CN205140906U - 小型断路器的电磁系统 - Google Patents

Abstract

小型断路器的电磁系统，包括致动组件、支架和线圈，所述的支架包括依次连接的右支承板、静触头、磁轭和左支承板，致动组件安装在支架上；右支承板上设置有用于卡装致动组件的静铁芯的右卡槽，左支承板上设置有用于卡装致动组件的线圈骨架的左卡槽；线圈套装到右支承板与左支承板之间的线圈骨架上，并且将所述的线圈上的焊端与所述的支架焊接以将致动组件、支架和线圈组合成一个不可拆分的稳定构件。本实用新型通过采用简单稳定的结构和减少零件数量以及降低成本的优化设计，不仅克服了现有技术工艺难度和安装难度高的缺陷，能有效改善工艺性能、经济性能和生产效率，并且更便于安装调试及自动化大规模生产。

Description

小型断路器的电磁系统

技术领域

本实用新型涉及小型断路器的电磁系统，特别是用于功率保护开关的电磁系统，属于低压电器领域。

背景技术

小型断路器是低压电器中常用的电器，它具有体积小、尺寸符合模数化标准要求且内部零部件密集化程度高的特点。小型断路器作为功率保护开关，它的电磁系统(通常也称之为电磁脱扣器)用于保护电路，例如当电路中出现由短路或类似的情况引起过载时，电磁系统自动产生脱扣动作，该脱扣动作致使小型断路器跳闸，以及时自动切断电路。电磁系统通常包括一个实时监测所述电路中流过的电流的电磁线圈，以及伸到电磁线圈内的可移动的衔铁和静铁芯，在正常情况下，该衔铁由弹簧弹力的驱动保持在一个确定的静止位置上，它在静止位置时部分地伸到被在待监测导线中流动的电流所流过的电磁线圈内，并且与静铁芯保持确定的距离。当电磁线圈内流过的电流达到或超过预先设定的阈值(如短路电流阈值)时，衔铁被电磁线圈产生的磁场驱动移动，并带动与连接的致动件(如推杆)触动小型断路器的操作机构执行跳闸。

由于电磁线圈中持续地流过待监测的电流，因此跳闸机构(即衔铁及推杆)必须由一个弹簧保持在一个确定的静止位置上，以便保证断路器能够精确响应及避免误跳闸，这就要求断路器的电磁系统必须包括多个不同的机械部件，才能保证工作的可靠性。也就是说，对于电磁线圈的基本要求是在正常时保证可靠的不动作，避免由各种原因造成的误动作，而在异常时保证可靠的动作响应。然而，随着小型断路器的小型化、智能化要求及安全等级等技术要求的不断提高，电磁线圈设计所涉及的零部件越来越多，如为改善产品性能提出的磁路、引弧结构优化，为提高生产效率和降低制造成本提出的结构改进等，现有的小型断路器的电磁系统已经无法满足要求，普遍存在零件多、工艺复杂、易变形和不利于安装等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种减少了零部件个数、降低了生产成本和工艺难度以及安装难度的小型断路器的电磁系统。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种小型断路器的电磁系统，包括致动组件1、支架2和线圈3，所述的支架2包括依次连接的右支承板21、静触头22、磁轭23和左支承板24，致动组件1安装在支架2上；所述的右支承板21上设置有用于卡装致动组件1的静铁芯16的右卡槽21a，所述的左支承板24上设置有用于卡装致动组件1的线圈骨架12的左卡槽24a；所述的线圈3套装到右支承板21与左支承板24之间的线圈骨架12上，并且将所述的线圈3上的焊端32与所述的支架2焊接以将致动组件1、支架2和线圈3组合成一个不可拆分的稳定构件。

优选的，所述的致动组件1包括依次安装在线圈骨架12的筒腔12a内的动铁芯17、顶杆14、弹簧15和静铁芯16；所述的动铁芯17从安装静铁芯16的一端安装到线圈骨架12的筒腔12a内，并与筒腔12a滑动配合；所述的静铁芯16固定在筒腔12a的一端，并对动铁芯17、顶杆14和弹簧15限位；所述的顶杆14和弹簧15安装在静铁芯16与动铁芯17之间，顶杆14的一端与动铁芯17抵接，顶杆14的另一端穿过静铁芯16的导向孔且伸出到筒腔12a之外。

