CN201562645U - 具有自动合闸功能的智能微型断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种具有自动合闸功能的智能微型断路器，其包括：一断路器本体，所述的断路器本体包括：一盒体，所述盒体由上盖和底箱组成，所述的盒体内设置有一用以实现断路器开/关状态切换的断路器动作机构，以及进线端和出线端；在所述的盒体内部还包括：设置有一自动合闸功能部分，其由自动合闸机械单元和自动合闸控制单元组成，所述的自动合闸机械单元包括：一电机以及一中间传动机构；通过一自动合闸控制单元实现所述的电机的运转，并通过所述的中间传动机构传动，从而带动所述的断路器动作机构动作，最终实现所述的断路器的合闸动作。

Description

具有自动合闸功能的智能微型断路器

技术领域

本实用新型涉及的是一种断路器，其对三相和单相断路器都适用，特别涉及的是一种能够实现自动合闸功能的断路器。

背景技术

对于电力部门而言开关断路设备，是保证用电安全、进行线路切换必不可少的设备，随着国家对智能电网计划的推出，断路器设备需要向智能话迈进是一个重要的方向。

请参阅图1A和图1B所示，其为现有技术中的断路器，我们在本实用新型中将其称之为断路器本体，所述的断路器可以是三相的也可以是单相，可以是普通的微型断路器，也是可以是大开关，其都包括：一盒体，通常的盒体是有上盖和底箱组成，所述的上盖开设有一缺槽1111，所述的缺槽的两端对应断路器处于的开/关位置；一手柄114伸出所述的缺槽；一底箱，所述的底箱上设置有断路器动作机构，以及进线端和出线端，所述的断路器通断动作机构通过所述的手柄触发；所述的断路器动作机构还包括：与手柄相连接的联动杆，所述的联动杆的下端铰接设置有动触臂，并且在所述的联动杆的小端设置有一弹簧，当在手柄的作用下联动杆转动，从而带动所述的动触臂转动，使所述的动触臂上的动触点与所述的静触片上的静触点相接触，所述的静触片与所述的底箱上的出线端相连接，从而实现将电流传出；所述的动触臂通过一金属连接杆与所述的进线金属片相连接；在所述的动触点和静触点接触区域的下部设置有灭弧装置；同时在所述的底箱上设置有横向隔离板。

但是对于现有的断路器仍有如下缺陷：

1、在预付费系统中，用户补交电费后断路器不能够自动合闸，需要用电户自己处理，从而给用户带来不便；

2、在发生温度过高等异常用电状况时，现有的断路器断开速度较慢；

3、在用电异常情况没有排除的情况下，用户可以合闸，从而可能带来安全隐患。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种具有自动合闸功能的智能微型断路器，用以克服上述缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种具有自动合闸功能的智能微型断路器，其包括：一断路器本体，所述的断路器本体包括：一盒体，所述盒体由上盖和底箱组成，所述的盒体内设置有一用以实现断路器开/关状态切换的断路器动作机构，以及进线端和出线端；

在所述的盒体内部还包括：设置有一自动合闸功能部分，其由自动合闸机械单元和自动合闸控制单元组成，所述的自动合闸机械单元包括：一电机以及一中间传动机构；通过一自动合闸控制单元实现所述的电机的运转，并通过所述的中间传动机构传动，从而带动所述的断路器动作机构动作，最终实现所述的断路器的合闸动作。

其中，所述的断路动作机构包括：

一拨动杆，其通过所述盒体上的缺槽伸出盒体外(类似于手柄)，或置于一封闭的所述盒体内(即拨动杆不露出于盒体)；

一联动杆，其与所述的拨动杆相连接，通过拨动所述的拨动杆带动所述的联动杆转动；

一动触臂，其上设有一动触点，通过所述的联动杆转动，实现所述动触点与静触点的接触和分离。

对于中间传动件存在多种实施例，如所述的中间传动机构为一减速器以及一拨杆，所述的减速器的输出轴与所述的拨杆相连接。

也可以如所述的中间传动机构包括：

一主动齿轮盘，获取所述电机的扭矩，在所述主动齿轮盘的工作面上设置有单向齿；

一从动齿轮盘，其工作面上设置有与所述的主动齿轮盘相对应的单向齿，所述的从动齿轮的输出轴带动所述的拨动杆旋动。

再可以如所述的中间传动机构包括：

一主动转盘，获取所述电机的扭矩，在所述的主动转盘上设有弧形滑槽，所述的弧形滑槽与所述的主动转盘同轴；

一从动转盘，其上开有连接槽，所述的从动转盘输出轴带动所述的拨动杆旋动。

较佳的为了使盒体内部机械结构更加紧凑，还包括：一支撑架用以设置所述的中间传动件。

其中，所述的支撑架包括：两个相对的支撑板，所述拨动杆在所述的支撑板之间的空间内旋动。

较佳的，所述的主动齿轮盘的工作面设置有成120度分布分离凸块，在与所述的从动齿轮盘的背面相对的一所述的支撑板上设置有与所述主动齿轮盘的工作面成120度分布分离凸块相对应的凸块，所述的凸块高于所述的单向齿。

