KR20090066279A - 전자기 구동 유니트 및 전기기계적 스위칭 장치 - Google Patents

Abstract

전자기 구동 유니트(20)는 코일(21), 요크(22) 및 전기자(23A)를 포함한다. 상기 코일(21)의 권선은 부분적으로 하나의 방향으로 감겨지고 부분적으로 다른 방향으로 감겨진다. 전기기계적 스위칭 장치(10)는 적어도 하나의 입력 단자(A1) 및 각각의 출력 단자(T1)를 포함하고 전자기 구동 유니트(20)는 적어도 하나의 입력 단자(A1) 및 각각의 출력 단자(T1) 사이에서 전류를 제한 또는 차단하기 위하여 제공된다.

Description

전자기 구동 유니트 및 전기기계적 스위칭 장치{AN ELECTROMAGNETIC DRIVE UNIT AND AN ELECTROMECHANICAL SWITCHING DEVICE}

본 발명은 전자기 구동 유니트들 및 전기기계적 스위칭 장치들을 설계하는 기술에 관한 것이다.

100 V 내지 1000V의 전압들에 걸쳐 전류들을 스위치하기 위하여 제공되는 저전압 스위칭 장치들 분야에서, 전자기 트리기 유니트들, 때때로 n-트리거들은 코일, 요크 및 전기자를 포함하는 전자기 구동 유니트로 구현된다.

전자기 트리거 유니트는 단락 회로가 발생할 때 전기기계적 스위칭 장치를 통하여 통과하는 전류를 제한 또는 차단하는 유니트이다. 트리거 유니트는 전류 경로가 차단 또는 제한되도록 전기자를 밀거나 당기기 위해 코일 및 요크에 의해 생성되는 힘을 사용한다. 전자기 트리거 유니트들은 일반적으로 회로 차단기들 및 전류 제한기들에 사용된다.

전자기 트리거 유니트는 일반적으로 만약 정격 전류가 초과되면 전류를 차단 또는 제한하기 위하여 제공된다. 이런 목적을 위해, 전자기 구동 유니트의 코일은 충분한 힘으로 전기자를 당기거나 밀기에 충분히 강한 자기장을 생성할 수 있어야 한다. 작은 정격 전류들을 가진 전기기계적 스위칭 장치들에서, 이것은 자기장이 코일을 통하여 흐르는 전류에 비례하기 때문에 문제일 수 있다.

이런 이유로, 많은 수의 권선들을 가진 코일들은 특히 동일한 전류에 대해 정격화된 전기기계적 스위칭 장치에 사용될 필요가 있다. 상기 전기기계적 스위칭 장치들은 오히려 작아지는 추세이기 때문에, 권선의 단면은 많은 수의 권선들을 수용하기 위해 크게 작아야 한다.

작은 단면을 가진 권선은 만약 큰 전류들이 상기 권선을 통하여 운반되면 매우 불안정하고, 따라서 권선이 형성되는 구리 와이어는 단락 회로의 경우 영구적으로 손상되는 경향이 있다.

본 발명의 제 1 목적은 단락 회로에 대해 전자기 구동 유니트의 안정성을 개선하는 것이다. 이 목적은 청구항 제 1 항에 나타난 바와 같이 달성될 수 있다.

본 발명의 제 2 목적은 단락 회로에 대해 전기기계적 스위칭 장치의 안정성을 개선하는 것이다. 이 목적은 청구항 제 3 항에 나타난 바와 같이 달성될 수 있다.

종속항들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 기술한다.

코일, 요크 및 전기자를 포함하는 전자기 구동 유니트의 코일 권선이 부분적으로 하나의 방향으로 감겨지고 부분적으로 다른 방향으로 감겨지면, 권선의 일부는 권선의 다른 부분과 다른 방향으로 전류를 운반할 것이다. 다른 부분의 보상 효과로 인해, 권선의 일부는 정상 조건들 하에서 자기적으로 영향을 받지 않을 수 있다. 그러나 단락 회로가 발생하는 경우, 다른 방향으로 감겨진 권선 부분의 유도 저항은 크고 따라서 단락 회로 전류를 제한하고자 한다.

유사한 고려 사항들은, 만약 전자기 구동 유니트가 적어도 하나의 입력 단자 사이 전류를 제한 또는 차단하기 위하여 제공되면, 적어도 하나의 입력 단자, 각각의 출력 단자, 및 본 발명의 제 1 측면에 따른 전자기 구동 유니트를 포함하는 전기기계적 스위칭 장치에 적용된다.

