CN207800524U - 磁脱扣装置、开关电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁脱扣装置，包括磁轭和衔铁，所述磁轭和衔铁中至少有一个是由一组结构相同的片状零件沿垂直于磁路方向叠合而成，且其中至少一组结构相同的片状零件中的至少两片是由具有不同磁导率的材料构成。本实用新型还公开了一种开关电器。本实用新型利用多个片状零件沿垂直于磁路方向叠合的方式制作磁脱扣装置的磁轭和/或衔铁，并且片状零件使用不同磁导率材料，这样即可在不改变磁脱扣装置基本结构的情况下，通过调整构成磁轭和/或衔铁的片状零件的数量组合，和/或通过调整构成磁轭和/或衔铁的片状零件的具有不同磁导率的材料组合，方便灵活地调整磁脱扣装置的额定电流。

Description

磁脱扣装置、开关电器

技术领域

本实用新型涉及一种磁脱扣装置，属于低压电器技术领域。

背景技术

热磁式断路器的短路保护一般利用电磁铁结构(磁脱扣器)快速致动断路器操作机构从而切断电路。常用的电磁铁结构有拍合式和螺管式两种。一般的，为了降低成本，同一壳架中不同额定电流的断路器尽量采用相同结构的电磁铁。对于螺管式电磁铁，不同额定电流可能会采用不同的线圈，而其余结构相同。对于拍合式电磁铁，由于其零件多为冲压加工，考虑成本，一般额定电流差异在一定范围内会采用相同的电磁铁，由于断路器的功能要求，脱扣器要在整定电流范围内可以脱扣，而同一结构在不同电流规格的情况下难以保证能避免出现磁饱和的现象。这种情况下可以靠不同的弹簧力配置来保证不同额定电流的保护特性，然而这种方式存在更换困难、调节不方便、对生产过程中磁保护特性的合格率是不利的，尤其对于磁保护特性可调节的断路器。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术所存在的不足，提供一种磁脱扣装置，可在不改变磁脱扣装置基本结构的情况下，方便灵活地调整磁脱扣装置的整定电流。

本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种磁脱扣装置，包括磁轭和衔铁，所述磁轭和衔铁中至少有一个是由一组结构相同的片状零件沿垂直于磁路方向叠合而成，且其中至少一组结构相同的片状零件中的至少两片是由具有不同磁导率的材料构成。

进一步地，该装置还包括用于固定安装所述磁轭的支架，所述衔铁滑动或转动安装在所述支架上。

优选地，所述片状零件通过铆接方式叠合。

如上任一技术方案所述磁脱扣装置的整定电流调整方法，通过调整所述片状零件的数量组合来调整所述磁脱扣装置的整定电流。

如上任一技术方案所述磁脱扣装置的整定电流调整方法，通过调整所述片状零件的具有不同磁导率的材料组合来调整所述磁脱扣装置的整定电流。

如上任一技术方案所述磁脱扣装置的整定电流调整方法，通过调整所述片状零件的数量组合和具有不同磁导率的材料组合，来调整所述磁脱扣装置的整定电流。

根据相同的实用新型思路还可以得到以下技术方案：

一种开关电器，包括如上任一技术方案所述磁脱扣装置。

相比现有技术，本实用新型技术方案具有以下有益效果：

本实用新型利用多个片状零件沿垂直于磁路方向叠合的方式制作磁脱扣装置的磁轭和/或衔铁，并且片状零件使用不同磁导率材料，这样即可在不改变磁脱扣装置基本结构的情况下，通过调整构成磁轭和/或衔铁的片状零件的数量组合，和/或通过调整构成磁轭和/或衔铁的片状零件的具有不同磁导率的材料组合，方便灵活地调整磁脱扣装置的整定电流。

附图说明

图1为本实用新型磁脱扣装置一个具体实施例的结构示意图；

图2为图1所示磁脱扣装置中衔铁3的结构示意图；

图3为本实用新型磁脱扣装置另一个具体实施例的结构示意图；

图4为U型电磁系统结构示意图；

图5为本实用新型磁脱扣装置的等效磁路图。

图中包含以下附图标记：

1、载流导件，2、磁轭，3、衔铁，4、铆钉，5、支架。

具体实施方式

针对现有技术不足，本实用新型的思路是对磁脱扣装置中的电磁系统结构进行改进，利用多个片状零件沿垂直于磁路方向叠合的方式制作磁脱扣装置的磁轭和/或衔铁，并且片状零件使用不同磁导率材料，这样即可在不改变磁脱扣装置基本结构的情况下，通过调整构成磁轭和/或衔铁的片状零件的数量组合，和/或通过调整构成磁轭和/或衔铁的片状零件的具有不同磁导率的材料组合，方便灵活地调整磁脱扣装置的整定电流，所述整定电流即磁脱扣装置的额定动作电流。