较佳的，所述的底箱还设置有一脱扣器，所述的脱扣器的动作端通过一连杆与所述的联动杆相连接，在所述的脱扣器获得来自所述的电路板上所述自动合闸控制单元的控制信号后，使所述的断路动作机构产生断路动作。

较佳的，还包括：一机械自锁机构，用以在产生短路异常时，使所述的断路动作机构无法完成合闸动作。

其中，所述的机械自锁机构包括：

一限位杆，其一端设有一钩状部，另一端可以由所述的上盖上设置的孔伸出；

一金属触发片，其中部设有铰轴，上端具有一顶出端，

一联动块，其与所述的金属触发片的顶出端相顶靠，其转动迫使所述的联动杆动。

为了实现更好的复位，所述的限位杆中部设有一通槽，一横杆与所述的支撑板相固结，并穿过所述的通槽，所述的通槽内设有复位弹簧。

所述的自动合闸控制单元包括：

一电源采集子单元，其从所述的相线上获取电力信号，并进行整流滤波处理；

一电机动作控制子单元，获取所述的电力信号，并在接到合闸命令时，使所述的电机动作，最终实现所述的断路动作机构产生合闸动作。

为了对短路或其他异常用电情况存在保护，所述的自动合闸控制单元还包括：

一短路侦测电路，其用以检测是否有短路发生，当发生短路时产生一脱扣控制信号；

一脱扣子单元，用以在接收到所述的脱扣控制信号时，使所述的断路动作机构产生断路动作。

为了防止在异常没有排除的情况下断路器自动合闸，所述的自动合闸控制单元还包括：

一自锁控制子单元，其与所述的电机动作控制子单元相连接，接收所述的短路侦测子单元输出一表征短路状况的自锁控制信号，从而使所述的电机动作控制子单元令所述的电机不产生动作。

为了实现远程控制以便于如预付费等功能的使用，还包括：一外控单元，其分别与所述的脱扣子单元和所述的电机动作控制子单元相连接，并接受外部控制信号，从而对所述的脱扣器和电机产生控制作用。

其中，所述的短路侦测电路包括：至少针对一条相线设置的一短路侦测元件，其与一判断元件相连接，所述的判断元件根据在发生短路异常情况下所述短路侦测元件的状态，产生所述的自锁控制信号和所述的脱扣控制信号。

针对温度过高的异常情况，还包括：一温度检测子单元，其检测相线温度，在所述温度达到一阈值时，产生一自锁控制信号和/或脱扣控制信号。

其中，所述的温度检测子单元包括：至少针对一条相线设置的一温度检测元件，其与一判断元件相连接，所述的判断元件根据在发生温度异常情况下所述温度检测元件的状态，产生所述的自锁控制信号和/或脱扣控制信号。

为了防止电机运动在超出一定位置后产生损害，还包括：一限位子单元，在所述的断路器合闸后，发出控制信号给所述的电机动作控制子单元，使电机停转。

所述的限位子单元的实施例之一是所述的限位子单元包括：一光电耦合器，其在断路器合闸后，其输出端产生一状态变化，并将其传给所述的电机动作控制子单元，使电机停转。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于，能够实现断路器的自动合闸，能够在发生如短路或是温度过高等异常用电状况时使断路器断开，并且在异常没有排除的情况下，不会自动合闸，适用于断路器的远程控制，是智能电网发展的基础产品。

附图说明

图1A为现有断路器的立体示意图；

图1B为现有断路器的内部结构主视示意图；

图2A为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例一的立体图；

图2B为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例一打开上盖后的主体分解图；

图2C为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例一的内部结构侧视示意图；

图2D-图2F为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器自动合闸机械单元实施例一的工作状态图；

图3为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例二中自动合闸机械单元的立体分解图；

图4A为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例三的内部结构侧视示意图；

图4B为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器自动合闸机械单元实施例三的立体分解图；

图4C-图4E为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器自动合闸机械单元实施例三的工作状态图；

图4F为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例二中盒体为封闭状态的内部结构侧视示意图；

图5A为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器自动合闸机械单元实施例一，增加了机械短路自锁功能的打开上盖后的主体分解图；

图5B为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器自动合闸机械单元实施例一，增加了机械短路自锁功能的内部结构侧视示意图。

图5C-图5E为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器自动合闸机械单元实施例一，增加了机械短路自锁功能后发生短路时的工作状态图；

图5F为图5B对应的本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例一中盒体为封闭状态的内部结构侧视示意图；

图6A为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实自动合闸机械单元施例二，增加了机械短路自锁功能的打开上盖后的主体分解图；

图6B为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器自动合闸机械单元实施例二，增加了机械短路自锁功能的内部结构侧视示意图。

图6C-图6E为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器自动合闸机械单元实施例二，增加了机械短路自锁功能后发生短路时的工作状态图；

图6F为图6B对应的本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例一中盒体为封闭状态的内部结构侧视示意图；

