JP4326705B2 - 特に遮断器等の開閉装置用の開放／閉鎖制御装置、ならびに、該装置を備える遮断器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、遮断器等の開閉装置用の開放および／または閉鎖制御装置であって、該装置の接触子の作動ロッドに機械的に接続され、かつ、支持ブロック内で、静止位置と動作位置との間を移動可能な電機子と、少なくとも１つの永久磁石と、少なくとも１つの巻線を含んで成り、上記磁石は、上記電機子を静止位置に保持するように設計され、また、上記巻線は、電圧サージまたはその他により開放命令（あるいは、反対に、閉鎖命令）が発生したとき、磁石の磁力に抵抗するよう設計された磁界を発生することにより、電機子を動作位置に移動させ、接触子を離隔させる（あるいは、反対に、接触子を閉鎖させる）よう設計されていることを特徴とする装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
支持体中を直線状に滑動するよう取り付けられた電機子と、この電機子の滑動軸の両端に配置された２つの永久磁石と、電機子の周りに取り付けられ、上記滑動軸と平行な磁界を発生するよう設計された１つ以上の巻線とを含んで成る装置が知られている。この電機子の直線運動によって、動作位置への電機子の移動の開始時に、比較的大きな空隙を克服しなければならない。その結果、電機子を駆動するのに、最初から大量のエネルギー（アンペア回数）が必要になる。
【０００３】
しかも、その直線運動中に、電機子は、磁界が最小の位置に収まろうとして、横方向に移動する傾向があり、その結果、摩擦が起こり、この摩擦は、軸受けに発生しやすいため、軸受けに大きな応力が生じる恐れがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの問題を解決し、最初に必要なエネルギーを低減し、高い効率を示す簡単な設計の制御装置、ならびに、そのような装置を備えた遮断器を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の目的は、前述した装置であって、上記電機子が支持体に設けた２つの止め手段の間を回転移動可能に取り付けられ、これら止め手段が、それぞれ前記２つの位置の境界を成すことを特徴とする装置を提供することである。
【０００６】
本発明の一具体的態様によれば、上記電機子は、弧状をした両端を有する細長い形状の一部を含み、この部分は、電機子の縦方向に対して垂直に延びる軸を中心に回転するよう取り付けられている。
【０００７】
一具体的態様によれば、装置は、それぞれ、電圧を加えられると、反対方向の２つの磁界を発生する２つの巻線を含み、この磁界によって、電機子は回転駆動され、一方向では、接触子の開放操作を、また、反対方向では、接触子の閉鎖操作をそれぞれ実施する。
【０００８】
別の態様では、上記２つの巻線は、それぞれ軸の両側で、２つの磁石の間に位置し、互いに約１８０°の角度を成している。
【０００９】
本発明の目的はまた、以上述べた特徴を１つまたは組み合わせて備える回路遮断装置を提供することである。
【００１０】
その他の利点および特徴は、あくまで例示を目的とする添付の図面を参照にしながら行う以下の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図面から、制御装置は、電気回路に設けられる中圧遮断器のような開閉装置の接触子の開放を、この回路に電圧サージ等の電気障害が発生の際に、実施するように設計されていることがわかるであろう。
【００１２】
図１および２から、本発明に従い、上記装置が、弧状をした両端９ａ、９ｂを有する全体的に細長い形状の電機子９を含んで成ることがわかる。ここで、電機子９の両端９ａ、９ｂは、電機子９の縦方向に対して垂直に延びる作動ロッド１０にしっかりと固定されている。この電機子９は、支持ブロック１３内で、この支持体１３内に形成された止め手段１１、１２により境界を成す２つの位置の間を回転自在に取り付けられている。従って、支持ブロック１３は、このため、回転する電機子９を案内するための２つの円曲面１４、１５を備えており、これら面は、電機子９の回転軸Ｘに対して、反対側に位置し、各々が、２つの止め手段１１、１２の間に延びている。また該円曲面は、電機子９の両端９ａ、９ｂと共同で動作するよう設計されている。これら止め手段１１、１２は、電機子９の回転軸Ｘに対して、互いに約５０°の角度を成している。２つの止め手段１１、１２は、電機子９の部分９ｃ、９ｄを相補する形状をしており、これら部分は、該止め手段と接触するように設計されている。