Cps控制与保护开关电器的制造方法
【专利摘要】一种CPS控制与保护开关电器，其主接触器包括第一电磁铁、节能锁扣机构和自动解锁机构，节能锁扣机构包括锁扣单元和节能单元，节能单元在动铁芯移动至吸合静铁芯后控制线圈断电，与此同时，锁扣单元锁定动铁芯以使动铁芯与静铁芯保持吸合，自动解锁机构包括外接电源断电时驱动锁扣单元解除对动铁芯的锁定的解锁单元和可使解锁单元复位的复位单元。本发明通过节能锁扣机构的设置，提高了开关的工作可靠性和稳定性，并节约了大量电能；通过自动解锁机构的设置，使得外接电源发生意外断电时，开关能够实现自动分闸，而且在开关分闸后，自动解锁机构能够自动回位以备下次使用。
【专利说明】CPS控制与保护开关电器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于CPS控制与保护开关电器，属于低压电器【技术领域】。
【背景技术】
[0002]CPS控制与保护开关，采用模块化的单一产品结构形式，集成了传统的断路器(熔断器)、接触器、过载(或过流、断相)保护继电器、起动器、隔离器等主要功能，具有远距离自动控制和就地直接人力控制功能，具有面板指示及机电信号报警功能，具有过压欠压保护功能，还具有断相缺相保护功能以及协调配合的时间-电流保护特性等。控制与保护开关从其结构和功能上来说，已不再是接触器、或断路器、或热继电器等单个产品，而是一套控制保护系统。它的出现从根本上解决了传统的采用分立元器件(通常是断路器或熔断器+接触器+过载继电器)由于选择不合理而引起的控制和保护配合不合理的种种问题，特别是克服了由于采用不同考核标准的电器产品之间组合在一起时，保护特性与控制特性配合不协调的现象，极大地提高了控制与保护系统的运行可靠性和连续运行性能。
[0003]目前，市场上一种常用的CPS控制与保护开关，其电磁操作装置中采用了交流电磁铁，工作原理为:控制电源使交流电磁铁的线圈通电时，动铁芯在线圈通电后产生的电磁力作用下克服弹簧的反作用力向静铁芯移动直至吸合在一起，动铁芯与开关的触头动作机构联动，动铁芯向静铁芯移动时通过触头动作机构带动主回路的动触头动作，动铁芯与静铁芯吸合同时，动触头移动至与静触头闭合，实现主回路的接通，动铁芯依靠电磁力克服弹簧反作用力保持与静铁芯的吸合；控制电源使交流电磁铁的线圈断电时，或者外接电源突然断电时，用于保持动铁芯与静铁芯吸合的电磁力消失，动铁芯在弹簧的反作用力下向脱离静铁芯方向移动，同时通过触头动作机构带动动触头动作与静触头分开，实现主回路的断开。
[0004]该现有技术由于交流电磁铁结构简单、吸合力大不易脱扣、分断速度快而被广泛采用。然而，该现有技术在实际使用中存在以下缺陷:1.在该现有技术中，控制与保护开关是依靠电磁力克服弹簧的反作用力来保持主回路的长时间接通，因此开关长时间工作时，电磁线圈必须长时间通电，经过测算，现有市场上类似产品的交流电磁铁功耗平均在30-40W左右，长时间通电必然消耗大量电能，不符合国家节能环保的倡导；2.在该现有技术中，线圈长时间通电后必然会积累一定的热量，造成温度升高，而一旦由于某些外部因素造成线圈散热不良，则会导致线圈烧毁的现象的出现；3.在该现有技术中，采用交流电磁铁还存在噪音大，可靠性差的问题。
[0005]针对上述问题，现有技术中出现了一种采用永磁技术的控制与保护开关电磁操作装置，如中国专利文献CN101459018B公开了一种控制与保护开关电器，主要包括底板、基座、上盖、基座上设置的接触器、脱扣器和主断路器、传动机构和外接电源的控制电路、控制电路以具有控制电源电路、信号调理处理电路、控制电压采样电路的CPU为核心及其外围电路，以及包括CPU、脱扣输出电路、三相电流采样电路，与CPU连接的固定在上盖上的人机对话键盘液晶操作机构、双向通讯接口，基座上设置永磁驱动机构，永磁驱动机构中动铁芯一端的连接柱连接设置的连接架，臂支座的轴贯穿连接架；控制电路还增设了控制永磁驱动机构动作的电路，电路包括开关电源电路、整流电路、欠压保护电路、合闸控制电路和分闸控制电路，开关电源电路的输出接整流电路，整流电路为各电路提供工作电源；欠压保护电路的判断输出接合闸控制电路和分闸控制电路中场效应管的控制信号输入端，高速CPU数字量输出接分闸控制电路前的光电耦合开关；永磁驱动机构中的线圈连接控制电路中的合闸控制电路、分闸控制电路和欠压保护电路。工作合闸时，电源通过整流及电子控制电路使永磁驱动机构中的线圈获得一个直流脉冲电流，脉冲产生的磁力及在动铁芯上产生的电动力使动铁芯向静铁芯移动并与静铁芯吸合构成闭合磁路，同时，动铁芯的移动带动臂支座动作使主断路器的动静触头分开，实现主断路器的接通，开关合闸，合闸后控制电路自动断开线圈的电源，靠永磁铁的磁力保持开关电磁铁的吸合，实现节能；当需要使开关分闸时,控制电路向线圈发出一个反向磁力及在动铁芯上产生的反向电动力抵消永磁铁的吸合力，在弹簧反作用力的作用下使主断路器的动静触头分开，实现主断路器的断开，开关分闸。
[0006]该现有技术通过永磁驱动机构，以及与永磁驱动机构相适应的控制电路，使得开关工作时线圈不必长时间通电，不仅解决了线圈发热的问题，而且还节约了大量电能，通过线圈获得直流脉冲电流还解决了噪音大的问题。然而，该现有技术在实际使用中仍存在以下问题:1.在该现有技术中，靠永磁铁的磁力保持吸合动铁芯的结合力相比电磁铁的吸合力较小，在开关合闸工作时，如果遭遇强烈震动，容易导致动铁芯在弹簧反作用力作用下与静铁芯脱开，造成开关脱扣，严重影响了开关的工作稳定性和可靠性；2.在该现有技术中，开关分闸时，控制线路向线圈发出反向磁力以及动铁芯上的反向电动力的实质是在电磁铁的两端加载反向电压，用于抵消永磁铁的吸力从而实现开关分闸，然而，众所周知，控制电路功能的增加势必会增加控制电路线路的复杂程度，而越复杂的线路越容易出现故障，因此，采用永磁技术导致控制与保护开关的工作稳定性和可靠性进一步降低，另外，控制电路线路的复杂也会增加制造成本；3.在该现有技术中，开关的分闸是通过控制电路向线圈发出反向磁力以及动铁芯上的反向电动力抵消永磁铁的吸力来实现的，即要使开关由合闸状态转变成分闸状态就必须通过控制电路向线圈发出反向磁力以及动铁芯上的反向电动力抵消永磁铁的吸力，这样当出现意外停电时，外接电源发生断电，控制电路无法向线圈发出反向磁力以及动铁芯上也无法产生反向电动力，致使没有力能克服永磁体的吸力来开关分闸，从而在停电时，开关始终处于合闸状态，这不符合CPS控制与保护电器在外接电源突然断电时也能使开关自动分闸的特性。
[0007]综上，如何提供一种既能节能，开关工作时稳定性和可靠性好，外接电源突然断电时开关能够自动分闸，并且电路线路简单，制造成本低的CPS控制与保护开关电器是现有技术中的迫切愿望和亟待解决的技术难题。
【发明内容】
[0008]为此，本发明要解决的是现有技术中CPS控制与保护开关工作稳定性和可靠性低、制造成本高且在外接电源突然发生断电时开关不能自动分闸，不符合CPS控制与保护开关电器特性的问题，从而提供一种既能节能，工作时稳定性和可靠性好，且在外接电源突然断电时，开关能够自动分闸的CPS控制与保护开关电器。[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0010]一种CPS控制与保护开关电器，包括底板、基座、设置在所述基座上的主接触器、脱扣器和主断路器、连接于所述主接触器与所述主断路器之间的传动机构，以及外接电源的控制电路，所述主接触器包括第一电磁铁，所述第一电磁铁包括壳体、固定在所述壳体一端的静铁芯、设于所述壳体内的线圈，以及部分从所述壳体中伸出并在所述线圈通电时克服所述传动机构的第一弹簧的反作用力向所述静铁芯轴向移动并吸合的动铁芯，所述主接触器还包括节能锁扣机构，所述节能锁扣机构包括连接于所述动铁芯与所述第一电磁铁的壳体之间的锁扣单元，以及与所述动铁芯联动的节能单元，所述节能单元在所述动铁芯移动至吸合所述静铁芯后控制所述线圈断电，与此同时，所述锁扣单元锁定所述动铁芯以使所述动铁芯与所述静铁芯保持吸合；以及自动解锁机构，所述自动解锁机构包括外接电源断电时，驱动所述锁扣单元解除对所述动铁芯的锁定的解锁单元，以及可使所述解锁单元复位的复位单元。