优选的，所述的静铁芯16的一端安装在线圈骨架12的筒腔12a内，并与筒腔12a过盈配合；静铁芯16的另一端伸出到筒腔12a外，露出与右卡槽21a卡装连接的连接端头，静铁芯16的连接端头与支架2的右支承板21上的右卡槽21a安装固定连接。

优选的，所述的顶杆14与动铁芯17抵接的一端设置有直径大于静铁芯16的导向孔的轴段，顶杆14的轴段的轴端面与动铁芯17抵接。

优选的，所述的致动组件1的线圈骨架12的筒腔12a内设置有防止动铁芯17从筒腔12a的左端脱出的限位凸肩12b，并且，所述的限位凸肩12b分别设置在所述的致动组件1的线圈骨架12和动铁芯17上；或者，所述的限位凸肩设置在所述的致动组件1的线圈骨架12上。

优选的，所述的致动组件1的弹簧15为压簧，弹簧15的一端与抵接在动铁芯17上的顶杆14的轴段连接，弹簧15的另一端与静铁芯16连接，所述的弹簧15的弹力驱使动铁芯17与静铁芯16分离。

优选的，所述的静铁芯16上设置有用于容纳弹簧15的沉孔16a，沉孔16a与导向孔同轴设置，所述的沉孔16a上设有与弹簧15的一端抵接的台阶。

优选的，所述沉孔16a的长度大于静铁芯16长度的60％。

优选的，所述的支架2上设置有用于与线圈3的焊端32储能焊接的焊接部212，所述的焊接部212设置在支架2的右支承板21与静触头22之间的结合部位上。

优选的，所述的支架2由具有良好的导电和导磁特性的板材弯曲成型，支架2的右支承板21、左支承板24和静触头22分别与线圈3的轴线垂直，支架2的磁轭23与线圈3的轴线平行。

本实用新型的小型断路器的电磁系统的优点在于：通过采用简单稳定的结构和少量的零件的优化设计，不仅克服了现有技术的上述缺陷，能有效改善工艺性能、经济性能和生产效率，并且更便于安装调试及自动化大规模生产。

附图说明

从附图所示实施例的描述中可更清楚地看出本实用新型的优点和特征，其中：

图1是本实用新型的小型断路器的电磁系统的整体结构的平面剖视示意图。

图2是图1所示的电磁系统的外形结构的立体示意图。

图3是图2的另一个角度的立体示意图。

具体实施方式

以下结合附图1和图3给出的实施例，进一步说明本实用新型的小型断路器的电磁系统的具体实施方式。

参见图1和图2，本实用新型的小型断路器的电磁系统包括致动组件1、支架2和线圈3。现有的电磁系统也包括致动组件、支架和线圈，不过常规的支架通常涉及更多个零件，并且将各个零件再与致动组件1和线圈3进行可拆卸的组装，这种传统的电磁系统结构不仅复杂，而且组装麻烦、工艺调试难度高，相关形状尺寸易变形、整体结构的稳定性差，导致生产效率较低，不利于自动化大规模生产。本实用新型采用了以下的结构，将致动组件1、支架2和线圈3整合为一个不可拆分的构件，从而有效解决了传统电磁系统存在的上述问题。具体地说，本实用新型的支架2包括依次连接的右支承板21、静触头22、磁轭23和左支承板24，致动组件1安装在支架2上，所述的右支承板21上设置有用于卡装致动组件1的静铁芯16的右卡槽21a，所述的左支承板24上设置有用于卡装致动组件1的线圈骨架12的左卡槽24a；所述的线圈3套装到右支承板21与左支承板24之间的线圈骨架12上，并且将所述的线圈3上的焊端32与所述的支架2焊接，以将致动组件1、支架2和线圈3组合成一个不可拆分的稳定构件。

在图2所示的实施例中，由于采用了右卡槽21a和左卡槽24a的双槽卡装的结构方式，所以使得组合装配十分简单，且易于利用自动化设备实现高效、高精度装配。根据图1-3所示不难设想，电磁系统的组装工艺仅需三个基本动作：将线圈3套装到致动组件1上，线圈3两端设有焊端31和焊端32；将装有线圈3的致动组件1推入右卡槽21a和左卡槽24a中；实施线圈3的焊端32与支架2之间的焊接。所述的焊接优选采用储能焊接，其优点在于焊接强度高，而且易于采用通用的焊接设备，成本低、生产效率高。由于线圈3采用粗壮的铜合金线型材制成，所述的支架2用具有良好的导电和导磁特性的板材弯曲成型，它们的形状结构具有较好的强度、刚度及稳定性，因此，经焊接形成的不可拆分的稳定构件，不仅具有如前所述的右支承板21卡装、左支承板24卡装和高强度焊接三个固定连接结构，以完成所有的自由度约束，而且还具有很好的连接强度和刚度。由此可知，这里所述的“不可拆分的稳定构件”是指：致动组件1、支架2和线圈3经焊接后成为不可拆分的同一个构件，其上不存在可拆卸的零件，并且此构件的形状及尺寸精度具有良好的稳定性。

