CN213459464U - 一种触头电磁闭锁结构 - Google Patents
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Abstract
一种触头电磁闭锁结构，包括动铁芯、静铁芯、动触头、转轴、静触头、触头支持、动铁芯复位件。转轴穿过动触头安装孔，使得动触头可绕转轴旋转的安装到触头支持上。当动触头与静触头闭合时，动触头穿过动铁芯与静铁芯贴合形成的中空框架。当大电流通过动触头时，动铁芯与静铁芯之间产生电磁力而吸合，使得动触头与静触头贴合闭锁。相比现有技术，通过动铁芯与静铁芯之间的电磁力闭锁，大大降低动触头通过大电流时发生弹跳的风险，电流越大，闭锁力越大，提高了短时耐受电流的性能和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于低压电器领域，尤其涉及一种用于提高断路器短时耐受电流能力的触头电磁闭锁结构。
背景技术
在短路情况下，断路器明确作串联在负载侧的另一短路保护装置的选择性保护，即在短路情况下，可实现选择性保护，有人为短延时(可调节)的，应具有短时耐受电流要求。具有短时耐受电流要求的断路器，线路故障时，在短路电流分断以前，主触头不应弹跳与熔焊。
然而，当电流在一对触头中流过时，会收缩到一个很小的区域中，沿触头表面流动的电流会产生一个使触头斥开的力，这个力跟流过的电流的平方成正比。线路故障时，远大于额定值的电流通过断路器主触头，而在动静触头之间产生较大的触头斥开力，容易引起触头弹跳和熔焊，危及用电安全。
传统的技术方法有两种。一种是提高用于保持触头闭合的弹簧力，用于抵御大电流产生的触头斥开力。这种方法，需要增大储能或传动机构，提高机械系统的触头闭合能力，一方面，需要占用更大的安装空间，另一方面，传动力的提高，还会缩短传动零件的机械寿命。另一种是通过巧妙的回路电流路径设计，实施电动力补偿，从而抵御大电流产生的触头斥开力。这种方法，往往需要延长回路电流路径，增加铜材消耗。
发明内容
本发明的目的是要提供一种经济的、小巧的触头电磁闭锁结构，用于提高断路器短时耐受电流能力和可靠性。
为了实现上述技术目的，本发明设计了一种全新的触头电磁闭锁结构，包括动铁芯、静铁芯、动触头、转轴、静触头、触头支持、动铁芯复位件。
该结构在动触头与静触头闭合时穿过动铁芯与静铁芯贴合形成的中空框架。转轴穿过动触头安装孔，使得动触头可绕转轴旋转的安装到触头支持上。
动触头上正对静触头一侧，设有触点，用于与静触头贴合，使得电回路导通。动触头上背对静触头一侧，设有触头弹簧安装特征。弹簧压缩产生的力经触头弹簧安装特征，使得动触头与静触头贴合，并在动触头与静触头之间形成接触力。动触头上设有安装孔，位于动触头中部。动触头上的安装孔与触点之间的部分、以及位于安装孔另外一侧的部分，均可以设为动触头锁定结构。
动铁芯和静铁芯，可以都为C字型，或者其中一个为C字型，另外一个为一字型。动铁芯和静铁芯，均设有磁芯，若为C字型，则还设有磁靴。动磁芯与静铁芯，在动触头与静触头闭合时，构成闭合的或者带漏磁间隙的环形磁回路，在大电流通过动触头时，动磁芯与静铁芯之间产生电磁力吸合。
动铁芯上设有动磁靴和动磁芯，与静铁芯构成闭合的或者带漏磁间隙的环形磁回路，在动吸合面上产生吸合力。动铁芯上还设有复位作用特征，用于安装弹性复位件。弹性复位件提供的复位力，使动铁芯朝着静铁芯分离的方向。动铁芯还带有动触头锁止面，在大电流通过动触头时，动触头锁止面与动触头贴合锁定。动铁芯还带有定位面，在动触头与静触头贴合时，在弹性复位件复位力的作用下与触头支持贴合，使得动铁芯与静铁芯保持一定的距离。
静铁芯设有吸合面，与动磁芯的动吸合面相对，产生吸合力。静铁芯还设有静磁芯，与动铁芯构成闭合的或者带漏磁间隙的环形磁回路。
动触头带有第一锁定结构和第二锁定结构，动铁芯与静铁芯贴合形成中空框架，通过第一锁定结构或第二锁定结构，锁定动触头。
本发明的有益效果一，相比现有技术，通过动铁芯与静铁芯之间的电磁力闭锁，大大降低动触头通过大电流时发生弹跳的风险，电流越大，闭锁力越大，提高了短时耐受电流的性能和可靠性。
本发明的有益效果二，采用廉价的铁磁材料替代传统的增加铜材或加大机械系统的方式，使产品获得较高的短时耐受电流性能，有效节约了耗材和空间。
附图说明
图1为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的示意图
