微型断路器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种微型断路器，包括：第一动铁芯；第一线圈；双金属片，第二线圈，围绕第一动铁芯设置且其一个接线端与微型断路器的中性极电连接；其中，双金属片变形并将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接，第二线圈产生的电磁场促使第一的动铁芯运动以将微型断路器断开。该微型断路器还可包括：第二动铁芯，沿与第一动铁芯相同的取向设置且能相对于第一动铁芯运动；从动构件，与微型断路器的负载端电连接；其中，当第二动铁芯在第一线圈所产生的电磁场作用下运动时，第二动铁芯促动所述从动构件，进而所述从动构件的一部分将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接。
【专利说明】微型断路器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微型断路器。
【背景技术】
[0002]断路器是用于接通和分断电流并在过电流的情况下对线路和设备提供保护的一种低压电器，作为民用的微型断路器(MCB)其成本是设计工程师所需考虑的一个重要的因素。现有的微型断路器通常是单线圈、单动铁芯的结构，因而其适用范围单一且局限。现有概念的MCB对其结构及材料的优化几乎做到了极限，只有突破传统的结构，才有可能设计出低成本、高质量、高性能的断路器。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种新的MCB结构，其能以简单的结构实现过载情况下的断路保护，且还能进一步实现小短路电流情况下的断路保护。
[0004]本发明提供一种微型断路器，包括:第一动铁芯，与微型断路器的动触头固定连接；第一线圈，围绕第一动铁芯设置；双金属片，其与第一线圈串联连接在微型断路器的负载端和动触头之间；其特征在于，微型断路器还包括:第二线圈，围绕第一动铁芯设置且其一个接线端与微型断路器的中性极电连接；其中，当双金属片中有过载电流流过时，双金属片变形并将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接，第二线圈产生的电磁场促使第一的动铁芯运动以将微型断路器断开。
[0005]进一步地，该微型断路器还包括:
[0006]第二动铁芯,沿与第一动铁芯相同的取向设置且能相对于第一动铁芯运动；从动构件，与微型断路器的负载端电连接；其中，第一线圈和第二线圈每一个设置为围绕第一动铁芯和第二动铁芯，其中，当第二动铁芯在第一线圈所产生的电磁场作用下运动时，第二动铁芯促动所述从动构件，进而所述从动构件的一部分将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接。
[0007]进一步地，从动构件包括杠杆，该杠杆能在双金属片或第二动铁芯的作用下绕枢转点朝向第二线圈的所述另一接线端旋转，该杠杆的可动端或中间部分将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接。
[0008]进一步地，从动构件包括接电杆，该接电杆的两端相对于微型断路器壳体固定，而该接电杆的中间部分能在双金属片或第二动铁芯的作用下朝向第二线圈的所述另一接线端挠曲，以将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接。
[0009]进一步地，从动构件包括:杠杆，其能在双金属片或第二动铁芯的作用下绕第一枢转点朝向第二线圈的所述另一接线端枢转，以将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接；接电片，其能在双金属片或旋转的所述杠杆的作用下绕第二枢转点朝向第二线圈的所述另一接线端枢转，以将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接。
[0010]进一步地，第一动铁芯为中空柱体且沿纵向方向具有空腔，第二动铁芯可纵向滑动地设置在第一动铁芯的所述空腔中。
[0011]进一步地，第一动铁芯和第二动铁芯为平行相邻设置的柱体。
