CN109637909B - 一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构及其调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构及其调试方法，其包括壳体、顶杆、电磁驱动组件，所述电磁驱动组件包括永磁体、导磁板、衔铁和带有线圈的铁芯；导磁板的一端部与永磁体的一极面相连接，另一端部与铁芯的下端部相连接；衔铁置于顶杆下方，衔铁的左端部与永磁体的另一极面相对设置，其中衔铁的右端部与铁芯的上端部相吸合；当存在剩余电流时，此时线圈内铁芯产生的磁力线方向与衔铁右端的磁回路的磁力线方向相反，使得衔铁的右端部被释放，其中衔铁的右端部向上弹起推动顶杆向上移动，从而带动曲杆动作，使脱扣针向上移动，断路器跳闸，结构简单和性能可靠的特点，有效降低制造成本。

Description

一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构及其调试方法

技术领域

本发明涉及低压电器漏电保护领域，更具体地说，它涉及一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构。

背景技术

世界万物，以人为本。在社会快速发达的今天，几乎是处处有电、人人用电，安全用电显得到非常重要。国家电网公司历来把输、配电的安全放在首位。具体到配电电路的各级都配备具有各种保护功能的电器，如隔离开关、断路器以及漏电保护器等。进一步，是各种保护电器具备信息反馈功能、断路器重合闸功能，并置于高端的计算机信息采集、控制平台而使供电网络智能化。

值得一提的是，低压供电终端的执行机构是千家万户用的小型断路器，均附加了漏电保护机构，即剩余电流保护器(漏电保护断路器)。其中，剩余电流脱扣器由脱扣动力机构和脱扣触发机构(连接动触头)，两部分组成。

目前，国内外漏电保护器的脱扣器主要有两种脱扣方式，一种是电子式：剩余电流需要用集成电路等电子元件放大再驱动脱扣机构。该种多用于国内，其优点是价格低廉，调试简单。缺点是抗干扰性能差，例如，正泰集团生产的NXBLE系列产品；另一种是电磁式：剩余电流直接驱动脱扣机构，该种多用于国外。其优点是可靠性高，缺点是价格贵，工艺严格，如ABB公司生产的DS201M系列产品。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构及其调试方法，具有结构简单和性能可靠的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构，包括壳体、顶杆、电磁驱动组件，其中顶杆的一端部穿出壳体外，另一端部与电磁驱动组件相配合，驱使顶杆相对壳体移动；

所述电磁驱动组件包括永磁体、导磁板、衔铁和带有线圈的铁芯；

所述导磁板的一端部与永磁体的一极面相连接，另一端部与铁芯的下端部相连接；

所述衔铁置于顶杆下方，衔铁的左端部与永磁体的另一极面相对设置，其中衔铁的右端部与铁芯的上端部相吸合；

当存在剩余电流时，此时线圈内铁芯产生的磁力线方向与衔铁右端的磁回路的磁力线方向相反，磁力相等，使得衔铁的右端部被释放，从而使得衔铁的左端部受永磁体吸引向下转动，带动衔铁的右端部向上弹起推动顶杆向上移动。

发明进一步设置：所述衔铁的左端部朝向永磁体方向折弯，其中衔铁的折弯处与永磁体的一条棱线相贴，使得衔铁绕永磁体的棱线转动。

发明进一步设置：所述衔铁的左端部朝远离永磁体方向折弯，其中在衔铁的折弯处设置轴体，所述壳体设有轴体相配合的转动凹槽。

发明进一步设置：所述导磁板设置螺纹孔，所述铁芯的下端部设有螺纹孔相配合的外螺纹，并且铁芯下端端面中心设十字槽。

本发明还提供一种脱扣动力机构的调试方法，包括以下步骤：(1)、将剩余电流经整流成直流给线圈供电，调整线圈的电流方向，使线圈内铁芯产生的磁力线方向与衔铁右端部的磁回路的磁力线方向相反；

(2)、调节铁芯相对位置，其中旋转铁芯使得铁芯伸高，改变衔铁的左端部与永磁体的极面的夹角；反向旋转铁芯使得铁芯缩短，改变铁芯的上端部与衔铁的右端部下面的间隙，从而改变铁芯的上端部对衔铁右端部的吸持力。

