【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及低壓電磁電器技術(shù)，具體涉及一種斷路器外置安裝使用的基于單線圈單方向電流驅(qū)動(dòng)的永磁脫扣器。

【技術(shù)背景】

脫扣器是各類斷路器等開關(guān)設(shè)備中常用的一種保護(hù)功能配套執(zhí)行輸出關(guān)鍵器件之一，其主要借助電磁電器工作原理輸出動(dòng)能，通過合適的機(jī)械傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)某一功能下的保護(hù)控制。

目前市售低壓斷路器可以在出廠時(shí)直接加配不同類型和規(guī)格的脫扣器，但是由于實(shí)際選配時(shí)涉及到工程現(xiàn)場(chǎng)的控制回路電源電壓的影響，無法完全實(shí)現(xiàn)內(nèi)置脫扣器符合工程控制需求的情況。而在多種不同的脫扣器中，由于永磁脫扣器具有許多優(yōu)點(diǎn)所以實(shí)際應(yīng)用中仍有其大部分市場(chǎng)。

目前市場(chǎng)上永磁脫扣器組件的動(dòng)作執(zhí)行方式主要有雙線圈型，實(shí)際工作時(shí)分別在不同線圈中通以電流獲得不同方向的電磁力實(shí)現(xiàn)“脫扣”與“返回”。雖也有采用一個(gè)線圈實(shí)現(xiàn)同樣動(dòng)作的脫扣器結(jié)構(gòu)裝置，不過這種單一線圈需要施加不同方向的電流以獲得不同方向的電磁力實(shí)現(xiàn)“脫扣”、“返回”的基本執(zhí)行動(dòng)作。相對(duì)而言，這些不同方案下的永磁電磁脫扣器技術(shù)方案工藝與驅(qū)動(dòng)電路相對(duì)復(fù)雜，不利于整體成本控制和工廠化批量生產(chǎn)，同時(shí)，這些技術(shù)下的技術(shù)控制策略均需要配套合適的工作電源才能輸出對(duì)應(yīng)的執(zhí)行動(dòng)作能量，用以驅(qū)動(dòng)后級(jí)“脫扣”裝置實(shí)現(xiàn)具體功能。

針對(duì)上述情況，我們提供了一個(gè)解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，成本低，可實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)力輸出的斷路器外置單線圈永磁脫扣器。

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案：

一種斷路器外置單線圈永磁脫扣器，包括有可導(dǎo)磁金屬圍閉而成的帶空腔的外殼，在所述外殼的后端設(shè)有后蓋板，在所述后蓋板上設(shè)有永磁片；在所述外殼的前端設(shè)有通孔，在所述外殼內(nèi)安裝有動(dòng)磁芯，其由導(dǎo)磁體和驅(qū)動(dòng)桿組成，所述驅(qū)動(dòng)桿的前端可穿過外殼的通孔外露于外殼外；在所述動(dòng)磁芯后端設(shè)有脫扣彈簧，所述脫扣彈簧的前端固定于動(dòng)磁芯上，其后端朝向后蓋板，所述動(dòng)磁芯可于外殼內(nèi)作前后運(yùn)動(dòng)且可在脫扣彈簧的作用下作向前運(yùn)動(dòng)；在所述外殼內(nèi)壁與動(dòng)磁芯之間設(shè)有電磁線圈，所述的電磁線圈可接通外界電流；在所述外殼內(nèi)壁與電磁線圈之前設(shè)有絕緣層。

在進(jìn)一步的改進(jìn)方案中，在所述外殼內(nèi)壁與動(dòng)磁芯之間套裝有線圈骨架，所述的電磁線圈設(shè)于該線圈骨架上。

在進(jìn)一步的改進(jìn)方案中，還包括有彈簧導(dǎo)桿，所述的脫扣彈簧設(shè)于彈簧導(dǎo)桿上。

在進(jìn)一步的改進(jìn)方案中，所述的驅(qū)動(dòng)桿為中空的驅(qū)動(dòng)桿，在所述驅(qū)動(dòng)桿的后端設(shè)有開口，所述彈簧導(dǎo)桿的前端經(jīng)開口穿入到驅(qū)動(dòng)桿內(nèi)與驅(qū)動(dòng)桿連接；所述的導(dǎo)磁體設(shè)于驅(qū)動(dòng)桿的內(nèi)部。

