CN207458872U - 一种电磁脱扣机构及断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种电磁脱扣机构，包括导体，衔铁和磁轭；所述衔铁通过定位轴固定在断路器的外壳上，且所述衔铁位于所述磁轭上方，所述磁轭与所述导体固定连接；定位轴上套穿有弹性复位元件，所述弹性复位元件设置于所述衔铁和所述磁轭之间，并通过弹性作用力使所述衔铁回转至初始位置；衔铁包括感应部和连接固定部，所述连接固定部的体积小于所述感应部的体积。本实用新型的电磁脱扣机构，衔铁动作的灵敏性高，速度快，同时脱扣机构的灵敏度和动作速度都大大提高。本实用新型还提供了一种断路器，断路器脱扣机构的灵敏度高和动作速度快。

Description

一种电磁脱扣机构及断路器

技术领域

本实用新型涉及低压电器领域，更具体地说，涉及一种电磁脱扣机构及断路器。

背景技术

低压断路器是配电系统中重要的控制和保护电器，其动作可靠性关系到电网的安全、稳定运行。为了满足过电流保护需求，低压断路器必须带有电流感测元件和脱扣执行元件，也就是过电流脱扣机构。脱扣机构是低压断路器的核心部件之一，脱扣机构的性能严重关系到断路器的保护性能。

过电流脱扣机构从结构和原理上来分一般包括两种，一是螺管式脱扣机构，一是拍合式脱扣机构。小额定电流的微型断路器一般采用螺管式脱扣机构，而大额定电流的微型断路器和塑壳断路器一般采用拍合式脱扣机构。

现有拍合式脱扣机构的衔铁和磁轭大都采用衔铁旋转吸合的结构，通过固定轴将衔铁和磁轭固定并保持一定夹角，通流导体位于衔铁和磁轭之间，过电流故障发生时，衔铁在电磁吸力作用下克服反力弹簧作用绕固定轴旋转与磁轭吸合，实现脱扣过程。上述衔铁大都采用截面积不变的结构，未考虑电磁吸力与衔铁力臂的配合特性，衔铁动作的灵敏性较差，速度较低。对于应用于电磁脱扣机构而言，由于过电流的数值相对塑壳断路器而言较小，因此如何提高脱扣机构的灵敏度和动作速度是该类型脱扣机构设计的关键。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电磁脱扣机构，衔铁动作的灵敏性高，速度快，同时脱扣机构的灵敏度和动作速度都大大提高。

本实用新型还提供了一种断路器，断路器脱扣机构的灵敏度高和动作速度快。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电磁脱扣机构，包括导体，衔铁和磁轭；

所述衔铁通过定位轴固定在断路器的外壳上，且所述衔铁位于所述磁轭上方，所述磁轭与所述导体固定连接；

所述定位轴上套穿有弹性复位元件，所述弹性复位元件设置于所述衔铁和所述磁轭之间，并通过弹性作用力使所述衔铁回转至初始位置；

所述衔铁包括感应部和连接固定部，所述连接固定部的体积小于所述感应部的体积。

优选的，所述连接固定部包括连接部和固定部，所述固定部通过所述连接部与所述感应部连接，所述连接部的体积小于所述感应部。

优选的，所述衔铁与所述磁轭之间设置有预设的空间。

优选的，所述连接固定部与所述磁轭之间设置有预设的空间。

优选的，所述定位轴穿过所述固定部以固定所述衔铁，所述固定部设置有与所述定位轴相匹配的定位孔。

优选的，所述固定部包括结构相同且相互对称的两个固定块，两个所述固定块均与所述连接部相连。

优选的，还包括静触头，所述静触头设置在所述导体的一端。

一种断路器，包括任一上述的电磁脱扣机构。

本实用新型提供的一种电磁脱扣机构，包括导体，衔铁和磁轭；衔铁通过定位轴固定设置在磁轭上方，磁轭与导体固定连接；定位轴上套穿有弹性复位元件，弹性复位元件设置于衔铁和磁轭之间，并通过弹性作用力使衔铁回转至初始位置；衔铁包括感应部和连接固定部，连接固定部的体积小于感应部的体积。