为了便于公众理解，下面以具体实施例并结合附图来对本实用新型技术方案进行进一步详细说明。

如图1、图2所示，本实施例中的磁脱扣器包括：用于承载电流的载流导件1和包围载流导件1的磁轭2、衔铁3；所述衔铁3由多片结构相同的片状零件沿垂直于磁路方向叠合而成，磁轭2同样由多片零件叠合而成，衔铁3安装在磁轭2上，并与磁轭2端口形成气隙，所述磁轭2固定安装在支架5上，所述衔铁3滑动或转动安装在支架5上。本实施例中，所述多片零件采用铆钉4铆装叠合而成。其中，构成磁轭2或衔铁3的多个片状零件分别采用具有不同磁导率的材料制成，例如，可采用三类不同材料制成，第一种为高磁导率材料，材料如电工纯铁、普通低碳钢，通常用10^#钢；第二种为中磁导率材料，材料如1Cr13、2Cr13不锈钢；第三种为低磁导率材料，材料如铜。通过变换磁轭2和/或衔铁3的片状零件的数量组合和/或材料组合，来调节磁脱扣器的磁吸力特性，以使磁脱扣器获得不同的整定电流。通过这些不同组合可得到合适的吸力，从而保证生产中磁保护特性的符合不同电流规格的磁脱扣器。

所述磁脱扣器的具体结构不限，可以是平动式，如图1所示衔铁3为U形结构，与磁轭2的I型结构对应(反之亦可，即磁轭为U型结构，而衔铁为I型结构)，衔铁3、磁轭2以及两者之间的气隙构成了该电磁系统的磁通回路。当导体1中流过大电流时，衔铁3和磁轭2由电磁力相互吸引，电磁力大于弹簧力使得衔铁3朝向磁轭2的方向动作，也就是衔铁3的运动方向为上下运动。

当然，本实用新型磁脱扣器也可以是转动式，如图3所示，磁轭2为U形结构，衔铁3的一端抵接在U形的磁轭2的一侧壁上，且转轴设置在支架5上，支架5由低磁导率材料构成。衔铁3的另一端与U形磁轭2的另一侧壁相间隔以形成气隙，衔铁3的运动方向为绕转轴转动运动。

本实用新型磁脱扣器中可以是磁轭或衔铁采用多种材料的片状叠层结构，也可以两者都采用此种结构。采用不同的片状零件组合形式，可以在较大范围内精细调整所组成的磁脱扣器的额定动作电流。由于片状零件的结构相同，可以使用同一套工装模具生产不同材料或不同厚度的一系列片状零件，然后根据实际需要的电气性能进行组合安装。一方面极大降低了生产成本，另一方面提高了生产和使用的灵活性。以下为几个应用实例。

例1：

磁轭2和衔铁3叠加片数相同，所述磁轭2和衔铁3都由5片叠加而成，并且磁轭2和衔铁3中上下选用材料相同，其中磁轭2和衔铁3可以5片采用不同的组合方式，5片都采用第一种为高磁导率材料，如材料为普通低碳钢，通常用10^#钢，也可以5片都采用第二种为中磁导率材料，如材料为不锈钢，当然根据不同的整定电流要求选择其中1片或2片或3片采用不锈钢，其余为10^#钢；也可以其中选择1片或2片或3片采用第三种低磁导率材料，如材料为铜，其余为10^#钢，更可以其中1片或2片采用不锈钢，还有1片或2片采用铜，其余为10^#钢。通过改变不同磁导率材料的变化组合可以产生断路器不同要求的磁场以产生动作的低压断路器过电流脱扣器。当然在实际生产中也可通过调整磁轭2和衔铁3片数和其中10^#钢数量对吸力进行微调。优选的组合，对磁轭2和衔铁3进行同时调整，具体为：当断路器的额定电流为800A，其磁脱扣器的整定电流为8000A时，衔铁3和磁轭2其中1片采用不锈钢或铜，其余均为10^#钢；当断路器的额定电流为1000A，其磁脱扣器的整定电流为10000A时，衔铁3和磁轭2其中两片都采用不锈钢或铜，其余均为10^#钢；当断路器的额定电流为1250A，其磁脱扣器的整定电流为12500A时，衔铁3和磁轭2其中3片采用不锈钢或铜，其余均为10^#钢；当断路器的额定电流为1600A，其磁脱扣器的整定电流为16000A，衔铁3和磁轭2中仅一片采用10^#钢，其余为不锈钢或铜。当然在实际生产中，磁轭2和衔铁3采取上下对应一起调整时，整定电流的效果最优。

