专利名称：用于断路器装置的磁力执行单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于断路器装置的磁力执行单元，这种磁力执行单元包括被设置成可在分别与断路器的断开和闭合开关位置的第一和第二端位置之间移动的衔铁；通过馈入电流而使衔铁移动到第二位置的单个电气线圈；对衔铁朝第二位置方向辅助加载的永久磁铁；至少部分包围单个电气线圈和铁磁铁芯的用于将磁通导向可移动铁磁衔铁的外铁磁轭架；以及被同轴地设置在衔铁与电气线圈的正面之间的对衔铁朝第一位置方向持久加载的断开弹簧装置。
背景技术：
为了对断路器特别是中压真空断路器进行操作，需要产生将活动电气接触件压到相应的固定电气接触件上的高强度力。这个力可以由磁力执行单元产生。为了绝缘起见，通常将这两个电气接触件集成在电极部件内，其中可动电气接触件由磁力执行单元通过起重轴结构操作。起重轴结构通常驱动多于一个的电极部件。对于三相电网断路器应用来说，单个磁力执行单元通过起重轴结构驱动三个电极部件。文件WO 2008/119785A1揭示了一种用于断路器的磁力执行单元，这种磁力执行单元具有第一电气线圈、第二电气线圈和被设置成用所述电气线圈使之可在第一与第二端位置之间移动的衔铁。这两个电气线圈被设置成反串联，为了使衔铁在两个端位置之间移动，要同时激励这两个线圈。这种技术的解决方案提供了一种双稳执行结构，因此必需使用两个电气线圈。文件GB I, 454，354揭示了另一种磁力执行单元，这种磁力执行单元只有一个使衔铁移动到其中一个端位置的电气线圈。此外，还设置了一个产生相反方向的力的集成断开弹簧。断开弹簧被安置在磁力执行单元内包围衔铁，而衔铁大部分也被收容在磁力执行单元内，以便使这种结构的体积尽可能小。然而，这些专用件的结构，特别是轭架包围整个磁力执行单元，不能产生大的驱动力。为了操作现代中压断路器，需要较大的力来操作活动电气接触件。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于断路器装置的磁力执行单元，这种磁力执行单元只包括单个电气线圈，这个电气线圈与断开弹簧组合成适合产生大的驱动力的紧凑结构。这个目的是通过独立权利要求I的主题来实现的。此外，从从属权利要求中还可以看到一些典型的实施方式。按照本发明，磁力执行单元的断开弹簧具有相当大的直径，并至少部分被收容在尺寸与铁磁轭架的外形相应的圆盘形衔铁上所形成的槽内。这意味着对于圆盘形衔铁的情况相应的铁磁轭架也是圆形的，具有大体相同的直径。也就是说，本发明建议将断开弹簧安置在磁力执行单元的衔铁内的槽内。优选的是，槽加工成具有U型截面的环形间隙，以便为收容断开弹簧提供足够的空间。在一个优选实施例中，环形槽在磁力执行单元处在第二端位置的情况下收容了大部分或者整个断开弹簧装置。因此，断开弹簧安置成大体与磁力执行单元的电气线圈相对，以便减小弹簧装置和槽对磁路产生力的能力的影响。取决于特定的应用，磁力执行单元的主要决定它的外尺寸的外轭架可以以多种方式设计。对于圆形截面的轭架来说，环形槽的中间直径优选的是介于电气线圈的内径与外径之间。对于矩形截面的轭架来说，环形槽的中间直径优选的是处在电气线圈的内径与外径之间的范围外侧。在这种情况下，减小磁力执行单元的固定把握前部大都是可接受的。按照一个优选实施例，至少一个断开弹簧包括插入环形槽内的用弹簧钢丝制成的直径相当大的圆筒形压缩弹簧。或者，也可以是使用一些小的圆筒形压缩弹簧，这些压缩弹簧一个接一个地插入环形槽内，形成由一个个用弹簧钢丝制成的相邻压缩弹簧构成的压缩弹簧链。按照本发明的另一个实施例，断开弹簧或者可以直接安置在电气线圈的通常用塑料制成的线圈架上，或者可以安置在附加的专用板上以免断开弹簧的边缘可能刮伤电气线 圈的线圈架。因此，所述专用板优选的是用金属片材制成。为了使磁力执行单元的结构更为紧凑，所建议的是，将环形永久磁铁轴向地安置在被环形铁磁轭架包围的环形电气线圈下。根据这种结构，永久磁铁包围了用铁磁材料制成的内铁芯件。从以下参照实施例所作的说明中可以清楚地看到本发明的这些和其他一些情况。