所述的致动组件1包括多个零件组成，其具体结构可有多种实施方式。为了满足零件少且不存在可拆卸零件的要求，一种优选的结构如图1所示：所述的致动组件1包括线圈骨架12，以及依次安装在线圈骨架12的筒腔12a内的动铁芯17、顶杆14、弹簧15和静铁芯16；动铁芯17从安装静铁芯16的一端安装到线圈骨架12的筒腔12a内，并与筒腔12a滑动配合；所述的静铁芯16固定在筒腔12a的右端，并对动铁芯17、顶杆14和弹簧15限位，静铁芯16从筒腔12a内露出连接端头，用于与右卡槽21a卡装连接；顶杆14和弹簧15安装在静铁芯16与动铁芯17之间，顶杆14的一端与动铁芯17抵接，顶杆14的另一端穿过静铁芯16的导向孔后伸出到筒腔12a外，弹簧15的弹力驱使动铁芯17与静铁芯16分离，线圈骨架12的筒腔12a内设置有防止动铁芯17从筒腔12a的左端脱出的限位凸肩12b。显然，由于静铁芯16和动铁芯17都安装在线圈骨架12的筒腔12a内，因此安装在静铁芯16与动铁芯17之间的顶杆14和弹簧15必然被封装在筒腔12a内，从而，通过线圈骨架12的筒腔12a的左端限位凸肩12b和筒腔12a的右端的静铁芯16的固定，不仅使得静铁芯16、动铁芯17不能从线圈骨架12上拆卸，而且筒腔12a内的顶杆14和弹簧15必然也无法拆卸。

为了便于采用高效率的机械化生产工艺，本实用新型还采用了以下一系列的具体结构。一种优选的结构方案是，所述的静铁芯16的一端安装在线圈骨架12的筒腔12a内，并与筒腔12a过盈配合；静铁芯16的另一端伸出到筒腔12a外，露出与右卡槽21a卡装连接的连接端头，它与支架2的右支承板21上的右卡槽21a安装连接。另一种优选的结构方案是，所述的限位凸肩12b分别设置在线圈骨架12和动铁芯17上；或者，所述的限位凸肩设置在线圈骨架12上。再一种优选的结构方案是，所述的支架2上设置有用于与线圈3的焊端32焊接的焊接部212，焊接部212设置在右支承板21与静触头22之间的结合部位上。

顶杆14和弹簧15的具体结构可有多种实施方式，为了降低零件加工成本、提高组装效率、满足小型化和不可拆卸的要求，本实用新型还采用了以下一系列的具体结构。一种优选的结构方案是，所述的弹簧15为压簧，压簧的一端与抵接在动铁芯17上的顶杆14的轴段连接，压簧的另一端与静铁芯16连接。另一种优选的结构方案是，所述的静铁芯16上设置有用于容纳弹簧15的沉孔16a，沉孔16a与导向孔同轴设置，沉孔16a设有与上述的弹簧15的另一端抵接的台阶；所述沉孔16a的长度大于静铁芯16长度的60％。再一种优选的结构方案是，所述的顶杆14与动铁芯17抵接的一端设置有直径大于静铁芯16的导向孔的轴段，它的轴端面与动铁芯17抵接。

