KR20200014692A - 전자기 액추에이터 및 이 액추에이터를 포함하는 전기 스위칭 유닛 - Google Patents

Abstract

이 전자기 액추에이터 (2) 는,
- 고정 바디 (4);
- 상기 전자기 액추에이터의 자기 코어를 형성하고, 그리고 수축 위치와 전개 위치 사이에서 상기 고정 바디 (4) 에 대해 병진 운동으로 이동 가능한 이동 부분 (6);
- 상기 수축 위치에서 상기 이동 부분을 유지하는 제 1 자기력을 발생시키도록 조정된 영구 자석을 형성하는 자기 피스 (10);
- 코일 (12) 로서, 상기 코일에 전기 여자 전류가 공급될 때 상기 제 1 자기력에 대항하는 제 2 자기력을 발생시키도록 조정된, 상기 코일 (12) 을 포함한다.
상기 이동 부분 (6) 은 상기 이동 부분 (6) 의 바디에 형성된 하나 이상의 노치들을 포함한다.

Description

전자기 액추에이터 및 이 액추에이터를 포함하는 전기 스위칭 유닛{ELECTROMAGNETIC ACTUATOR AND ELECTRICAL SWITCHING UNIT INCLUDING THIS ACTUATOR}

본 발명은 전자기 액추에이터 및 이 액추에이터를 포함하는 전기 스위칭 디바이스에 관한 것이다.

전기를 분배하기 위한 설비들에서 사용되는 회로 차단기들과 같은 전기 스위칭 디바이스들은 일반적으로 전자기 액추에이터를 포함하고, 상기 전자기 액추에이터의 기능은 제어 신호에 응답하여 전기적으로 폐쇄된 상태로부터 전기적으로 개방된 상태로 전기 디바이스를 전환시키는데 있다. 예를 들면, 전자기 액추에이터의 이동 부분은 전기 디바이스의 스위칭 메카니즘에 커플링된다. 전자기 액추에이터는 특히 전기 결함이 검출된 경우에 전기 분배가 중단되도록 한다.

FR-2893445-B1 은 고정 바디, 이동 부분, 및 상기 이동 부분을 이동 상태로 설정하도록 조정되는 전기 여자 자기 회로를 포함하는 공지된 전자기 액추에이터를 개시한다. 상기 전기 여자 자기 회로는 제어 신호에 의해서 파워가 공급되는 여자 코일 및 영구 자석을 포함한다.

이런 액추에이터들은 많은 요구 사항들을 충족해야 한다. 이들 액추에이터들은 스위칭 디바이스들 내부에서 쉽게 통합될 수 있도록 컴팩트해야 하고 작은 치수들을 가져야 한다. 이들 액추에이터들은 특히 전기 결함이 있는 경우에 제어 신호에 응답하여 신속하게 반응해야 한다. 이들 액추에이터들은 이것이 스위칭 디바이스의 기능에 영향을 미치기 때문에 신뢰할 수 있어야 하고 실수로 트리핑되지 말아야 한다. 특히, 이들 액추에이터들은 스위칭 디바이스 하류의 단락 회로들에서 발생되는 기생 자기장들 (parasitic magnetic fields) 에 노출되었을 때 트리핑되지 말아야 한다. 또한, 이들 액추에이터들은 제어 신호가 내장형 에너지 리저브 (embedded energy reserve) 로부터 공급되는 스위칭 디바이스들 내에서 기능할 수 있어야 한다.

이들 단점들은 본 발명이 특히 기능이 개선된 전자기 액추에이터를 제안함으로써 개선하고자 하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 전자기 액추에이터에 관한 것으로서, 상기 전자기 액추에이터는,

- 고정 바디;

- 상기 전자기 액추에이터의 자기 코어를 형성하고, 그리고 수축 위치와 전개 위치 사이에서 상기 고정 바디에 대해 병진 운동으로 이동 가능한 이동 부분;

- 상기 수축 위치에서 상기 이동 부분을 유지하는 제 1 자기력을 발생시키도록 조정된 영구 자석을 형성하는 자기 피스;

- 코일로서, 상기 코일에 전기 여자 전류가 공급될 때 상기 제 1 자기력에 대항하는 제 2 자기력을 발생시키도록 조정된, 상기 코일을 포함한다.