图7A-图7I为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器的自动合闸控制单元示意图；

图7J为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的自动合闸控制子单元对电机实现往复运动控制电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图2A和图2B所示，其分别为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例一的立体图以及打开上盖后的主体分解图；所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器可以是三相断路器也可以是两相断路器，而相数的多少并不会改变本实用新型实现自动合闸的功能在结构上的实现，因此本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器机械部分通过三相断路器为例进行阐述。

所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器包括一断路器本体，所述的断路器本体包括一盒体，盒体是由上盖11和底箱12构成，所述的底箱12设有出线端口115和进线端口113，用以实现所述的相线和零线接入和接出；每一进线(相线、零线)之间都设置有纵向隔离板进行分隔，并在内部与进线金属片相连接。

请参阅图2C所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例一的内部结构侧视示意图，所述的断路器动作机构是包括：拨动杆114，以及与拨动杆相连接的联动杆413，需要说明的是本实用新型中拨动杆114的设置存在两种状态，一种是延伸置于盒体之外，类似于现有技术中的手柄，另一种则置于封闭的盒体内，不外露于盒体；本实施例是第一种状态，所述的联动杆413的下端铰接设置有动触臂411，并且在所述的联动杆413的小端设置有一弹簧，当在拨动杆114的作用下联动杆413转动，从而带动所述的动触臂411转动，使所述的动触臂411上的动触点与所述的静触片上的静触点相接触，所述的静触片与所述的底箱上的进线端113相连接，从而实现将电流传入；所述的动触臂通过一金属连接杆与所述的出线金属片115相连接；在所述的动触点和静触点接触区域的下部设置有灭弧装置；同时在所述的底箱上设置有横向隔离板；

还包括：电流互感器14其设置在所述的相线上；一自动合闸机械单元，用以实现所述的断路器的自动合闸功能，所述的自动合闸机械单元至少包括：一电机215，其设置在所述的断路动作机构上部；一中间传动机构，所述的电机输出动力，并通过所述的中间传动机构带动一顶靠所述拨动杆114的拨杆211运动，从而实现自动合闸；同时在所述的底箱内设置有一电路板3，用以实现对本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器的自动合闸等其他相关控制检测功能的实现，这里采用的中间传动机构为一减速器216，在所述的拨杆211的下侧设置有行程开关71，从而在所述的拨杆211运动到指定位置时触发所述的行程开关71，最终使电机停止运动。

所述的箱底还设置有一脱扣器13，所述的脱扣器13的动作端通过连杆412与所述的联动杆413相连接，在所述的脱扣器13获得来自所述的电路板3上相应的控制电路的控制信号时；产生脱扣动作，即所述脱扣器13的动作端推动所述的联动杆413动作，从而使所述的动触点和所述的静触点分离。所述的脱扣器13为一电磁体，所述的动作端为其衔铁端。

请参阅图2D-图2F所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器自动合闸机械单元实施例一的工作状态图；初始状态(图2D)，所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器处于断开状态，此时所述的自动合闸机械单元的电机没有接到相应的控制信号；动作状态(图2E)，所述的电机接到相应的控制信号，进行转动从而使所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器合闸，在所述的拨动杆114运动到合闸的位置，所述的拨杆211触碰到行程开关71则电机215停止进行运行；复位状态(图2F)，当触碰到所述的行程开关71所述的电机215反转回到初始状态位置，因此本实施例由于中间传动机构的原因，所述的电机215存在正传和反转的状态。

请参阅图3所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例二中自动合闸机械单元的立体分解图；实施例二与实施例一主要差异在于中间传动机构，实施例二中所述的自动合闸机械单元的中间传动机构包括：一主动齿轮盘511，所述的主动齿轮盘511的工作面设置有成120度分布分离凸块，在所述的工作面上设置有单向齿，所述的主动齿轮盘511以轴连接的方式与所述的电机215相连接，较佳的情况下，所述的电机215可以通过一个减速器216与所述的主动齿轮盘511的转轴相连接，同时在所述的减速器216和所述的主动齿轮盘511的背面之间设置有复位弹簧514；

一从动齿轮盘512，所述的从动齿轮盘512的工作面上设置有与所述的主动齿轮盘511相对应的单向齿，从而可以保证主动齿轮盘511和从动齿轮盘512仅能往一个方向传递扭矩；所述的从动齿轮盘512的输出轴上设置有键，在所述的输出轴的末端设置有一凹槽；

还包括：一支撑架6，所述的支撑架设置有两个相对的支撑板；在与所述的从动齿轮盘512的背面相对的一所述的支撑板上设置有与所述主动齿轮盘511的工作面成120度分布分离凸块相对应的凸块，所述的凸块高于所述的单向齿。在所述的支撑板上开设有相对的轴孔，所述的从动齿轮盘512的输出轴穿过所述的轴孔，所述的拨动杆114中间也设有轴孔，并且所述的轴孔上设有键槽，从而使所述的从动齿轮盘512的输出轴上的键能够嵌入其中，从而传递扭矩，通过一卡簧513嵌入所述的输出轴的末端的凹槽，从而防止所述的从动齿轮盘512的输出轴与所述的拨动杆114分离。