[0012]进一步地，当流过第一线圈的电流为额定电流的2-15倍时，第一线圈产生的电磁场使第二动铁芯促动所述从动构件。
[0013]进一步地，当流过第一线圈的电流为极限分断电流的60%或更大时，第一线圈产生的电磁场使第一动铁芯运动并将微型断路器断开。
[0014]本发明的MCB可以实现过载保护、小短路电流保护、大短路电流保护，且其结构简单、零件少、成本低，能灵活适用于许多不同电路保护场合。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1A和IB为根据本发明一优选实施例的微型断路器的结构示意图；
[0016]图1C为第二线圈B的示意性接线图；
[0017]图2为根据本发明一优选实施例的微型断路器的结构示意图，其中并入了第二动铁芯;
[0018]图3A-3C为本发明的微型断路器实现过载保护时的示意图；
[0019]图4A-4C为本发明的微型断路器实现小短路电流保护时的示意图；
[0020]图5为根据本发明一变化例的微型断路器的结构示意图；
[0021]图6A-6C为根据本发明另一变化例的微型断路器的结构示意图；
【具体实施方式】
[0022]下文中使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”是参照附图图面设定的，仅是为了描述方便而非对本发明的限制。
[0023]本发明的微型断路器(MCB)提供了一种新的开断结构。参见图1A，本发明的MCB包括:动触头M ;静触头S:第一动铁芯C，其与动触头M固定连接；第一线圈A，围绕第一动铁芯C设置，第一线圈A的一个接线端与动触头M电连接而另一接线端与MCB的负载端电连接，该第一线圈用作瞬时脱扣线圈，例如通过导线辫串联在MCB的主回路中；双金属片Bi，其一端可动且例如通过线辫与第一线圈A电连接，双金属片Bi的另一端还电连接到MCB的负载端，从而双金属片Bi将第一线圈A串联连接在MCB的负载端和动触头M之间；第二线圈B，其一个接线端与MCB的中性线N电连接，该第二线圈还具有可与负载端电连接的另一接线端BI (参见下文)，该第二线圈B也围绕第一动铁芯C设置。尽管在所示实施例中第二线圈B设置在第一线圈A的上方，但是第二线圈B也可以设置在第一线圈A的下方。第二线圈B的接线图如图1C所示。
[0024]在合闸状态下，动触头M通过偏压装置(例如作用在动铁芯上的弹簧)而与静触头S接触，从而形成触头压力H)。
[0025]由于设置了双金属片Bi，本发明的MCB可以以简单的结构实现过载保护。具体说，在双金属片Bi中有过载电流流过时，双金属片Bi将发热并变形，进而其可动端运动(向上转动)，如图1B所示，以进一步连接到第二线圈B的接线端BI，使第二线圈B与MCB的负载端电连接。此时，第二线圈B中产生巨大的电磁场，从而克服触头压力F0，以驱动第一动铁芯C并带动动触头M向上运动，实现MCB的断开(参见图1B)。
[0026]本发明的MCB还可以通过并入一第二动铁芯而进一步实现一定范围的小短路电流情况下的断路保护。
[0027]参见图2，将上述实施例中的第一动铁芯C进一步设置成沿纵向方向具有空腔的中空柱体。MCB进一步包括第二动铁芯D，其沿与第一动铁芯C相同的取向设置且能相对于第一动铁芯C运动。在该实施例中，第二动铁芯D可纵向滑动地设置在第一动铁芯C的空腔中，且第二动铁芯D也可以是柱体。第二动铁芯D上端的运动行程可以根据断路器设计需要进行设置或调节。第一线圈A和第二线圈B均围绕第一动铁芯C和第二动铁芯D设置，如图所示。
[0028]本发明的MCB还包括:杠杆L，其可绕枢转点Pl旋转(例如在杠杆L的一端绕固定到断路器壳体的枢转点Pl旋转)；电接片T，其可绕枢转点P2旋转(例如电接片T的一端绕固定到断路器壳体的枢转点P2旋转)，该电接片还与MCB的负载端电连接(例如通过线辫与负载端电连接)。
[0029]在图3A所示的实施例中，在过载情况下，杠杆L、双金属片Bi和接电片T是联动的。具体说，杠杆L的可动端设置在双金属片Bi的可动端和电接片T的可动端之间，即双金属片Bi的可动端先推动杠杆L的可动端运动，进而动杠杆L的可动端推动电接片T旋转，从而将接通第二线圈B的接线端BI。
