CN1350693A - 开启和/或关闭控制装置及装备此装置的电路断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装置,包括一机械连接至该设备接触部的驱动杆10上并在支撑块13上在静止位置和激活位置之间可动的电枢9,至少一个永磁铁16、17和至少一个线圈18、19。该磁铁16、17具有将电枢9固定在静止位置上的功能,而该线圈18、19具有在开启命令因例如电压电涌或其它信号(或相应地是闭合命令)出现时产生磁场的功能,该磁场被设计来抵销该磁铁的力以便将电枢9移动至导致接触部分离(或相应地是接触部的闭合)的激活位置上。该装置的特征在于,上述的电枢9在布置于支撑块13内的两个止动挡11、12之间被安装成旋转可动,所述止动挡11、12分别限定了上述两个位置。

Description

开启和/或关闭控制装置 及装备此装置的电路断路器

                        技术领域

本发明特别涉及一种用于诸如电路断路器的开关设备的开启和/或闭合控制装置，该装置包括机械连接至该设备的接触部的驱动杆上并在静止位置和激活位置间的支撑块内可移动的电枢、至少一个永磁铁和至少一个线圈，该磁铁被设计来在静止位置上固定该电枢，而该线圈被设计来在开启命令因电压电涌或其它信号(或者相应地是关闭命令)而发生时，产生电磁场，该电磁场被设计来抵销磁铁的力以将该电枢移动到导致接触部分离的激活位置上(或者相应地是接触部的闭合)。

                       背景技术

现有的一种装置包括一个在支撑部上线性滑动安装的电枢、在电枢的滑动轴的两侧排列的两个永磁铁、以及环绕电枢安装的并被设计来产生与上述滑动轴平行的磁场的一个或多个线圈。较大的空气间隙必须在电枢向激活位置移动的起始阶段被克服，这是由电枢的线性移动导致的。这导致了大量的能量(安培匝数)，此能量在开始阶段是驱动电枢所必须的。

另外，在其线性移动过程中，电枢倾向于横向移动，试图将其自身定位于磁场最小的位置，这导致易于在轴承上产生的摩擦力，该摩擦力可以在所述轴承上引发大的应力。

                            发明内容

本发明解决了上述问题，并提供了一种简单设计的控制装置以及一种装备此种装置的电路断路器，在该装置中开始阶段所需的能量被减小且该装置具有高的效率。

为了此目的，本发明的目标是提供一种前述种类的装置，该装置的特征在于，上述电枢旋转可动地安装在设置于支撑部中的两个止动部中间，所述止动部分别限制了上述两个位置。

根据本发明的具体实施例，电枢包括具有两个相对的弧形端部的细长形部件，所述部件绕垂直于电枢的长度方向延伸的轴可旋转地安装。

根据一个具体的特征，该装置包括两个线圈，该线圈在通电时分别产生两个相反方向的磁场，以驱动电枢相应地在一个方向上旋转以执行接触部的开启操作而在一相反方向上旋转以执行接触部的闭合操作。

根据另一个特征，两个线圈各自均定位在两个磁铁之间，分别在轴的一端和另一端，以相互地并成角度地偏离约180°角。

本发明的目的是提供一种包括前述一条或多条特征的电路断路器。

                         附图说明

然而，从以下参照仅用于举例目的的附图的详细描述中，其它的优点和特征也将变得更加显而易见，其中：

图1是根据本发明的电路断路器的控制装置的平面视图，位于与电路断路器的关闭状态相应的静止位置上；

图2是与图1相似的视图，位于与电路断路器的开启状态相应的装置位置上；

图3是说明根据本发明的装置的纵向剖视图，该装置被实现以执行对多个电路断路器的控制；以及

图4是图3中装置沿线IV-IV截取的横截面视图。

                       具体实施方式

在图中，可以看见一控制装置，它被设计来当所述电路中发生诸如电压电涌的电故障时，执行对设置在电路中的诸如中压电路断路器的开关装置的接触部的开启。

在图1和2中，可以看见，根据本发明的装置包括一个大致细长形的具有两个弧形端9a、9b的电枢9，它固定地安装在垂直于电枢9的长度方向延伸的驱动杆10上。此电枢9可自由旋转地安装在支撑块13上在被形成在所述支撑块13上的止动挡11、12限定的两个位置之间。因而，为了此目的，支撑块13包括两个圆环形表面14、15以引导电枢旋转，这两个表面以对立的方式相对于电枢9的旋转轴X排列并且各自在两个止动挡11、12之间延伸，所述表面被设计来与电枢9的上述两个端部9a、9b一起运转。这些止动挡11、12相对于电枢的旋转轴X相互成角度地偏离约50°角。两个止动挡11、12与电枢9的部分9c、9d呈互补形状，该形状被设计来与所述止动挡实现接触。这些止动挡11、12中的每一个通过具有相同方向的相对于电枢9的旋转轴X相互对称排列的两个部分11a、11b、12a、12b形成。两个永磁铁16、17安装在此支撑块13上，它们相对于彼此并相对于所述轴X以对立的方式排列，每一个沿两个上述引导表面14、15中的一个，大致在这些表面14、15的圆周的中部，然后所述磁铁16、17相互地并成角度地相对于轴X偏离约180°角。这些磁铁16、17的磁场强度的方向如图1和2中的箭头所示。该装置另外包括两个线圈18、19，每个线圈均由一个单一的线卷形成，所述线圈18、19定位在引导表面14、15之间电枢9的每个侧部上，并彼此相对地绕轴X偏转约180°的角，每个线圈定位于两个磁铁16、17之间。于是，磁铁和线圈相继地并交替地绕轴偏离约90°的角。