对于中间传动机构采用一主动齿轮盘511和从动齿轮盘512这一结构的，则电机215仅向一个方向转动就能够实现自动合闸的功能，即当行程开关71被所述的拨动杆114触发，则电机215停止传动，即使所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器被断开，由于所述的主动齿轮盘511和从动齿轮盘512之间为单向齿，所以不会影响拨动杆114回到断开位置。

请参阅图4A所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例三的内部结构侧视示意图；其与上述实施例一比较区别主要在于，所述的自动合闸机械单元的中间传动机构与其有不同，这里采用的类曲柄摇杆机构。

请参阅图4B所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例三自动合闸机械单元的立体分解图；所述的自动合闸机械单元的中间传动机构包括：一主动转盘223，所述的主动转盘223轴接在所述的减速器216上，所述的主动转盘223上看设有弧形滑槽，所述的弧形滑槽与所述的主动转盘223同轴；

一从动转盘221，所述的从动转盘221的输出轴上设置有键，在所述的输出轴的末端设置有一凹槽；所述的从动转盘221上开有连接槽；

一Z型曲柄222，其一端设置于所述的主动转盘223的弧形滑槽内，其另一端置于所述的从动转盘221的凹槽内；

如上述实施例一其还包括：一支撑架6，所述的支撑架设置有两个相对的支撑板；在所述的支撑板上开设有相对的轴孔，所述的从动转盘221的输出轴穿过所述的轴孔，所述的拨动杆114中间也设有轴孔，并且所述的轴孔上设有键槽，从而使所述的从动转盘221的输出轴上的键能够嵌入其中，从而传递扭矩，通过一卡簧513嵌入所述的输出轴的末端的凹槽，从而防止所述的从动转盘221的输出轴与所述的拨动杆分离。

请参阅图4C-图4E所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器自动合闸机械单元实施例三的工作状态图；初始状态(图4C)，所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器处于断开状态，此时所述的自动合闸机械单元的电机215没有接到相应的控制信号；动作状态(图4D)，所述的电机接到相应的控制信号，进行转动，从而带动所述的主动转盘223转动，所述的曲柄传动给所述的从动转盘221，从而带动拨动杆114动作使所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器合闸，在所述的拨动杆运动到合闸的位置，所述的拨动杆触碰到行程开关则电机停止进行运行；根据机械原理通过调整从动转轮的半径，主动转盘的半径和弧形滑槽的弧长以及曲柄的长度，本领域技术人员很容易实现，所述的主动转盘的圆周运动对以所述的从动转盘在相应的两个极限位置(对于拨动杆处于开和关)之间的往复。

请参阅图4F所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例三在盒体处于封闭状态下的内部结构侧视示意图；即在该实施例中，拨动杆不外露。

请参阅图5A以及图5B所示，其分别为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例一，增加了机械短路自锁功能的打开上盖后的主体分解图以及内部结构侧视示意图；所述的机械短路自锁功能是通过一短路自锁机构实现的，所述的短路自锁机构在每一相线上都有结构，其中包括：一限位杆82，所述的限位杆82一端设有一钩状部，其钩在所述的联动组件的一个轴向联动杆上设置的槽中，所述的轴向联动杆413可以摆动，另一端可以由所述的上盖上设置的孔1111伸出；所述的限位杆82中部设有一通槽，一固定件81从下面与所述的支撑架6相固结，并穿过所述的通槽，所述的通槽内设有复位弹簧87；当出现短路，则进线产生强大的磁场，使所述的金属触发片85受到吸引，从而围绕所述的绞轴转动，从而使所述的顶出端，推动所述的联动块84动作，进而使所述的连杆带动所述的联动杆413转动，最终使所述的动静触点分离；于此同时，由于所述的金属触发片85的旋转，从而使所述的限位杆82失去了金属触发片85的限制，从而在复位弹簧83的作用下向上运动，从所述上盖的孔1111伸出，此是钩状部顶在所述的金属触发片85，从而使其不能复位，即形成短路自锁。在这种情况下，伸出的限位杆82也起到的指示作用证明，目前的断路器断路状态是由短路造成的，如果想合闸就要认为的将伸出的限位杆按回去解锁。

同理上述机械短路自锁机构，也可设置在上述其他两种自动合闸机械单元对应的实施例当中去(参阅图6A以及图6B)，这对本领域普通技术人员根据上面的描述是很容易实现的，这里就不再赘述了。

请参阅图5C-图5E所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例一，增加了机械短路自锁功能后发生短路时的工作状态图；同时参阅图6C-图6E所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器实施例二，增加了机械短路自锁功能后发生短路时的工作状态图；

这里面自动合闸机械单元可以采用上述的三种实施例中的任意一种，此处仅仅以第一种的拨杆和第二种的单向齿轮啮合传动为例，这对本领域普通技术人员根据上面的描述是很容易理解的，这里就不再赘述了。

请参阅图5F和图6F，其分别为上述对应实施例当中，盒体处于封闭状态下的内部结构侧视示意图；即在这两个实施例中，拨动杆不外露。从而使用电者不能自己通过拨动拨动杆(外露时可以称之为手柄)，实现对断路器的操作。