[0011]所述锁扣单元包括锁扣件，固定在所述动铁芯的从所述直流电磁铁壳体中伸出的部分上，所述锁扣件成型有锁扣端；锁扣板，可转动地设置在所述直流电磁铁的壳体上，所述锁扣板与所述传动机构的包围所述第一电磁铁的支架之间设置有使所述锁扣板在转动后能够自动回位的复位件，所述锁扣板成型有与所述锁扣端轴向对应的锁扣槽，以使所述动铁芯轴向移动至吸合所述静铁芯时，随所述动铁芯轴向移动的所述锁扣端卡入所述锁扣槽形成防止所述锁扣端向相反轴向脱离的倒扣结构；
[0012]所述解锁单元包括具有初始位置和推动位置的推动铁芯，所述推动铁芯由所述初始位置运动至所述推动位置时，推动所述锁扣板转动，以使所述锁扣件的所述锁扣端从所述锁扣槽中脱出；与所述外接电源连通的，且在所述外接电源通电状态下吸附所述推动铁芯，使所述推动铁芯停留在所述初始位置的第二电磁铁，所述第二电磁铁额定功率小于所述第一电磁铁额定功率；以及设于所述推动铁芯与所述第二电磁铁之间，且对所述推动铁芯施加有使所述推动铁芯朝向所述锁扣板运动趋势的偏压力的偏压件，所述偏压力小于所述第二电磁铁施加给所述推动铁芯的吸附力，所述偏压件在所述外接电源断电时，释放所述偏压力以推动所述推动铁芯由所述初始位置运动至所述推动位置。
[0013]所述倒扣结构中所述锁扣端与所述锁扣槽相抵的表面为凸出的圆弧面，相应的所述锁扣槽的相抵的表面为与所述表面相嵌合的凹进的圆弧面。
[0014]所述锁扣件为成型在所述动铁芯伸出所述壳体部分外表面垂直向上延伸的柱形状，所述锁扣端为成型于所述锁扣件顶端的圆柱形；所述第一电磁铁的上盖板设置有枢轴，所述锁扣板成型有适于套设在所述枢轴上以使所述锁扣板可绕所述枢轴转动的枢转孔，所述锁扣槽的槽口朝向所述锁扣端，并与所述锁扣槽的所述表面相连接。
[0015]所述锁扣单元还包括成型在所述锁扣板上，方便所述锁扣端滑入所述槽口的引导结构。
[0016]所述引导结构被构造为连接于所述表面远离所述静铁芯一侧并在所述线圈通电前与所述锁扣端相抵靠的引导斜面，所述锁扣端在所述线圈通电时，沿所述引导斜面滑动，以带动所述锁扣板绕所述枢轴转动，并进而通过所述锁扣板转动预留出的通道滑动至超过所述槽口时，所述锁扣板在所述复位件驱动下自动回位，从而所述锁扣端卡入到所述锁扣槽中形成所述倒扣结构。[0017]所述复位件为一端固定在所述锁扣板上，另一端固定在所述支架上的第二弹簧。
[0018]所述复位单元包括可与所述动铁芯联动的联动组件,所述锁扣单元解锁时,所述动铁芯在所述第一弹簧的作用下与所述静铁芯分离，并带动所述联动组件将所述推动铁芯复位至所述初始位置。
[0019]所述联动组件包括与所述锁扣端固定连接且在所述锁扣端的带动下进行往复滑动的连接板，以及通过转轴可转动的安装在所述主接触器内的转动板，所述锁扣端脱出所述锁扣槽时，所述连接板通过施力机构向所述转动板施加使所述转动板绕所述转轴转动的作用力，以使所述转动板推动所述推动铁芯复位。
[0020]所述施力机构包括成型在所述连接板上的中间轴，成型在所述转动板上供所述中间轴插入的插孔，所述插孔与所述中间轴之间具有滑动间隙。
[0021 ] 所述转动板设为V型板，所述转轴设于所述V型板的第一臂和第二臂连接处，所述插孔成型于所述V型板的所述第一臂的臂端处，所述V型板的所述第二臂的臂端可在所述推动铁芯的所述初始位置和所述推动位置之间转动。
[0022]所述推动铁芯的推动端上成型有可与所述V型板的所述第二臂的臂端相配合的凸柱。
[0023]所述偏压件套设在所述推动铁芯位于所述凸柱与所述第二电磁铁之间的部分上，所述凸柱与所述偏压件之间还设有垫圈。
[0024]所述锁扣板上还成型便于所述推动铁芯推动所述锁扣板绕所述枢轴往使所述锁扣端脱出所述锁扣槽的方向转动的条形凸块，所述条形凸块延伸至所述推动铁芯的所述推动位置处。
[0025]还包括对所述连接板的往复滑动进行导向的第一导向结构，所述第一导向结构包括成型在所述连接板上的至少一个第一导向槽和设置在所述上盖板上的至少一个第一导向销，所述枢轴即为其中一个所述第一导向销，至少一个所述第一导向槽沿所述锁扣件轴向移动方向延伸。
[0026]所述第一导向槽设置为两个，两所述第一导向槽平行设置，并沿所述锁扣件轴向移动方向前后布置。
[0027]还包括对所述推动铁芯在所述初始位置和所述推动位置之间的滑动进行导向的第二导向结构，所述第二导向结构包括设于所述推动铁芯下方的第二导向销和与所述第二电磁铁固定连接的相应的第二导向槽。
[0028]所述第一电磁铁为直流电磁铁，所述直流电磁铁的壳体呈方体状，所述壳体内设置缠绕所述线圈的线圈骨架，所述线圈骨架成型有沿轴向延伸的圆形通道，所述静铁芯固设在所述圆形通道靠近外侧的一端，所述动铁芯呈圆柱形，可轴向移动地设置在所述圆形通道内。
[0029]所述第二电磁铁为直流电磁铁；所述第二电磁铁的额定功率为0.4-0.7W，所述第一电磁铁的额定功率为22-25W。
[0030]所述第二电磁铁的额定功率为0.5W，所述第一电磁铁的额定功率为25W。
[0031]所述节能单元包括与所述线圈电连接的微动开关，以及与所述动铁芯联动的摆动臂，所述摆动臂在所述线圈通电前按压在所述微动开关上以控制所述微动开关开启，在所述线圈通电后摆动脱离所述微动开关以控制所述微动开关关闭，从而使所述线圈断电。[0032]所述传动机构包括穿透所述动铁芯侧壁并向两侧延伸的横轴、分别与所述横轴两端固定的臂支座，以及底部连接有压缩弹簧、顶部被所述臂支座一侧的后座按压的动触头支架，所述动触头支架上设置有动触头，所述第一弹簧固定连接于所述臂支座与支架之间；所述臂支座在所述动铁芯向所述静铁芯移动拉力以及所述动触头支架下方的所述压缩弹簧释放弹力的推力下发生摆动，以使所述动触头向上移动至与上方的静触头闭合，从而实现所述主断路器合闸；所述臂支座在所述锁扣端脱离所述锁扣槽的锁扣后，在所述第一弹簧的反作用力下按压所述动触头支架向下移动，以使所述动触头与所述静触头分开，从而实现所述主断路器分闸。
[0033]所述摆动臂与所述臂支座成型为一体结构，并位于所述臂支座上相对所述后座的另一侧。
[0034]还包括旋钮开关组件，所述旋钮开关组件包括具有合闸位置和分闸位置的旋钮，以及受所述旋钮驱动的摆动件，所述摆动件一端紧挨所述锁扣板一侧边缘设置，所述摆动件在所述旋钮由合闸位置旋转至分闸位置时受所述旋钮驱动而摆动，并推动所述锁扣板的所述一侧边缘使所述锁扣板转动，直至所述锁扣槽的槽口与所述锁扣端相对应。
[0035]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0036]1.本发明的CPS控制与保护开关电器，其主接触器包括节能锁扣机构，所述节能锁扣机构包括连接于所述动铁芯与所述第一电磁铁的壳体之间的锁扣单元，以及与所述动铁芯联动的节能单元。线圈通电时，动铁芯在线圈通电瞬间产生的电磁力作用下克服第一弹簧的反作用力向静铁芯移动，而与动铁芯联动的节能单元在动铁芯动作后控制线圈断电，与此同时，动铁芯移动至与所述静铁芯吸合后，通过连接于动铁芯和第一电磁铁的壳体之间的锁扣单元作用于动铁芯而使动铁芯保持与静铁芯的吸合，动铁芯在移动至与静铁芯吸合的位置后，驱动与之联动的传动机构动作控制开关主断路器合闸，所述主接触器还包括与所述节能锁扣机构配合的自动解锁机构，所述自动解锁机构包括外接电源断电时，驱动所述锁扣单元解除对所述动铁芯的锁定的解锁单元，以及可使所述解锁单元复位的复位单元。本发明采用机械式的锁扣单元保持动铁芯与静铁芯吸合，使得工作时即使遭遇强烈震动，动铁芯与静铁芯的吸合也不会脱开，大大提高了开关的工作可靠性和稳定性，并且，在动铁芯与静铁芯保持吸合过程中，线圈处于断电状态，线圈不会发热，没有噪音，最主要的是可以节约大量电能，响应了国家节能环保的倡导；通过自动解锁机构的设置，使得外接电源发生意外断电时，所述解锁单元可以在断电瞬间自动解除对所述动铁芯的锁定，从而使得动铁芯可以在第一弹簧的反作用力下与静铁芯分离，实现开关主断路器的分闸，而且在解锁单元解除对动铁芯的锁定后，复位单元能够及时驱动解锁单元复位，便于所述解锁单元的再次使用，符合CPS控制与保护开关的特性。综上，采用了节能锁扣机构以及自动解锁机构的CPS控制与保护开关不仅工作时稳定可靠，节约大量电能，而且在外接电源意外断电时能够使得动铁芯自动脱离静铁芯，实现主断路器分闸。
