DE4238939A1

DE4238939A1 - Trigger for electromagnetic circuit-breaker - has armature release point determined by combination of permanent magnet and adjustable electromagnet device.

Info

Publication number: DE4238939A1
Application number: DE4238939A
Authority: DE
Inventors: Rainer Berthold
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1992-11-19
Publication date: 1993-06-24
Anticipated expiration: 2012-11-20
Also published as: DE4238939C2; DE9115607U1

Abstract

An electromagnetic release stage for use with circuit breakers has a magnetic core (11) and an magnetic armature (12) located within a coil assembly (13). The elements are separated by a specific distance (D) and the core is fixed (14) to the yoke (16). An insert pin (19) locates against the armature. The coil windings (210 are set into resin (22) within a tube (23). The end section has a permanent magnet (28) and electro- magnets (29) that determine the threshold triggering point. The unit responds when a short circuit occurs to displace the pin (19) to operate the contact opening arm (36). ADVANTAGE - Simplified construction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Leitungsschutzschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a circuit breaker according to the preamble of claim 1.

Leitungsschutzschalter besitzen einen elektromagnetischen Auslöser, der bei Überschreiten eines bestimmtes Strom wertes ein Schaltschloß entklinkt und die Kontaktstelle bleibend öffnet. In modifizierter Form kann der Auslöser direkt auf die Kontaktstelle einwirken und diese öffnen, wodurch eine schnelle Öffnung zur Erzielung einer Strom begrenzung bewirkt wird, bevor die Öffnungsbewegung über das Schaltschloß auf die Kontaktstelle übertragen wird. Es sind auch Schaltgeräte bekannt geworden, die lediglich ein Schlagankermagnetsystem aufweisen, bei denen also der Auslöseweg über das Schaltschloß wegfällt.Miniature circuit breakers have an electromagnetic one Triggers when a certain current is exceeded worth unlocking a key switch and the contact point permanent opens. In a modified form, the trigger act directly on the contact point and open it, creating a quick opening to achieve a current limitation is effected before the opening movement over the key switch is transferred to the contact point. Switchgear has also become known, the only have an impact magnet system, in which the The trigger path via the key switch no longer applies.

Wenn im folgenden vom "Auslöser" die Rede ist, sind damit die lediglich auf ein Schaltschloß, und auf ein Schalt schloß und die Kontaktstelle einwirkenden Auslöser und auch die reinen Schlagankersysteme, die nur auf die Kon taktstelle einwirken, gemeint. If in the following the "trigger" is mentioned, it means which only on a key switch, and on a switch closed and the contact point acting trigger and also the pure impact anchor systems, which only apply to the con act on the clock, meant.

Die Einstellung des Ansprechwertes des elektromagneti schen Auslösers, also des Stromes, bei dem der Auslöser das Schaltschloß entklinkt bzw. das bewegliche Kontakt stück in Öffnungsstellung verbringt, erfolgt entweder durch eine zwischen dem Magnetanker und dem Magnetkern angeordnete Fesselfeder oder durch einen Permanentmagne ten, der im Ruhezustand den Magnetanker über den Magnet kern in auslösebereiter Stellung festhält. Während die Kraft der Fesselfeder während des gesamten Auslösevorgan ges auf den Anker einwirkt, übt der Permanentmagnet nach Zurücklegen einer bestimmten, sehr kleinen Strecke auf den Anker keine nennenswerte rücktreibende Kraft mehr aus, so daß der Anker stärker beschleunigt werden kann und der Strom schneller abgeschaltet wird. Wie bei Vorse hen einer Fesselfeder müssen für unterschiedliche An sprechwerte Permanentmagnete unterschiedlicher Stärke eingesetzt und damit auch auf Lager gehalten werden.The setting of the response value of the electromagnetic The trigger, i.e. the current at which the trigger the key switch releases or the moving contact spends piece in the open position, either through one between the magnet armature and the magnet core arranged tether or by a permanent magnet ten, the magnet armature over the magnet in the idle state holds core in the ready position. While the Force of the cuff spring during the entire trigger organ the permanent magnet acts on the armature Covering a certain, very small distance the anchor no longer has any significant pushing force out so that the anchor can be accelerated more and the power turns off faster. As with Vorse must be used for different items speaking permanent magnets of different strengths used and thus kept in stock.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektromagnetischen Auslöser oder ein Schlagankermagnetsystem für unter schiedliche Ansprechwerte zu schaffen, der oder das ge genüber einem bekannten magnetgefesselten Auslöser ver einfacht ist.The object of the invention is an electromagnetic Trigger or an impact magnet system for under to create different response values, the ge ver compared to a known magnet-bound trigger is simple.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruches 1.This object is achieved by the kenn characterizing features of claim 1.

