專(zhuān)利名稱(chēng)：斷路器用脫扣電磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低壓電器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種斷路器用脫扣電磁鐵。
背景技術(shù)：
低壓斷路器普遍采用電磁鐵來(lái)檢測(cè)故障電流并推動(dòng)斷路器脫扣分閘，一般的電磁鐵如拍合式電磁鐵具有U型的軛鐵和可轉(zhuǎn)動(dòng)的銜鐵。這種電磁鐵在小電流斷路器中應(yīng)用相當(dāng)多，但應(yīng)用在大電流斷路器(如額定電流1600A以上)上時(shí)，存在一些困難。一方面，要滿足在銜鐵吸合的最后階段能輸出足夠的力使斷路器機(jī)構(gòu)能解鎖動(dòng)作，一般銜鐵和軛鐵所構(gòu)成的磁通路的鐵心截面積需要足夠大，以使得在吸合最后階段磁路不會(huì)提前飽和而削弱電磁鐵的輸出力；另一方面，在未吸合時(shí)，由于斷路器額定電流比較大，因此軛鐵與銜鐵之間的吸力也比較大，電磁鐵容易在低脫扣整定電流值時(shí)就發(fā)生動(dòng)作，難以設(shè)定高脫扣整定電流值，造成一些實(shí)際應(yīng)用上的困難。因此急需一種電磁鐵，既能保證在吸合最后階段能提供足夠的輸出，又能降低起始電磁吸力。目前所知的降低初始電磁吸力的辦法有一是加大銜鐵與軛鐵之間的工作氣隙， 可以降低初始電磁吸力，但是容易造成工作行程過(guò)長(zhǎng)，增加后級(jí)機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)計(jì)難度并且會(huì)影響小型化設(shè)計(jì)；二是增加施加于銜鐵上的彈簧反力，但是容易造成機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)力變大和吸合最后階段輸出力同步降低的缺點(diǎn)；三是在磁路中增加固定氣隙，但是也會(huì)造成吸合最后階段輸出力降低的缺陷。因此目前尚未見(jiàn)到能簡(jiǎn)單有效的解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案。為此，本申請(qǐng)人進(jìn)行了積極而有效的嘗試，找到了解決上述技術(shù)問(wèn)題的辦法，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既能有效降低初始電磁吸力、又能保證在吸合最后階段提供足夠輸出力的斷路器用脫扣電磁鐵。本發(fā)明的目的是這樣來(lái)達(dá)到的，一種斷路器用脫扣電磁鐵，包括一個(gè)U型的軛鐵和一個(gè)用于與軛鐵相配合的銜鐵，所述銜鐵的一端作為轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)、銜鐵的另一端為吸合端， 其特點(diǎn)是所述的軛鐵在面向銜鐵吸合端的那端具有一主磁極和一輔助磁極，所述的主磁極與銜鐵的吸合端配合而產(chǎn)生使銜鐵向軛鐵作吸合運(yùn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)矩，所述的輔助磁極延設(shè)在主磁極的側(cè)部，該輔助磁極從銜鐵吸合端的外圍沿銜鐵吸合方向的反方向延伸，并與銜鐵的吸合端配合而產(chǎn)生比第一轉(zhuǎn)矩小的吸合或分離的第二轉(zhuǎn)矩。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述的主磁極上具有第一吸合面，所述的銜鐵的吸合端上相應(yīng)地形成有第二吸合面，通過(guò)第一吸合面與第二吸合面的配合而使軛鐵與銜鐵之間產(chǎn)生第一吸力；所述的輔助磁極上具有第三吸合面，所述的銜鐵的吸合端上相應(yīng)地形成有第四吸合面，通過(guò)第三吸合面與第四吸合面的配合而使軛鐵與銜鐵之間產(chǎn)生第二吸力。
在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，所述的第一吸合面與所述的第三吸合面之間大致呈L形設(shè)置，而所述的第二吸合面與所述的第四吸合面之間同樣大致呈L形設(shè)置。在本發(fā)明的又一個(gè)具體實(shí)施例中，所述的脫扣電磁鐵還包括第一支架、第二支架、 銷(xiāo)軸、限位件、傳動(dòng)軸和反力彈簧，所述的軛鐵固定在第一支架和第二支架之間，所述的銜鐵通過(guò)銷(xiāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在第一支架和第二支架之間；所述的限位件固定在第一支架上，用于與所述的銜鐵相配合；所述的傳動(dòng)軸相對(duì)于第一支架可旋轉(zhuǎn)地固定，當(dāng)所述的銜鐵受電磁吸力產(chǎn)生位移時(shí)能夠帶動(dòng)傳動(dòng)軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述的反力彈簧的一端與第一支架連接， 所述的反力彈簧的另一端與所述的銜鐵連接。