CN209880523U - 一种断路器自动脱扣控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种断路器自动脱扣控制装置，该装置包括断路器主体以及设置在断路器主体内的断路器脱扣联杆，断路器主体内还设置有电磁线圈骨架、脱扣弹簧、第一铁芯和第二铁芯，第一铁芯和第二铁芯中任一个为永久磁铁，电磁线圈骨架上缠绕有电磁线圈，电磁线圈与控制电路连接；第一铁芯和第二铁芯设置在电磁线圈骨架内，第二铁芯固定连接有复位盘和脱扣撞针，形成一体化结构，构成脱扣组件，脱扣撞针的一端端头与断路器脱扣联杆靠近设置。本实用新型提供的断路器自动脱扣控制装置，将可受控电磁场力置于永久磁场力和机械弹簧力之间，弹性势能为脱扣动作提供动力，提高断路器抗击震动性，断路器的脱扣控制变得更加智能方便、安全可靠。

Description

一种断路器自动脱扣控制装置

技术领域

本实用新型涉及电气开关技术领域，特别是涉及一种断路器自动脱扣控制装置。

背景技术

断路器是一种电气保护元器件，在出现异常时能够迅速切断电源。但是，在正常工作时，特别是在机器设备或运输车辆上，误掉闸又会造成不必要的经济损失，所以断路器脱扣机构的灵敏度和抗震性形成矛盾。再有，传统控制也有使用单纯的强电磁力击发脱扣，电磁线圈很容易烧毁。如今，断路器的智能化已经提上日程，如何使得断路器实现智能化控制，以及让断路器变得安全可靠、方便和灵敏都是急待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种断路器自动脱扣控制装置，结构简单，将可受控电磁场力置于永久磁场力和机械弹簧力之间，弹性势能为脱扣动作提供动力，在提高断路器抗击震动性的同时，断路器的脱扣控制变得更加智能方便、安全可靠。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种断路器自动脱扣控制装置，包括断路器主体以及设置在断路器主体内的断路器脱扣联杆，所述断路器主体内还设置有电磁线圈骨架、脱扣弹簧、第一铁芯和第二铁芯，所述第一铁芯和第二铁芯中任一个为永久磁铁，所述电磁线圈骨架上缠绕有电磁线圈，所述电磁线圈与控制电路连接；

所述第一铁芯和第二铁芯设置在所述电磁线圈骨架内，所述第二铁芯固定连接有复位盘和脱扣撞针，形成一体化结构，构成脱扣组件，所述脱扣撞针的一端端头与断路器脱扣联杆靠近设置；

所述控制电路用于控制所述电磁线圈骨架内的电磁场力，在电磁场力和永久磁场力的配合作用下，所述第一铁芯和第二铁芯吸合动作，所述脱扣弹簧形变，完成弹性势能储存；所述第一铁芯和第二铁芯断开吸合动作，所述脱扣弹簧复位，所述弹性势能释放，转换为所述脱扣撞针撞击断路器脱扣联杆的机械动能，断路器脱扣掉闸。

可选的，所述断路器主体上还设置有复位推杆，所述复位推杆为所述复位盘提供复位机械动力，推动所述第二铁芯和第一铁芯吸合动作，所述脱扣弹簧形变，弹性势能恢复。

可选的，所述复位推杆为断路器的动触头运动机构，所述动触头运动机构在脱扣掉闸或合闸动作时，撞击所述复位盘。

可选的，所述复位推杆为断路器操作手柄，手动或电动合闸时，所述操作手柄推动所述复位盘。

可选的，所述复位推杆为所述断路器主体外部设置的手动复位按钮，所述复位按钮推动所述复位盘。

可选的，所述脱扣弹簧套设在所述第二铁芯的侧壁上，所述脱扣弹簧位于所述电磁线圈骨架和所述复位盘之间。

可选的，所述第二铁芯靠近所述第一铁芯的一端开设有凹槽，所述脱扣弹簧的一端设置在所述凹槽内，所述第二铁芯和第一铁芯吸合动作，所述脱扣弹簧被所述第二铁芯和第一铁芯压缩。