图2为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的动铁芯的结构示意图
图3为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的静铁芯的结构示意图
图4为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的动触头的结构示意图
图5为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的主触头闭合状态的示意图
图6为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的受力分析的示意图
图7为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的主触头分离状态的示意图
图8为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的动静铁芯闭锁状态的示意图
图9为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的动静铁芯的第二实施例的示意图
图10为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的动静铁芯的第三实施例的示意图
图11为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的第四实施例的示意图
图12为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的第五实施例的示意图
图13为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的第五实施例的主触头分离状态的示意图
图14为本发明涉及的用于触头电磁闭锁结构的第五实施例的静铁芯的示意图
具体实施方式
根据图1到图4，本发明揭示的，一种全新的触头电磁闭锁结构，包括动铁芯(1)、静铁芯(2)、动触头(3)、转轴(4)、静触头(6)、触头支持、动铁芯复位件，其中触头支持和动铁芯复位件未画出。
图4所示，动触头(3)上设有安装孔(302)，位于动触头中部。转轴(4)穿过安装孔(302)，使得动触头(3)可绕转轴(4)旋转的安装到触头支持上。动触头(3)上正对这静触头(6)一侧，设有触点 (301)，用于与静触头(6)贴合，使得电回路导通。动触头(3)上背对这静触头(6)一侧，设有触头弹簧安装特征(303)。弹簧压缩产生的力经触头弹簧安装特征(303)，使得动触头(3)与静触头(6)贴合，并在动触头(3)与静触头(6)之间形成接触力。动触头(3)上的安装孔(302)与触点(301)之间自然形成第一锁定结构(304)，动触头(3)上位于安装孔(302)另外一侧的部分自然形成第二锁定结构(305)。
动铁芯(1)和静铁芯(2)，可以都为C字型，或者都为L字型，或者其中一个为C字型，另外一个为一字型。动铁芯(1)和静铁芯(2)，均设有磁芯，若为C字型，则设有两个磁靴，通过铁芯自然过度连接；若为L字型，则设有一个磁靴，与铁芯自然过度连接。动铁芯(1)和静铁芯(2)，在动触头(3) 与静触头(6)闭合时，形成动铁芯(1)与静铁芯(2)耦合形成如图8所示的中空框架，构成闭合的或者带漏磁间隙的环形磁回路，动触头(3)穿过该中空框架。
图8所示为所述的触头电磁闭锁结构的动铁芯(1)和静铁芯(2)的一种实施例，其中动铁芯(1) 为C字型，静铁芯(2)为一字型。图2所示的C字型动铁芯(1)，设有动磁靴(102)和动磁芯(106)，两个动磁靴(102)位于动磁芯(106)两边，通过动磁芯(106)自然过度连接。动磁靴(102)上设有吸合面(101)，与图3所示的静铁芯(2)上的作用面(201)平行相对配合。动铁芯(1)上设有动触头锁止面(103)，正对着动触头(3)上的作用面(3041)。如图7所示，当动触头(3)与静触头(6)处于分闸时，动触头锁止面(103)与作用面(3041)正对并贴近。动铁芯(1)上背对锁止面(103)的一侧设有复位作用特征(105)和定位面(106)。复位作用特征(105)用于安装弹性复位件。弹性复位件提供的复位力，使动铁芯(1)朝着静铁芯(2)分离的方向。