在本發(fā)明的再一個(gè)具體實(shí)施例中，所述的傳動(dòng)軸包括軸本體、懸臂和驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)，所述的懸臂的一端固定在軸本體上，所述的懸臂的另一端上固定有驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)，所述的驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)用于與所述的銜鐵連接。在本發(fā)明的還有一個(gè)具體實(shí)施例中，所述的銜鐵上開(kāi)設(shè)有用于與所述的驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)配合而實(shí)現(xiàn)連接的腰形孔。在本發(fā)明的還有一個(gè)具體實(shí)施例中，所述的脫扣電磁鐵還包括第一外殼、第二外殼，所述的第一外殼和第二外殼包覆在所述的第一支架、第二支架、軛鐵、銷(xiāo)軸、限位件、銜鐵、傳動(dòng)軸和反力彈簧外，且第一外殼通過(guò)第一螺釘與第一支架固定，所述的第二外殼通過(guò)第二螺釘與第一外殼相固定。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，具有的有益效果電磁鐵的軛鐵設(shè)有專(zhuān)門(mén)降低初始電磁吸力的輔助磁極，有效地降低了電磁鐵的初始輸出力，在電磁鐵吸合的最后階段又能輸出足夠大的輸出力，解決了大電流斷路器采用電磁鐵檢測(cè)電流的設(shè)計(jì)難度和動(dòng)作可靠性。


圖1為本發(fā)明所述的直流電磁鐵在吸合狀態(tài)下的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述的直流電磁鐵在未吸合狀態(tài)下的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明在另一側(cè)方向上的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明所述的傳動(dòng)軸的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明安裝于斷路器內(nèi)部的一應(yīng)用例結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5的局部立體分解圖。圖7為本發(fā)明在第一、第二支架外部裝配有第一、第二外殼后的立體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖8為本發(fā)明所述的軛鐵、銜鐵配合的平面結(jié)構(gòu)圖。圖9為本發(fā)明脫扣電磁鐵在未吸合時(shí)的電磁系統(tǒng)圖。圖10為本發(fā)明脫扣電磁鐵在吸合時(shí)的電磁系統(tǒng)圖。圖中1.第一支架；2.第二支架；3.軛鐵、31.主磁極、301.第一吸合面、32.輔助磁極、302.第三吸合面、361.主氣隙、362.輔助氣隙；4.銷(xiāo)軸；5.限位件；6.銜鐵、61.腰形孔、601.第二吸合面、602.第四吸合面；7.第一軸承；8.傳動(dòng)軸、81.驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)、82.懸臂、83. 軸本體；9.第二軸承；10.反力彈簧；11.第一外殼；12.第二外殼；13.第一螺釘；14.第二螺釘；15.斷路器主母線；Fl.第一吸力；F2.第二吸力；Ml.第一轉(zhuǎn)矩；M2.第二轉(zhuǎn)矩； Φ1.主磁通；Φ2.輔助磁通。