可选的，所述电磁线圈骨架的轴面上设置有线槽，所述电磁线圈缠绕在所述线槽内。

可选的，所述脱扣弹簧为拉压簧或扭簧。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的断路器自动脱扣控制装置，通过在机械弹簧力和阻止脱扣的永久磁场力之间增加一个通过改变电磁线圈的电流获得的电磁场力，控制电路控制电流方向和大小，设置了一个机械弹簧力和永久磁场力以及电磁场力的合力平衡，为了保证所述断路器的正常工作，这个平衡必须保证本装置的所述脱扣组件与所述第一铁芯的吸合状态为常态，提升断路器的抗震能力，此时，脱扣弹簧的弹性势能被储存；当停电或者需要保护脱扣时，通过控制电路改变电磁线圈中的电流，电磁线圈产生的磁场力方向的迅速转换，从阻碍脱扣迅速变为助力脱扣，使得脱扣弹簧的弹性势能释放，转换为脱扣撞针撞击脱扣联杆脱扣的机械动能，本装置将结构复杂、过于灵敏和不耐授机械振动的机械能储存方式变为电磁能储存方式，从而彻底解决了传统断路器脱扣灵敏度和耐受震动的矛盾；此外，微弱的电磁场力控制着较大的永久磁场力和机械弹簧力的平衡，使得智能型断路器的控制方式更加多样，功能更加完善；同时，还可以利用断路器合闸或掉闸的巨大机械力，利用动触头运动机构或操作手柄的动作撞击复位盘，将较大的脱扣机械能储存为磁场能量的方式，永久磁场力与机械弹簧力彼此或大或小配比平衡，这种外加的电磁场力控制，使得断路器的脱扣控制变得更加智能方便，安全可靠。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一断路器自动脱扣控制装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二断路器自动脱扣控制装置的结构示意图；

附图标记：1、第一铁芯；2、第二铁芯；3、电磁线圈；4、电磁线圈骨架； 5、脱扣弹簧；6、复位盘；7、复位推杆；8、脱扣撞针；9、断路器脱扣联杆； 10、控制电路；11、断路器壳体。

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。

本实用新型的目的是提供一种断路器自动脱扣控制装置，结构简单，将可受控电磁场力置于永久磁场力和机械弹簧力之间，弹性势能为脱扣动作提供动力，在提高断路器抗击震动性的同时，断路器的脱扣控制变得更加智能方便、安全可靠。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本实用新型提供的断路器自动脱扣控制装置，包括断路器主体以及设置在断路器主体内的断路器脱扣联杆9，所述断路器主体内还设置有电磁线圈骨架4、脱扣弹簧5、第一铁芯1和第二铁芯2，所述第一铁芯1和第二铁芯2中任一一个为永久磁铁，所述电磁线圈骨架4上缠绕有电磁线圈3，所述电磁线圈3与控制电路10连接；所述第一铁芯1和第二铁芯2 设置在所述电磁线圈骨架4内，所述第二铁芯2固定连接有复位盘6和脱扣撞针8，形成一体化结构，构成脱扣组件，所述复位盘6用于为所述脱扣组件提供复位的外力，所述脱扣撞针8的一端端头与断路器脱扣联杆9靠近设置；所述控制电路10用于控制所述电磁线圈骨架4内的电磁场力，在电磁场力和永久磁场力的配合作用下，所述第一铁芯1和第二铁芯2吸合动作，所述脱扣弹簧5形变，完成弹性势能储存；所述第一铁芯1和第二铁芯2断开吸合动作，所述脱扣弹簧5复位，恢复自然舒展状态，所述弹性势能释放，转换为所述脱扣撞针8撞击断路器脱扣联杆9的机械动能，断路器脱扣掉闸；所述断路器主体上还设置有复位推杆7，所述复位推杆7为所述复位盘6提供复位机械动力，推动所述第二铁芯2和第一铁芯1吸合动作，所述脱扣弹簧5形变，弹性势能恢复。控制电路10可以通过输出给电磁线圈3的电流大小、正向反向、甚至中性零输出，改变电磁场力，对断路器做智能化控制。

所述复位推杆7可以为断路器的动触头运动机构，所述复位盘6与断路器的动触头运动机构靠近设置，所述动触头运动机构在脱扣掉闸或合闸动作时，撞击所述复位盘6；所述复位推杆7还可以为断路器操作手柄，手动或电动合闸时，所述操作手柄推动所述复位盘6；此外，所述复位推杆7还可以为所述断路器主体外部设置的手动复位按钮，所述复位按钮推动所述复位盘6。

所述电磁线圈骨架4的轴面上设置有线槽，所述电磁线圈3缠绕在所述线槽内；所述脱扣弹簧5为拉压簧或扭曲簧。

如图1所示，在实施例一中，所述脱扣弹簧5套设在所述第二铁芯2的侧壁上，所述脱扣弹簧5位于所述电磁线圈骨架4和所述复位盘6之间，所述第二铁芯2和第一铁芯1吸合动作，所述脱扣弹簧5被所述电磁线圈骨架4和所述复位盘6压缩发生形变。

