CN109215934A - 用于电磁开关设备的电磁脱扣器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电磁开关设备的电磁脱扣器，其具有在脱扣方向上由脱扣弹簧加载应力的推杆(5)和线圈(6)，其中在脱扣的情况中流过线圈(6)的电流产生磁通H线圈，以及一种具有该电磁脱扣器的电磁开关设备。本发明的特征在于，推杆(5)在第一吸引的开关位置通过磁通H剩磁保持在开关位置，该磁通由磁体剩磁系统(10)引起。

Description

用于电磁开关设备的电磁脱扣器
技术领域
本发明涉及一种用于电磁开关设备的电磁脱扣器，其具有由脱扣弹簧在脱扣方向中加载应力的推杆、以线圈，其中，流过线圈的电流在脱扣的情况中产生磁通H线圈，以及一种具有该电磁脱扣器的电磁开关设备。
背景技术
用于电磁开关设备的电磁脱扣器具有永磁体、线圈、脱扣弹簧和用于例如操纵开关运动机构的可移动衔铁。在这种致动器中，永磁体在静止状态中的、即在无励磁状态下的磁通经由衔铁以及经由磁回路而闭合。该磁通足以抵抗预紧的脱扣弹簧的力来保持衔铁。借助于脱扣绕组中的所谓的反激励，可以消除通过电枢的磁通并将其移动到磁分路上，从而使得衔铁通过弹簧力落下，并且例如操纵开关运动机构。
为此，DE 100 26 813 B4公开了一种电磁脱扣器，特别是用于已知的故障电流保护开关，其具有通过弹簧在脱扣方向中加载的推杆，具有永磁体装置、线圈和轭，其中，在轭中的线圈在脱扣的情况中产生与永磁体装置中的磁通相反的磁通。在此，弹簧力克服了永磁体装置的吸引力，其中将永磁体装置和至少一个将磁通引导至推杆的极靴分派给轭和推杆，使得推杆处于永磁体装置和极靴的作用范围内的第一位置中。
因此，根据现有技术，由永磁体的磁场产生用于以预紧的方式保持脱扣弹簧的保持力。在解除的情况中，该磁场由以电的方式生成的、并且与永久磁场刚好相反指向的电磁场在短时间内完全补偿。保持力在此变为零。因此，预紧的脱扣弹簧解除衔接。如果可能地，通常以电容器的形式提供必需的足够高的电能。
现在，现有技术中已知的这种概念的改进方案可以在于，在具有机械开关运动机构的电磁开关设备中，为了断开电接触而存在对开关运动机构进行制动的锁止装置，也就是说衔接件，其设计为，使得其首先抵抗弹簧力(脱扣弹簧)地预紧，并且如果需要，例如在脱扣的情况中能够利用电脉冲被解除。解除(脱扣)后，再次被弹簧崩紧的开关运动机构断开引导电流的触点，电流被中断。对于脱扣衔接件的所需的电脉冲或电子脉冲能量应该尽可能小，并且优选地在静止状态下等于零。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种电磁脱扣器和一种具有根据本发明的脱扣器的电磁开关设备，其提供了经济上有成本效益的技术方案，并且在此主要归因于已知的电磁脱扣器的组件。
根据本发明，该目的通过一种用于电磁开关设备的电磁脱扣器以及一种具有该电磁脱扣器的电磁开关设备来实现，其具有由脱扣弹簧沿脱扣方向加载应力的推杆、以及线圈，其中，流过线圈的电流在脱扣的情况中产生磁通H线圈。本发明的特征在于，推杆在第一吸引的开关位置中，由磁体剩磁系统产生的磁通H剩磁保持在开关位置上。
本发明的核心在于，用于保持预紧的脱扣弹簧的力通过产生的剩磁(即没有外部的磁激励而余留的剩余磁通密度)在铁磁金属体中产生。为此，极靴形状的合适的铁磁材料由仅临时加载的、优选根据电磁原理产生的外磁场HO至2磁化。磁化进行至磁通密度B2-3为止。在消除了外部磁场强度H(电磁体/磁化电流关闭)之后，在极靴中余留下了剩磁磁通密度B4，作为相应的磁体保持力F4的起因的磁通密度B4保持衔接件抵抗预紧的脱扣弹簧力而闭合。
如果设备评估电子器件辨识到故障并且应当相应地出于中断电力的目的而断开运动衔接件，则在根据本发明描述的解决方案中，保持剩磁磁通密度B4或由此得到的磁体保持力F4必须被置为零或者至少低于脱扣弹簧力的水平。为此，已经提到的电磁体现在被加载有其方向与最初磁化保持电流正好相反的电流(极性反转)。在磁化图中示出，这意味着：通过建立相反方向的磁场强度H0至5，剩磁B4减小到4与优选5(矫顽力H5)之间的值或者被置于零。衔接件被断开并且设备脱扣。