具體實(shí)施例方式為了使專(zhuān)利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)和有益效果，申請(qǐng)人將在下面以實(shí)施例的方式作詳細(xì)說(shuō)明，但是對(duì)實(shí)施例的描述均不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，任何依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所作出的僅僅為形式上的而非實(shí)質(zhì)性的等效變換都應(yīng)視為本發(fā)明的技術(shù)方案范疇。請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3、圖4和圖7、圖8，一種斷路器用脫扣電磁鐵，包括第一支架 1、第二支架2、軛鐵3、銷(xiāo)軸4、限位件5、銜鐵6、傳動(dòng)軸8、反力彈簧10、第一外殼11和第二外殼12。所述的軛鐵3呈U型，該U型的軛鐵3包括主磁極31、輔助磁極32，其中主磁極 31具有第一吸合面301，輔助磁極32具有第三吸合面302，且第三吸合面302與第一吸合面 301之間大致呈L形設(shè)置；軛鐵3固定在第一支架1和第二支架2之間，在軛鐵3的中間具有中空的型腔。所述的銜鐵6具有第二吸合面601和第四吸合面602，所述的第四吸合面 602與所述的第二吸合面601之間大致呈L形設(shè)置；銜鐵6通過(guò)銷(xiāo)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在第一支架1和第二支架2之間，使銜鐵6可以繞銷(xiāo)軸4自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在銜鐵6上開(kāi)設(shè)有腰形孔61。 所述的限位件5固定在第一支架1上，用于與所述的銜鐵6相配合，具體是由限位件5對(duì)銜鐵6起限位作用，使銜鐵6只能在圖1所示位置與圖2所示位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的反力彈簧10的一端與第一支架1連接，反力彈簧10的另一端與所述的銜鐵6連接，使銜鐵6在自由狀態(tài)時(shí)緊靠在限位件5上。所述的傳動(dòng)軸8包括軸本體83、懸臂82和驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)81，所述的懸臂82的一端固定在軸本體83的一端上，懸臂82的另一端上固定有驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)81，所述的驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)81插入銜鐵6上的腰形孔61中，當(dāng)銜鐵6受電磁吸力在圖1所示位置和圖2所示位置之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)81可拉動(dòng)懸臂82繞軸本體83作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述的軸本體83 的另一端加工成楔形，方便對(duì)外傳遞扭力，在軸本體83長(zhǎng)度方向的兩端還分別安裝有能夠使傳動(dòng)軸8靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的第一軸承7、第二軸承9。在安裝時(shí)，所述的第一外殼11和第二外殼 12包覆在所述的第一支架1、第二支架2、軛鐵3、銷(xiāo)軸4、限位件5、銜鐵6、傳動(dòng)軸8和反力彈簧10外，且第一外殼11通過(guò)第一螺釘13與第一支架1固定，所述的第一外殼12通過(guò)第二螺釘14與第一外殼11相固定，所述的傳動(dòng)軸8通過(guò)第一軸承7、第二軸承9轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述的第一外殼11上。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖7并結(jié)合圖5、圖6、圖8、圖9、圖10，敘述本發(fā)明的工作過(guò)程
本發(fā)明斷路器用脫扣電磁鐵如圖8、圖9、圖10所示，所述的軛鐵3包括主磁極31、輔助磁極32，主磁極31具有第一吸合面301，輔助磁極32具有第三吸合面302 ；所述的銜鐵6具有第二吸合面601、第四吸合面602，所述的第一吸合面301與第二吸合面601之間形成有主氣隙361，所述的第三吸合面302與第四吸合面602之間形成有輔助氣隙362，斷路器主回路通電后，由于電磁感應(yīng)原理，在軛鐵3、銜鐵6、主氣隙361中形成主磁通Φ1，而在軛鐵 3、銜鐵6、輔助氣隙362中形成輔助磁通Φ2，主磁通Φ 1在主磁極31與銜鐵6的吸合端之間的主氣隙361中產(chǎn)生第一吸力F1，由第一吸力Fl產(chǎn)生使銜鐵6向軛鐵3作吸合運(yùn)動(dòng)并可使銜鐵6繞軸銷(xiāo)4旋轉(zhuǎn)的第一轉(zhuǎn)矩Μ1，輔助磁通Φ2在輔助磁極32與銜鐵6的吸合端之間的輔助氣隙362中產(chǎn)生第二吸力F2，根據(jù)杠桿原理，第二吸力F2產(chǎn)生比第一轉(zhuǎn)矩Ml小的吸合或分離的第二轉(zhuǎn)矩Μ2。