下面将参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，在这些附图中图I示出了具有磁力执行单元的中压断路器装置；图2示出了磁力执行单元处于第一位置的纵向视图；图3示出了磁力执行单元处于第二位置的纵向视图；以及图4示出了另一个具有不同的断开弹簧装置的磁力执行单元的纵向视图。所有这些附图都是示意性的。
具体实施例方式如图I所示的中压断路器主要包括电极部件1，它具有电连接中压线路的上电气端子2和下电气端子3。为了起开关作用，下电气端子3接到在起重轴结构4的作用下可轴向在闭合与断开位置之间移动的电气接触件上。这个起重轴结构4将磁力执行单元5的机械能稱合给电极部件I。磁力执行单元5包括单个电气线圈(未示出)，用来通过磁场作用将衔铁6切换到相关位置。电极部件I还包括用合成材料制成的外绝缘套筒15，以使电极部件I对环境电绝缘。绝缘套筒15支持和容纳具有一对如上面所说明的相应电气接触件的真空断路器电极头16。这两个电气接触件在处于真空环境的真空断路器电极头8内是可开关的。按照图2，所示的磁力执行单元处于与所连接的断路器(未示出)的断开开关位置相应的第一端位置。
磁力执行单元使用单个电气线圈7，通过馈入电流将衔铁6移动到第二位置。除了单个电气线圈7之外，还设置了永久磁铁8，对衔铁6朝相同方向加载。外铁磁轭架9包围单个电气线圈7和永久磁铁8，用于将磁通导向可动铁磁衔铁6。铁磁轭架9限定了磁 力执行单元的外部几何尺寸，按照本例，磁力执行单元具有圆形的截面。永久磁铁8沿轴向安排在电气线圈7下，以便形成紧凑的结构。这种包括外部铁磁轭架9、环形永久磁铁8和内铁磁铁芯10的铁磁结构将磁通导向轴向可动的铁磁衔铁6。为了对衔铁6朝第一位置方向持久加载，设置了单个圆筒形压缩弹簧11。圆筒形压缩弹簧11用弹簧钢丝制成，大部分被收容在相应的环形槽12内。环形槽12具有U形截面，加工成环形间隙。环形槽12的直径介于电气线圈7的内径与外径之间，如图所示。此夕卜，盘状衔铁6与铁磁轭架9的外形相适应。在电气线圈7的正面，单个压缩弹簧11安置在覆盖电气线圈7的线圈架14的金属专用板13上。图3示出了磁力执行单元处于与电极部件结构(未示出)处于闭合开关位置的第二位置相应的撤回状态的情况。在这个位置，单个圆筒形压缩弹簧11被完全压缩，从而完全被收容在环形槽12内。在按照图4所示的另一实施例中，设置了一些小的圆筒形压缩弹簧I la、I Ib(例如)代替单个压缩弹簧。这些圆筒形压缩弹簧IlaUlb也是用弹簧钢丝制成，插入环形槽12’内。为了容纳圆筒形压缩弹簧IlaUlb等，相应的环形槽11’具有比在如上面所说明的第一实施例中的大的截面。本发明并不局限于如上面所说明的优选实施例，这些优选实施例只是作为例子给出的，可以在以下专利权利要求书所限定的保护范围内以多种方式予以修改。标有标号的术语对照I 电极部件Pole part2 上电气端子upper electrical terminal3 下电气端子lower electrical terminal4 起重轴jackshaft5 磁力执行单兀magnetic actuator unit6 衔铁armature7 电气线圈electrical coil8 永久磁铁permanent magnet9 铁磁辄架ferromagnetic yoke10 铁磁铁芯ferromagnetic core11 压缩弹簧compression spring12 环形槽annular groove13 专用板dedicated plate14 线圈架bobbin15 绝缘套筒insulating sleeve16 真空断路器电极头 vacuum interrupter insert