为了从电磁系统的结构优化出发，使小型断路器的脱扣性能和灭弧性能进一步得到改善，一种优选的方案是，所述的支架2用具有良好的导电和导磁特性的板材弯曲成型，其中右支承板21、左支承板24和静触头22分别与线圈3的轴线垂直，磁轭23与线圈3的轴线平行。显然，这种结构的有益效果在于：获得合理的布局结构，使得静触头22上的静触点22a能处于有利于灭弧、引弧的部位；具有导电和导磁特性的支架2以及磁轭23的合理的布局结构，能有效改善电磁效应，以进一步提高电磁系统的脱扣动作性能(如动作的速度和可靠性)，此外还可为支架2的磁轭23兼有引弧功能提供实现的可能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种小型断路器的电磁系统，包括致动组件(1)、支架(2)和线圈(3)，其特征在于：所述的支架(2)包括依次连接的右支承板(21)、静触头(22)、磁轭(23)和左支承板(24)，致动组件(1)安装在支架(2)上；所述的右支承板(21)上设置有用于卡装致动组件(1)的静铁芯(16)的右卡槽(21a)，所述的左支承板(24)上设置有用于卡装致动组件(1)的线圈骨架(12)的左卡槽(24a)；所述的线圈(3)套装到右支承板(21)与左支承板(24)之间的线圈骨架(12)上，并且将所述的线圈(3)上的焊端(32)与所述的支架(2)焊接以将致动组件(1)、支架(2)和线圈(3)组合成一个不可拆分的稳定构件。

2.根据权利要求1所述的小型断路器的电磁系统，其特征在于：所述的致动组件(1)包括依次安装在线圈骨架(12)的筒腔(12a)内的动铁芯(17)、顶杆(14)、弹簧(15)和静铁芯(16)；所述的动铁芯(17)从安装静铁芯(16)的一端安装到线圈骨架(12)的筒腔(12a)内，并与筒腔(12a)滑动配合；所述的静铁芯(16)固定在筒腔(12a)的一端，并对动铁芯(17)、顶杆(14)和弹簧(15)限位；所述的顶杆(14)和弹簧(15)安装在静铁芯(16)与动铁芯(17)之间，顶杆(14)的一端与动铁芯(17)抵接，顶杆(14)的另一端穿过静铁芯(16)的导向孔且伸出到筒腔(12a)之外。

3.根据权利要求2所述的小型断路器的电磁系统，其特征在于：所述的静铁芯(16)的一端安装在线圈骨架(12)的筒腔(12a)内，并与筒腔(12a)过盈配合；静铁芯(16)的另一端伸出到筒腔(12a)外，露出与右卡槽(21a)卡装连接的连接端头，静铁芯(16)的连接端头与支架(2)的右支承板(21)上的右卡槽(21a)安装固定连接。

4.根据权利要求2所述的小型断路器的电磁系统，其特征在于：所述的顶杆(14)与动铁芯(17)抵接的一端设置有直径大于静铁芯(16)的导向孔的轴段，顶杆(14)的轴段的轴端面与动铁芯(17)抵接。

5.根据权利要求2所述的小型断路器的电磁系统，其特征在于：所述的致动组件(1)的线圈骨架(12)的筒腔(12a)内设置有防止动铁芯(17)从筒腔(12a)的左端脱出的限位凸肩(12b)，并且，所述的限位凸肩(12b)分别设置在所述的致动组件(1)的线圈骨架(12)和动铁芯(17)上；或者，所述的限位凸肩设置在所述的致动组件(1)的线圈骨架(12)上。

6.根据权利要求4所述的小型断路器的电磁系统，其特征在于：所述的致动组件(1)的弹簧(15)为压簧，弹簧(15)的一端与抵接在动铁芯(17)上的顶杆(14)的轴段连接，弹簧(15)的另一端与静铁芯(16)连接，所述的弹簧(15)的弹力驱使动铁芯(17)与静铁芯(16)分离。

7.根据权利要求6所述的小型断路器的电磁系统，其特征在于：所述的静铁芯(16)上设置有用于容纳弹簧(15)的沉孔(16a)，沉孔(16a)与导向孔同轴设置，所述的沉孔(16a)上设有与弹簧(15)的一端抵接的台阶。

8.根据权利要求7所述的小型断路器的电磁系统，其特征在于：所述沉孔(16a)的长度大于静铁芯(16)长度的60％。

9.根据权利要求1所述的小型断路器的电磁系统，其特征在于：所述的支架(2)上设置有用于与线圈(3)的焊端(32)储能焊接的焊接部(212)，所述的焊接部(212)设置在支架(2)的右支承板(21)与静触头(22)之间的结合部位上。

10.根据权利要求1所述的小型断路器的电磁系统，其特征在于：所述的支架(2)由具有良好的导电和导磁特性的板材弯曲成型，支架(2)的右支承板(21)、左支承板(24)和静触头(22)分别与线圈(3)的轴线垂直，支架(2)的磁轭(23与线圈(3)的轴线平行。