在進(jìn)一步的改進(jìn)方案中，所述的絕緣層為包裹于電磁線圈外的絕緣紙。

在進(jìn)一步的改進(jìn)方案中，在所述的后蓋板上設(shè)有導(dǎo)線夾，在所述電磁線圈上設(shè)有電磁引線，所述的電磁引線引出固定于導(dǎo)線夾上。

在進(jìn)一步的改進(jìn)方案中，在所述后蓋板內(nèi)側(cè)設(shè)有積磁板，所述積磁板設(shè)于后蓋板與脫扣裝置之間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明是通過輸出脫扣彈簧的瞬間動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓斷路器等開關(guān)設(shè)備的脫扣動(dòng)作功能，與工作電源電壓及容量無直接關(guān)系，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了快速穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)力輸出，簡(jiǎn)化了加工工藝和電磁力驅(qū)動(dòng)輸出控制電路結(jié)構(gòu)，消除了因電磁線圈制作過程中不同參數(shù)導(dǎo)致的電磁力不確定現(xiàn)象，有利于成本與量化生產(chǎn)控制。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明：

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖面圖（脫扣狀態(tài)）；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中動(dòng)磁芯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中線圈骨架和電磁線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】

一種斷路器外置單線圈永磁脫扣器，如圖1、2、3所示，包括有可導(dǎo)磁金屬圍閉而成的帶空腔的外殼10，在所述外殼10的后端設(shè)有后蓋板20，在所述后蓋板20上設(shè)有永磁片30；在所述外殼10的前端設(shè)有通孔，在所述外殼10內(nèi)安裝有動(dòng)磁芯，其由導(dǎo)磁體40和驅(qū)動(dòng)桿50組成，所述驅(qū)動(dòng)桿50的前端可穿過外殼10的通孔外露于外殼10外；在所述動(dòng)磁芯后端設(shè)有脫扣彈簧60，所述脫扣彈簧60的前端固定于動(dòng)磁芯上，其后端朝向后蓋板20，所述動(dòng)磁芯可于外殼10內(nèi)作前后運(yùn)動(dòng)且可在脫扣彈簧60的作用下作向前運(yùn)動(dòng)；在所述外殼10內(nèi)壁與動(dòng)磁芯之間設(shè)有電磁線圈70，所述的電磁線圈70可接通外界電流，在所述外殼10內(nèi)壁與動(dòng)磁芯之間套裝有線圈骨架71，所述的電磁線圈70設(shè)于該線圈骨架71上；在所述外殼10內(nèi)壁與電磁線圈70之前設(shè)有絕緣層80，在實(shí)施例中，所述的絕緣層80為包裹于電磁線圈70外的絕緣紙。