Mit dem als Fesselmagnet dienenden Elektromagneten kann man jeden beliebigen Permanentmagneten durch Einstellung unterschiedlicher Stromstärken nachbilden, so daß jede beliebige Charakteristik des Auslösers eingestellt werden kann.With the electromagnet serving as a captive magnet one any permanent magnet by setting simulate different currents, so that each any characteristic of the trigger can be set can.

Zwar ist aus der AT-PS 3 57 225 ein Auslöser bekannt ge worden, bei dem ein Permanentmagnet durch einen Elektro magneten ersetzt ist. Dieser Auslöser ist allerdings ein Fehlerstromauslöser mit einem U-förmigen Magnetjoch, der zu einem geschlossenen magnetischen Kreis mittels eines Ankers ergänzt wird. Die Feldlinien verlaufen dabei voll ständig im Eisenkreis, der, wie gesagt, durch Joch und Anker gebildet ist. Der Elektromagnet soll den Permanent magnet ersetzen, der die Funktion hat, eine Kraft zu er zeugen, die im Fehlerstromfall fast zu Null wird, so daß dann eine Feder den Anker betätigen kann. Die benötigte Auslösekraft wird dabei durch eine Feder erzeugt. Sie ist damit rein mechanischer Natur.A trigger is known from AT-PS 3 57 225 been using a permanent magnet through an electric magnet is replaced. However, this trigger is a Residual current release with a U-shaped magnetic yoke that to a closed magnetic circuit by means of a Anchor is added. The field lines run fully constantly in the iron circle, which, as I said, through yoke and Anchor is formed. The electromagnet is said to be permanent Replace magnet that has the function of generating a force testify that in the fault current case is almost zero, so that then a spring can actuate the anchor. The needed Release force is generated by a spring. she is thus of a purely mechanical nature.

Bei der Erfindung handelt es sich um einen Stabmagneten, bei dem die Feldlinien nicht in einem Eisenkreis verlau fen. Die Auslösespule und die erfindungsgemäße Zuordnung des Magneten bilden keinen gemeinsamen Magnetkreis. Dar überhinaus wird auch der Permanentmagnet nicht nur ledig lich durch eine Spule ersetzt, sondern durch einen sog. echten Elektromagneten.The invention is a bar magnet, where the field lines are not in an iron circle fen. The trip coil and the assignment according to the invention of the magnet do not form a common magnetic circuit. Dar in addition, the permanent magnet is not only single Lich replaced by a coil, but by a so-called real electromagnets.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung besitzt der Fes selmagnet eine Weicheisenplatte, die von der Spule umge ben ist, wobei der Außendurchmesser der Spule dem Außen durchmesser des Schlagankers entspricht.In a particularly advantageous embodiment, the fes selmagnet a soft iron plate that is reversed from the coil ben is, the outer diameter of the coil to the outside diameter of the impact anchor corresponds.