상기 이동 부분은 상기 이동 부분의 바디에 형성된 하나 이상의 노치들을 포함한다.

본 발명으로 인해, 상기 이동 부분에 배열된 상기 노치들은 상기 코일의 여자 동안에 상기 이동 부분에서 나타나는 와전류들을 제한하는 것을 가능하게 한다. 게다가, 상기 노치들은 자기 회로의 인덕턴스를 변경하는 것을 가능하게 하고, 그리고 따라서 상기 전자기 액추에이터의 트리핑을 제어하는데 필요한 에너지의 양을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 유익하지만 의무적이지 않은 양태들에 따르면, 이런 액추에이터는 임의의 기술적으로 허용 가능한 조합에 따라 또는 별개로 취해진 이하의 특성들 중 하나 이상을 포함할 수 있다:

- 상기 이동 부분은 철-규소 합금으로 제조된다.

- 상기 철-규소 합금 중의 규소의 질량 농도는 2% 이상 6.5% 이하, 바람직하게는 2.5% 이상 3.5% 이하이다.

- 상기 이동 부분은 금속 사출 성형법에 따라 제조된다.

- 각각의 노치는 상기 이동 부분의 중심에 대하여 반경 방향으로 배치된다.

- 노치들의 수는 1 내지 10, 바람직하게는 4 이다.

- 노치의 대향 에지들 사이의 각도는 5°이상 50°이하이다.

- 이동 부분의 반경은 3 mm 이상 10 mm 이하이고, 그리고 반경 방향 노치들의 길이는 상기 반경의 30% 이상이고 상기 반경의 90% 이하이다.

- 상기 노치들은 상기 자기 피스의 중심의 기하학적 평면의 양측에 배치되고, 그리고 이 평면에 수직으로 정렬된다.

또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 스위칭 메카니즘 및 상기 스위칭 메카니즘에 커플링된 전자기 액추에이터를 포함하는 전기 스위칭 디바이스에 관한 것이고, 상기 전자기 액추에이터는 전술한 바와 같다.

본 발명은 보다 잘 이해될 것이고, 그리고 본 발명의 다른 이점들은 전자기 액추에이터의 실시 형태에 따른 상세한 설명을 고려하여 더 명백히 드러날 것이고, 상기 설명은 단지 예시로서 주어지고 첨부된 도면들을 참조하여 이루어진다.

- 도 1 은 본 발명의 실시 형태들에 따른 전자기 액추에이터의 개략 단면도를 예시하고;
- 도 2 는 도 1 의 전자기 액추에이터의 자기 여자 회로의 이동 부분의 제 1 실시 형태의 개략 사시도를 예시하고;
- 도 3 은 제 1 실시 형태에 따른 도 2 의 이동 부분의 단면 III 에서의 단면도이고;
- 도 4 는 도 2 및 도 3 의 전자기 액추에이터의 다른 실시 형태의 단면도이고;
- 도 5 는 본 발명의 실시 형태들에 따른 전자기 액추에이터를 포함하는 전기 디바이스의 개략도를 예시한다.

도 1 은 고정 바디 (4) 및 전자기 액추에이터 (2) 의 자기 코어를 형성하는 이동 부분 (6) 을 포함하는 전자기 액추에이터 (2) 를 도시한다.

이동 부분 (6) 은 전개 위치와 수축 위치 사이에서 전자기 액추에이터 (2) 의 종방향 축선 (Z2) 을 따라서 고정 바디 (4) 에 대해 병진 운동으로 이동 가능하다. 전개 위치, 소위 말하는 "트리핑된 위치" 에서, 이동 부분 (6) 은 고정 바디 (4) 외부에 적어도 부분적으로 전개된다. 수축 위치, 소위 말하는 "작동 준비를 갖춘 (armed) 위치" 에서, 이동 부분 (6) 은 고정 바디 (4) 내부로 수축된다.

여기서 고정 바디 (4) 는 종방향 축선 (Z2) 을 중심으로 하는 중공 실린더 형상의 케이싱을 형성한다. 케이싱은 상기 이동 부분이 수축 위치와 전개 위치 사이에서 이동함에 따라 이동 부분 (6) 의 병진 운동의 안내를 보장한다.