[0037]2.本发明的CPS控制与保护开关电器，其锁扣单元包括固定设置在所述第一电磁铁的动铁芯上且成型有锁扣端的锁扣件，以及设置在第一电磁铁壳体上的锁扣板，锁扣板上成型有与锁扣端轴向对应的锁扣槽，当线圈通电瞬间，动铁芯在瞬间产生的电磁力作用下移动至与静铁芯吸合，而此时随动铁芯一同移动的锁扣端卡入到锁扣槽中与锁扣槽形成防止所述锁扣端向相反轴向脱离的倒扣结构，该锁扣单元结构简单，容易加工，降低了 CPS控制与保护开关的生产成本；所述解锁单元包括具有初始位置和推动位置的推动铁芯，所述推动铁芯由所述初始位置运动至所述推动位置时，推动所述锁扣板转动，以使所述锁扣件的所述锁扣端从所述锁扣槽中脱出，还包括与所述外接电源连通的，且在所述外接电源通电状态下吸附所述推动铁芯，使所述推动铁芯停留在所述初始位置的第二电磁铁，所述第二电磁铁额定功率小于所述第一电磁铁额定功率，还包括设于所述推动铁芯与所述第二电磁铁之间，且对所述推动铁芯施加有使所述推动铁芯朝向所述锁扣板运动趋势的偏压力的偏压件，所述偏压力小于所述第二电磁铁施加给所述推动铁芯的吸附力，所述偏压件在所述外接电源断电时，释放所述偏压力以推动所述推动铁芯由所述初始位置运动至所述推动位置，由推动铁芯、第二电磁铁和偏压件组成的解锁单元，结构简单，容易加工，机械式的控制方式进一步降低了 CPS控制与保护开关的生产成本，并且，第二电磁铁的额定功率可以远小于第一电磁铁的额定功率，从而，在开关工作时，虽然与外接电源连通的第二电磁铁一直处于通电状态，但是相较于现有技术中第一电磁铁一直处于通电状态，第二电磁铁的耗能特别小。综上，通过锁扣单元以及解锁单元的设置，使得本发明的CPS控制与保护开关在工作时不仅相较于现有技术可靠性和稳定性大大提高，而且还能节约大量电能。
[0038]3.本发明的CPS控制与保护开关电器，所述倒扣结构中所述锁扣端与所述锁扣槽相抵的表面为凸出的圆弧面，相应的所述锁扣槽的相抵的表面为与所述表面相嵌合的凹进的圆弧面，相嵌的圆弧面设置方式，使得锁扣端的表面与锁扣槽的表面接触面积大，锁定更可靠，有利于进一步提高开关的工作稳定性和可靠性。
[0039]4.本发明的CPS控制与保护开关电器，所述锁扣件为成型在所述动铁芯伸出所述壳体部分外表面垂直向上延伸的柱形状，所述锁扣端为成型于所述锁扣件顶端的圆柱形，该种锁扣件结构充分利用了动铁芯伸出第一电磁铁壳体的部分的上方的空间，结构紧凑；所述锁扣板可转动地设置在第一电磁铁的上盖板上，板状结构占据空间小，使开关内部结构紧凑，有利于控制开关的体积。
[0040]5.本发明的CPS控制与保护开关电器，所述锁扣单元还包括用于所述锁扣端方便滑入所述锁扣槽中形成所述倒扣结构的引导结构，通过引导结构的设置使得设置有锁扣件的动铁芯动作更顺畅，减少了机构的磨损，有利于提高开关的使用寿命。
[0041]6.本发明的CPS控制与保护开关电器，所述复位件为一端固定在所述锁扣板上，另一端固定在所述支架上的第二弹簧，在锁扣件随动铁芯动作卡入到锁扣槽中形成倒扣结构后，第二弹簧通过作用于锁扣板间接地施加给所述倒扣结构中锁扣端一个锁紧力矩，将锁扣端锁紧在锁扣槽中，通过该种设置，使得开关在工作中遭遇强烈震动时，也不会出现动铁芯脱离静铁芯的情况，从而使得开关的工作稳定性和可靠性再进一步的提高。
[0042]7.本发明的CPS控制与保护开关电器，所述复位单元包括可与所述动铁芯联动的联动组件，所述锁扣单元解锁时，所述动铁芯在所述传动机构的所述第一弹簧的作用下与所述静铁芯分离，并带动所述联动组件将所述推动铁芯复位至所述初始位置；在本发明中，所述联动组件可在所述动铁芯与所述静铁芯分离时，及时将所述推动铁芯复位至所述初始位置以便于所述解锁单元的再次使用。
[0043]8.本发明的CPS控制与保护开关电器，所述转动板设为V型板，所述转轴设于所述V型板的第一臂和第二臂连接处，所述中间轴设于所述V型板的第一臂的臂端处，所述V型板的第二臂的臂端可在所述推动铁芯的所述初始位置和所述推动位置之间转动；所述连动板结构简单，运动可靠，且占用空间小，便于其他部件的设置。
[0044]9.本发明的CPS控制与保护开关电器，所述推动铁芯的推动端上成型有可与所述V型板的第二臂的臂端相配合的凸柱，所述凸柱的设置便于所述V型板的第二臂的臂端推动所述推动铁芯复位。
[0045]10.本发明的CPS控制与保护开关电器，所述锁扣板上还成型便于所述推动铁芯推动所述锁扣板绕所述枢轴往使所述锁扣端脱出所述锁扣槽的方向转动的条形凸块，所述条形凸块延伸至所述推动铁芯的所述推动位置处；所述条形凸块的设置使所述推动铁芯只需轻轻推动所述条形凸块即可使得所述锁扣板绕所述枢轴往使所述锁扣端脱出所述锁扣槽的方向转动，从而使所述锁扣端轻易从所述锁口槽中脱出。
[0046]11.本发明的CPS控制与保护开关电器，所述节能单元包括与所述线圈电连接的微动开关，以及与所述动铁芯联动的摆动臂，所述摆动臂在所述线圈通电前按压在所述微动开关上以控制所述微动开关开启，在所述线圈通电后摆动脱离所述微动开关以控制所述微动开关关闭，从而使所述线圈断电。该种节能单元结构简单，设计巧妙。
[0047]12.本发明的CPS控制与保护开关电器，充分利用了所述摆动臂与所述臂支座在动铁芯移动时发生摆动的特性，通过将所述摆动臂成型在所述臂支座上相对所述后座的另一侧(所述摆动臂与所述臂支座成型为一体结构)，使得电磁操作装置的结构更简单，紧凑，既节约了空间，缩小了体积，又进一步节能了制造成本。
[0048]13.本发明的CPS控制与保护开关电器，还包括旋钮开关组件，所述旋钮开关组件包括具有合闸位置和分闸位置的旋钮，以及受所述旋钮驱动的摆动件，所述摆动件一端紧挨所述锁扣板一侧边缘设置，所述摆动件在所述旋钮旋转至分闸位置时受所述旋钮驱动而摆动，克服所述锁紧力矩推动所述锁扣板的所述一侧边缘使所述锁扣板的所述锁扣槽转动至其槽口与所述锁扣端相对应位置。通过摆动件来推动锁扣板转动而实现控制与保护开关的分闸，设计巧妙，布置合理。
[0049]14.本发明的CPS控制与保护开关电器，第一电磁铁和第二电磁铁均采用直流电磁铁，直流电磁铁相较于交流电磁铁，体积较小，另外，在本发明中，节能锁扣机构和自动解锁机构主要由板状结构构成，占据的空间较小，并且在布置位置上充分利用了开关壳体内第一电磁铁周围的空间(主要是第一电磁铁上方的空间)，因此，本发明的CPS控制与保护开关电器相较于现有技术中采用交流电磁铁的结构形式，虽然增加了节能锁扣机构和自动解锁机构，但是在体积上与现有技术中CPS控制与保护开关的体积基本相当，所以，虽然增加了节能锁扣机构和自动解锁机构，但是依然可以沿用现有技术中的基座和上盖，从而减少了基座和上盖模具的开发，进一步控制了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0050]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0051]图1是本发明【具体实施方式】的CPS控制与保护开关电器的结构示意图，其中，动铁芯与静铁芯处于未吸合状态；
[0052]图2是本发明【具体实施方式】的CPS控制与保护开关电器去掉自动解锁机构后的结构示意图，其中，动铁芯与静铁芯处于未吸合状态；[0053]图3是图2另一视角的结构示意图；
[0054]图4是本发明【具体实施方式】的CPS控制与保护开关电器的结构示意图，其中，动铁芯与静铁芯处于吸合状态；