Wenn der Auslöser so ausgebildet ist, daß die Auslö sespule auf einen Spulenkörper gewickelt ist, der den Schlaganker und den Magnetkern umgibt, wird in bevorzug ter Weise der Fesselmagnet in einen napfartigen Aufnahme behälter eingelegt; die Wand des Aufnahmebehälters ist dann von dem Spulenkörper umfaßt. If the trigger is designed so that the trigger is wound on a bobbin that the Anchor and surrounding the magnetic core is preferred ter way the captive magnet in a cup-like receptacle container inserted; is the wall of the receptacle then embraced by the bobbin.

Die Einstellung der Stromstärke kann mittels eines Netz gerätes, also eines Stromversorgungsgerätes für die Spule des Elektromagneten erfolgen; mittels eines Drehknopfes am Netzgerät oder nicht näher gezeigte Lötbrücken kann der Strom verstellt werden.The amperage can be adjusted using a network device, i.e. a power supply device for the coil the electromagnet; by means of a rotary knob on the power supply or solder bridges not shown in detail the current can be adjusted.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, daß zusätzlich zu dem Elektromagneten noch ein Permanentmagnet vorgesehen ist, so daß die Fes selfeder durch die Kombination eines Permanentmagneten mit einem Elektromagneten ersetzt wird. Dadurch ergeben sich zwei Vorteile: der Magnetanker wird an unliebsamen Bewegungen gehindert, wenn der Elektromagnet stromlos ist und darüberhinaus kann der Elektromagnet schwächer ausge legt und damit kleiner ausgebildet werden und er dient nur noch ausschließlich zur Einstellung des magnetischen Ansprechwertes des Auslösers.A particularly advantageous embodiment of the invention can go there in addition to the electromagnet still a permanent magnet is provided so that the Fes selfeder by the combination of a permanent magnet is replaced with an electromagnet. Surrender there are two advantages: the magnetic armature becomes more unpleasant Movements prevented when the electromagnet is de-energized and moreover the electromagnet can be made weaker sets and thus be trained smaller and it serves only for setting the magnetic only Response value of the trigger.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen näher erläutert und beschrieben werden.Based on the drawing, in which an embodiment of the Invention is shown, the invention as well further advantageous refinements and improvements are explained and described in more detail.

Es zeigt die einzige Figur eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Magnetauslösesystem.The only figure shows a sectional view through an inventive magnetic release system.

Mit 10 ist ein elektromagnetischer Auslöser eines Lei tungsschutzschalters bezeichnet. Er besitzt einen Magnet kern 11 und einen Magnetanker 12, die im Inneren eines Spulenkörpers 13 in Abstand D zueinander angeordnet sind. Der Magnetkern 11 besitzt einen Fortsatz 14, der durch eine Ausnehmung 15 eines Magnetjochteils 16 hindurch greift und dessen äußeres Ende 17 umgebördelt ist, so daß eine feste und starre Verbindung zwischen dem Magnetkern 11 und dem Magnetjochteil 16 gebildet ist. An der dem Ma gnetkern 11 zugewandten Fläche 18 des Magnetankers 12 schließt ein Schlagstift 19 an, der eine Zentraldurch gangsbohrung 20 des Magnetankers 11 durchgreift.With 10 an electromagnetic trigger of a Lei line circuit breaker is designated. It has a magnetic core 11 and a magnet armature 12 , which are arranged in the interior of a coil former 13 at a distance D from one another. The magnetic core 11 has an extension 14 which extends through a recess 15 of a magnetic yoke part 16 and the outer end 17 of which is flanged, so that a firm and rigid connection between the magnetic core 11 and the magnetic yoke part 16 is formed. On the Ma gnetkern 11 facing surface 18 of the magnet armature 12 connects a striker 19 which passes through a central through hole 20 of the magnet armature 11 .