为了在脱扣情况后将开关设备切换到运行准备就绪，运动衔接件为此必须再次抵抗脱扣弹簧力而机械地闭合。另外，它应该直到下一次故障都继续保持磁性闭合。为了达到这个目的，由电磁线圈的极面闭合瞬间引起的场强H必须再次加载到极靴上，至少直到达到或保持剩磁磁通密度B4。再次形成了具有磁保持力的剩磁磁通密度。一旦发生这种情况，衔接件可以在没有另外的抵抗脱扣弹簧的外部能量供应的情况下来维持住，直到下一次故障。
对于极靴，使用具有高剩磁磁通密度B4并同时相对较低的矫顽力H5的材料是有利的和优选的，例如，常见的铁磁材料，如AINiCo、铁氧体或钕。不需要相对昂贵的永磁体。很少的部件就够用了：用于磁化(衔接)和退磁(脱扣)的相同线圈(电磁铁)。
根据本发明构思的改进可以在于，磁体系统是铁磁金属体。
根据本发明构思的特别的设计方案可以在于，磁体系统形成为极靴的形状。
根据本发明构思的有利设计方案可以在于，磁体系统由仅临时存在的外部磁场H0至2磁化。
根据本发明构思的改进方案可以在于，在消除磁体剩磁系统中的外部磁场H0至2之后余留下了磁通H剩磁，其实现了开关设备的抵抗预紧的脱扣弹簧力的机械方式的衔接。
根据本发明构思的特殊设计方案可以在于，推杆的第二开关位置在电流流过线圈之后获得，其中，该电流流动引起与原始指向相反的场强H0nach5的建立，由此解除开关设备中的机械方式的衔接。
根据本发明构思的有利设计方案可以在于，为了达到第一开关位置状态，在脱扣之后，磁体剩磁系统再次通过施加外部磁场H0至2而被磁化。
根据本发明构思的改进方案可以在于，通过使用铁磁轭来实现通量增益。
该目的还通过具有上述特征的电磁脱扣器的根据本发明的电磁开关设备来实现。
根据本发明构思的特殊设计方案可以在于，电磁开关设备是功率开关。
根据本发明的电磁脱扣器具有脱扣弹簧以及线圈，其中，该脱扣弹簧在脱扣方向上对推杆加载应力，其中，在脱扣情况中流过线圈的电流产生磁通H线圈。推杆与衔接部位连接并且衔接部位与开关运动机构连接。开关运动机构与引导电流的主触点以机械的方式连接，该主触点在初始状态下是闭合的，脱扣时处于断开。在线圈中布置有极靴形式的磁体剩磁系统。在通过铁磁轭增大磁通的情况下，由推杆和磁体剩磁系统构成的布置定位在轭中。为此，轭优选地设计为U形。
附图说明
下面将参考实施例并参照附图来解释本发明的其他实施例和优点。在此，示出：
图1以特征曲线示出了磁通密度B抵抗场强H的图像描绘；
图2示出了根据本发明的电磁脱扣器的示意图，没有在初始状态下通过与磁体剩磁系统一起的铁磁轭而产生的磁通增益；
图3示出了根据本发明的电磁脱扣器的示意图，没有在脱扣状态下通过与磁体剩磁系统一起的铁磁轭而产生的磁通增益；
图4示出了根据本发明的电磁脱扣器的示意图，具有在初始状态下通过与磁体剩磁系统一起的铁磁轭而产生的磁通增益；
图5示出了根据本发明的电磁脱扣器的示意图，具有在脱扣状态下通过与磁体剩磁系统一起的铁磁轭而产生的磁通增益。
具体实施方式
在图1中以特征曲线示出了磁通密度B抵抗场强H的图像描绘。通过临时施加的、优选地根据电磁原理产生的外部磁场H0至2，磁化根据本发明的磁体剩磁系统。磁化进行至磁通密度B2-3 1为止。在消除外部场强H(电磁体/磁化电流切断)后，在磁体剩磁系统中余留有剩磁磁通密度B4 2。该磁通密度B4 2(作为磁体保持力F4的原因)使衔接件抵抗预紧的脱扣弹簧力保持闭合。
如果设备评估电子器件辨识到故障并且应当因此处于中断电力的目的而断开运动衔接件，则在根据本发明描述的解决方案中，必须将保持剩磁磁通密度B4或由此得到的磁体保持力F4置于零或者至少低于脱扣弹簧力的水平。为此，已经提到的电磁体现在被加载其方向与原始磁化保持电流正好相反的电流(极性反转)。在磁化图中示出，这意味着：通过建立相反方向的磁场强度H0至5 3，剩磁B4 2减小到4和优选5(矫顽力H5)之间或者归零。衔接件断开并且设备脱扣。