[0055]图5是本发明【具体实施方式】的CPS控制与保护开关电器去掉自动解锁机构后的结构示意图，其中，动铁芯与静铁芯处于吸合状态；
[0056]图6是图5另一视角的结构示意图；
[0057]图7是本发明【具体实施方式】的CPS控制与保护开关电器中旋钮开关组件、节能锁扣机构，以及传动机构的装配示意图，其中未示出传动机构的支架；
[0058]图8是本发明【具体实施方式】的CPS控制与保护开关电器中锁扣板、锁扣件、第一电磁铁壳体上盖板，以及动铁芯的装配示意图；
[0059]图9是本发明【具体实施方式】的CPS控制与保护开关电器中锁扣板的结构示意图；
[0060]图10是本发明【具体实施方式】的CPS控制与保护开关电器中第一电磁铁的结构分解图；
[0061]图11是本发明【具体实施方式】的CPS控制与保护开关电器中自动解锁机构的结构示意图，其中，推动铁芯处于未动作前的初始位置；
[0062]图12是本发明【具体实施方式】的CPS控制与保护开关电器中自动解锁机构的结构示意图，其中，推动铁芯为动作后被转动板压回初始位置；
[0063]图13是本发明【具体实施方式】的CPS控制与保护开关电器中自动解锁机构的部分结构图；
[0064]图14是本发明【具体实施方式】的CPS控制与保护开关电器中转动板的结构示意图。
[0065]附图标记说明:
[0066]a-底板，b-基座；
[0067]1-第一电磁铁,11-动铁芯，12-静铁芯，13-上盖板，13a-枢轴，14_线圈，15_线圈骨架，151-圆形通道，16-支架，17-折形盖板，18-后盖板；
[0068]21-锁扣件，211-锁扣端，211a-表面，22-锁扣板，221-锁扣槽，221a-表面，221b-槽口，222-引导斜面，223-枢转孔，224-主控点，23-第二弹簧；
[0069]31-摆动臂，32-微动开关；
[0070]51-横轴,52-臂支座,521-后座,53-压缩弹簧,54-动触头支架，55-第一弹簧；
[0071]71-旋钮，72-摆动件；
[0072]8-主断路器，81-动触头，82-静触头。
[0073]91-推动铁芯，911-推动端，92-第二电磁铁，93-偏压件，94-凸柱，95-垫圈，96-第二静铁芯；
[0074]101-连接板，103-转动板，1031-插孔，1031a_滑动间隙，104-转轴，105-中间轴，106-第一导向槽，107-第二导向销，108-第二导向槽。
【具体实施方式】
[0075]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0076]如图1和4，示出了本发明CPS控制与保护开关电器的优选实施例，本实施例的所述CPS控制与保护开关包括底板a、基座b、上盖、设置在所述基座b上的主接触器、脱扣器(图中未示出)和主断路器8、连接于所述主接触器与所述主断路器8之间的传动机构，以及连接外接电源的控制电路，所述控制电路包括具有控制电源电路、信号调理处理电路、控制电压采样电路的CPU主芯片及其外围电路，以及包括CPU、脱扣器输出电路、三相电流采样电路，所述CPS控制与保护开关还包括与CPU连接的固定在上盖上的人机对话键盘液晶操作机构、双向通讯接口。需要说明的是，由于所述控制电路、人机对话键盘液晶操作机构、双向通讯接口的结构以及设置方式已经属于本【技术领域】中的惯常设置手段，因此，在本实施例中不再进行详细说明，而且应当理解的是，除所述控制电路、人机对话键盘液晶操作机构、双向通讯接口之外的CPS控制与保护开关中惯常的零部件设置以及设置方式均应包含在本发明的保护范围之内。
[0077]以下，对本实施例的CPS控制与保护开关的结构进行详细说明。在本实施例中，所述主接触器包括第一电磁铁1，如图2和图3所示，所述第一电磁铁I包括壳体、固定在所述壳体一端的静铁芯12、设于所述壳体内的线圈14，以及部分从所述壳体中伸出并在所述线圈14通电时克服所述传动机构的第一弹簧55的反作用力向所述静铁芯12轴向移动并吸合的动铁芯U。其中，需要说明的是第一弹簧55的结构以及设置方式为本【技术领域】内惯常手段，第一弹簧55的作用是:施加给所述动铁芯一个阻碍动铁芯向静铁芯移动的轴向力。该阻碍轴向力小于线圈通电时，静铁芯产生的吸引动铁芯的电磁吸引力。
[0078]在本实施例中，如图1-4所示，所述主接触器还包括节能锁扣机构，所述节能锁扣机构包括连接于所述动铁芯11与所述第一电磁铁I的壳体之间的锁扣单元，以及与所述动铁芯11联动的节能单元，所述节能单元在所述动铁芯11移动至吸合所述静铁芯12后控制所述线圈14断电，与此同时，所述锁扣单元锁定所述动铁芯11以使所述动铁芯11与所述静铁芯12保持吸合。所述线圈14通电时，所述动铁芯11在所述线圈14通电瞬间产生的电磁力作用下克服所述第一弹簧55的反作用力向所述静铁芯12移动，而与所述动铁芯11联动的所述节能单元在所述动铁芯11动作后控制线圈断电，与此同时，所述动铁芯11移动至与所述静铁芯12吸合后，通过连接于所述动铁芯11和所述第一电磁铁I的壳体之间的锁扣单元作用于所述动铁芯11而使所述动铁芯11保持与所述静铁芯12的吸合,所述动铁芯11在移动至与所述静铁芯12吸合的位置后，驱动与之联动的传动机构动作控制开关的主断路器合闸。所述主接触器还包括与所述节能锁扣机构配合的自动解锁机构，所述自动解锁机构包括所述外接电源断电时，驱动所述锁扣单元解除对所述动铁芯11的锁定的解锁单元，以及可使所述解锁单元复位的复位单元。在所述线圈14通电后，所述锁扣单元将所述动铁芯锁定，此时，如果所述外接电源意外断电，自动解锁单元在所述外接电源断电瞬间驱动所述锁扣单元动作，从而使所述锁扣单元解除对所述动铁芯的锁定，实现开关主断路器的分闸。在本实施例中，通过采用机械式的锁扣单元保持动铁芯与静铁芯吸合，使得工作时即使遭遇强烈震动，动铁芯与静铁芯的吸合也不会脱开，大大提高了开关的工作可靠性和稳定性，并且，在动铁芯与静铁芯保持吸合过程中，线圈处于断电状态，线圈不会发热，没有噪音，最主要的是可以节约大量电能，响应了国家节能环保的倡导；另外，通过自动解锁机构的设置，使得外接电源发生意外断电时，所述解锁单元可以在断电瞬间自动解除对所述动铁芯的锁定，从而使得动铁芯可以在第一弹簧的反作用力下与静铁芯分离，实现开关主断路器的分闸，而且在解锁单元解除对动铁芯的锁定后，复位单元能够及时驱动解锁单元复位，便于所述解锁单元的再次使用，符合CPS控制与保护开关的特性。因此，采用节能锁扣机构以及自动解锁机构的CPS控制与保护开关不仅工作时稳定可靠，节约大量电能，而且在外接电源意外断电时能够使得动铁芯自动脱离静铁芯，实现主断路器分闸。
[0079]进一步地，如图2、图3和图7所示，所述锁扣单元包括锁扣件21，固定在所述动铁芯11的从所述直流电磁铁I壳体中伸出的部分上，所述锁扣件21成型有锁扣端211 ;锁扣板22，可转动地设置在所述直流电磁铁I的壳体上，所述锁扣板22与所述传动机构的包围所述第一电磁铁I的支架16之间设置有使所述锁扣板22在转动后能够自动回位的复位件，所述锁扣板22成型有与所述锁扣端211轴向对应的锁扣槽221，以使所述动铁芯11轴向移动至吸合所述静铁芯12时，随所述动铁芯11轴向移动的所述锁扣端211卡入所述锁扣槽221形成防止所述锁扣端211向相反轴向脱离的倒扣结构。
[0080]在所述线圈14通电瞬间，所述动铁芯11沿轴向移动至吸合所述静铁芯12时，随所述动铁芯11 一同轴向移动的所述锁扣端211向轴向对应的所扣槽221移动，在移动过程中推动锁扣板22转动，当锁扣端211移动至锁扣槽221相对应位置时，锁扣板22在所述复位件的作用下自动回位，从而使得所述锁扣端卡入到锁扣槽中形成防止所述锁扣端211向相反轴向脱离的所述倒扣结构。该锁扣单元结构简单，容易加工，可靠性好，且有利于控制CPS控制与保护开关的生产成本。