또한, 전자기 액추에이터 (2) 는 자기 여자 회로 (8) 를 포함하고, 상기 자기 여자 회로 (8) 는, 이동 부분 (6) 과는 별도로, 자기 회로의 코어를 형성하는 자기 피스 (10) 를 포함하고, 그리고 전자기 액추에이터 (2) 가 여자되지 않을 때 수축 위치로 이동 부분 (6) 을 유지하는 제 1 자기력을 발생시킨다.

자기 피스 (10) 는 종방향 축선 (Z2) 을 중심으로 편평한 디스크 형상을 갖는다. 자기 피스 (10) 가 전자기 액추에이터 (2) 의 내부에 설치될 때, 자기 피스 (10) 의 주 측면들은 종방향 축선 (Z2) 에 수직이다.

실시예들에 따르면, 자기 피스 (10) 는 바람직하게는 강자성 재료로 영구 자화 (permanent magnetization) 를 갖는 재료로 제조된다.

자기 여자 회로 (8) 는 또한 코일에 전기 여자 전류에 의해서 파워가 공급될 때 제 1 자기력에 대항하는 제 2 자기력을 발생시킬 수 있는 코일 (12) 을 포함한다. 제 2 자기력은 제 1 자기력에 대항하고, 그리고 후술하는 바와 같이 이동 부분 (6) 의 해제를 허용한다.

예시된 실시예에서, 제 1 자기력 및 제 2 자기력은 종방향 축선 (Z2) 을 따라서 지향된다. 코일 (12) 은 예를 들면 종방향 축선 (Z2) 둘레에 동심으로 감겨진 전기 전도성 와이어의 권선들 (turns) 을 포함한다.

구현예들에 따르면, 자기 여자 회로 (8) 는 또한 자속을 집중시키기 위한 피스 (14) 를 포함한다. 이 실시예에서, 피스 (14) 는 자기 피스 (10) 의 상부 측면과 그 하부 측면을 통하여 접촉한다. 수축 위치에서, 이동 부분 (6) 은 피스 (14) 의 상부 부분과 접촉한다.

전자기 액추에이터는 또한 전개 위치를 향하여 이동 부분 (6) 을 이동시키는 경향이 있는 탄성 복귀 구성 요소 (16) 를 포함하고, 상기 탄성 복귀 구성 요소 (16) 는 이동 부분 (6) 과 기계적으로 커플링되고 복귀력을 가한다. 예를 들면, 탄성 복귀 구성 요소 (16) 는 스프링, 특히 종방향 축선 (Z2) 주위로 동축선 방향으로 설치된 압축 코일 스프링이다.

전자기 액추에이터 (2) 가 휴지 상태에 있을 때, 자기 피스 (10) 에 의해서 가해진 제 1 자기력은 이동 부분 (6) 이 수축 위치에 유지되도록 탄성 복귀 구성 요소 (16) 에 의해서 가해진 복귀력 보다 더 크다. 코일 (12) 이, 예를 들면, 전자기 액추에이터 (2) 로 보내지는 제어 신호에 응답하여, 전력 공급에 의해서 여자될 때, 코일 (12) 은 자기 피스 (10) 에 의해서 생성된 것에 대항하는 자기장을 발생시켜서 결과로 초래된 자기력을 감소시킨다. 그 다음에, 탄성 복귀 구성 요소 (16) 에 의해서 가해진 복귀력은 전개 위치를 향하여 이동 부분 (6) 을 이동시킨다.

실시예들에 따르면, 이동 부분 (6) 은 본질적으로 원통형 형상의 메인 바디와, 상기 메인 바디의 상부 단부로부터 종방향으로 연장되는 직선형의 좁은 막대 형상 부분을 포함한다.

예시된 실시 형태에 따르면, 이동 부분 (6) 은 이동 부분 (6) 에 차례로 설치된 이동 헤드 (18) 를 포함하고, 상기 이동 헤드 (18) 는 막대 형상 부분을 따라서 슬라이딩하도록 설치되고 제 2 복귀 구성 요소 (20) 와 커플링된다. 예를 들면, 제 2 복귀 구성 요소 (20) 는 종방향 축선 (Z2) 과 동심의 코일 스프링이다. 탄성 복귀 구성 요소 (16) 는 한편으로는 고정 바디 (4) 에, 그리고 다른 한편으로는, 대향 단부에, 이동 헤드 (18) 에 지탱된다.