请参阅图7A所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器的自动合闸控制单元示意图一，本实施例以三相为例的，所述的控制电路包括：一电源采集子单元，其从所述的相线上获取电流信号，所述的电源采集子单元主要涉及对相线电流的整流滤波作用，这里采用三个二极管D1～D3分别与相线A～C相连接，并采用电容C3进行滤波；

一稳压电路，其包括：一稳压管DW1以及与之并联的电容C1、C2，其中所述的电容C1的负极接地，其正极与所述的电源采集子单元的输出端相连接；

一脱扣子单元，用以在接收到一脱扣控制信号时，使断路器产生断路动作；其包括一电磁铁，其电磁线圈TQXQ的一端从所述的电源采集电路获取一单向电压(电流)，其另一端通过一可控硅SCR接地，所述的可控硅SCR控制端和地之间设置有一电容C4；

一短路侦测电路，其用以检测是否有短路发生，当发生短路时输出一控制信号，所述的短路侦测电路包括：三组短路侦测元件以及判断元件，所述的短路侦测元件用以在发生短路异常时产生一变化量(这里以干簧管Sa、Sb、Sc为例)，所述的判定元件(这里采用比较器IC1-1～IC1-3为例)由所述的短路侦测元件处获取一变化量并与一预先设定的基准进行比较，(两者的数量和相线数目一致)，所述的干簧管Sa、Sb、Sc的一端与所述的比较器IC1-1～IC1-3的同相端相连接；所述干簧管Sa、Sb、Sc的另一端，与所述的电源采集子单元的输出端相连接，作为所述的比较器IC1-1～IC1-3的比较信号；所述的比较器IC1-1～IC1-3的反相端获取一稳定的电压信号，作为基准电压；本实施例里是通过一组分压电阻R3、R4获取的，其中，所述分压电阻R3的一端与所述的稳压电路中的电容C1阴极相连接，另一端与所述的电源采集子单元的输出端相连接；每一比较器IC1-1～IC1-3的输出端和正相端之间设置有二极管D7、D10、D13；所述的每一短路检测电路的干簧管Sa、Sb、Sc通过一二极管D5、D9、D12与所述的可控硅SCR的控制端相连接，用以向所述的可控硅SCR输出脱扣控制信号；

一自锁控制子单元，其接收所述的短路侦测子单元的输出的表征短路状况的信号，从而使所述的电机不产生动作；其包括：一第一三极管Q2，所述第一三极管Q2的集电极与所述的电源采集子单元的输出端相连接，所述第一三极管Q2的发射极接地，一上拉电阻R5获取所述的比较器IC1-1～IC1-3的输出信号，并有所述的第一三极管Q2的基极相连接，且所述的基极通过电阻R6与地相连，所述的第一三极管Q2的发射极和集电极之间连接有一电阻R7；

一电机自动合闸控制子单元，其包括：一第二三极管Q1，所述第二三极管Q1的基极与所述的第一二极管Q2的集电极相连接，所述第二三极管Q1的发射极接地；所述的电机M一端与所述的电源采集子单元的输出端相连接，另一端与所述的第二三极管Q1的集电极相连接；

较佳的，为了与机械结构中的结果相吻合，在所述的电机自动合闸控制子单元的线路上设置有限位开关K1，用以控制电机M达到预定位置后停转，从而确保断路器合闸位置；

较佳的在所述的电机自动合闸控制子单元的线路上设置有一人工开闭的检修开关K3(也称为闭锁)，即在该开关K3处于断开状态时，所述的电机M在任何状态下都不会动作；

还包括：一脱扣子单元复位电路，其包括：一复位键REST，其第一端与所述的可控硅SCR的控制端相连接，其第二端接地；

较佳的在所述的比较器IC1-1～IC1-3的输出端设置有一发光二极管LEDa、LEDb、LEDc，用以起到指示作用。

请参阅图7B所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器的自动合闸控制子单元示意图二，本示意图与示意图一得区别在于，增加了外控子单元，其目的可以满足如预付费用电管理系统的需要，所述的外控子单元包括：设置有一单向电流元件，如二极管D16，以及控制元件，所述的控制元件即包括对脱扣子单元的控制也包括对电机自动合闸控制子单元的控制，所述的自动合闸控制子单元包括：一第三三极管Q4，其基极接收外控信号，其发射极和集电极之间连接有一电容C5，其中电容C5的阴极和所述第三三极管Q4的发射极接地，所述的第三三极管Q4的集电极通过一二极管D15与所述的可控硅SCR的控制端相连接；即在外控信号为高电位的情况下，所述的脱扣器不产生脱扣动作；一第四三极管Q3，所述的第四三极管Q3(PNP型)的发射极和集电极设置于所述的电机M自动合闸控制子单元电路上，所述的第四三极管Q3的基极与所述的第三三极管Q4的集电极相连接，即在外控信号为高电位的情况下，所述的第四三极管Q3是导通的；在所述的外控信号为低电位的情况下，所述的脱扣子单元产生脱扣动作，同时所述的第四三极管Q3处于截止状态，即电机自动合闸控制子单元不会动作。