[0081]如图1和图4所示,所述解锁单元包括具有初始位置和推动位置的推动铁芯91,所述推动铁芯91由所述初始位置运动至所述推动位置时，推动所述锁扣板22转动，以使所述锁扣件21的所述锁扣端211从所述锁扣槽221中脱出；与所述外接电源连通的，且在所述外接电源通电状态下吸附所述推动铁芯91，使所述推动铁芯91停留在所述初始位置的第二电磁铁92，所述第二电磁铁92额定功率小于所述第一电磁铁I额定功率；以及设于所述推动铁芯91与所述第二电磁铁92之间，且对所述推动铁芯91施加有使所述推动铁芯91朝向所述锁扣板22运动趋势的偏压力的偏压件93，所述偏压力小于所述第二电磁铁92施加给所述推动铁芯91的吸附力，所述偏压件93在所述外接电源断电时，释放所述偏压力以推动所述推动铁芯91由所述初始位置运动至所述推动位置。
[0082]当开关工作时，即所述动铁芯11与所述静铁芯12吸合，所述锁扣端卡入到所述锁扣槽中形成所述倒扣结构，如果此时所述外接电源突然断电，与外接电源连通的第二电磁铁92也断电，所述第二电磁铁92中施加给所述推动铁芯91的吸附力消失，所述偏压件的偏压力得到释放，在所述偏压力的推动下，所述推动铁芯由所述初始位置运动至所述推动位置，在运动至所述推动位置时推动所述锁扣板22转动，从而使所述锁扣板22转动至其锁扣槽的槽口与锁扣端对应，锁扣端在第一弹簧55的反作用力下从锁扣槽中脱出，实现本实施例的CPS控制与保护开关在外接电源突然断电情况下能够自动分闸的功能。
[0083]另外，在本实施例中，所述第二电磁铁92的额定功率远小于第一电磁铁的额定功率，从而，在开关工作时，虽然与所述外接电源连通的所述第二电磁铁92 —直处于通电状态，但是相较于现有技术中第一电磁铁一直处于通电状态，第二电磁铁的耗能特别小。所述第二电磁铁92的结构与所述第一电磁铁I的结构类似，其中包括第二壳体，设置在第二壳体内的推动铁芯91、第二线圈、第二线圈骨架以及第二静铁芯96，推动铁芯91部分从第二壳体中伸出，伸出部分的端部为推动端911。由于第二电磁铁92的额定功率较小，因此第二电磁铁的尺寸也远小于第一电磁铁I的尺寸，有利于在开关壳体内被布置。
[0084]在本实施例中，如图8和图9所示，所述倒扣结构包括成型在所述锁扣端211和所述锁扣槽221上的一对相互抵靠的表面211a和221a。所述锁扣端211用于抵靠的表面211a与锁扣槽221用于抵靠的表面221a可以有多种相配合的结构形式，例如，锁扣槽221的表面221a为平直面，锁扣端211的表面211a为抵靠在该平直面上的圆弧面，该种结构设置下，锁扣端的圆弧表面可以容易地滑入到锁扣槽的平直表面上，然而，圆弧面与平直面的接触面积较小，在控制与保护开关工作振动下，圆弧面与平直面相对位置容易发生变化，从而使电磁操作装置的工作稳定性和可靠性降低。因此，本实施例的所述一对表面211a，221a优选为一对相嵌合的凹凸面，凹凸面的配合方式使得锁扣端与锁扣槽在开关工作振动下，相对位置不变，开关工作稳定性和可靠性高。进一步具体地，在本实施例中，所述锁扣端211用于抵靠的表面211a为凸出的圆弧面，所述锁扣槽221用于抵靠的表面221a为凹进的圆弧面；而且为了使得锁扣端凸出的圆弧面可以容易得滑入到凹进的圆弧面中，本实施例中，所述锁扣槽的凹进的圆弧面与锁扣槽的槽口 221b的连接采用圆弧连接。
[0085]如图2、3、5、6、7、8所示，本实施例的所述锁扣件21为成型在所述动铁芯11伸出所述壳体部分外表面垂直向上延伸的柱形状，所述锁扣端211为成型于所述锁扣件21顶端的圆柱形。所述第一电磁铁I的上盖板13设置有枢轴13a，所述锁扣板22成型有适于套设在所述枢轴13a上以使所述锁扣板22可绕所述枢轴13a转动的枢转孔223，所述锁扣槽221的槽口 221b朝向所述锁扣端211并与所述表面211a的边缘圆弧连接。该种结构设置更好地利用了所述动铁芯伸出壳体部分上方的空间，结构紧凑。需要说明的是本发明不限于本实施例中所提供的锁扣件21以及锁扣板22的结构形式，在其他实施例中，所述锁扣板22还可以与所述第一电磁铁I的上盖板13成型为一体结构，当然，所述锁扣板22也可以设置在所述第一电磁铁I的其他侧壁上，总之，能够实现动铁芯11与锁扣板22之间的锁扣单元均包含在本发明的保护范围之内。
[0086]为了使得本实施例的锁扣端211随所述动铁芯11向静铁芯12方向移动时可以顺畅地滑入到锁扣槽221中，如图8和图9所示，所述锁扣单元还包括成型在所述锁扣板22上，方便所述锁扣端211滑入所述槽口 221b的引导结构。通过引导结构的设置使得设置有锁扣件的动铁芯动作更顺畅，减少了机构的磨损，有利于提高开关的使用寿命。
[0087]在本实施例中，所述引导结构被构造为连接于所述表面221a远离所述静铁芯12一侧并在所述线圈14通电前与所述锁扣端211相抵靠的引导斜面222，所述锁扣端211在所述线圈14通电时，沿所述引导斜面222滑动，以带动所述锁扣板22绕所述枢轴13a转动，并进而通过所述锁扣板22转动预留出的通道滑动至超过所述槽口 221b时，所述锁扣板22在所述复位件驱动下自动回位，从而所述锁扣端211卡入到所述锁扣槽221中形成所述倒扣结构。
[0088]具体地，在本实施例中，如图1-6所示，所述复位件为一端固定在所述锁扣板22上，另一端固定在所述支架16上的第二弹簧23，在锁扣件随动铁芯动作卡入到锁扣槽中形成倒扣结构后，第二弹簧通过作用于锁扣板间接地施加给所述倒扣结构中锁扣端一个锁紧力矩，将锁扣端锁紧在锁扣槽中，通过该种设置，使得开关在工作中遭遇强烈震动时，可以保证所述动铁芯不会出现晃动，从而进一步提高了开关稳定性和可靠性。
[0089]另外，如图1、4、11、12所示,所述复位单元包括有可与所述动铁芯11联动的联动组件，所述锁扣单元解锁时，所述动铁芯11在所述第一弹簧55的作用下与所述静铁芯12分离，并带动所述联动组件将所述推动铁芯91复位至所述初始位置。在本实施例中，所述联动组件可在所述动铁芯11与所述静铁芯12分离时,及时将所述推动铁芯91复位至所述初始位置以便于所述解锁单元的再次使用。
[0090]作为本发明的优选实施例，如图11和图12所示，所述联动组件包括通过与所述锁扣件21的所述锁扣端211固定连接且在所述锁扣端211的带动下进行往复滑动的连接板101，以及通过转轴104可转动的安装在所述电磁操作装置内的转动板103，所述锁扣端211脱出所述锁扣槽时，所述连接板101通过施力机构给所述转动板103施加使所述转动板103绕所述转轴104转动的作用力，以使所述转动板103推动所述推动铁芯91复位。其中，如图11和14所示，所述施力机构包括成型在所述连接板101上的中间轴105，成型在所述转动板103上供所述中间轴105插入的插孔1031，所述插孔1031与所述中间轴105之间具有滑动间隙1031a，所述滑动间隙1031a使得所述转动板103在所述连接板101的作用下能顺利发生转动，而不被卡死。
[0091]进一步，如图11-14所示，所述转动板103设为V型板，所述转轴104设于所述V型板的第一臂和第二臂连接处，所述中间轴105设于所述V型板的第一臂的臂端处，所述V型板的第二臂的臂端可在所述推动铁芯91的所述初始位置和所述推动位置之间转动；所述连动板结构简单，运动可靠，且占用空间小，便于其他部件的设置。
[0092]其中，所述推动铁芯91的推动端上成型有可与所述V型板的第二臂的臂端相配合的凸柱94;所述凸柱94的设置便于所述V型板的第二臂的臂端推动所述推动铁芯91复位。
[0093]所述偏压件93套设在所述推动铁芯91位于所述凸柱94与所述小电磁铁92之间的部分上，所述凸柱94与所述偏压件93之间还设有垫圈95 ;在本实施例中，所述偏压件93设为弹簧。
[0094]如图12所示，所述锁扣板22上还成型便于所述推动铁芯91推动所述锁扣板22绕所述枢轴13a往使所述锁扣端211脱出所述锁扣槽221的方向转动的条形凸块226，所述条形凸块226延伸至所述推动铁芯91的所述推动位置处。所述条形凸块的设置使所述推动铁芯只需轻轻推动所述条形凸块即可使得所述锁扣板绕所述枢轴往使所述锁扣端脱出所述锁扣槽的方向转动，从而使所述锁扣端轻易从所述锁口槽中脱出。