图3和4中，驱动杆10被机械地直接连接到电路断路器的柄20上。

以下将参照附图简要描述本发明的装置的操作：

在电路的正常操作中，装置处于图1中代表的电路断路器关闭的位置上。在此位置上，电枢9被压靠在第一止动挡11a、11b上，并被两个永磁铁16、17保持在此位置上。当开启命令出现时，供给给相应线圈18的能量引起线圈的励磁，直到永磁铁16、17的吸引力小于与该线圈产生的磁场关联的力。电枢9然后被顺时针可旋转驱动。在此运动的起始阶段，初始空气间隙f接近于零，仅感应空气间隙e为常数且为小量。这导致在电枢9的开始阶段从止动挡11脱开所需的能量较小。电枢9在旋转中的连续运动引起跳闸杆10的相应旋转，导致电路断路器21、22的开启以及电路随后的开启。当电枢9与第二止动挡12(12a、12b)接触时，经过开启线圈18的电流流动被中断。在装置的如图2所代表的此位置上，电枢9被两个永磁铁16、17固定在第二止动挡12上。

为了执行电路的闭合，电流被发送给闭合线圈19。当闭合线圈19产生的相应磁场大于永磁铁16、17产生的场时，电枢9在相反的方向上运动，即逆时针方向，直至它到达第一止动挡11，一个它再次被永磁铁16、17固定的图1所示的位置。

应当注意的是，虽然在前面描述的实施例中，用于开启的切换仅通过两个线圈中的一个实现，但是在不脱离本发明的范围的情况下可以便利地设想一种装置，在该装置中用于开启的切换通过对串联或并联的两个线圈的励磁来实现。

还应当注意的是，开启命令例如可以通过预定的动作或直接因电路中电故障的发生而提供，该动作具有分离接触部的目的。

闭合和开启力矩的值依赖于磁场的排列，即依赖于它们磁场强度的方向。于是，如同前述实施例中的情况一样，可以选择磁场强度的方向，使得闭合力矩大而开启力矩小(开启线圈的场位于磁铁的方向上)。

应当注意的是，此装置可以便利地用于在其它设备中执行对真空电路断路器的控制。

于是，借助本发明可实现在两个限定位置之间稳定的驱动器，而无需线圈的电能供给，电能仅在电枢的运动过程中被供给给线圈。

对旋转中双稳态的实现导致所有的力被平衡，这导致该装置更高的效率，而没有在轴承上产生的过大的应力。

该装置涉及到其构造的其它优点如下：

-驱动器可以可旋转地直接安装在该装置的柄上，以便被操作，这可以防止副轴的回复。

-促进该装置在电路断路器结构中的集成，且全面的完成是简单的。

-结合在电路中的磁铁和两个止动挡与电枢一起形成最小的空气间隙，该间隙使大的固定力可以在转子和定子之间在没有额外能量源的情况下实现。

应当注意，驱动器的外面部件E可以有利地实现以限制感应电流。

在任何情况下，本发明当然不受限于所述和所图示的实施例，该实施例仅出于举例的目的而给出。

相反，本发明包括所述装置的所有技术等价物及其组合，只要后者不违背本发明的实质。

Claims (12)

1.一种具体用于诸如电路断路器的开关设备的开启和/或闭合控制装置，包括：一电枢，它被机械连接至该设备接触部的驱动杆上，并在支撑块上在静止位置和激活位置之间可动；至少一个永磁铁和至少一个线圈，该磁铁被设计来将电枢保持在静止位置上，而该线圈被设计来当开启命令因电压电涌或其它信号(或相应地是闭合命令)出现时产生磁场，该磁场被设计来抵销该磁铁的力以便将电枢移动至导致接触部分离(或相应地是接触部的闭合)的激活位置上，其特征在于，上述电枢(9)在布置于支撑块(13)内的两个止动挡(11、12)之间被安装成旋转可动，所述止动挡(11、12)分别限定了上述的两个位置。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，电枢(9)包括具有两个弧形相对端(9a、9b)的细长形部件，所述部件绕轴X可旋转地安装，该轴垂直于电枢(9)的长度方向延伸。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在上述止动挡(11、12)之间，支撑块(13)包括用于旋转导引的两个引导表面(14、15)，它们被设计来与电枢(9)的两个上述端部(9a、9b)一起运转。

4.如上述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，两个止动挡(11、12)对于电枢(9)的部件(9c、9d)是形状互补的，它们被设计来实现与所述止动挡(11、12)的接触。

5.如上述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，止动挡(11、12)中的每一个由止动挡(11a、11b、12a、12b)的两个部分形成，该两个部分彼此相对地并关于电枢(9)的旋转轴X对称排列。

6.如上述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，该装置包括两个永磁铁(16、17)，它们彼此相对地并相对于上述旋转轴X以对立的方式分别沿两个上述引导表面(14、15)排列。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，两个上述磁铁(16、17)分别地大致位于两个上述的引导表面(14、15)的圆周的中部。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，在两个上述的引导表面(14、15)之间，该装置包括至少一个排列在支撑块(13)内的线圈(18、19)，所述线圈相对于磁铁的每一个成角度地偏离约90°的角。

9.如权利要求1至8中的任一项所述的装置，其特征在于，该装置包括两个线圈(18、19)，它们被设计来在通电时分别产生两个相反方向的磁场，以在执行接触部的开启操作的方向上和在执行闭合操作的相反方向上分别可旋转地驱动电枢(9)。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，在轴X的一侧和另一侧上，两个线圈(18、19)各自分别位于两个磁铁(16、17)之间，以相互地并成角度地偏离约180°角。

11.如权利要求6至10中的任一项所述的装置，其特征在于，磁铁(16、17)的磁场强度的方向被选择，使得闭合力矩大于开启力矩。

12.一种装备有根据前述权利要求中的任一项所述装置的电路断路器。

Images