구현예에 따르면, 고정 바디 (4) 는 동축으로 배치되고, 예를 들면, 밀봉에 의해서 함께 연결되는 적어도 2 개의 부분들 (22 및 24) 을 조립함으로써 형성된다. 도면 부호 26 은 하부 단부에서 고정 바디 (4) 를 폐쇄하는 베이스 플레이트를 나타낸다. 예를 들면, 자기 피스 (10) 는 베이스 플레이트 (26) 의 상부 측면에 설치된다. 이동 헤드 (18) 는 고정 바디 (4) 의 대향 단부에서 연장된다.

예를 들면, 전자기 액추에이터 (2) 는 특허 FR 2 893 445 B1 에 기재된 전자기 액추에이터와 유사하고, 그리고 유사한 방식으로 기능한다.

도 2 에 예시된 바와 같이, 이동 부분 (6) 은 이동 부분 (6) 의 메인 바디에 배열된 슬롯들 또는 리세스들과 같은 하나 이상의 노치들 (30) 을 포함한다. 노치들 (30) 은 바람직하게는 이동 부분 (6) 의 메인 바디의 주변 에지 (32) 로부터 연장된다. 실시 형태들에 따르면, 노치들 (30) 은 반경 방향 노치들, 즉 이동 부분 (6) 의 중심에 대하여, 즉 여기서는 이동 부분 (6) 의 종방향 축선에 대하여 반경 방향으로 배치된 노치들이다. 이동 부분 (6) 이 전자기 액추에이터 (2) 에 설치될 때, 이동 부분 (6) 의 종방향 축선은 종방향 축선 (Z2) 과 합쳐진다. 따라서, 노치들 (30) 은 이동 부분 (6) 의 주변 에지 (32) 에 본질적으로 수직하게 연장된다.

예를 들면, 각각의 노치 (30) 는 이동 부분 (6) 의 반경 방향 섹션 부분을 규정하면서 이동 부분 (6) 의 주변 에지 (32) 로부터 이동 부분 (6) 의 중심을 향하여 연장된다. 여기서 "반경 방향 섹션 부분" 은 노치 (30) 가 이동 부분 (6) 의 중심까지 완전히 연장되지 않기때문에 노치 (30) 가 이동 부분 (6) 의 완전한 반경 방향 섹션을 형성하지 않는다는 것을 의미한다. 이에 반하여, 각각의 노치 (30) 는 중심으로부터 0 이 아닌 거리에 위치되는 내부 단부 에지 (34) 에 의해서 중심을 향하여 종결된다.

도 3 에서, 도면 부호 R6 은 노치들 (30) 이 형성되는 이동 부분 (6) 의 메인 바디에서 측정된 이동 부분 (6) 의 반경을 나타낸다. 도면 부호 W30 은 노치 (30) 의 대향 에지들 간의 각도를 나타낸다. 예를 들면, 각도 (W30) 는 주변 에지 (32) 에서 측정된다. 도면 부호 l30 은 노치 (30) 의 폭을 나타낸다.

실시 형태들에 따르면, 이동 부분 (6) 의 노치들 (30) 은 동일하다.

노치들 (30) 은 바람직하게는 서로에 대하여 규칙적으로 이격되고, 즉 노치들 (30) 은 이동 부분 (6) 의 전체 둘레에 걸쳐서 균일하게 분포된다. 이 경우에, 이동 부분 (6) 은 이동 부분 (6) 이 전자기 액추에이터 (2) 내부에 설치될 때 종방향 축선 (Z2) 주위로 회전 대칭을 갖는다.

실시 형태들에 따르면, 반경 방향 노치들 (30) 의 수는 1 이상, 바람직하게는 1 내지 10, 더 바람직하게는 3 내지 10 이다. 예시된 실시예에서, 노치들 (30) 의 수는 4 이다.

실시 형태들에 따르면, 노치의 각도 (W30) 는 5°이상 50°이하이거나, 또는 각도 (W30) 는 20°이상 40°이하이다. 예를 들면, 폭 (l30) 은 5°이상 20°이하이다. 다른 각도 값들도 가능하다.