图2示出了根据本发明的电磁脱扣器，其没有在初始状态下通过与磁体剩磁系统一起的铁磁轭而产生的磁通增益。根据本发明的电磁脱扣器具有脱扣弹簧4以及线圈6，该脱扣弹簧在脱扣方向上对推杆5加载应力，其中，流过线圈6的电流在脱扣情况下产生磁通H线圈。推杆5与衔接位置7连接并且衔接位置7与切换运动机构8连接。切换运动机构8以机械的方式与引导电流的主触头9连接，该主触头在初始状态下闭合并且在脱扣时处于断开。在线圈6中布置有极靴形式的磁体剩磁系统10。在该布置下方的图表中示出了电流相对于时间的描绘，其显示了用于初始状态的磁化电脉冲H2。
图3示出根据本发明的电磁脱扣器，其在脱扣时没有通过与磁体剩磁系统一起的铁磁轭而产生的磁通增益。主触点在这里是断开的。在该布置下面的图表中显示了电流相对于时间的描述，其显示了对于脱扣状态的用于矫顽场强的电脉冲H5。
图4示出了根据本发明的电磁脱扣器，其具有在初始状态下通过与磁体剩磁系统一起的铁磁轭11而产生的磁通增益。在该布置下面的图表中显示了电流相对于时间的描绘，其显示了用于初始状态的磁化电脉冲H2。
图5示出了根据本发明的电磁脱扣器，其具有在脱扣时通过与磁体剩磁系统一起的铁磁轭11而产生的磁通增益。在该布置下面的图表中显示了电流相对于时间的描绘，其显示了用于脱扣状态的矫顽场强电脉冲H5。
根据本发明的用于电磁开关设备的电磁脱扣器的特征在于，开关设备的机械衔接可在没有使用成本高昂的永磁体的情况下执行，这通过使用磁体剩磁系统来实现，其中，可以使用用于电磁脱扣器的常用部件。
参考标号列表
1 磁通密度B2-3 1
2 剩磁磁通密度B 4
3 场强H0nach5
4 脱扣弹簧
5 推杆
6 线圈
7 衔接位置
8 开关运动机构
9 主触点
10 磁体剩磁系统
11 轭。

Claims (10)

1.一种用于电磁开关设备的电磁脱扣器，所述开关设备具有由脱扣弹簧(4)在脱扣方向上加载应力的推杆(5)、以及线圈(6)，其中，流过所述线圈(6)的电流在脱扣的情况下产生磁通H线圈，其特征在于，通过由磁体剩磁系统(10)引起的磁通H剩磁将在第一吸引的开关位置中的所述推杆(5)保持在开关姿态位置中。
2.根据权利要求1所述的电磁脱扣器，其特征在于，所述磁体剩磁系统(10)是铁磁金属体。
3.根据权利要求1或2所述的电磁脱扣器，其特征在于，所述磁体剩磁系统(10)设计为极靴形式的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电磁脱扣器，其特征在于，所述磁体剩磁系统(10)由仅临时施加的外部磁场H0至2磁化。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁脱扣器，其特征在于，在消除所述磁体剩磁系统(10)中的所述外部磁场H0至2之后余留下所述磁通H剩磁，所述磁通H剩磁实现了开关设备抵抗预紧的脱扣弹簧力的机械方式的衔接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电磁脱扣器，其特征在于，在电流流过所述线圈(6)之后获得所述推杆(5)的第二开关位置，其中，所述电流引起与原始指向相反的场强H0至5的建立，从而解除在所述开关设备中的所述机械方式的衔接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电磁脱扣器，其特征在于，为了在脱扣之后达到第一开关位置状态，通过施加外部磁场H0至2将所述磁体剩磁系统(10)再次磁化。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电磁脱扣器，其特征在于，通过使用轭(11)，能够实现通量增益。
9.一种电磁开关设备，所述电磁开关设备具有根据权利要求1至8中任一项所述的电磁脱扣器。
10.根据权利要求9所述的电磁开关设备，其特征在于，所述电磁开关设备是功率开关。
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