根据上述的技术方案，可以知道，在本实用新型中，当线路短路后，导体和磁轭上均会有电流流动并产生电磁感应现象，从而产生一定强度的磁场，电流越大磁场就会越强，当有足够大的电流产生时，衔铁将在磁场的作用下被吸引着朝磁轭方向运动，此时衔铁逐渐克服弹性复位元件的弹力与磁轭吸和，从而使断路器内的操作机构脱扣，动静触头也将分离，操作机构脱扣后又将作用力传送至断路器手柄位置，以使开关快速断开，最终切断电路，及时保护线路不受损；在断路器断开之后，导体和磁轭上的电流消失，磁场也随之消失，衔铁在弹性复位元件的弹力作用下恢复至初始位置。连接固定部的体积小于感应部的体积，此时当衔铁在进行吸合与脱扣的过程中，能够保证在衔铁力臂较大的部分产生较强的电磁吸力，因为铁的磁阻小，增大衔铁的相应部位的体积将能够增加此部位的磁场强度，从而提高电磁吸力，通过调整衔铁的结构和体积分布，把不希望能够产生磁力线的部位进行体积的减小，同时把希望产生磁力线的部位进行体积增大，以使得体积增大的部位产生更多的磁力线的同时增加此部位的电磁吸力，进而使得衔铁的动作灵敏性提高，速度增加，以增大衔铁吸合和脱扣机构脱扣速度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的电磁脱扣机构的爆炸示意图；

图2为本实用新型的电磁脱扣机构的主视图；

图3为本实用新型的电磁脱扣机构的结构示意图；

图4为本实用新型的电磁脱扣机构的俯视图；

图5为本实用新型另一实施例的电磁脱扣机构的爆炸示意图。

其中，附图中标记如下：

1-导体，2-衔铁，21-感应部，22-连接固定部，221-连接部，222-固定部，3-磁轭，4-定位轴，5-定位孔，6-第二定位孔，7-弹性复位元件，8-静触头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，图1为本实用新型的电磁脱扣机构的爆炸示意图；图2为本实用新型的电磁脱扣机构的主视图；图3为本实用新型的电磁脱扣机构的结构示意图；图4为本实用新型的电磁脱扣机构的俯视图；图5为本实用新型另一实施例的电磁脱扣机构的爆炸示意图。

如图1和2，一种电磁脱扣机构，包括导体1，衔铁2和磁轭3，衔铁2通过定位轴4固定在断路器的外壳上，且衔铁2位于磁轭3上方，磁轭3与导体1固定连接，这里需要说明的是，固定连接可以是比如螺钉连接、铆接、插接、键连接等，也可以通过设置在断路器外壳上的相应结构使得磁轭3与导体1之间进行固定连接，只要能达到相同的技术效果即可。

定位轴4上套穿有弹性复位元件7，弹性复位元件7设置于衔铁2和磁轭3之间，当衔铁2和磁轭3之间的电磁吸力消失后，弹性复位元件7可以通过储存的弹性作用力使衔铁2回转至初始位置，这里需要说明的是，弹性复位元件7可以扭簧、拉簧或压簧，只要可以为衔铁2的位置恢复提供作用力，达到相同的技术效果即可。

衔铁2包括感应部21和连接固定部22，连接固定部22的体积小于感应部21的体积。当线路短路后，导体1和磁轭3上均会有电流流动并产生电磁感应现象，从而产生一定强度的磁场，电流越大磁场就会越强，当有足够大的电流产生时，衔铁2将在磁场的作用下被吸引着朝磁轭3方向运动，此时衔铁2逐渐克服弹性复位元件7的弹力与磁轭3吸和，从而使断路器内的操作机构脱扣，动静触头也将分离，操作机构脱扣后又将作用力传送至断路器手柄位置，以使开关快速断开，最终切断电路，及时保护线路不受损；在断路器断开之后，导体1和磁轭3上的电流消失，磁场也随之消失，衔铁2在弹性复位元件7的弹力作用下恢复至初始位置。连接固定部22的体积小于感应部21的体积，此时当衔铁2在进行吸合与脱扣的过程中，能够保证在衔铁2力臂较大的部分产生较强的电磁吸力，因为铁的磁阻小，增大衔铁2的相应部位的体积将能够增加此部位的磁场强度，从而提高电磁吸力，通过调整衔铁2的结构和体积分布，把不希望能够产生磁力线的部位进行体积的减小，比如将此部分部位的结构可以通过开孔、开槽、剪短、减小宽度或厚度、降低截面积等方式将体积减小，同时把希望产生磁力线的部位进行体积增大，以使得体积增大的部位产生更多的磁力线的同时增加此部位的电磁吸力，进而使得衔铁2的动作灵敏性提高，速度增加，以增大衔铁2吸合和脱扣机构脱扣速度，衔铁2进行吸合的过程中，远离定位轴4的部分在电磁吸力的作用下，将逐渐向磁轭3进行吸合靠拢，因此本方案的感应部21也即为远离定位轴4的部分，这里对感应部21的具体形状和结构不做一定限制，而且长度、宽度或者厚度等参数均不作具体限制，可以根据断路器本身的构造或者脱扣机构的安装空间，进行一定的调整和改变，只要能达到相应的技术效果即可，同理，对于连接固定部22的具体形状和结构不做一定限制，而且长度、宽度或者厚度等参数均不作具体限制，可以根据断路器本身的构造或者脱扣机构的安装空间，进行一定的调整和改变，只要能达到相应的技术效果即可。