노치들 (30) 은 바람직하게는 이동 부분 (6) 의 종방향 축선과 평행하게 이동 부분 (6) 의 메인 바디를 따라서 높이 방향으로 연장된다. 예를 들면, 노치들 (30) 은 이동 부분 (6) 의 메인 바디의 길이의 20% 이상의 높이를 갖는다.

특정 실시 형태들에 따르면, 이동 부분 (6) 의 반경 (R6) 은 바람직하게는 3 mm 이상 10 mm 이하이다.

예를 들면, 반경 방향 노치들의 길이 (L30) 는 반경 (R6) 의 30% 이상 반경 (R6) 의 90% 이하, 바람직하게는 반경 (R6) 의 40% 이상 반경 (R6) 의 70% 이하이다.

실제로, 슬롯들 (30) 의 수 및 치수들의 정확한 값들은 적용들, 특히 전자기 액추에이터 (2) 의 기대 성능에 따라 최적화된다. 실시예들에 따르면, 제 1 자기력이 전자기 액추에이터 (2) 의 만족스러운 기능을 보장하기에 충분하도록 충분히 큰 섹션 (W30) 을 유지하는 동시에 이동 부분 (6) 의 둘레를 증가시키는 것이 바람직하다.

예를 들면, 실시 형태들에 따르면, 노치들 (30) 이 없는 동일한 반경의 디스크의 둘레에 대한 이동 부분 (6) 의 둘레의 길이의 비는 1.5 이상, 바람직하게는 2 이상, 더 바람직하게는 5 이상이다.

변형예들 (미예시) 에 따르면, 각각의 노치 (30) 는 측면 에지들이 서로 평행한 타원형 형상을 갖는다. 따라서, 각각의 노치 (30) 는 사변형 형상, 예를 들면, 직사각형 형상을 갖는다. 이 경우에, 폭 (l30) 은 이동 부분 (6) 의 에지 (34) 또는 이동 부분의 에지 (32) 에서 측정되든지간에 동일하다.

코일 (12) 이 전자기 액추에이터 (2) 를 제어하도록 여자될 때, 상기 코일은 종방향 축선 (Z2) 을 따라서 정렬된 자속을 생성한다. 이 자속은 이동 부분 (6) 내부에서 와전류들을 발생시키고, 이는 에너지 손실을 유발한다. 이들 와전류들은 일반적으로 주변 에지 (32) 를 따라서 자속의 방향에 수직인 이동 부분 (6) 의 평면에서 순환한다. 코일 (12) 에 의해서 생성된 자속에 접선인 노치들 (30) 의 배치는 와전류들에 의해서 이동된 등가 경로의 길이를 증가시키는 것을 가능하게 하고, 이는 와전류들의 순환을 방해하고 에너지 손실들을 감소시킨다.

와전류들로 인한 에너지 손실들을 감소시키는 것은 코일 (12) 에 파워를 공급하는데 필요한 에너지의 양을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 이것은 전기 디바이스 내부의 전자기 액추에이터 (2) 의 여자가 저장 용량이 제한된 에너지 리저브 또는 배터리를 사용하여 수행될 때 유리하다.

게다가, 노치들 (30) 의 수 및 치수들의 선택은 이동 부분 (6) 의 릴럭턴스 (reluctance) 를 변화시키는 것을 가능하게 하고, 이는 이동 부분 (6) 의 인덕턴스 값을 최적화하는 것을 가능하게 하고, 그리고 따라서, 전자기 액추에이터 (2) 를 트리핑하는데 필요한 에너지의 양을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

마지막으로, 노치들 (30) 은 이동 부분 (6) 의 중량을 감소시킨다. 따라서, 이동 부분 (6) 은 더 용이하게 이동한다. 따라서, 전자기 액추에이터 (2) 의 응답 시간이 감소된다.

유리한 실시 형태들에 따르면, 이동 부분 (6) 은 철-규소 합금으로 제조된다.

철-규소 합금 중의 규소의 질량 농도는 바람직하게는 2% 이상 6.5% 이하, 바람직하게는 2.5% 이상 3.5% 이하이다.

특히 유리한 실시 형태들에 따르면, 이동 부분 (6) 은 금속 사출 성형법에 의해서 제조된다.