[0095]本实施例的CPS控制与保护开关电器，如图11和12所示，还包括对所述连接板101的往复滑动进行导向的第一导向结构，所述第一导向结构包括成型在所述连接板上的至少一个第一导向槽106和设置在所述上盖板13上的至少一个第一导向销，所述枢轴13a即为其中一个所述第一导向销，至少一个所述第一导向槽106沿所述锁扣件21轴向移动方向延伸。进一步地，在本实施例中，所述第一导向槽106设置为两个，两所述第一导向槽106平行设置，并沿所述锁扣件21轴向移动方向前后布置。通过所述第一导向结构的设置，不仅实现了对所述连接板101移动方向的限位，而且使得所述连接板101动作更顺畅。
[0096]再进一步地，如图13所示，本实施例的CPS控制与保护开关电器还包括对所述推动铁芯91在所述初始位置和所述推动位置之间的滑动进行导向的第二导向结构，所述第二导向结构包括设于所述推动铁芯下方的第二导向销107和与所述第二电磁铁92固定连接的相应的第二导向槽108。所述第二导向结构的设置对所述推动铁芯的移动起到导向作用，限定了推动铁芯的移动方向，使得推动铁芯移动时不会发生晃动，有利于提高推动铁芯的工作稳定性和可靠性。
[0097]在本实施例中，如图10所示，所述第一电磁铁I为直流电磁铁，所述直流电磁铁的壳体呈方体状，所述壳体内设置缠绕所述线圈14的线圈骨架15，所述线圈骨架15成型有沿轴向延伸的圆形通道151，所述静铁芯12固设在所述圆形通道151靠近外侧的一端，所述动铁芯11呈圆柱形，可轴向移动地设置在所述圆形通道151内。进一步地，所述第二电磁铁92也为直流电磁铁。直流电磁铁相较于交流电磁铁，体积较小，另外，在本实施例中，节能锁扣机构和自动解锁机构主要由板状结构构成，占据的空间较小，并且在布置位置上充分利用了开关壳体内第一电磁铁周围的空间(主要是第一电磁铁上方的空间)，因此，本发明的CPS控制与保护开关电器相较于现有技术中采用交流电磁铁的结构形式，虽然增加了节能锁扣机构和自动解锁机构，但是在体积上与现有技术中CPS控制与保护开关的体积基本相当，所以，虽然增加了节能锁扣机构和自动解锁机构，但是依然可以沿用现有技术中的基座和上盖，从而减少了基座和上盖模具的开发，进一步控制了成本。
[0098]在本实施例中，所述第二电磁铁92的额定功率为0.4-0.7W，所述第一电磁铁I的额定功率为22-25W。进一步优选地，所述第二电磁铁(92)的额定功率为0.5W，所述第一电磁铁I的额定功率为25W。通过以上数值可以看出，所述第二电磁铁92的额定功率远远小于所述第一电磁铁I的额定功率，开关长时间工作时，额定功率较小的第二电磁铁处于通电状态，而额定功率较大的第一电磁铁处于断电状态，因此，本实施例的CPS控制与保护开关节能明显。
[0099]进一步描述本实施例的节能单元,如图3和图6所示,所述节能单元包括与所述线圈14电连接的微动开关32，以及与所述动铁芯11联动的摆动臂31。所述电连接是指，所述微动开关32的动静触点接触时，线圈14与微动开关32电导通，微动开关32的动静触点分开时，线圈14的闭合电路上出现断路,线圈14断电。本实施例的节能单元是这样实现的，所述摆动臂31在所述线圈14通电前按压在所述微动开关32上以控制所述微动开关32开启(此处指按压微动开关的动触点使动静触点接触)，所述线圈14与所述微动开关32电导通，所述摆动臂31在所述线圈14通电后，随着所述动铁芯11的动作而发生摆动，从而脱离所述微动开关32 (所述微动开关32的动触点在压力脱离后弹开，动静触点回到分开状态，即微动开关关闭)，从而控制所述线圈14断电。
[0100]需要说明的是，本发明的节能单元的设置并不限于本实施例中微动开关与摆动臂配合的结构形式，本着实现节能单元功能的目的，在其他实施例中，还可以通过对控制与保护开关中线路板的改进来实现节能，例如，在动铁芯移动至与静铁芯吸合后，通过线路板控制实现线圈断电。
[0101]此外,如图7所示,本实施例的所述传动机构包括穿透所述动铁芯11侧壁并向两侧延伸的横轴51、分别与所述横轴51两端固定的臂支座52，以及底部连接有压缩弹簧53，顶部被所述臂支座52 —侧的后座521按压的动触头支架54，所述动触头支架54上设置有动触头81，所述第一弹簧55固定连接于所述臂支座52与支架16之间。
[0102]所述线圈14通电时,所述动铁芯11向所述静铁芯12移动,所述动铁芯11动作时通过所述横轴51施加给所述臂支座52 —个拉力，位于所述动触头支架54下方的所述压缩弹簧53通过所述动触头支架54传递给所述臂支座一个推力，通过所述拉力和所述推力的作用，所述臂支座52随着所述动铁芯11的移动而发生摆动，如图3所示，所述臂支座52逆时针摆动,所述动触头支架54随着所述臂支座52的逆时针摆动而向上移动,直至所述动触头支架54上设置的动触头81与上方设置的静触头82闭合，从而实现开关所述主断路器8的合闸。
[0103]所述锁扣端211脱离所述锁扣槽221的锁扣后，第一弹簧55拉动所述臂支座52顺时针摆动，所述臂支座52的后座521在所述第一弹簧55的拉力下克服所述压缩弹簧53的弹力，按压所述动触头支架54向下移动，使所述动触头81与所述静触头82分开，从而实现开关所述主断路器8的分闸。
[0104]本实施例的CPS控制与保护开关电器，充分利用了所述摆动臂与所述臂支座在动铁芯移动时发生摆动的特性，如图3和图6所示，所述摆动臂31成型在所述臂支座52上相对所述后座521的另一侧，通过将所述摆动臂31与所述臂支座52成型为一体结构，节省了用于驱动所述摆动臂31部件的设置，从而使本实施例的电磁操作装置的结构更简洁，紧凑，最重要是节约了生产成本。
[0105]本实施例的CPS控制与保护开关电器的旋钮开关组件，如图1-7所示，包括具有合闸位置和分闸位置的旋钮71，以及受所述旋钮71驱动的摆动件72，所述摆动件72 —端紧挨所述锁扣板22 —侧边缘设置，所述摆动件72在所述旋钮71旋转至分闸位置时受所述旋钮71驱动而摆动，具体地，如图7所示，所述旋钮71旋转至分闸位置时，摆动件发生摆动，从而推动紧挨所述摆动件一端设置的所述锁扣板22靠近一侧边缘上设置的主控点224，摆动件72克服所述锁紧力矩推动所述锁扣板22的所述主控点224从而使所述锁扣板22的所述锁扣槽221转动至其槽口 221b与所述锁扣端211相对应位置，而后，所述动铁芯11在所述第一弹簧55的拉力下使得锁扣件21的锁扣端211从槽口 221b中脱出。
[0106]以下根据附图来说明本实施例的CPS控制与保护开关电器的工作过程:
[0107]如图1-3所示，所述CPS控制与保护开关电器处于线圈14通电前状态，所述动铁芯11与静铁芯12未吸合，所述旋钮71处于其分闸位置，所述锁扣件21抵靠在所述引导斜面222上，所述摆动臂31按压在所述微动开关32上使其处于开启状态，所述动触头81与所述静触头82分开，所述主断路器8处于分闸状态。
[0108]此时，旋转所述旋钮71至其合闸位置，所述线圈14通电，所述动铁芯11在电磁力作用下向所述静铁芯12轴向移动，在移动过程中，通过所述横轴与所述动铁芯11联动的臂支座52在所述动铁芯的拉力以及所述压缩弹簧53释放弹力的推动下，沿逆时针方向摆动，所述动触头支架54在压缩弹簧58释放弹力的推力作用下向上移动，同时，与所述臂支座52成型一体的摆动臂31通过摆动脱离与所述微动开关32的接触，从而使微动开关关闭，微动开关关闭控制与微动开关电连接的线圈14断电。