在實(shí)施例中，如圖1所示，在所述的后蓋板上設(shè)有導(dǎo)線夾90，在所述電磁線圈70上設(shè)有電磁引線，所述的電磁引線引出固定于導(dǎo)線夾90上。在本發(fā)明工作時(shí)，電磁線圈70通過電磁引線、導(dǎo)線夾90與外界電路接通，采用如圖4所示的驅(qū)動(dòng)電路給電磁線圈70提供工作電流，驅(qū)動(dòng)管采用常規(guī)pnp型功率管接收外來驅(qū)動(dòng)信號(hào)電平，當(dāng)外界給出脫扣信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)管將會(huì)接通驅(qū)動(dòng)電路主工作電源，電流依次通過隔離二極管d1、驅(qū)動(dòng)管q1、限流電阻r3、隔離二極管d2與磁環(huán)l1，經(jīng)導(dǎo)線夾90送入電磁線圈70，產(chǎn)生電磁力。在如圖1所示的實(shí)施例中，動(dòng)磁芯處于已經(jīng)脫扣狀態(tài)，在如圖4所示的驅(qū)動(dòng)電路工作之前，驅(qū)動(dòng)桿50由于被外力所推動(dòng)，使得驅(qū)動(dòng)桿50的后端面與后蓋板20緊貼在一起，從而使得設(shè)于后蓋板20上的永磁片30的磁力線通過外殼10（靜鐵芯）、動(dòng)磁芯上的導(dǎo)磁體40形成磁力回路，動(dòng)磁芯被磁力吸住緊貼于后蓋板20上，這樣，連接于動(dòng)磁芯后端的脫扣彈簧60就被壓縮儲(chǔ)能，當(dāng)如圖4中的驅(qū)動(dòng)管獲得脫扣信號(hào)后，電磁線圈70中有瞬間電流通過（實(shí)施例中，為最大限度的使電磁線圈70產(chǎn)生電磁力，在驅(qū)動(dòng)電路中特別地加入了一個(gè)200uf的電容，用以減小電磁線圈70工作時(shí)對(duì)電源瞬間電流的需求，200uf的電容放電電流足以使得電磁線圈70獲得更大瞬間能量，這個(gè)能量的獲取并不直接來自工作電源的瞬間輸出），當(dāng)電磁線圈70獲得這一工作電流后，產(chǎn)生一個(gè)電磁力，這個(gè)電磁力為動(dòng)磁芯中的導(dǎo)磁體40提供了一個(gè)與永磁片30的磁吸力方向相反的力，動(dòng)磁芯與永磁片30之間的吸力被削弱，使得動(dòng)磁芯與永磁片30之間的吸力不足以克服脫扣彈簧60的壓縮彈力，這時(shí)，脫扣彈簧60的壓縮能被釋放，進(jìn)而推動(dòng)動(dòng)磁芯脫離永磁片30的吸力而彈出，這樣動(dòng)磁芯的驅(qū)動(dòng)桿50就在脫扣彈簧60的作用下向前運(yùn)動(dòng)，完成一次有效的機(jī)械驅(qū)動(dòng)，由于動(dòng)磁芯輸出的是脫扣彈簧60儲(chǔ)存的動(dòng)能，所以輸出驅(qū)動(dòng)能力的大小與脫扣彈簧60以外的任何因素?zé)o關(guān)，完全消除了因電磁線圈70制作過程中不同參數(shù)導(dǎo)致的電磁力不確定現(xiàn)象；本脫扣器的下一次脫扣動(dòng)作輸出，需要提前完成動(dòng)磁芯被永磁片30再次吸住、脫扣彈簧60被次壓縮儲(chǔ)能的兩個(gè)動(dòng)作，而上述兩個(gè)動(dòng)作則由附屬的機(jī)械裝置自動(dòng)完成，這一附屬機(jī)構(gòu)不屬于脫扣器的結(jié)構(gòu)組成部分，而是協(xié)助工具之一，它屬于另外一個(gè)模塊化組件結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明是通過輸出脫扣彈簧60的瞬間動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓斷路器等開關(guān)設(shè)備的脫扣動(dòng)作功能，與工作電源電壓及容量無直接關(guān)系，通過小容量、最簡(jiǎn)單的電子開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路來控制電磁線圈70的電磁力產(chǎn)生，利用永磁片30作為基本保持力，脫扣彈簧60壓縮儲(chǔ)能的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)械驅(qū)動(dòng)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了快速穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)力輸出，簡(jiǎn)化了加工工藝和電磁力驅(qū)動(dòng)輸出控制電路結(jié)構(gòu)，消除了因電磁線圈70制作過程中不同參數(shù)導(dǎo)致的電磁力不確定現(xiàn)象，有利于成本與量化生產(chǎn)控制；此外，由于本結(jié)構(gòu)為外置式安裝，完全擺脫了不同容量規(guī)格下的塑殼斷路器因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)空間問題而導(dǎo)致的配套組裝困難的情況，是一種斷路器外置式永磁脫扣器系統(tǒng)裝置在工程現(xiàn)場(chǎng)控制電源有限或者是工作電壓限制的情況下有益補(bǔ)充。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖1所示，還包括有彈簧導(dǎo)桿61，所述的脫扣彈簧60設(shè)于彈簧導(dǎo)桿61上。如圖2所示，所述的驅(qū)動(dòng)桿50為中空的驅(qū)動(dòng)桿50，在所述驅(qū)動(dòng)桿50的后端設(shè)有開口，所述彈簧導(dǎo)桿61的前端經(jīng)開口穿入到驅(qū)動(dòng)桿50內(nèi)與驅(qū)動(dòng)桿50連接；所述的導(dǎo)磁體40設(shè)于驅(qū)動(dòng)桿50的內(nèi)部。

為確保動(dòng)動(dòng)磁芯在靜止?fàn)顟B(tài)下穩(wěn)定可靠，如圖1所示的實(shí)施例中，在所述后蓋板20內(nèi)側(cè)設(shè)有積磁板100，所述積磁板100設(shè)于后蓋板30與脫扣裝置之間。

盡管參照上面實(shí)施例詳細(xì)說明了本發(fā)明，但是通過本公開對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，而在不脫離所述的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的原理及精神范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明做出各種變化或修改。因此，本公開實(shí)施例的詳細(xì)描述僅用來解釋，而不是用來限制本發(fā)明，而是由權(quán)利要求的內(nèi)容限定保護(hù)的范圍。