철-규소 합금의 사용은 순수한 철의 전기 저항률 보다 적어도 2 배 또는 3 배 더 큰 전기 저항률을 가지면서 동시에, 특히 포화 유도 및 투자율 (magnetic permeability) 의 관점에서, 순수한 철의 자기 성능값들에 근접한 자기 성능값들을 얻는 것을 가능하게 하고, 이는 제 2 자기력이 자기 피스 (10) 에 적용될 때 와전류들로 인한 에너지 손실들을 제한하는 것을 가능하게 한다.

금속 사출 성형법에 따른 이동 부분 (6) 의 제조는, 이동 부분 (6) 의 경우에서와 같이, 특히 소형 부분들의 제조를 위하여, 철-규소 합금에 의한 만족스러운 결과들을 제공하지 못하는 공지된 성형 기술들, 예를 들면, 기계 가공 또는 선삭에 의한 것 보다 철-규소 합금으로 이동 부분 (6) 을 더 용이하게 제조하는 것을 가능하게 한다.

도 4 는 이동 부분 (6) 의 또 다른 실시 형태에 대응하는 이동 부분 (6') 을 도시한다. 이동 부분 (6) 과 유사한 이동 부분 (6') 의 구성 요소들은 추가의 심벌 (') 이 표시된 동일한 도면 부호들을 갖고, 그리고 상기 설명이 이들에 대하여 뒤바뀌는 범위내에서, 상세하게 설명되지 않는다. 이동 부분 (6') 은 특히 이동 부분 (6) 대신에 전자기 액추에이터 (2) 내부에 통합될 수 있다.

이동 부분 (6') 은 특히 이동 부분 (6') 의 노치들 (30') 이 반경 방향으로 배향되지 않는다는 점에서 이동 부분 (6) 과 상이하다. 이에 반하여, 여기서 노치들 (30') 은 이동 부분 (6') 의 중심의 기하학적 평면의 양측에 배치되고, 그리고 평행한 방향들을 따라서 이 평면에 수직으로 정렬된다. 중심의 기하학적 평면은 도 4 의 이동 부분 (6') 을 예시하는 단면 평면에 수직이고, 따라서 종방향 축선 (Z2) 에 평행하다.

따라서, 제 1 그룹의 노치들 (30') 은 중심의 기하학적 평면의 한쪽 측면에 배치되고, 그리고 제 2 그룹의 노치들 (30') 은 중심의 기하학적 평면의 다른쪽 측면에 배치된다.

노치들 (30') 의 수는 바람직하게는 제 1 그룹 및 제 2 그룹 각각에서 동일하다. 예를 들면, 중심의 기하학적 평면은 이동 부분 (6') 의 대칭 평면이다.

실시 형태들에 따르면, 제 1 그룹 및 제 2 그룹 각각의 노치들 (30') 의 수는 2 이상 6 이하이다. 실제로, 노치들 (30') 의 수 및 치수들은 이동 부분 (6') 의 제조 방법, 특히 이형 제약들 (mould release constraints) 에 의존한다. 예시된 실시예에서, 제 1 그룹 및 제 2 그룹 각각은 4 개의 노치들 (30') 을 포함한다.

예를 들면, 이동 부분 (6') 은 이동 부분 (6) 과 동일한 재료로, 그리고 이동 부분 (6) 과 유사한 제조 방법에 따라 제조된다.

중심의 기하학적 평면의 동일한 측면에 위치된 노치들 (30') 의 각각의 내부 단부 에지들 (34) 은 바람직하게는 중심의 기하학적 평면으로부터 동일한 거리에 정렬되고 위치된다. 주변 에지 (32) 의 원형 형상의 결과로서, 내부 단부 에지들 (34) 이 동일한 축선을 따라서 정렬되는 노치들 (30') 은 이 경우에 상이한 길이들 (L30') 을 가질 수 있다.

도 4 에서, 도면 부호 "LA" 는 제 1 그룹 및 제 2 그룹의 노치들 (30') 의 내부 단부 에지들 (34) 사이의 거리를 나타낸다. 여기서 거리 (LA) 는 이동 부분 (6') 의 직경의 5% 이상 이동 부분 (6') 의 직경의 30% 이하이다.