[0109]在所述动铁芯11沿轴向向所述静铁芯12移动时，随所述动铁芯11 一同移动的锁扣件21的锁扣端211沿着所述锁扣板22的引导斜面221向轴向对应的锁扣槽221滑动，滑动时锁扣件21推动锁扣板22逆时针方向转动，锁扣板逆时针转动预留出供锁扣端通过的通道，当所述动铁芯11移动至与所述静铁芯12吸合的同时，锁扣端211a沿所述通道从锁扣槽221的槽口 221b中滑入形成所述倒扣结构，所述动触头支架54在所述动铁芯11移动至吸合静铁芯12后，向上移动至使其上设置的动触头81与上方设置的静触头82闭合，所述主断路器8合闸。此时，CPS控制与保护开关电器的状态如图4-6所示。
[0110]CPS控制与保护开关电器不需工作时，旋转所述旋钮71至其分闸位置，所述旋钮71旋转时驱动所述摆动件72摆动，所述摆动件72摆动时克服第二弹簧23的弹力，推动所述锁扣板22的一侧边缘使其沿逆时针方向转动，从而使锁扣板22转动至其槽口 221a与锁扣端211正对的位置，所述锁扣端211失去了抵触，从而在第一弹簧55的拉力作用下随所述动铁芯11沿相反轴向移动，从锁扣槽221的槽口 221b中脱出，在所述动铁芯11向脱离静铁芯方向移动时，驱动臂支座沿顺时针方向摆动，臂支座的后座克服压缩弹簧53的弹力向下按压动触头支架，从而使动触头支架上的动触头81与静触头82分开，主断路器分闸，臂支座摆动时，与臂支座一体的摆动臂31沿顺时针向上摆动至按压微动开关的位置，所述CPS控制与保护开关电器回到如图1-3所示状态。
[0111]当所述CPS控制与保护开关电器在工作时发生意外断电或外界停电时，与所述外接电源连通的所述第二电磁铁92失电，所述推动铁芯91在所述偏压件93的偏压力的作用下，并在所述第二导向结构的配合下由所述初始位置运动至所述推动位置，并通过推动所述条形凸块226推动所述锁扣板22绕所述枢轴13a往使所述锁扣端211脱出所述锁扣槽221的方向转动，从而使所述锁扣件21的所述锁扣端211从所述锁扣板22的所述锁口槽221中脱出；与此同时，所述动铁芯11在所述传动机构的所述第一弹簧61的作用下向远离所述静铁芯12轴向运动，并在所述第一导向结构的配合下带动所述连接板101滑动，所述连接板101通过所述施力机构中的所述中间轴105推动所述插孔1031进而使所述转动板103绕所述转轴104转动，所述转动板103与所述凸柱94相抵，并通过抵压所述凸柱94使所述推动铁芯91由所述推动位置回位至所述推动位置，如图1所示状态。此时，如果所述外接电源来电时，将旋钮由分闸位置旋转至合闸位置，所述线圈14通电，所述动铁芯在电磁力作用下向所述静铁芯移动，并带动所述连接板沿相同方向移动，所述连接板移动时通过所述插孔1031与所述中间轴105的配合，推动所述转动板103转动，按压在所述凸柱94的端部通过转动脱离开所述推动铁芯，以备下次所述外接电源断电时使用，转动开的状态如图4所示。
[0112]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种CPS控制与保护开关电器，包括底板(a)、基座(b)、设置在所述基座(b)上的主接触器、脱扣器和主断路器(8)、连接于所述主接触器与所述主断路器(8)之间的传动机构，以及外接电源的控制电路，所述主接触器包括第一电磁铁⑴，所述第一电磁铁⑴包括壳体、固定在所述壳体一端的静铁芯(12)、设于所述壳体内的线圈(14)，以及部分从所述壳体中伸出并在所述线圈(14)通电时克服所述传动机构的第一弹簧(55)的反作用力向所述静铁芯(12)轴向移动并吸合的动铁芯(11)，其特征在于: 所述主接触器还包括 节能锁扣机构，所述节能锁扣机构包括连接于所述动铁芯(11)与所述第一电磁铁(I)的壳体之间的锁扣单元，以及与所述动铁芯(11)联动的节能单元，所述节能单元在所述动铁芯(11)移动至吸合所述静铁芯(12)后控制所述线圈(14)断电，与此同时，所述锁扣单元锁定所述动铁芯(11)以使所述动铁芯(11)与所述静铁芯(12)保持吸合； 以及自动解锁机构，所述自动解锁机构包括外接电源断电时，驱动所述锁扣单元解除对所述动铁芯(11)的锁定的解锁单元，以及可使所述解锁单元复位的复位单元。
2.根据权利要求1所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于: 所述锁扣单元包括 锁扣件(21)，固定在所述动铁芯(11)的从所述直流电磁铁(I)壳体中伸出的部分上，所述锁扣件(21)成型有锁扣端(211)； 锁扣板(22)，可转动地设置在所述直流电磁铁(I)的壳体上，所述锁扣板(22)与所述传动机构的包围所述第一 电磁铁(I)的支架(16)之间设置有使所述锁扣板(22)在转动后能够自动回位的复位件，所述锁扣板(22)成型有与所述锁扣端(211)轴向对应的锁扣槽(221)，以使所述动铁芯(11)轴向移动至吸合所述静铁芯(12)时，随所述动铁芯(11)轴向移动的所述锁扣端(211)卡入所述锁扣槽(221)形成防止所述锁扣端(211)向相反轴向脱离的倒扣结构； 所述解锁单元包括 具有初始位置和推动位置的推动铁芯(91)，所述推动铁芯(91)由所述初始位置运动至所述推动位置时，推动所述锁扣板(22)转动，以使所述锁扣件(21)的所述锁扣端(211)从所述锁扣槽(221)中脱出； 与所述外接电源连通的，且在所述外接电源通电状态下吸附所述推动铁芯(91)，使所述推动铁芯(91)停留在所述初始位置的第二电磁铁(92)，所述第二电磁铁(92)额定功率小于所述第一电磁铁(I)额定功率； 以及设于所述推动铁芯(91)与所述第二电磁铁(92)之间，且对所述推动铁芯(91)施加有使所述推动铁芯(91)朝向所述锁扣板(22)运动趋势的偏压力的偏压件(93)，所述偏压力小于所述第二电磁铁(92)施加给所述推动铁芯(91)的吸附力，所述偏压件(93)在所述外接电源断电时，释放所述偏压力以推动所述推动铁芯(91)由所述初始位置运动至所述推动位置。
3.根据权利要求2所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述倒扣结构中所述锁扣端(211)与所述锁扣槽(221)相抵的表面(211a)为凸出的圆弧面，相应的所述锁扣槽(221)的相抵的表面(221a)为与所述表面(211a)相嵌合的凹进的圆弧面。
4.根据权利要求3所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述锁扣件(21)为成型在所述动铁芯(11)伸出所述壳体部分外表面垂直向上延伸的柱形状，所述锁扣端(211)为成型于所述锁扣件(21)顶端的圆柱形； 所述第一电磁铁(I)的上盖板(13)设置有枢轴(13a)，所述锁扣板(22)成型有适于套设在所述枢轴(13a)上以使所述锁扣板(22)可绕所述枢轴(13a)转动的枢转孔(223)，所述锁扣槽(221)的槽口(221b)朝向所述锁扣端(211)，并与所述锁扣槽(221)的所述表面(221a)相连接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述锁扣单元还包括成型在所述锁扣板(22)上，方便所述锁扣端(211)滑入所述槽口(221b)的引导结构。
6.根据权利要求5所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述引导结构被构造为连接于所述表面(221a)远离所述静铁芯(12) —侧并在所述线圈(14)通电前与所述锁扣端(211)相抵靠的引导斜面(222)，所述锁扣端(211)在所述线圈(14)通电时，沿所述引导斜面(222) 滑动，以带动所述锁扣板(22)绕所述枢轴(13a)转动，并进而通过所述锁扣板(22)转动预留出的通道滑动至超过所述槽口(221b)时，所述锁扣板(22)在所述复位件驱动下自动回位，从而所述锁扣端(211)卡入到所述锁扣槽(221)中形成所述倒扣结构。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述复位件为一端固定在所述锁扣板(22)上，另一端固定在所述支架(16)上的第二弹簧(23)。