(3)、当剩余电流等于某一设定定值时，使得衔铁的右端部被释放。

本发明有益效果：当发生漏电，其中剩余电流通过零线电流互感器整流成直流给线圈供电，调整线圈的电流方向，使线圈内铁芯产生的磁力线方向与衔铁的右端部的磁回路的磁力线方向相反，吸持力等于设定值。如果在磁环的次级感应出剩余电流经整流后达到某一限定值(如30mA)时，抵消永磁体原磁场，使得衔铁的右端部被释放，从而使得衔铁的左端部受永磁体吸引向下转动，带动衔铁的右端部向上弹起推动顶杆向上移动，从而带动曲杆动作，使脱扣针向上移动，断路器跳闸，手柄回位，完成漏电保护动作，结构简单和性能可靠的特点，有效降低制造成本。

附图说明

图1为发明实施例1的一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构没有存在剩余电流的状态图；

图2为发明实施例1的一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构存在剩余电流的状态图；

图3为发明实施例1的脱扣器的合闸结构示意图；

图4为发明实施例1的脱扣器的跳闸结构示意图

图5为发明实施例2的一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构没有存在剩余电流的状态图。

附图标记说明：1、壳体；2、顶杆；3、电磁驱动组件；31、永磁体；32、导磁板；33、衔铁；331、右端部；332、左端部；34、线圈；35、铁芯；351、十字槽；4、曲杆；5、脱扣针。

具体实施方式

参照附图1至图5对本发明一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构实施例做进一步详细说明。

实施例1，图1和图2一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构，包括壳体1、顶杆2、电磁驱动组件3，其中顶杆2的一端部穿出壳体1外，另一端部与电磁驱动组件3相配合，电磁驱动组件3可以驱使顶杆2相对壳体1移动，所述电磁驱动组件3设置在壳体1内；

所述电磁驱动组件3包括永磁体31、导磁板32、衔铁33和带有线圈34的铁芯35；所述永磁体31可以长方形或方形，上下面分别为N、S磁极，其中永磁体31的截面对角线垂直于外壳底面放置，其左右两端分别镶嵌在壳体两边内壁。

所述导磁板32的一端部向上折弯并与永磁体31的一个极面紧贴，实现两者相连接，另一端部的设置有螺纹孔并朝铁芯35方向延伸，所述铁芯35的下端部设有螺纹孔相配合的外螺纹，使得铁芯35通过与螺纹孔的螺纹配合固定在导磁板32上，为了便于调整铁芯35相对位置，在其下端部的端面中心设置十字槽351。

所述衔铁33置于顶杆2下方，并且与顶杆2相抵触，衔铁33的左端部332与永磁体31的一极面相对设置，其中衔铁33的右端部331与铁芯35的上端部相吸合；其中所述衔铁33的左端部332朝向永磁体31方向折弯，其中衔铁33的折弯处与永磁体31的一条棱线相贴，使得衔铁绕永磁体的棱线转动。

其中衔铁左端部332的端面与永磁体31的一极面呈一定夹角，通过十字槽351旋转铁芯35，来调节铁芯35的高度可以改变衔铁33的左端部332与永磁体31的极面夹角大小，衔铁33的左端部332受到永磁体31极面的吸引力也会随之改变，同时衔铁33的右端部331受到铁芯35的上端部的吸引力也随之改变，因此调节铁芯35的高度，可以调节线圈和铁芯需要多大剩余电流，才能抵消永磁体31的原磁场，使得衔铁33的右端部331被衔铁33释放。

从图3和图4可知，本发明脱扣动力机构应用于脱扣器进一步说明，该脱扣器包括上述脱扣动力机构，还包括铰接在壳体1上的曲杆4，所述曲杆4的一端部与顶杆2相抵触，另一端部与脱扣针5相抵触，所述顶杆2能通过曲杆4推动脱扣针5移动，带动断路器跳闸。

工作原理：当发生漏电，其中剩余电流通过零线电流互感器整流成直流给线圈供电，调整线圈的电流方向，此时线圈内铁芯35产生的磁力线方向与衔铁33右端的磁回路的磁力线方向相反，如果在次级感应出剩余电流经整流后达到某一限定值(如30mA)时，抵消永磁体原磁场，使得衔铁的右端部被释放，从而使得衔铁33的左端部332受永磁体31吸引向下转动，带动衔铁33的右端部331向上弹起推动顶杆向上移动，当脱扣动力机构应用到脱扣器上时，其中顶杆向上移动会带动曲杆4动作，使脱扣针5向上移动，使得断路器跳闸，手柄回位，完成脱扣器的漏电保护动作，结构简单和性能可靠的特点，有效降低制造成本。