Der Spulenkörper 13 ist umfaßt von einer Wicklung 21, die in Gießharz 22 eingebettet ist, wobei auf der Außenseite des Gießharzes 22 ein Rohrstück 23 angeordnet ist. Das Rohrstück 23 ist allerdings nicht notwendig. Im vorlie genden Fall dient das Rohrstück 23 als verlorene Form für das Gießharz und an den Stirnenden des Spulenkörpers 13 sind radiale Flanschwände 24 und 25 angeordnet, um einen abgeschlossenen Raum für das Gießharz zu bilden.The bobbin 13 is comprised of a winding 21 which is embedded in cast resin 22, being arranged on the outside of the mold resin 22, a tube piece 23rd The pipe section 23 is not necessary, however. In the vorlie case, the pipe section 23 serves as a lost form for the casting resin and at the ends of the coil body 13 radial flange walls 24 and 25 are arranged to form a closed space for the casting resin.

Der Spulenkörper 13 besitzt auf dem dem Schlagstift 19 entgegengesetzten Ende einen zylinderartigen Fortsatz 26, der den Magnetanker in der in der Figur gezeichneten Ru hestellung überragt. Der zylindrische Fortsatz 26 greift durch ein zweites Magnetjochteil 27 hindurch und überragt dies, so daß zwischen dem Magnetanker 12 und dem freien Stirnende des Fortsatzes 26 eine Art Aufnahmeraum 27a ge bildet ist, in dem sich eine Weicheisenplatte 28, eine Spule 29, die die Weicheisenplatte 28 an deren Außenum fang umgibt, und ein Aufnahmenapf 30 befindet, dessen zy lindrische Wandung 31 die Spule 29 umgibt. Mit anderen Worten: der Aufnahmeraum 27a wird in montiertem Zustand von der Weicheisenplatte 28, der Spule 29 und dem Aufnah menapf 30 ausgefüllt. Die zylindrische Wandung 31 ist selbst wiederum von dem Fortsatz 26 umgeben. Zur Fixie rung des Aufnahmenapfes 30 mit der Weicheisenplatte 28 und der Spule 29 dient eine Abdeckkappe 31.The bobbin 13 has on the end opposite the striker 19 a cylindrical extension 26 which projects beyond the magnet armature in the Ru position shown in the figure. The cylindrical extension 26 engages through a second magnetic yoke part 27 and projects beyond it, so that between the magnet armature 12 and the free end face of the extension 26 a type of receiving space 27 a is formed, in which there is a soft iron plate 28 , a coil 29 which the Soft iron plate 28 on the outside of which surrounds, and a receiving bowl 30 is located, the zy-cylindrical wall 31 surrounds the coil 29 . In other words: the receiving space 27 a is filled in the assembled state by the soft iron plate 28 , the coil 29 and the receiving cup 30 . The cylindrical wall 31 is itself surrounded by the extension 26 . A fixing cap 31 serves to fix the receiving bowl 30 with the soft iron plate 28 and the coil 29 .

Die nach außen herausgeführten Enden 33 der Spule 29 sind mit einem Stromversorgungsgerät 34 verbunden, welches einen Drehknopf 35 aufweist, mit dem der Strom zur Ver sorgung der Spule 29 verstellt werden kann.The outwardly led ends 33 of the coil 29 are connected to a power supply device 34 which has a rotary knob 35 with which the current for supplying the coil 29 can be adjusted.

Der Aufnahmenapf 30 ist, wie in der Figur dargestellt, innen gestuft, wobei im Bereich 36 des größeren Quer schnitts der Elektromagnet 28 vorgesehen ist. In einem Bereich 37 befindet sich ein zusätzlicher Permanentmagnet 38. Dieser Permanentmagnet dient dazu, den Anker festzu halten, wenn der Elektromagnet 28/29 stromlos ist. Damit nimmt der Napf 30 eine Kombination eines Elektromagneten 28/29 und eines Permanentmagneten 28 auf. Der Elektroma gnet 28/29 dient dann nur noch zur Einstellung des magne tischen Ansprechwertes des gesamten Auslösers 10.The receiving bowl 30 is, as shown in the figure, stepped on the inside, the electromagnet 28 being provided in the region 36 of the larger cross section. An additional permanent magnet 38 is located in a region 37 . This permanent magnet is used to hold the armature when the electromagnet 28/29 is de-energized. The cup 30 thus receives a combination of an electromagnet 28/29 and a permanent magnet 28 . The Elektroma gnet 28/29 then only serves to set the magnetic response value of the entire trigger 10th