[0030]杠杆L还设置为可被第二动铁芯D的上端推动。参见图4A，在小短路电流流过第一线圈A的情况下，第二动铁芯D在第一线圈A的电磁场的作用下向上运动，第二动铁芯D的上端将接触并推动杠杆L绕枢转点Pl朝向第二线圈的接线端BI旋转，从而杠杆L的可动端或其他被促动的部分也将推动电接片T旋转。从而，电接片T旋转且其可动端将第二线圈B的接线端BI与MCB的负载端电连接，以使第二线圈B通电。
[0031]当然上述结构并不是限制性的，例如双金属片Bi和杠杆L可以设置为分别单独促动接电片T，而不必是如上所述的联动结构。
[0032]尽管未示出，但是在MCB的正常工作状态下，第二动铁芯D可以在适当的偏压装置(未示出)或通过自重(在其被竖直安装的情况下)而保持与杠杆L分离，且该偏压装置的偏压力或其自重也可以根据断路器设计需要进行设置或调节。
[0033]另外，尽管未示出，但是杠杆L和接电片T可以具有单独的或整合的复位装置，在断路器合闸且正常工作时，复位装置将杠杆L和接电片T设置并保持在图2所示的未将第二线圈B接通的位置。复位装置可以通过任何合适的机构或装置实现，例如分别为杠杆L和接电片T设置偏压弹簧。
[0034]另外，尽管未示出，但是本发明的断路器还可以包括用于接电片T和/或杠杆L的保持装置，即在第二线圈B接通并使动触头M与静触头S断开后，保持接电片T和/或杠杆L在使第二线圈B接通的位置。
[0035]下面将介绍本发明的MCB在过载、小短路电流、大短路电流情况下的工作情况。
[0036]过载时的开断是通过接通第二线圈B从而驱动第一动铁芯C实现的。具体说，双金属片Bi因过载电流而发热变形而向上翘曲，其可动端推动杠杆L绕枢转点Pl旋转，杠杆L进而推动接电片T绕枢转点P2点朝向第二线圈B的接线端BI旋转(参见图3A)，以将第二线圈B的接线端BI电连接到MCB的负载端。第二线圈B中有电流流过并产生的巨大的电磁场，该电磁场促使第一动铁芯C克服动触头M上的触头压力FO而运动,从而第一动铁芯C带动动触头M向上运动，实现MCB的断开(参见图3B和3C)。
[0037]小短路电流时的开断是通过第一线圈A驱动第二动铁芯D然后接通第二线圈B并驱动第一动铁芯C而实现的。具体说，当短路电流大于额定电流的2-15倍(例如10倍)时，第一线圈A中产生的电磁场将驱动第二动铁芯D在第一动铁芯C中向上运动(参见图4A)运动。第二动铁芯D的上端推动杠杆L绕枢转点Pl点旋转，从而推动接电片T绕枢转点P2点朝向第二线圈B的接线端BI旋转，以接通第二线圈B。第二线圈B产生的巨大的电磁场驱动第一动铁芯C并带动动触头M向上运动，实现MCB的断开(参见图4B和4C)。
[0038]大短路电流时的开断是通过第一线圈A直接驱动第一动铁芯C实现的。当短路电流达到极限分断电流值的60%或更大时，第一线圈A产生的巨大电磁场直接驱动第一动铁芯C并带动动触头M向上运动，实现MCB的断开，断开后的状态未在附图中示出但与图4C的状态类似。
[0039]其他变化例
[0040]在下述的变化例中，与上述实施例相同或相似的结构或部件被标以相同的附图标记且省略其描述。下文具体描述与上述实施例不同的结构或部件。
[0041]本发明的MCB还可采用一种简化结构，即将杠杆L和接电片T整合为一个部件。参见图5，设置杠杆LT，其是可以绕枢转点P2旋转的、自枢转点P2向右延伸的杠杆。在双金属片Bi或第二动铁芯D的促动下，该杠杆LT绕枢转点P2朝向第二线圈B的接线端BI旋转，从而杠杆LT的中间部分能将第二线圈B的接线端BI与MCB的负载端电连接，从而使第二线圈B通电。当然杠杆LT也可以是能绕枢转点Pl旋转的、自枢转点Pl向左延伸的杠杆(未示出)，即杠杆LT可以设置为，其在双金属片Bi或第二动铁芯D的促动下绕枢转点Pl朝向第二线圈B的接线端BI旋转，从而杠杆的一个可动端部将第二线圈B的接线端BI与MCB的负载端电连接，从而使第二线圈B通电。
[0042]本发明的MCB还可米用另一种结构。设置一接电杆R，代替上述实施例的杠杆L和接电片T。如图6A-C所示，该接电杆R的两端相对于MCB的壳体固定，而其中间部分可在双金属片Bi或第二动铁芯D的作用下朝向第二线圈B的接线端BI挠曲并与之接触，从而使第二线圈B通电。图6B和6C分别示出了接电杆R在双金属片Bi和第二动铁芯D的作用下挠曲的情况。
[0043]在本发明的范围内还可对MCB的具体结构和部件做出许多其他设置或修改。