これら止め手段１１、１２の各々は、２つの部分１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂから形成され、これら部分は、同じ方向を有し、電機子９の回転軸Ｘに対して、互いに対称に構成されている。２つの永久磁石１６、１７が、この支持ブロック１３内に取り付けられ、上記軸Ｘに対して、互いに反対側に配置され、それぞれ上記２つの案内面１４、１５の一方に沿って、これら面１４、１５の円周のほぼ中央に位置している。これら磁石１６、１７は、軸Ｘに対して、互いに約１８０°の角度を成している。これら磁石１６、１７の磁化方向は、図１および２の矢印で表す通りである。この装置は、さらに、２つのコイル１８、１９を含み、これらコイルの各々は、単一巻線により形成され、案内面１４、１５間の電機子９の両側にそれぞれ位置し、軸Ｘを中心として、互いに約１８０°の角度を成している。また、コイルの各々は、２つの磁石１６、１７の間に位置する。従って、磁石およびコイルは、好適には、軸を中心として互いに約９０°の角度を成す。
【００１３】
図３および４では、作動ロッド１０は、遮断器の主軸２０に直接機械的に接続されている。
【００１４】
本発明の装置の操作について、図面を参照しながら、以下に簡単に説明する。
【００１５】
回路の通常操作では、装置は、図１に示す遮断器閉鎖位置にある。この位置では、電機子９は、第１止め手段１１ａ、１１ｂに押し当てられており、２つの永久磁石１６、１７によりこの位置に保持されている。開放命令が発生すると、対応するコイル１８にエネルギーが供給され、コイル１８への電圧印加が起こり、これによって、永久磁石１６、１７の引力がコイルにより発生した磁界に伴う力より弱くなる。次に、電機子９は、時計回りで、回転駆動される。この運動の開始時点で、初期空隙ｆはゼロに近く、唯一影響を与える空隙ｅは、一定で、低い値である。従って、電機子９が止め手段１１から解放されるのに、最初に必要なエネルギーは低い。電機子９の連続した回転運動によって、トリップロッド１０の対応する回転が起こり、その結果、遮断器接触子２１、２２の開放、次に、電気回路の開放が起こる。電機子９が、第２止め手段１２（１２ａ、１２ｂ）と接触する位置まで来ると、開放コイル１８を流れる電流が中断する。図２に示す装置のこの位置で、電機子９は、２つの永久磁石１６、１７により第２止め手段１２に押し当てられて保持される。
【００１６】
回路の閉鎖を実施するためには、閉鎖コイル１９に電流を送る。閉鎖コイル１９により形成される対応磁界が、永久磁石１６、１７により形成される磁界より大きくなると、電機子９は、反対方向、すなわち、逆時計回りで移動し、第１止め手段１１に到達し、この位置で、再び、図１に示す永久磁石１６、１７により保持される。
【００１７】
前述した態様では、開放のための切換えが、２つのコイルのうち１つだけにより達成されるが、開放のための切換えが、直接または並列で接続された２つのコイルの電圧印加により達成される装置の実現も、本発明の範囲を逸脱することなく、有利に考慮できることに留意すべきである。
【００１８】
また、開放命令は、例えば、接触子を離隔する目的を有する意図的行為、あるいは、回路における電気障害の発生そのものにより、供給されることにも留意すべきである。
【００１９】
開閉トルクの値は、磁石の配置、すなわち、それらの磁化の方向に左右される。
【００２０】
従って、前述した態様がそうであるように、閉鎖トルクが高く、開放トルクが低くなる（開放コイルの磁界が、磁石の方向に位置する）ように、磁化の方向を選択することができる。
【００２１】
この装置を用いて、特に、真空遮断器の制御を好適に実施できることに留意すべきである。
【００２２】
従って、コイルの給電なしに、本発明の手段により、２つの境界位置で安定したアクチュエーターが得られているため、電機子の運動中に電気エネルギーをコイルに供給するだけでよい。
【００２３】
回転中の双安定性を達成することにより、すべての力が平衡し、その結果、軸受けに過度の応力を発生することなく、装置の効率が向上する。
【００２４】
構成（ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）に関する本装置のこれ以外の利点は、次の通りである：
− 操作しようとする装置の主軸に直接アクチュエーターを回転可能に取り付けることができ、これによって、逆主軸方向の戻りを防ぐことが可能になる。
【００２５】
− 装置の遮断器構成への組み込みが容易になり、実施全体が簡単になる。
【００２６】
− 回路に組み込まれる磁石および２つの止め手段と、電機子との間に形成される空隙が最小になることから、追加のエネルギー源を必要とせずに、回転子と固定子との間に、高い保持力を達成することができる。