Ohne den Permanentmagneten 38 wäre es unter Umständen notwendig, die Spule 29 dauernd mit Strom zu beaufschla gen, damit im Ruhezustand der Magnetanker 12 mit einer durch den eingestellten Strom entsprechenden Kraft ange zogen wird. Durch Vorsehen des Permanentmagneten 38 braucht dann kein Ruhestrom mehr zu fließen.Without the permanent magnet 38 , it would be necessary, under certain circumstances, to apply current to the coil 29 continuously, so that in the idle state the magnet armature 12 is attracted by a force corresponding to the set current. By providing the permanent magnet 38 , no quiescent current then needs to flow.

Im Falle eines Kurzschlusses zieht der Magnetkern 11 den Magnetanker 12 an, wobei dieser seine Bewegung auf den Schlagstift 19 überträgt, wodurch ein mit einem Kontakt stück ausgestatteter Kontakthebel 36, der nicht näher dargestellt, sondern nur blockartig angedeutet ist, betä tigt und in Öffnungsstellung aufgeschlagen wird. Die Aus lösecharakteristik wird mittels des Elektromagneten 28/29 eingestellt, in dem das Stromversorgungsgerät 34 ver stellt wird.In the event of a short circuit, the magnetic core 11 attracts the magnet armature 12 , which transmits its movement to the striking pin 19 , whereby a contact lever 36 equipped with a contact piece, which is not shown in detail, but is only indicated in block form, is actuated and opened in the open position becomes. From the solvent characteristic is adjusted by means of the electromagnet 28/29 in which the power supply device 34 is ver provides.

Der Vorteil bei dieser Anordnung besteht darin, daß dann, wenn zwischen der Weicheisenplatte 28 und dem Magnetanker 12 ein geringer Spalt auftritt, keine nennenswerte rück treibende Kraft mehr von dem Elektromagneten auf den Ma gnetanker 12 ausgeübt wird, wodurch der Anker 12 stärker beschleunigt und der Strom schneller gelöscht wird.The advantage of this arrangement is that if a small gap occurs between the soft iron plate 28 and the magnet armature 12 , no significant back driving force is exerted by the electromagnet on the magnet armature 12 , whereby the armature 12 accelerates more and the Electricity is extinguished faster.

Claims

1. Magnetically tied trigger for a line circuit breaker, with a magnetic core, an impact armature and a trigger coil, and with an anchoring armature to the tied magnet, characterized in that the tether magnet ( 28 , 29 ) is an electromagnet.

2. Trigger according to claim 1, characterized in that the captive magnet ( 28 , 29 ) has a soft iron plate ( 28 ) and a coil ( 29 ) surrounding the soft iron plate ( 28 ), the outer diameter of which corresponds to the outer diameter of the Schlagan core ( 12 ).

3. Trigger according to one of claims 1 and 2, wherein the trigger coil is wound on a bobbin, which comprises the striking armature and the magnetic core, characterized in that the captive magnet ( 28 , 29 ) is inserted into a cup-like receiving container ( 32 ) and that the wall of the receptacle is surrounded by the coil body ( 26 ).

4. Trigger according to one of claims 1 to 3, characterized in that the captive magnet ( 28 , 29 ) from a possibly adjustable power supply ( 34 ) is provided with current ver.

5. Trigger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electromagnet ( 28/29 ) is additionally assigned a permanent magnet ( 38 ) which is received within the receiving bowl ( 30 ) and be referred to the armature ( 12 ) preferably outside of the electric magnet ( 28/29 ) is assigned to this.