较佳的还设置有外控指示电路，其包括：一发光二极LED管，其一端接地，另一端与一电阻R11相连接，在外控信号为高电压时，其处于点亮状态，反之则熄灭。

请参阅图7C所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器的自动合闸控制子单元示意图三，本实施例与上述示意图二的差异主要在于，其是针对的是单相断路器的，因此其电路仅仅是有所省略而已，但是电路的机理是完全相同的，对于本领域普通技术人员而言，显然通过上述描述就能够清楚，这里就不在赘述。

请参阅图7D所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器的自动合闸控制子单元示意图四，本实施例与上述示意图一的差异主要在于，其相应的增加了一个限位子单元，而不采用限位开关，从而节省了空间；所述的限位子单元包括：一光电耦合器IC，其中所述的光电耦合器IC的一输入端通过一单向电流元件这里采用二极管D14和降压电阻R7与所述的相线相连接，另一输入端接地，所述的光电耦合器IC的一个输出端接地，另一输出端与所述的第二三极管Q1的基极相连接；即在所述的电机M实现自动合闸后，所述的光电耦合器IC的输出端输出低电位，从而使所述的第二三极管Q1因基极获得低电位而截止，进而使所述的电机M自动合闸控制子单元断路，最终电机停转。

请参阅图7E所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器的自动合闸控制子单元示意图五，本实施例与上述示意图三的差异主要在于，其相应的增加了一个限位子单元，而不采用限位开关，从而节省了空间；所述的限位子单元包括：一光电耦合器IC，其中所述的光电耦合器IC的一输入端通过一单向电流元件这里采用二极管D14和降压电阻R7与所述的相线相连接，另一输入端接地，所述的光电耦合器IC的一个输出端接地，另一输出端与所述的第二三极管Q1的基极相连接；即在所述的电机M实现自动合闸后，所述的光电耦合器IC的输出端输出低电位，从而使所述的第二三极管Q1因基极获得低电位而截止，进而使所述的电机M自动合闸控制子单元断路，最终电机停转。

请参阅图7F所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器的自动合闸控制子单元示意图六，本实施例与上述示意图一的差异主要在于，本实施例是针对过流进行检测，因此不在使用干簧管Sa、Sb、Sc而是采用电流采集元件，这里采用的是电流互感器TAa、Tab、Tac，其分别设置在每一相线上，并将其转换为电压信号，传输给所述的比较器IC1-1～IC1-3，同时所述的比较器IC1-1～IC1-3不仅将输出的信号传输给所述的自锁自动合闸控制子单元，同时将其传输给所述的脱扣子单元的可控硅SCR的控制端，即在产生过流异常时，所述的比较器IC1-1～IC1-3输出高电位信号给所述的可控硅SCR的控制端，从而使其产生脱扣动作，需要说明的是所述的比较器IC1-1～IC1-3的反相端的基准电压由于采用了滑动变阻器w，所以过流比较的阈值是可调的。

请参阅图7G所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器的自动合闸控制子单元示意图七，本实施例与上述示意图一的差异主要在于，其相应的增加了一个温度检测子单元，用以在温度达到一定阈值的情况下，使所述的断路器断路，并且对电机产生自锁功能；所述的温度检测子单元包括：至少针对一条相线设置的一温度检测元件(这里以采用温度传感器ta、tb、tc为例)，其与一判断元件(这里以采用比较器IC1-1～IC1-3为例)相连接，所述的判断元件根据在发生温度异常情况下所述温度检测元件的状态，产生一自锁控制信号和脱扣控制信号至少其中之一。具体针对本实施设有三组温度传感器ta、tb、tc和比较器IC2-1～IC2-3(两者的数量和相线数目一致)，所述的温度传感器ta、tb、tc的一端与所述的比较器IC2-1～IC2-3的同相端相连接；所述温度传感器ta、tb、tc的另一端，与所述的电源采集子单元的输出端相连接，作为所述的比较器IC2-1～IC2-3的比较信号；所述的比较器IC2-1～IC2-3的反相端获取一稳定的电压信号，作为基准电压；本实施例里是通过一组分压电阻R2、R3获取的，其中，所述分压电阻R2的一端与所述的稳压电路中的电容C1阴极相连接，另一端与所述的电源采集子单元的输出端相连接(与所述的短路自锁子单元共用)；每一比较器IC2-1～IC2-3的输出端和正相端之间设置有二极管D22、D19、D16；所述的温度检测子单元通过一二极管D21、D17、D14与所述的可控硅SCR的控制端相连接，用以向所述的可控硅SCR输出脱扣控制信号；较佳的在所述的比较器IC2-1～IC2-3的输出端也设置一个发光二极管LEDTa～LEDTb用以起到指示作用。

请参阅图7H所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器的自动合闸控制子单元示意图八，本实施例是与上述的机械断路自锁相配合的，因此在电路的结构上与上述示意图二的差异主要在于，这里不再设置有短路侦测单元和自锁自动合闸控制子单元，而是仅仅采用机械自锁的形式达到本实用新型的目的。