在动触头与静触头贴合时，在弹性复位件复位力的作用下定位面(106)与触头支持贴合，使得动铁芯(1)与静铁芯(2)正对并贴近，动触头锁止面(103) 与作用面(3041)正对并贴近，如图5所示。当动触头(3)与静触头(6)贴合并且大电流通过动触头(3) 时，如图6所示，动触头(3)受到方向趋向于动触头(3)与静触头(6)贴合的触头压力FS。同时，由于流经动触头(3)与静触头(6)之间的电流收缩，使得动触头(3)与静触头(6)之间产生方向趋向于动触头(3)与静触头(6)分开的触头斥开力FH。此外，在电流I流经的空间周围会形成磁场，磁场会使得同为铁磁材料的动磁芯(1)与静铁芯(2)之间产生使得两者吸合的电磁力，动磁芯(1)会在电磁力的作用下克服复位力，向静铁芯(2)运动，从而动触头锁止面(103)与动触头(3)上的上作用面(3041) 贴合，对动触头(3)产生锁止力FE。锁止力FE与触头压力FS共同抵御触头斥开力FH。
图3所示为该实施例的静铁芯(2)，静铁芯(2)设有与动铁芯(1)配合的静磁芯(202)和作用面 (201)之外，还设有安装孔(203)，安装固定于触头支持上。
根据图9，本发明的触头电磁闭锁结构的动铁芯(1)和静铁芯(2)的第二实施例。动铁芯(1)和静铁芯(2)都为C字型，静铁芯(2)在静磁芯(202)两边设有静磁靴(204)，两个静磁靴(204)通过静磁芯(202)自然过度连接。静磁靴(204)与动磁靴(102)正对配合。
根据图10，本发明的触头电磁闭锁结构的动铁芯(1)和静铁芯(2)的第三实施例。动铁芯(1)为 C字型，静铁芯(2)为一字型。静铁芯(2)上的安装孔(203)设置在静磁芯(202)上。
根据图11，本发明的触头电磁闭锁结构的第四实施例，动铁芯(1)和静铁芯(2)耦合形成的中空框架，与动触头(3)上的第二锁定结构(305)配合，实施动触头(3)的锁定。
根据图12到图14，本发明的第五实施例。静铁芯(2)为C字型，静铁芯(2)上设有安装特征(205)，通过安装特征(205)，安装固定在母排上。图13所示，当动触头(3)与静触头(6)处于分闸时，静铁芯(2)位置不动，动铁芯(1)跟随动触头(3)运动，远离静铁芯(2)，动铁芯(1)和静铁芯(2)耦合形成的中空框架解除。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种触头电磁闭锁结构，包括动铁芯(1)、静铁芯(2)、动触头(3)、转轴(4)、静触头(6)、触头支持、动铁芯复位件；
其特征在于，动触头(3)穿过动铁芯(1)与静铁芯(2)贴合形成中空框架，转轴(4)穿过动触头(3)安装孔(302)，使得动触头(3)可绕转轴(4)旋转的安装到触头支持上，动触头(3)可与静触头(6)贴合或者分离；
动铁芯(1)与静铁芯(2)制作材质为导磁材料；
当动触头(3)与静触头(6)贴合并且大电流通过动触头(3)时，动铁芯(1)与静铁芯(2)之间产生电磁力而吸合，使得动触头(3)与静触头(6)贴合闭锁。
2.根据权利要求1所述的一种触头电磁闭锁结构，其特征在于，所述动铁芯(1)有动磁靴(102)和动磁芯(106)，与静铁芯(2)构成闭合的或者带漏磁间隙的环形磁回路，在动吸合面(101)上产生吸合力；
动铁芯(1)还带有复位作用特征(105)，与弹性复位件耦合，弹性复位件提供的复位力，使动铁芯(1)朝着静铁芯(2)分离的方向；
动铁芯(1)还带有动触头锁止面(103)，与动触头(3)耦合，在动触头(3)与静触头(6)贴合并且大电流通过动触头(3)时，动触头锁止面(103)与动触头(3)上的作用面(3041)贴合，
动铁芯(1)还带有定位面(104)，在动触头(3)与静触头(6)贴合时，使动触头锁止面(103)与动触头(3)上的作用面(3041)正对并贴近，动铁芯(1)与静铁芯(2)正对并贴近。
3.根据权利要求1所述的一种触头电磁闭锁结构，其特征在于，所述静铁芯(2)有吸合面(201)与动磁芯(106)的动吸合面(101)相对，产生吸合力；
静铁芯(2)还有静磁芯(202)，与动铁芯(1)构成闭合的或者带漏磁间隙的环形磁回路。
4.根据权利要求1所述的一种触头电磁闭锁结构，其特征在于，所述动触头(3)带有第一锁定结构(304)和第二锁定结构(305)，动铁芯(1)与静铁芯(2)贴合形成中空框架，通过第一锁定结构(304)或第二锁定结构(305)，锁定动触头(3)。
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