다음에서, 본 발명은 첨부 도면들에 도시된 실시예들을 참조하여 보다 상세히 기술된다.

도 1은 전류 제한기를 도시한다.

도 2는 전자기 구동 유니트를 도시한다.

도 1은 제 1 전류 입력 단자(A1) 및 응답하는 전류 출력 단자(T1)를 포함하는 전류 제한기(10)를 도시한다. 제한기(10)는 3상 전류를 위한 제한기이지만, 간략화를 위해 두 개의 다른 위상들에 대한 구성요소들은 도 1에서 생략되었다.

전류 제한기(10)의 각각의 입력 단자(A1)는 3 상 전기 회로 중 하나의 위상을 수신하고, 전류 레일(11)을 통하여 고정 접촉부(12)로 전류를 통과시킨다. 만약 접촉 브리지(14)가 정상 위치에 있으면, 고정 접촉부(12)는 이동 가능 접촉부(13)와 전기 접촉한다.

이동 가능 접촉부(13)는 접촉 브리지(14)를 통하여 제 2 이동 가능 접촉부(15)와 전기 접촉한다. 만약 접촉 브리지(14)가 여전히 정상 위치에 있으면, 제 2 이동 가능 접촉부(15)는 제 2 고정 접촉부(16)와 전기 접촉하고, 상기 제 2 고정 접촉부로부터 전류는 제 2 전류 레일(17)을 통하여 응답하는 출력 단자(T1)로 흐를 수 있다.

접촉 브리지(14)를 통하여 통과하는 전류는 바람직하게 제 2 고정 접촉부(16) 다음 금속 전도체(18)를 통하여 전자기 구동 유니트(20)의 코일(21)로 통과된다. 전자기 구동 유니트(20)는 제한기(10)를 통하여 흐르는 전류를 모니터하고, 만약 과도한 전류가 검출되면, 접촉 브리지(14)에 접속된 플런저(plunger)(23)를 이동시키는 힘을 전기자(23A)에 가함으로써 고정 접촉부들(12,16)로부터 이동 가능한 접촉부들(13,15)을 변위시킴으로써 상기 과도한 전류를 제한한다.

바이어싱 스프링(24)은 과도한 전류가 도달될 때까지, 즉 전자기 구동 유니트(20)가 바이어싱 스프링(24)의 밸런싱 힘을 초과하도록 충분히 큰 힘(F)을 전기자(23A)에 생성할 때까지 이동 가능한 접촉부들(13,15)이 고정 접촉부들(12,16)로부터 변위될 수 없도록 보장한다.

전자기 구동 유니트(20)는 코일(21), 요크(22) 및 전기자(23A)를 포함한다. 도 2에 도시된 코일(21)의 권선(41)은 부분적으로 하나의 방향으로 감겨지고 부분적으로 다른 방향으로 감겨진다. 권선(41)은 층간 권선 감김 방향을 변화시킬 수 있다, 즉 하나의 방향으로 하나 또는 그 이상의 층들(51)을 가지며 다른 방향으로 하나 또는 그 이상의 층들(52)을 가진다.

비록 본 발명이 비제한 실시예에 의해 기술되었지만, 당업자는 본 발명의 범위가 첨부된 특허 청구항들로부터 해석될 수 있다는 것을 인식한다. 특히, 비록 실시예들에서 전자기 스위칭 장치가 전류 제한기이지만, 다른 애플리케이션들에서 회로 차단기일 수 있다.

Claims (5)

1. 코일(21), 요크(22) 및 전기자(23A)를 포함하는 전자기 구동 유니트(20)로서,

   상기 코일(21)의 권선(41)은 부분적으로 하나의 방향으로 감겨지고 부분적으로 다른 방향으로 감겨지는,

   전자기 구동 유니트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 권선(41)은 층간(51,52) 권선 감김 방향을 변화시키는,

   전자기 구동 유니트.
3. 전기기계적 스위칭 장치(10)로서,

   ⅰ) 적어도 하나의 입력 단자(A1) 및 각각의 출력 단자(T1); 및

   ⅱ) 상기 적어도 하나의 입력 단자(A1) 및 각각의 출력 단자(T1) 사이에서 전류를 제한 또는 차단하기 위하여 제공된 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 전자기 구동 유니트(20)를 포함하는,

   전기기계적 스위칭 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 전기기계적 스위칭 장치(10)는 회로 차단기인,

   전기기계적 스위칭 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 전기기계적 스위칭 장치(10)는 전류 제한기인,

   전기기계적 스위칭 장치.

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