请参阅图7I所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的智能微型断路器的自动合闸控制子单元示意图九，本示意图体现了在现有控制技术中通过处理器实现智能化的一个例子，其中，通过电流互感器TAa、TAb、TAc从电力线A、B、C上获取每条相线上的电流值，并通过一模数转换电路，转换为相应的数字信号，传输给所述的处理器MCU，所述的处理器MCU中预设的程序，能够对获取的用电信息进行判定，判定过流/短路等异常问题，从而输出相应的控制信号；一个模拟电源电路，其由分压电阻R1～R6组成，从每条相线处获得电压值给所述的模数转换电路；一数字电源电路，通过电压互感器BT从电力线上获取电源信号后，经过稳压芯片D的处理后，与所述的处理器MCU相连接，为其提供电源信号，在所述的数字电源电路与处理器MCU之间设置有一开关K3，用以切断对所述的处理器MCU的电力供应，从而在检修的时候，避免因处理器MCU的不合理控制造成意外；还可以包括：一组温度传感器IC1～IC3，其检测各相线节点处的温度值，并将其转换为一数字信号传输给所述的处理器MCU，有所述的处理器MCU判定温度高过一阈值时输出一控制信号；一整流滤波电路由三个二极管D1～D3以及电容C2电阻R8组成，其为一脱扣器TQXQ提供电源供应，所述的脱扣器的脱口线圈通过一可控硅SCR连接地，所述的可控硅SCR的控制端与所述的处理器MCU的一输出端相连接；本实用新型为了增加新的智能化功能，所述的处理器MCU还可以与一通信电路相连接，其可以通过有线/无线的方式与其他的通信设备进行数据的交互，因而可以接收到外端的控制信号(预付费合闸/断电信号)；一存储器，用以存储断路器中的各项数据；一显示电路用以显示断路器所检测到的各种状态信息，在断路器的盒体上设置有相应的显示屏；一时钟电路以及键盘电路，其分别用以向所述的处理器MCU提供时钟信号和输入命令；上述所述的这些功能电路从具体实现而言对应的电路有很多种，都是广泛公知的，本领域技术人员可以根据需要具体选用，这里就不在赘述了；所述的处理器MCU的输出端PX.1、PX.2用以和上面实施例中的自锁控制子单元相连接，进而控制电机自动合闸控制子单元的动作，也可以直接和所述的电机自动合闸控制子单元连接，由所述的处理器MCU根据目前的电力异常情况是否解除，来判定是否需要让所述的自动合闸控制子单元的动作。

请参阅图7J所示，其为本实用新型具有自动合闸功能的内置式智能断路器的自动合闸控制子单元对电机实现往复运动控制电路示意图，本示意图中，有四组PNP的三极管Q5、Q6、Q8、Q9和保护二极管D10、D11、D13、D14，其集电极和保护二极管的阳极相连接，其发射极和二极管的阴极相连接，并且电机的正相端连接有两组PNP的三极管Q6、Q9和保护二极管D11、D14集电极，且两组的之间的发射极连接在一起；所述的电机的反相端连接有另外两组PNP的三极管Q5、Q8和保护二极管D10、D13集电极，且两组的之间的发射极连接在一起；一第一单向二极管D9，其阳极与所述的电机的正相端相连接，其阴极与处理器一控制端PX.2相连接；一第二单向二极管D12，其阳极与所述的电机的反相端相连接，其阴极与处理器一控制端PX.1相连接(请参阅图9G所示)，所述的PNP三极管Q9的基极与一PNP三极管Q7的发射极相连接，所述的PNP三极管Q7的基极与所述控制端PX.1相连接；所述的PNP三极管Q8的基极与一PNP三极管Q4的发射极相连接，所述的PNP三极管Q4的基极与所述的控制端PX.2相连接，所述的PNP三极管Q4的集电极极与所述的PNP三极管Q6基极相连接；所述的PNP三极管Q5基极与所述的PNP三极管Q7集电极相连接；同时所述的PNP三极管Q6基极与所述的PNP三极管Q4集电极相连接。通过处理器控制端PX.1和PX.2的输出信号，从而控制电机的正反转，从而实现相应动作机构的往复运动。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而并非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内，可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (24)

1.一种具有自动合闸功能的智能微型断路器，其包括：一断路器本体，所述的断路器本体包括：一盒体，所述盒体由上盖和底箱组成，所述的盒体内设置有一用以实现断路器开/关状态切换的断路器动作机构，以及进线端和出线端；

其特征在于：在所述的盒体内部还包括：设置有一自动合闸功能部分，其由自动合闸机械单元和自动合闸控制单元组成，所述的自动合闸机械单元包括：一电机以及一中间传动机构；通过一自动合闸控制单元实现所述的电机的运转，并通过所述的中间传动机构传动，从而带动所述的断路器动作机构动作，最终实现所述的断路器的合闸动作。

2.根据权利要求1所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的断路动作机构包括：

一拨动杆，其通过所述盒体上的缺槽伸出盒体外，或置于一封闭的所述盒体内；

一联动杆，其与所述的拨动杆相连接，通过拨动所述的拨动杆带动所述的联动杆转动；

一动触臂，其上设有一动触点，通过所述的联动杆转动，实现所述动触点与静触点的接触和分离。

3.根据权利要求2所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的中间传动机构为一减速器以及一拨杆，所述的减速器的输出轴与所述的拨杆相连接。

