合在第二磁铁的工作面(20，22)上，而转子(18)自动停止转动。

2、根据权利要求1的驱动装置，其特征在于：动铁（24）可转动地装在磁路（12）的转轴（26）上;转子（18）的轴（32）平行于动铁（24）的铰接轴（26）。

3、根据权利要求1或2的驱动装置，其特征在于：转子（18）的轴（32）与减速器（46）机械联接，该减速器（46）与操作机（48）相联，用来对蓄能弹簧（56）加载并驱动手柄（52）。

4、根据权利要求3的驱动装置，其特征在于：动铁（24）的闩锁（30）由第一操作杆（58）连接于机构（48），在蓄能弹簧（56）加载结束时，第一操作杆（58）使闩锁（30）解除锁定。

5、根据权利要求4的驱动装置，其特征在于：机构（48）包括一个受控于固定在动铁（24）上的第二操作杆（60）的闩锁装置（62），动铁（24）处于吸合位置时，只要转子（18）停转，闩锁装置（62）就起作用，使蓄能弹簧（56）能保持在已加载状态;而在动铁（24）运动到分离位置时，该闩锁装置（62）不起作用，使弹簧（56）能松弛下来。

6、根据权利要求5的驱动装置，其特征在于：遥控单元（40）的手柄（52）机械耦合于用来闭合和断开邻接的断路器（42）的手动操作装置，在动铁（24）处于分离位置、由转子（18）的转动而引起的蓄能弹簧（56）的加载过程中，使断路器（42）的接点闭合，从而由于线圈（36）激励的中断引起弹簧（56）的松弛作用而使断路器（42）的接点断开。

7、根据权利要求3的驱动装置，其特征在于：机构（48）包括一个结合于手柄（52）的机械传输杆（50）和一个机械加载杆（54），该机械加载杆（54）与闩锁装置（62）联动并且与蓄能弹簧（56）的一端相连接。

8、根据权利要求2的驱动装置，其特征在于：对着第二气隙（38）的磁极工作面（20）设有相移环（64），以防止动铁吸合时产生振动。

9、根据权利要求1的驱动装置，其特征在于：磁路（12）的线圈是交流电供电的。

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