[0044]例如，杠杆L、接电片T、双金属片B1、杠杆LT、接电杆R的具体形状、尺寸、材料可以按照需要任意设计，只要它们能发挥相应功能即可。例如，杠杆L、接电片T、双金属片B1、杠杆LT等的形状可以是直的也可以使弯曲杆状的。
[0045]第二动铁芯D被促动的条件以及第二线圈B的接通条件可以按照MCB的规格和应用电路的相关需要相应设计。例如通过调节第二动铁芯D受到的偏压力、第二动铁芯D上端的行程、线圈A和B的相关参数等，本发明的微型断路器可灵活地适用于各种电路的过载、短路保护要求。
[0046]尽管附图所示实施例中第二动铁芯D设置在第一动铁芯C的中空空腔中，但是在其他实施例中，第一和第二动铁芯C、D也可以分开设置，例如彼此相邻平行设置并被第一、第二线圈A、B包围。只要第二动铁芯D沿与第一动铁芯C相同的取向设置且能相对于第一动铁芯C运动即可。
[0047]本发明的MCB可以实现过载、小短路电流、大短路电流情况下的断路保护。且过载电流、小短路电流、大短路电流的阈值可以灵活设置和调节。能够适应多种电路应用，具有很强的可调节性和灵活性。
【权利要求】
1.一种微型断路器，包括: 第一动铁芯，与微型断路器的动触头固定连接； 第一线圈，围绕第一动铁芯设置； 双金属片，其与第一线圈串联连接在微型断路器的负载端和动触头之间； 其特征在于，微型断路器还包括: 第二线圈，围绕第一动铁芯设置且其一个接线端与微型断路器的中性极电连接； 其中，当双金属片中有过载电流流过时，双金属片变形并将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接，第二线圈产生的电磁场促使第一的动铁芯运动以将微型断路器断开。
2.如权利要求1所述的微型断路器，其特征在于，还包括: 第二动铁芯，沿与第一动铁芯相同的取向设置且能相对于第一动铁芯运动； 从动构件，与微型断路器的负载端电连接； 其中，第一线圈和第二线圈每一个设置为围绕第一动铁芯和第二动铁芯， 其中，当第二动铁芯在第一线圈所产生的电磁场作用下运动时，第二动铁芯促动所述从动构件，进而所述从动构件的一部分将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接。
3.如权利要求2所述的微型断路器，其特征在于，从动构件包括杠杆，该杠杆能在双金属片或第二动铁芯的作用下绕枢转点朝向第二线圈的所述另一接线端旋转，该杠杆的可动端或中间部分将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接。
4.如权利要求2所述的微型断路器，其特征在于，从动构件包括接电杆，该接电杆的两端相对于微型断路器壳体固定，而该接电杆的中间部分能在双金属片或第二动铁芯的作用下朝向第二线圈的所述另一接线端挠曲，以将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接。
5.如权利要求2所述的微型断路器，其特征在于，从动构件包括: 杠杆，其能在双金属片或第二动铁芯的作用下绕第一枢转点朝向第二线圈的所述另一接线端枢转，以将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接； 接电片，其能在双金属片或旋转的所述杠杆的作用下绕第二枢转点朝向第二线圈的所述另一接线端枢转，以将第二线圈的另一接线端与微型断路器的负载端电连接。
6.如权利要求2-5中任一项所述的微型断路器，其特征在于，第一动铁芯为中空柱体且沿纵向方向具有空腔，第二动铁芯可纵向滑动地设置在第一动铁芯的所述空腔中。
7.如权利要求2-5中任一项所述的微型断路器，其特征在于，第一动铁芯和第二动铁芯为平行相邻设置的柱体。
8.如权利要求2-5中任一项所述的微型断路器，其特征在于，当流过第一线圈的电流为额定电流的2-15倍时，第一线圈产生的电磁场使第二动铁芯促动所述从动构件。
9.如权利要求2-5中任一项所述的微型断路器，其特征在于，当流过第一线圈的电流为极限分断电流的60%或更大时，第一线圈产生的电磁场使第一动铁芯运动并将微型断路器断开。
【文档编号】H01H71/40GK104517786SQ201310451466
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】刘振忠, 马思韬 申请人:施耐德电器工业公司