실제로, 노치들 (30') 의 길이 (L30') 의 최대값, 2 개의 연속 노치들 (30') 간의 간격 (W30') 및 노치들 (30') 의 폭 (ℓ30') 과 같은 노치들 (30') 의 치수들은, 특히 와전류들에 의해서 이동된 등가 경로의 길이를 증가시키고 이동 부분 (6') 의 인덕턴스 값을 최적화하는 목적으로 이동 부분 (6) 과 유사한 방식으로 선택된다. 도 5 는 회로 차단기, 접촉기, 또는 릴레이 또는 임의의 다른 등가 디바이스와 같은 전기 스위칭 디바이스 (40) 를 도시한다.

전기 스위칭 디바이스 (40) 는 전류 입력/출력 접속 단자들 (41), 분리 가능한 전기 접점들 (42), 스위칭 메카니즘 (44) 및 전자기 액추에이터 (2) 를 포함한다.

분리 가능한 전기 접점들 (42) 은 전류 입력/출력 접속 단자들 (41) 사이에 연결되고, 그리고 스위칭 메카니즘 (44) 의 작용하에서 전류의 순환을 각각 방지 또는 허용하도록 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 전환 가능하다.

전자기 액추에이터 (2) 는, 예를 들면, 트리핑 디바이스 또는 전기 스위칭 디바이스 (40) 외부의 제어 유닛에 의해서 공급되는 제어 신호에 응답하여, 분리 가능한 전기 접점들 (42) 의 개방을 트리핑하도록 스위칭 메카니즘 (44) 에 커플링된다.

전술한 실시 형태들 및 변형예들은 새로운 실시 형태들을 발생시키도록 함께 조합될 수 있다.

Claims (10)

1. 전자기 액추에이터 (2) 로서,
   - 고정 바디 (4);
   - 상기 전자기 액추에이터의 자기 코어를 형성하고, 그리고 수축 위치와 전개 위치 사이에서 상기 고정 바디 (4) 에 대해 병진 운동으로 이동 가능한 이동 부분 (6; 6');
   - 상기 수축 위치에서 상기 이동 부분을 유지하는 제 1 자기력을 발생시키도록 조정된 영구 자석을 형성하는 자기 피스 (10);
   - 코일 (12) 로서, 상기 코일에 전기 여자 전류가 공급될 때 상기 제 1 자기력에 대항하는 제 2 자기력을 발생시키도록 조정된, 상기 코일 (12) 을 포함하고;
   상기 이동 부분 (6; 6') 은 상기 이동 부분 (6; 6') 의 바디에 형성된 하나 이상의 노치들 (30; 30') 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자기 액추에이터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 이동 부분 (6; 6') 은 철-규소 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 전자기 액추에이터.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 철-규소 합금 중의 규소의 질량 농도는 2% 이상 6.5% 이하, 바람직하게는 2.5% 이상 3.5% 이하인 것을 특징으로 하는, 전자기 액추에이터.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 이동 부분 (6; 6') 은 금속 사출 성형법에 따라 제조되는 것을 특징으로 하는, 전자기 액추에이터.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 노치 (30) 는 상기 이동 부분 (6) 의 중심에 대해 반경 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 전자기 액추에이터.
6. 제 5 항에 있어서,
   노치들 (30) 의 수는 1 내지 10, 바람직하게는 4 인 것을 특징으로 하는, 전자기 액추에이터.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
   노치 (30) 의 대향 에지들 사이의 각도 (W30) 는 5°이상 50°이하인 것을 특징으로 하는, 전자기 액추에이터.
8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이동 부분 (6) 의 반경 (R6) 은 3 mm 이상 10 mm 이하이고, 그리고 반경 방향의 상기 노치들 (30) 의 길이 (L30) 는 상기 반경의 30% 이상이고 상기 반경의 90% 이하인 것을 특징으로 하는, 전자기 액추에이터.
9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 노치들 (30') 은 상기 이동 부분 (6') 의 중심의 기하학적 평면의 양측에 배치되고, 그리고 이 평면에 수직으로 정렬되는 것을 특징으로 하는, 전자기 액추에이터.
10. 스위칭 메카니즘 (44) 및 상기 스위칭 메카니즘에 커플링된 전자기 액추에이터를 포함하는 전기 스위칭 디바이스 (40) 로서,
    상기 전자기 액추에이터 (2) 는 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따르는 것을 특징으로 하는, 전기 스위칭 디바이스.

Images