进一步的，作为一个优选的方案，连接固定部22包括连接部221和固定部222，固定部222通过连接部221与感应部21连接，连接部221的体积小于感应部21。在电流通过导体1时，使得磁轭3与衔铁2之间能够产生一定磁场强度的部位为以磁轭3与衔铁2之间水平方向的部位为主，因此这里将连接固定部22进行了结构上的再调整，一方面是水平方向与感应部21连接的连接部221，另一方面为垂直方向与连接部221连接的固定部222，固定部222用于通过定位轴4将衔铁2固定，连接部221用于分散磁感应线的密度分布，且连接部221的体积小于感应部21，从而保证感应部21始终能够产生更多的磁力线的同时增加此部位的电磁吸力，这里需要说明的是，连接固定部22的结构也可以进行其他方式的调整和改动，只要能够达到相同的技术效果即可。

进一步的，如图3和4所示，衔铁2与磁轭3之间设置有预设的空间，预设的空间使得磁轭3与衔铁2成为两个不连接的独立的结构，从而进一步分散磁感应线的密度分布，减少不希望产生更多磁力线的部位，同时增加希望产生更多磁力线的部位的电磁吸力，定位轴4设置于磁轭3的上方，通过定位轴4固定的衔铁2也位于磁轭3的上方，使得衔铁2在脱扣动作的初始状态的位置与磁轭3之间保留有一定的预设空间，从而不与磁轭3直接连接和接触，当线路短路后，导体1和磁轭3上均会有电流流动并产生电磁感应现象，从而产生一定强度的磁场，电流越大磁场就会越强，当有足够大的电流产生时，衔铁2将在磁场的作用下被吸引着朝磁轭3方向运动，也即衔铁2的感应部21将朝向磁轭3方向运动，此时为动作状态，之后衔铁2的感应部21将在预设的空间内运动，直到与磁轭3进行接触，但是当电流消失，电磁感应消失后，衔铁2将通过弹性复位元件7的反作用力继续返回至初始状态，此时衔铁2将再次不与磁轭3接触，也即通过预设的空间留出的间隙或者空隙不再与磁轭3接触。这里需要说明的是，预设的空间大小根据短路器结构的不同可以进行调整，这里不做具体限制，只要能达到相同的技术效果即可，另外，磁轭3包括两个侧板或多个侧板，这里不对侧板的数量和具体宽度、高度等进行限定，可根据实际需求进行调整，优选的，侧板的厚度可以设计为比衔铁2的厚度大，独立的磁轭3还可以作为断路器内产生的电弧弧根运动的跑弧道使用，以降低断路器成本，这里需要说明的是，衔铁2和磁轭3的具体形状结构不做限定，只要能达到相同的技术效果即可。