電磁鐵初始吸合時(shí)，主氣隙361與輔助氣隙362都存在一定的開(kāi)距，由于輔助磁通Φ2的旁路作用，減小了主磁通Φ 1，從而使第一吸力Fl減小，進(jìn)而減小了第一轉(zhuǎn)矩Ml，由于第二轉(zhuǎn)矩Μ2較小，對(duì)第一轉(zhuǎn)矩Ml的影響較小，從而降低了電磁鐵初始輸出轉(zhuǎn)矩。在電磁鐵吸合的最后階段，主氣隙361減小到較小值，而輔助氣隙362仍保持一定的開(kāi)距，所以此時(shí)電磁鐵的主磁通Φ 1增加至較大值，而輔助磁通Φ2減小到較小值，此時(shí)第一吸力Fl增加至較大值，而第二吸力F2減小到較小值，從而獲得較大的第一轉(zhuǎn)矩Ml，且第二轉(zhuǎn)矩Μ2由于第二吸力F2較小而忽略，保證了電磁鐵在吸合的最后階段能輸出較大的輸出轉(zhuǎn)矩。調(diào)整輔助磁極的大小，則可在不影響電磁鐵吸合最后階段輸出轉(zhuǎn)矩的前提下減小電磁鐵初始輸出轉(zhuǎn)矩，適用于較大脫扣電流的斷路器過(guò)流保護(hù)用脫扣電磁鐵。斷路器用脫扣電磁鐵如圖5、圖6所示安裝于斷路器內(nèi)部，斷路器主母線15穿過(guò)軛鐵3中間的型腔。如圖1、2所示，脫扣電磁鐵裝置由軛鐵3、銜鐵6組成磁路系統(tǒng)，當(dāng)斷路器主母線15通過(guò)直流電流時(shí)，則在軛鐵3與銜鐵6之間的工作氣隙中產(chǎn)生電磁場(chǎng)，軛鐵3對(duì)銜鐵6產(chǎn)生電磁吸力。當(dāng)斷路器主母線15中的電流很小時(shí)，產(chǎn)生的電磁吸力相對(duì)也很小， 由于反力彈簧10的拉力作用，銜鐵6不動(dòng)作；隨著電流的增加，電磁吸力也越來(lái)越大，當(dāng)電磁吸力增加到大于反力彈簧10拉力時(shí)，銜鐵6動(dòng)作，其位置由圖2所示位置向圖1所示位置轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)銜鐵6上的腰形孔61拉動(dòng)傳動(dòng)軸8上的驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)81向上運(yùn)動(dòng)，使懸臂82繞軸本體83作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)軸本體83上另一端的楔形端對(duì)外傳遞扭力。此扭力可通過(guò)斷路器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)施加于斷路器的分閘機(jī)構(gòu)上，使斷路器分閘，達(dá)到過(guò)流保護(hù)的作用。綜上所述，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既能有效降低初始電磁吸力、又能保證在吸合最后階段提供足夠輸出力的斷路器脫扣電磁鐵，該技術(shù)方案達(dá)到了發(fā)明目的，體現(xiàn)了申請(qǐng)人所述的技術(shù)效果。
權(quán)利要求
1.一種斷路器用脫扣電磁鐵，包括一個(gè)U型的軛鐵C3)和一個(gè)用于與軛鐵C3)相配合的銜鐵(6)，所述銜鐵(6)的一端作為轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)、銜鐵(6)的另一端為吸合端，其特征在于 所述的軛鐵( 在面向銜鐵(6)吸合端的一端具有一主磁極(31)和一輔助磁極(32)，所述的主磁極(31)與銜鐵(6)的吸合端配合而產(chǎn)生使銜鐵(6)向軛鐵(3)作吸合運(yùn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)矩M1，所述的輔助磁極(32)延設(shè)在主磁極(31)的側(cè)部，該輔助磁極(32)從銜鐵(6)吸合端的外圍沿銜鐵(6)吸合方向的反方向延伸，并與銜鐵(6)的吸合端配合而產(chǎn)生比第一轉(zhuǎn)矩Ml小的吸合或分離的第二轉(zhuǎn)矩M2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器用脫扣電磁鐵，其特征在于所述的主磁極(31)上具有第一吸合面(301)，所述的銜鐵(6)的吸合端上相應(yīng)地形成有第二吸合面(601)，通過(guò)第一吸合面(301)與第二吸合面(601)的配合而使軛鐵(3)與銜鐵(6)之間產(chǎn)生第一吸力Fl ； 所述的輔助磁極(3 上具有第三吸合面(302)，所述的銜鐵(6)的吸合端上相應(yīng)地形成有第四吸合面(602)，通過(guò)第三吸合面(302)與第四吸合面(602)的配合而使軛鐵(3)與銜鐵 (6)之間產(chǎn)生第二吸力F2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的斷路器用脫扣電磁鐵，其特征在于所述的第一吸合面(301) 與所述的第三吸合面(302)之間大致呈L形設(shè)置，而所述的第二吸合面(601)與所述的第四吸合面(60 之間同樣大致呈L形設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器用脫扣電磁鐵，其特征在于所述的脫扣電磁鐵還包括第一支架(1)、第二支架O)、銷(xiāo)軸G)、限位件(5)、傳動(dòng)軸(8)和反力彈簧(10)，所述的軛鐵(3)固定在第一支架(1)和第二支架( 之間，所述的銜鐵(6)通過(guò)銷(xiāo)軸(4)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在第一支架(1)和第二支架( 之間；所述的限位件( 固定在第一支架(1)上，用于與所述的銜鐵(6)相配合；所述的傳動(dòng)軸⑶相對(duì)于第一支架⑴可旋轉(zhuǎn)地固定，當(dāng)所述的銜鐵(6)受電磁吸力產(chǎn)生位移時(shí)能夠帶動(dòng)傳動(dòng)軸(8)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述的反力彈簧(10)的一端與第一支架(1)連接，所述的反力彈簧(10)的另一端與所述的銜鐵(6)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的斷路器用脫扣電磁鐵，其特征在于所述的傳動(dòng)軸(8)包括軸本體(83)、懸臂(82)和驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)(81)，所述的懸臂(82)的一端固定在軸本體(83)上，所述的懸臂(82)的另一端上固定有驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)(81)，所述的驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)(81)用于與所述的銜鐵(6)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的斷路器用脫扣電磁鐵，其特征在于所述的銜鐵(6)上開(kāi)設(shè)有用于與所述的驅(qū)動(dòng)銷(xiāo)(81)配合而實(shí)現(xiàn)連接的腰形孔(61)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的斷路器用脫扣電磁鐵，其特征在于所述的脫扣電磁鐵還包括第一外殼(11)、第二外殼(12)，所述的第一外殼(11)和第二外殼(12)包覆在所述的第一支架(1)、第二支架(2)、軛鐵(3)、銷(xiāo)軸(4)、限位件(5)、銜鐵(6)、傳動(dòng)軸(8)和反力彈簧 (10)外，且第一外殼(11)通過(guò)第一螺釘(1 與第一支架(1)固定，所述的第二外殼(12) 通過(guò)第二螺釘(14)與第一外殼(11)相固定。
全文摘要
一種斷路器用脫扣電磁鐵，屬于低壓電器技術(shù)領(lǐng)域。包括一U型的軛鐵和一銜鐵，銜鐵的一端作為轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)、另一端為吸合端，其特點(diǎn)是所述的軛鐵在面向銜鐵吸合端的一端具有主磁極和輔助磁極，所述的主磁極與銜鐵的吸合端配合而產(chǎn)生使銜鐵向軛鐵作吸合運(yùn)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)矩，所述的輔助磁極延設(shè)在主磁極的側(cè)部，該輔助磁極從銜鐵吸合端的外圍沿銜鐵吸合方向的反方向延伸，并與銜鐵的吸合端配合而產(chǎn)生比第一轉(zhuǎn)矩小的吸合或分離的第二轉(zhuǎn)矩。優(yōu)點(diǎn)電磁鐵的軛鐵設(shè)有專(zhuān)門(mén)降低初始電磁吸力的輔助磁極，有效地降低了電磁鐵的初始輸出力，在電磁鐵吸合的最后階段又能輸出足夠大的輸出輸出力，解決了大電流斷路器采用電磁鐵檢測(cè)電流的設(shè)計(jì)難度和動(dòng)作可靠性。
文檔編號(hào)H01H71/24GK102522271SQ201110457040
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者俞曉峰, 周敏琛, 毛振風(fēng), 管瑞良, 陳英 申請(qǐng)人:常熟開(kāi)關(guān)制造有限公司(原常熟開(kāi)關(guān)廠)