权利要求
1.一种用于断路器装置的磁力执行单元，包括 被设置成可在分别与断路器的断开和闭合开关位置的第一和第二端位置之间移动的衔铁(6)， 通过电流馈入而使衔铁(6)移动到第二位置的单个电气线圈(7)， 对衔铁(6)朝第二位置方向辅助加载的永久磁铁(8)， 至少部分包围单个电气线圈(7)和铁磁铁芯(10)的用于将磁通导向可移动铁磁衔铁(6)的外铁磁轭架(9)，以及 被同轴地设置在所述衔铁(6)与电气线圈(7)的正面之间的对衔铁(6)朝第一位置方向持久加载的断开弹簧装置， 所述磁力执行单元的特征在干所述断开弹簧装置至少部分被收容在圆盘形衔铁(6)中所形成的槽(12)内，而圆盘形衔铁(6)的尺寸与铁磁轭架(9)的外形相应。
2.按照权利要求I所述的磁力执行单元，其特征在于所述槽(12)被加工成具有U形截面的环形间隙。
3.按照权利要求2所述的磁力执行单元，其特征在于所述环形槽(12)大部分容纳断开弹簧装置，以便减小所述弹簧装置和槽(12)对产生力的能力的影响。
4.按照权利要求I所述的磁力执行单元，其特征在于对于所述轭架(9)的圆形截面，所述环形槽(12)的中间直径介于电气线圈(7)的内径与外径之间。
5.按照权利要求I所述的磁力执行单元，其特征在于对于所述轭架(9)的矩形截面，所述环形槽(12)的中间直径处于电气线圈(7)的内径与外径之间的范围的外側。
6.按照权利要求I所述的磁力执行单元，其特征在于所述断开弹簧装置包括用弹簧钢丝制成的插入环形槽(12)内的单个圆筒形压缩弹簧(11)。
7.按照权利要求I所述的磁力执行单元，其特征在于所述断开弹簧装置包括用弹簧钢丝制成的插入环形槽(12’ )内的ー些相邻圆筒形压缩弹簧(11a，lib)。
8.按照权利要求I所述的磁力执行单元，其特征在于所述至少ー个压缩弹簧(11；11a, Ilb)至少部分直接安置在电气线圈(7)的线圈架(14)上。
9.按照权利要求I所述的磁力执行单元，其特征在于所述至少ー个压缩弹簧(11；11a，Ilb)至少部分直接安置在覆盖电气线圈(7)的线圈架(14)的专用板(13)上。
10.按照以上权利要求之一所述的磁力执行单元，其特征在于所述环形永久磁铁(8)轴向配置在被铁磁轭架(9)包围的环形电气线圈(7)下。
11.ー种包括至少ー个具有集成的相应电气接触件对的电极部件(I)的中压断路器，其中，每个电极部件(I)的一个电气接触件轴向可移动地配置在电极部件(I)内，以便形成可由按照以上权利要求之一所述的磁力执行器(5)的衔铁(6)通过起重轴结构(4)操作的电气开关。
12.按照权利要求11所述的中压断路器，其中，配备有三个电极部件(1)，从而形成三相电网断路器。
全文摘要
用于断路器装置的磁力执行单元包括被设置成可在分别与断路器的断开和闭合开关位置的第一和第二端位置之间移动的衔铁(6)；通过电流馈入而使衔铁(6)移动到第二位置的单个电气线圈(7)；对衔铁(6)朝第二位置方向辅助加载的永久磁铁(8)；至少部分包围单个电气线圈(7)和铁磁铁芯(10)的将磁通导向可移动铁磁衔铁(6)的外铁磁轭架(9)；以及被同轴地设置在所述衔铁(6)与电气线圈(7)的正面之间的对衔铁(6)朝第一位置方向持久加载的断开弹簧装置，其中，所述断开弹簧装置至少部分被收容在圆盘形衔铁(6)上所形成的槽(12)内，而圆盘形衔铁(6)的尺寸与铁磁轭架(9)的外形相应。
文档编号H01H3/28GK102714109SQ201080061824
公开日2012年10月3日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月4日
发明者C·路本 申请人:Abb技术股份公司