实施例2，从图5可知，该实施例与上个实施例主要区别在于：

其中永磁体31极面平行于外壳底面放置，其左右两端分别镶嵌在壳体两边内壁，并且所述衔铁33的左端部332朝远离永磁体31方向折弯，其中在衔铁33的折弯处设置轴体，所述壳体1设有轴体相配合的转动凹槽，当线圈内铁芯35产生的磁力线方向与衔铁33右端的磁回路的磁力线方向相反，抵消永磁体31的原磁场，此时衔铁33的右端部331被释放，此时衔铁33会通过转动部与转动凹槽配合绕折弯处转动，使得衔铁33的左端部332受永磁体31吸引向下转动，带动衔铁33的右端部331向上弹起推动顶杆向上移动。

本发明还提供一种脱扣动力机构的调试方法，包括以下步骤：

(1)、将剩余电流经整流成直流给线圈34供电，调整线圈34的电流方向，使线圈34内铁芯35产生的磁力线方向与衔铁33的右端部磁回路的磁力线方向相反；

(2)、调节铁芯相对位置，其中旋转铁芯35使得铁芯35伸高，改变衔铁33的左端部与永磁体31的极面的夹角；反向旋转铁芯35使得铁芯35缩短，改变铁芯35的上端部与衔铁33的右端部下面的间隙，从而改变铁芯35的上端部对衔铁33的右端部的吸持力。

其中衔铁33的左端部受永磁体31的一个磁极面吸引，衔铁33的左端部得到以永磁体31的棱线为轴并向磁极面转动的吸引力，衔铁33的右端部通过线圈34的铁芯35及导磁板32形成永磁体31的磁回路。旋转铁芯35使得铁芯35伸高，可以改变衔铁33的左端部与永磁体31极面的夹角；反向旋转铁芯35使得铁芯35缩短，可改变铁芯35上端与衔铁33的右端下面的间隙，从而改变铁芯35上端对衔铁33右端面的吸持力。

当剩余电流经整流成直流给线圈供电，调整线圈的电流方向，使线圈内铁芯产生的磁力线方向与衔铁右端的磁回路的磁力线方向相反，微旋线圈铁芯而改变铁芯与衔铁的吸持力等于设定值，当剩余电流不足某一定值(如30mA)时，衔铁右端与线圈铁芯的上端面仍然吸合；当剩余电流等于某一定值(如30mA)衔铁的右端部与铁芯的上端面释放，此时，衔铁的左端部受永磁体极面吸引急速向下转动，使得衔铁的右端部上弹，其中通过杠杆原理推动顶杆向上顶出而使脱扣触发机构动作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构的调试方法，其特征是：脱扣动力机构包括壳体、顶杆、电磁驱动组件，其中顶杆的一端部穿出壳体外，另一端部与电磁驱动组件相配合，驱使顶杆相对壳体移动；

所述电磁驱动组件包括永磁体、导磁板、衔铁和带有线圈的铁芯；

所述导磁板的一端部与永磁体的一极面相连接，另一端部与铁芯的下端部相连接；

所述衔铁置于顶杆下方，衔铁的左端部与永磁体的另一极面相对设置，其中衔铁的右端部与铁芯的上端部相吸合；

当存在剩余电流，此时线圈内铁芯产生的磁力线方向与衔铁右端部的磁回路的磁力线方向相反，使得衔铁的右端部被释放，从而使得衔铁的左端部受永磁体吸引向下转动，带动衔铁的右端部向上弹起推动顶杆向上移动；

其中包括以下步骤：(1)、将剩余电流经整流成直流给线圈供电，调整线圈的电流方向，使线圈内铁芯产生的磁力线方向与衔铁右端部的磁回路的磁力线方向相反；

(2)、调节铁芯相对位置，其中旋转铁芯使得铁芯伸高，改变衔铁的左端部与永磁体的极面的夹角；反向旋转铁芯使得铁芯缩短，改变铁芯的上端部与衔铁的右端部下面的间隙，从而改变铁芯的上端部对衔铁右端部的吸力；

(3)、当剩余电流等于某一设定定值时，使得衔铁的右端部被释放。

2.根据权利要求1所述的一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构的调试方法，其特征是：所述衔铁的左端部朝向永磁体方向折弯，其中衔铁的折弯处与永磁体的一条棱线相贴，使得衔铁绕永磁体的棱线转动。

3.根据权利要求1所述的一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构的调试方法，其特征是：所述衔铁的左端部朝远离永磁体方向折弯，其中在衔铁的折弯处设置轴体，所述壳体设有轴体相配合的转动凹槽。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种用剩余电流直接驱动的脱扣动力机构的调试方法，其特征是：所述导磁板设置螺纹孔，所述铁芯的下端部设有螺纹孔相配合的外螺纹，并且铁芯下端端面中心设十字槽。