8.根据权利要求2-7中任一项所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述复位单元包括可与所述动铁芯(11)联动的联动组件，所述锁扣单元解锁时，所述动铁芯(11)在所述第一弹簧(55)的作用下与所述静铁芯(12)分离，并带动所述联动组件将所述推动铁芯(91)复位至所述初始位置。
9.根据权利要求8所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述联动组件包括与所述锁扣端(211)固定连接且在所述锁扣端(211)的带动下进行往复滑动的连接板(101)，以及通过转轴(104)可转动的安装在所述主接触器内的转动板(103)，所述锁扣端(211)脱出所述锁扣槽(221)时，所述连接板(101)通过施力机构向所述转动板(103)施加使所述转动板(103)绕所述转轴(104)转动的作用力，以使所述转动板(103)推动所述推云力铁芯(91)复位。
10.根据权利要求9所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述施力机构包括成型在所述连接板(101)上的中间轴(105)，成型在所述转动板(103)上供所述中间轴(105)插入的插孔(1031)，所述插孔(1031)与所述中间轴(105)之间具有滑动间隙(1031a)。
11.根据权利要求9或10所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述转动板(103)设为V型板，所述转轴(104)设于所述V型板的第一臂和第二臂连接处，所述插孔(1031)成型于所述V型板的所述第一臂的臂端处，所述V型板的所述第二臂的臂端可在所述推动铁芯(91)的所述初始位置和所述推动位置之间转动。
12.根据权利要求11所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述推动铁芯(91)的推动端(911)上成型有可与所述V型板的所述第二臂的臂端相配合的凸柱(94)。
13.根据权利要求12所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述偏压件(93)套设在所述推动铁芯(91)位于所述凸柱(94)与所述第二电磁铁(92)之间的部分上，所述凸柱(94)与所述偏压件(93)之间还设有垫圈(95)。
14.根据权利要求13所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述锁扣板(22)上还成型便于所述推动铁芯(91)推动所述锁扣板(22)绕所述枢轴(13a)往使所述锁扣端(211)脱出所述锁扣槽(221)的方向转动的条形凸块(226)，所述条形凸块(226)延伸至所述推动铁芯(91)的所述推动位置处。
15.根据权利要求14所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:还包括对所述连接板(101)的往复滑动进行导向的第一导向结构，所述第一导向结构包括成型在所述连接板上的至少一个第一导向槽(106)和设置在所述上盖板(13)上的至少一个第一导向销，所述枢轴(13a)即为其中一个所述第一导向销，至少一个所述第一导向槽(106)沿所述锁扣件(21)轴向移动方向延伸。
16.根据权利要求15所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述第一导向槽(106)设置为两个，两所述第一导向槽(106)平行设置，并沿所述锁扣件(21)轴向移动方向前后布置。
17.根据权利要求16所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:还包括对所述推动铁芯(91)在所述初始位置和所述推动位置之间的滑动进行导向的第二导向结构，所述第二导向结构包括设于所述推动铁芯下方的第二导向销(107)和与所述第二电磁铁(92)固定连接的相应的第二导向槽(108)。
18.根据权利要求2-17中任一项所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述第一电磁铁(I)为直流电磁铁，所述直流电磁铁的壳体呈方体状，所述壳体内设置缠绕所述线圈(14)的线圈骨架(15)，所述线圈骨架(15)成型有沿轴向延伸的圆形通道(151)，所述静铁芯(12)固设在所述圆形通道(151)靠近外侧的一端，所述动铁芯(11)呈圆柱形，可轴向移动地设置在所述圆形通道(151)内。
19.根据权利要求2-18中任一项所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述第二电磁铁(92)为直流电磁铁；所述第二电磁铁(92)的额定功率为0.4-0.7W，所述第一电磁铁(I)的额定功率为22-25W。
20.根据权利要求19所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述第二电磁铁(92)的额定功率为0.5W，所述第一电磁铁⑴的额定功率为25W。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述节能单元包括与所述线圈(14)电连接的微动开关(32)，以及与所述动铁芯(11)联动的摆动臂(31)，所述摆动臂(31)在所述线圈(14)通电前按压在所述微动开关(32)上以控制所述微动开关(32)开启，在所述线圈(14)通电后摆动脱离所述微动开关(32)以控制所述微动开关(32)关闭，从而使所述线圈(14)断电。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述传动机构包括穿透所述动铁芯(11)侧壁并向两侧延伸的横轴(51)、分别与所述横轴(51)两端固定的臂支座(52)，以及底部连接有压缩弹簧(53)、顶部被所述臂支座(52) —侧的后座(521)按压的动触头支架(54)，所述动触头支架(54)上设置有动触头(81)，所述第一弹簧(55)固定连接于所述臂支座(52)与支架(16)之间； 所述臂支座(52)在所述动铁芯(11)向所述静铁芯(12)移动拉力以及所述动触头支架(54)下方的所述压缩弹簧(53)释放弹力的推力下发生摆动，以使所述动触头(81)向上移动至与上方的静触头(82)闭合，从而实现所述主断路器(8)合闸； 所述臂支座(52)在所述锁扣端(211)脱离所述锁扣槽(221)的锁扣后，在所述第一弹簧(55)的反作用力下按压所述动触头支架(54)向下移动，以使所述动触头(81)与所述静触头(82)分开，从而实现所述主断路器(8)分闸。
23.根据权利要求22所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:所述摆动臂(31)与所述臂支座(52)成型为一体结构，并位于所述臂支座(52)上相对所述后座(521)的另一侧。
24.根据权利要求1-23中任一项所述的CPS控制与保护开关电器，其特征在于:还包括旋钮开关组件，所述旋钮开关组件包括具有合闸位置和分闸位置的旋钮(71)，以及受所述旋钮(71)驱动的摆动件(72)，所述摆动件(72) —端紧挨所述锁扣板(22) —侧边缘设置，所述摆动件(72)在所述旋钮(71)由合闸位置旋转至分闸位置时受所述旋钮(71)驱动而摆动，并推动所述锁扣板(22)的所述一侧边缘使所述锁扣板(22)转动，直至所述锁扣槽(221)的槽口(221b)与所 述锁扣端(211)相对应。
【文档编号】H01H3/28GK103985619SQ201410250274
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】彭全昌, 刘永华 申请人:佳一电气有限公司