如图2所示，在实施例二中，所述第二铁芯2靠近所述第一铁芯1的一端开设有凹槽，所述脱扣弹簧5的一端设置在所述凹槽内，另一端露出所述凹槽，所述第二铁芯2和第一铁芯1吸合动作，所述脱扣弹簧5被所述第二铁芯2 和第一铁芯1压缩发生形变。

本实用新型还提供了一种断路器自动脱扣控制方法，应用于上述断路器自动脱扣控制装置，设置了一个机械弹簧力和永久磁场力以及电磁场力的合力平衡，为了保证所述断路器的正常工作，这个平衡必须保证本装置的所述脱扣组件与所述第一铁芯1的吸合状态为常态，包括两种控制模式，所述脱扣弹簧5 形变产生的力为机械弹簧力，所述第一铁芯1和第二铁芯2之间存在永久磁场力，所述控制电路10向所述电磁线圈3施加电流，所述第一铁芯1和第二铁芯2之间产生电磁场力，所述机械弹簧力大于或等于所述永久磁场力时为第一控制模式，所述机械弹簧力小于所述永久磁场力时为第二控制模式；

所述第一控制模式的方法为：所述机械弹簧力大于或等于所述永久磁场力，所述控制电路10向所述电磁线圈3施加电流，使得电磁场力与永久磁场力方向一致，且电磁场力与永久磁场力的合力大于机械弹簧力，所述第一铁芯 1和第二铁芯2吸合，维持所述常态，所述脱扣弹簧5形变，为脱扣动作储存弹性势能；控制器10关断电流，电磁场力消失，所述脱扣弹簧5复位，推动所述脱扣撞针8撞击所述断路器脱扣联杆9脱扣掉闸。

所述第二控制模式的方法为：所述机械弹簧力小于所述永久磁场力，所述第一铁芯1和第二铁芯2吸合，维持所述常态，所述脱扣弹簧5形变，所述控制电路10向所述电磁线圈3施加电流，使得电磁场力与永久磁场力方向相反，且电磁场力与机械弹簧力的合力大于永久磁场力，所述脱扣弹簧5复位，推动所述脱扣撞针8撞击所述断路器脱扣联杆9脱扣掉闸；此时，要想恢复常态，需要通过复位推杆为复位盘6提供外力，推动所述脱扣组件，迫使所述脱扣弹簧5产生形变，使所述脱扣组件进入所述永久磁场吸力范围，所述断路器就可以常态合闸工作了。

击发脱扣动作之后，断路器处于断电掉闸状态，第二铁芯2脱离了第一铁芯1的永久磁场引力范围，特别是脱扣弹簧5的作用也是阻止第二铁芯2靠向第一铁芯1，若想重新完成吸合复位，就需要外力克服脱扣弹簧5的机械弹簧力，将含有第二铁芯2组成的脱扣组件推回到第一铁芯1的引力场范围，这项任务可以通过两种方式完成：第一种是，通过断路器动触头机构在脱扣掉闸时，利用动触头快速脱离与静触头接触的动能顺便自动推动复位盘6复位，实现所述两个铁芯的重新吸合，这种方式属于掉闸复位；另一种是在断路器做重新合闸动作时，利用手柄驱动轮推动复位盘6复位，驱动轮的外力可以是手动也可以是电动，也可以由人工按压断路器壳体外部设置的手动按钮，直接按压复位盘6，将含有第二铁芯2的脱扣组件推回到第一铁芯1的引力吸合范围，以储存脱扣弹簧5的弹性势能方式为下次脱扣贮存能量，这种方式属于合闸复位。

本实用新型利用断路器动触头的超程原理产生的动触头运动机构和断路器脱扣联杆9之间的距离变化，以及永久磁场和电磁场对所述脱扣组件的共同作用产生的吸合飞跳距离，使得本装置脱扣撞针8在所述弹性势能释放时能够首先撞击所述断路器脱扣联杆9，而在本装置做所述恢复动作时，断路器动触头运动机构首先接触的是所述复位盘6；所述的恢复动作也可以由所述断路器动触头运动机构7在做脱扣掉闸动作时完成。