【００２７】
誘導電流を制限するよう、アクチュエーターの外側部品Ｅを有利に達成できることにも留意されたい。
【００２８】
いうまでもなく、本発明は、あくまで例示を目的として記載および図示してきた態様に何ら制限されない。
【００２９】
反対に、本発明は、本発明の精神に従って達成されたものである限り、記載した手段ならびにそれらの組合わせのあらゆる技術的同等物を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従う遮断器の制御装置の平面図であり、ここで、制御装置は、遮断器の閉鎖状態に対応する静止位置にある。
【図２】 図１に類似した平面図であり、ここで、装置は、遮断器の開放状態に対応する位置にある。
【図３】 数個の遮断器の制御を実施すべく実現された、本発明に従う装置を示す縦断面図である。
【図４】 図３の装置のＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。

Claims (12)

1. 特に遮断器等の開閉装置用の開放および／または閉鎖制御装置であって、該開閉装置の接触子の作動ロッドに機械的に接続され、かつ、支持ブロック内で、静止位置と動作位置との間を移動可能な電機子と、少なくとも１つの永久磁石と、少なくとも１つの巻線を含んで成り、上記磁石は、上記電機子を静止位置に保持するように設計され、上記巻線は、電圧サージまたはその他により開放命令、あるいは反対に閉鎖命令が発生したときに、磁石の磁力に抵抗する磁界を発生することによって電機子を動作位置に移動させて接触子を離隔させ、あるいは反対に接触子を閉鎖させるよう設計されている上記装置において、
   上記電機子（９）が、支持体（１３）内に設けられた２つの止め手段（１１、１２）間で、回転運動可能に取り付けられ、止め手段（１１、１２）は、それぞれ、上記２つの位置の境界を成すことを特徴とする、開放および／または閉鎖制御装置。
2. 上記電機子（９）が、弧状をした両端（９ａ、９ｂ）を有する細長い形状の一部を含み、この部分が、電機子（９）の縦方向に対して垂直に延びる軸Ｘを中心に回転可能に取り付けられている、請求項１に記載の装置。
3. 上記支持ブロック（１３）が、止め手段（１１、１２）の間に、回転案内のための２つの案内面（１４、１５）を有し、これら案内面は、電機子（９）の両端（９ａ、９ｂ）と共に動作するよう設計されている、請求項１または２に記載の装置。
4. 上記止め手段（１１、１２）が、止め手段（１１、１２）と接触するように設計された電機子（９）の部分（９ａ、９ｂ）に相補的な形状をしている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 上記止め手段（１１、１２）の各々が、２つの止め部分（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ）により形成され、これら２つの部分は、電機子（９）の回転軸Ｘに対して、互いに対称に配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. それぞれ、２つの上記案内面（１４、１５）に沿って、回転軸Ｘに対して、互いに反対側に配置された２つの永久磁石（１６、１７）を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 上記２つの永久磁石（１６、１７）が、それぞれ、２つの案内面（１４、１５）の円周のほぼ中央にする、請求項６に記載の装置。
8. 支持体（１３）内で、上記２つの案内面（１４、１５）の間に、少なくとも１つの巻線（１８、１９）を含み、巻線が、磁石の各々に対して、約９０°の角度を成す、請求項６または７に記載の装置。
9. 電圧が加えられると、反対方向の２つの磁界を発生して電機子（９）を回転駆動するように設計された２つの巻線（１８、１９）を含み、その際、一方向で、接触子の開放操作を、また、反対方向では、閉鎖操作を、それぞれ実施させる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. ２つの巻線（１８、１９）が、軸Ｘの両端にそれぞれ位置する２つの磁石（１６、１７）の間に各々配置され、互いに、約１８０°の角度を成す、請求項９に記載の装置。
11. ２つの磁石（１６、１７）の磁化の方向は、閉鎖トルクが開放トルクより大きくなるように選択されている、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置を備える遮断器。

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