4.根据权利要求2所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的中间传动机构包括：

一主动齿轮盘，获取所述电机的扭矩，在所述主动齿轮盘的工作面上设置有单向齿；

一从动齿轮盘，其工作面上设置有与所述的主动齿轮盘相对应的单向齿，所述的从动齿轮的输出轴带动所述的拨动杆旋动。

5.根据权利要求2所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的中间传动机构包括：

一主动转盘，获取所述电机的扭矩，在所述的主动转盘上设有弧形滑槽，所述的弧形滑槽与所述的主动转盘同轴；

一从动转盘，其上开有连接槽，所述的从动转盘输出轴带动所述的拨动杆旋动。

6.根据权利要求5所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，还包括：一支撑架用以设置所述的中间传动件。

7.根据权利要求6所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的支撑架包括：两个相对的支撑板，所述拨动杆在所述的支撑板之间的空间内旋动。

8.根据权利要求7所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的主动齿轮盘的工作面设置有成120度分布分离凸块，在与所述的从动齿轮盘的背面相对的一所述的支撑板上设置有与所述主动齿轮盘的工作面成120度分布分离凸块相对应的凸块，所述的凸块高于所述的单向齿。

9.根据权利要求8所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的底箱还设置有一脱扣器，所述的脱扣器的动作端通过一连杆与所述的联动杆相连接，在所述的脱扣器获得来自所述的电路板上所述自动合闸控制单元的控制信号后，使所述的断路动作机构产生断路动作。

10.根据权利要求8所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，还包括：一机械自锁机构，用以在产生短路异常时，使所述的断路动作机构无法完成合闸动作。

11.根据权利要求10所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的机械自锁机构包括：

一限位杆，其一端设有一钩状部，另一端可以由所述的上盖上设置的孔伸出；

一金属触发片，其中部设有铰轴，上端具有一顶出端，

一联动块，其与所述的金属触发片的顶出端相顶靠，其转动迫使所述的联动杆动。

12.根据权利要求11所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的限位杆中部设有一通槽，一横杆与所述的支撑板相固结，并穿过所述的通槽，所述的通槽内设有复位弹簧。

13.根据权利要求1-12任一权利要求所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的自动合闸控制单元包括：

一电源采集子单元，其从所述的相线上获取电力信号，并进行整流滤波处理；

一电机动作控制子单元，获取所述的电力信号，并在接到合闸命令时，使所述的电机动作，最终实现所述的断路动作机构产生合闸动作。

14.根据权利要求13所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的自动合闸控制单元还包括：

一短路侦测电路，其用以检测是否有短路发生，当发生短路时产生一脱扣控制信号；

一脱扣子单元，用以在接收到所述的脱扣控制信号时，使所述的断路动作机构产生断路动作。

15.根据权利要求14所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的自动合闸控制单元还包括：

一自锁控制子单元，其与所述的电机动作控制子单元相连接，接收所述的短路侦测子单元输出一表征短路状况的自锁控制信号，从而使所述的电机动作控制子单元令所述的电机不产生动作。

16.根据权利要求13、14或15所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，还包括：一外控单元，其分别与所述的脱扣子单元和所述的电机动作控制子单元相连接，并接受外部控制信号，从而对所述的脱扣器和电机产生控制作用。

17.根据权利要求16所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的短路侦测电路包括：至少针对一条相线设置的一短路侦测元件，其与一判断元件相连接，所述的判断元件根据在发生短路异常情况下所述短路侦测元件的状态，产生所述的自锁控制信号和所述的脱扣控制信号。

18.根据权利要求16所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，还包括：一温度检测子单元，其检测相线温度，在所述温度达到一阈值时，产生一自锁控制信号和/或脱扣控制信号。

19.根据权利要求18所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的温度检测子单元包括：至少针对一条相线设置的一温度检测元件，其与一判断元件相连接，所述的判断元件根据在发生温度异常情况下所述温度检测元件的状态，产生所述的自锁控制信号和/或脱扣控制信号。

20.根据权利要求13所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，还包括：一限位子单元，在所述的断路器合闸后，发出控制信号给所述的电机动作控制子单元，使电机停转。

21.根据权利要求13所述的具有自动合闸功能的智能微型断路器，其特征在于，所述的限位子单元包括：一光电耦合器，其在断路器合闸后，其输出端产生一状态变化，并将其传给所述的电机动作控制子单元，使电机停转。

22.根据权利要求13所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，还包括：一处理器，其通过一模数转换电路与所述的电源采集子单元相连接，用以根据所述的处理器中预设的程序判定采集的电流或/和电压是否存在异常，并相应的输出控制信号。

23.根据权利要求22所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，还包括：一显示电路或存储电路或通信电路至少其中之一，其与所述的处理器相连接。

24.根据权利要求22所述的具有自动合闸功能的内置式智能断路器，其特征在于，还包括：一键盘电路，其与所述的处理器相连接，用以向所述的处理器输入相应的命令。

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