本实用新型提供的断路器自动脱扣控制装置，通过在机械弹簧力和阻止脱扣的永久磁场力之间增加一个通过改变电磁线圈的电流获得的电磁场力，控制电路控制电流方向和大小，设置了一个机械弹簧力和永久磁场力以及电磁场力的合力平衡，为了保证所述断路器的正常工作，这个平衡必须保证本装置的所述脱扣组件与所述第一铁芯的吸合状态为常态，提升断路器的抗震能力，此时，脱扣弹簧的弹性势能被储存；当停电或者需要保护脱扣时，通过控制电路改变电磁线圈中的电流，电磁线圈产生的磁场力方向的迅速转换，从阻碍脱扣迅速变为助力脱扣，使得脱扣弹簧的弹性势能释放，转换为脱扣撞针撞击脱扣联杆脱扣的机械动能，本装置将结构复杂、过于灵敏和不耐授机械振动的机械能储存方式变为电磁能储存方式，从而彻底解决了传统断路器脱扣灵敏度和耐受震动的矛盾；此外，微弱的电磁场力控制着较大的永久磁场力和机械弹簧力的平衡，使得智能型断路器的控制方式更加多样，功能更加完善；同时，还可以利用断路器合闸或掉闸的巨大机械力，利用动触头运动机构或操作手柄的动作撞击复位盘，将较大的脱扣机械能储存为磁场能量的方式，永久磁场力与机械弹簧力彼此或大或小配比平衡，这种外加的电磁场力控制，使得断路器的脱扣控制变得更加智能方便，安全可靠。

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。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种断路器自动脱扣控制装置，包括断路器主体以及设置在断路器主体内的断路器脱扣联杆(9)，其特征在于，所述断路器主体内还设置有电磁线圈骨架(4)、脱扣弹簧(5)、第一铁芯(1)和第二铁芯(2)，所述第一铁芯(1)和第二铁芯(2)中任一个为永久磁铁，所述电磁线圈骨架(4)上缠绕有电磁线圈(3)，所述电磁线圈(3)与控制电路(10)连接；

所述第一铁芯(1)和第二铁芯(2)设置在所述电磁线圈骨架(4)内，所述第二铁芯(2)固定连接有复位盘(6)和脱扣撞针(8)，形成一体化结构，构成脱扣组件，所述脱扣撞针(8)的一端端头与断路器脱扣联杆(9)靠近设置；

所述控制电路(10)用于控制所述电磁线圈骨架(4)内的电磁场力，在电磁场力和永久磁场力的配合作用下，所述第一铁芯(1)和第二铁芯(2)吸合动作，所述脱扣弹簧(5)形变，完成弹性势能储存；所述第一铁芯(1)和第二铁芯(2)断开吸合动作，所述脱扣弹簧(5)复位，所述弹性势能释放，转换为所述脱扣撞针(8)撞击断路器脱扣联杆(9)的机械动能，断路器脱扣掉闸。

2.根据权利要求1所述的断路器自动脱扣控制装置，其特征在于，所述断路器主体上还设置有复位推杆(7)，所述复位推杆(7)为所述复位盘(6)提供复位机械动力，推动所述第二铁芯(2)和第一铁芯(1)吸合动作，所述脱扣弹簧(5)形变，弹性势能恢复。

3.根据权利要求2所述的断路器自动脱扣控制装置，其特征在于，所述复位推杆(7)为断路器的动触头运动机构，所述动触头运动机构在脱扣掉闸或合闸动作时，撞击所述复位盘(6)。

4.根据权利要求2所述的断路器自动脱扣控制装置，其特征在于，所述复位推杆(7)为断路器操作手柄，手动或电动合闸时，所述操作手柄推动所述复位盘(6)。

5.根据权利要求2所述的断路器自动脱扣控制装置，其特征在于，所述复位推杆(7)为所述断路器主体外部设置的手动复位按钮，所述复位按钮推动所述复位盘(6)。

6.根据权利要求1所述的断路器自动脱扣控制装置，其特征在于，所述脱扣弹簧(5)套设在所述第二铁芯(2)的侧壁上，所述脱扣弹簧(5)位于所述电磁线圈骨架(4)和所述复位盘(6)之间。

7.根据权利要求1所述的断路器自动脱扣控制装置，其特征在于，所述第二铁芯(2)靠近所述第一铁芯(1)的一端开设有凹槽，所述脱扣弹簧(5)的一端设置在所述凹槽内，所述第二铁芯(2)和第一铁芯(1)吸合动作，所述脱扣弹簧(5)被所述第二铁芯(2)和第一铁芯(1)压缩。

8.根据权利要求1所述的断路器自动脱扣控制装置，其特征在于，所述电磁线圈骨架(4)的轴面上设置有线槽，所述电磁线圈(3)缠绕在所述线槽内。

9.根据权利要求1所述的断路器自动脱扣控制装置，其特征在于，所述脱扣弹簧(5)为拉压簧或扭簧。