例2：

磁轭2和衔铁3叠加片数相同，所述磁轭2和衔铁3都由5片叠加而成，并且磁轭2和衔铁3上下选用材料可不同，与例1不同的是磁轭2与衔铁3其中任意一个零件可更换材料，优选的组合，如在磁轭2与衔铁3中，仅更换磁轭2的材料，而衔铁3均为10^#钢保持不变，具体为：当断路器的额定电流为800A，其磁脱扣器的整定电流为8000A时，磁轭2中其中一片采用不锈钢或铜，其余磁轭2均为10^#钢；当断路器的额定电流为1000A，其磁脱扣器的整定电流为10000A时，磁轭2的其中两片采用不锈钢或铜，其余磁轭2均为10^#钢，当断路器的额定电流为1250A，其磁脱扣器的整定电流为12500A时，磁轭2中其中3片都采用不锈钢或铜，其余磁轭2均为10^#钢；当断路器的额定电流为1600A，其磁脱扣器的整定电流为16000A，磁轭2中其中仅一片采用10^#钢，其余磁轭2为不锈钢或铜。当然，反之如在磁轭2与衔铁3中，仅更换衔铁3的材料，而磁轭2均为10^#钢保持不变，通过上述更换磁轭2的材料来同样更换衔铁3材料，可以同样起到调整磁脱扣装置的整定电流的效果。

例3：

磁轭2和衔铁3叠加片数不同，优选的组合，如在磁轭2与衔铁3中，原有磁轭2和衔铁3都由5片叠加而成，应用中仅减少和更换衔铁3的片数，而磁轭2片数还是5片均为10^#钢保持不变，具体为：当断路器的额定电流为800A，其磁脱扣器的整定电流为8000A时，衔铁3减少一片，其余衔铁3均为10^#钢；当断路器的额定电流为1000A，其磁脱扣器的整定电流为10000A时，衔铁3减少二片，或者减少一片，再其中一片换为不锈钢或铜，其余衔铁3均为10^#钢；当断路器的额定电流为1250A，其磁脱扣器的整定电流为12500A时，衔铁3减少二片，再其中一片换为不锈钢或铜，其余衔铁3均为10^#钢；当断路器的额定电流为1600A，其磁脱扣器的整定电流为16000A，衔铁3减少二片，再其中二片换为不锈钢或铜，其余衔铁3均为10^#钢。当然，反之如在磁轭2与衔铁3中，仅减少磁轭2的片数，而衔铁3片数还是5片均为10^#钢保持不变，通过上述减少和更换衔铁3的材料来同样减少和更换磁轭2材料，可以同样起到调整磁脱扣装置的整定电流的效果。

图4显示了一个常规的U型电磁系统，按照麦克斯韦电磁吸力公式吸合力与吸合面积与磁通量有关，在不计漏磁情况下，则气隙、衔铁和磁轭中通过的磁通完全相等，其衔铁和磁轭的截面积为A₁、A₂，磁通路径平均长度为l₁、l₂，磁势为IN。气隙的长度为δ，该磁路系统是无分支的集中参数磁路，其等效磁路如图5所示。

计算衔铁、磁轭的磁阻：首先确定衔铁、磁轭中的磁感应强度B₁＝φ/A₁和B₂＝φ/A₂，通过材料的磁化曲线查出衔铁、磁轭中的磁场强度H₁和H₂。继而，计算衔铁、磁轭的磁阻：

根据磁路基尔霍夫第二定律

IN＝φ(R_δ+R_m1+R_m2) (2)

由式(1)、(2)结合材料磁化曲线可得，采用中磁导率材料(不锈钢)时，在相同的激励磁势下，该U型电磁系统气隙磁通将下降。结合麦克斯韦电磁吸力公式可知，通过不同的材料进行组合，可实现调整气隙磁通的目的，从而实现调整电磁吸力，如表1所示。

表1各个电流下初始位置的电磁吸力

注:以下是当10倍断路器的额定电流时各个电流下初始位置的电磁吸力(N)

Claims (5)

1.一种磁脱扣装置，包括磁轭和衔铁，其特征在于，所述磁轭和衔铁中至少有一个是由一组结构相同的片状零件沿垂直于磁路方向叠合而成，且其中至少一组结构相同的片状零件中的至少两片是由具有不同磁导率的材料构成。

2.如权利要求1所述磁脱扣装置，其特征在于，该装置还包括用于固定安装所述磁轭的支架，所述衔铁滑动安装在所述支架上。

3.如权利要求1所述磁脱扣装置，其特征在于，该装置还包括用于固定安装所述磁轭的支架，所述衔铁转动安装在所述支架上。

4.如权利要求1所述磁脱扣装置，其特征在于，所述片状零件通过铆接方式叠合。

5.一种开关电器，包括如权利要求1～4任一项所述磁脱扣装置。