进一步的，作为一个优选的方案，如图3和4所示，连接固定部22与磁轭3之间设置有预设的空间，以保证连接固定部22与磁轭3成为两个独立的结构，从而进一步分散磁感应线的密度分布，减少不希望产生更多磁力线的部位，同时增加希望产生更多磁力线的部位的电磁吸力，连接固定部22包括连接部221和固定部222，固定部222通过连接部221与感应部21连接，当线路短路后，导体1和磁轭3上均会有电流流动并产生电磁感应现象，从而产生一定强度的磁场，电流越大磁场就会越强，当有足够大的电流产生时，衔铁2将在磁场的作用下被吸引着朝磁轭3方向运动，也即衔铁2的感应部21和连接部221将在预设的空间内运动，朝向磁轭3方向运动，此时为动作状态，但是当电流消失，电磁感应消失后，衔铁2将通过弹性复位元件7的反作用力继续返回至初始状态，此时衔铁2不与磁轭3接触，也即通过预设的空间留出的间隙或者空隙不再与磁轭3接触。由于连接固定部22始终通过定位轴4被固定着，所以在动作状态，是感应部21和连接部221共同朝向磁轭3方向运动，固定部222始终处于固定状态，不进行运动，因此，在动作状态时，感应部21将与磁轭3进行接触，而连接部221通过不同的结构设置可能会与磁轭3进行接触，也可能不与磁轭3进行接触，但是当电流消失，电磁感应消失后，衔铁2将通过弹性复位元件7的反作用力继续返回至初始状态，此时感应部21和连接部221将不与磁轭3接触，也即通过预设的空间留出的间隙或者空隙不再与磁轭3接触。这里需要说明的是，连接固定部22的具体形状结构不做限定，预设的空间大小根据短路器结构的不同可以进行调整，这里不做具体限制，只要能达到相同的技术效果即可。

进一步的，为了更好的固定脱扣机构，使得衔铁2转动的更加平稳，以进一步提高脱扣机构的工作稳定性，定位轴4穿过固定部222，固定部222设置有与定位轴4相匹配的定位孔5，为了使得脱扣机构的结构更加紧凑，精度更容易控制，固定部222包括结构相同且相互对称的两个固定块，两个固定块上均设置有结构相同且相互对称的定位孔5，优选的，两个固定块均设置为U形，需要说明的是，也可以设置为其他形状，只要能够达到相同的技术效果即可。

如图5所示，为了更好的利用弹性复位元件7的弹性作用力，同时保持脱扣结构的整体稳定性，弹性复位元件7可以跟断路器的外壳进行抵触连接或者接触连接，以为弹性复位元件7提供支撑固定点，也可以通过在导体1上设置第二定位孔6，将弹性复位元件7的一端设置于第二定位孔6内并与导体1相接触，在衔铁2的感应部21通过电磁吸力朝向磁轭3方向进行运动时，第二定位孔6通过固定弹性复位元件7以为弹性复位元件7进行储能，从而当电磁吸力消失后通过弹性作用力使衔铁2回转至初始位置。

进一步的，还包括静触头8，静触头8设置在导体1的一端。

本实用新型还提供了一种断路器，包括上述任一实施例的电磁脱扣机构。断路器脱扣机构的灵敏度高和动作速度快。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电磁脱扣机构，其特征在于，包括导体，衔铁和磁轭；

所述衔铁通过定位轴固定在断路器的外壳上，且所述衔铁位于所述磁轭上方，所述磁轭与所述导体固定连接；

所述定位轴上套穿有弹性复位元件，所述弹性复位元件设置于所述衔铁和所述磁轭之间，并通过弹性作用力使所述衔铁回转至初始位置；

所述衔铁包括感应部和连接固定部，所述连接固定部的体积小于所述感应部的体积。

2.如权利要求1所述的电磁脱扣机构，其特征在于，所述连接固定部包括连接部和固定部，所述固定部通过所述连接部与所述感应部连接，所述连接部的体积小于所述感应部。

3.如权利要求1所述的电磁脱扣机构，其特征在于，所述衔铁与所述磁轭之间设置有预设的空间。

4.如权利要求2所述的电磁脱扣机构，其特征在于，所述连接固定部与所述磁轭之间设置有预设的空间。

5.如权利要求2所述的电磁脱扣机构，其特征在于，所述定位轴穿过所述固定部以固定所述衔铁，所述固定部设置有与所述定位轴相匹配的定位孔。

6.如权利要求5所述的电磁脱扣机构，其特征在于，所述固定部包括结构相同且相互对称的两个固定块，两个所述固定块均与所述连接部相连。

7.如权利要求1所述的电磁脱扣机构，其特征在于，还包括静触头，所述静触头设置在所述导体的一端。

8.一种断路器，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的电磁脱扣机构。