检测设备、致动器、电子断路器和感应电流的使用的制作方法
【专利摘要】根据本发明的检测设备(35)可以检测电子断路器(10)的重置。所述电子断路器(10)包括固定触头(12)和活动触头(14)，所述活动触头(14)能够在打开位置和关闭位置之间移动，在所述打开位置上所述固定和活动触头(12,14)被分离，在所述关闭位置上所述活动触头(14)压在所述固定触头(12)上；用于使触头(12,14)分开的机构(16)；用于将所述机构(16)从所述活动触头(14)的打开位置重置到关闭位置的杠杆(18)；用于开动所述分离机构(16)的致动器(20)，所述致动器(20)包括电磁感应线圈以及能够在空闲位置和工作位置之间移动的芯。
【专利说明】检测设备、致动器、电子断路器和感应电流的使用
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于检测电子断路器重置的设备。
[0002]本发明还涉及固定和活动电子断路器触头的分离机构的致动器。
[0003]本发明还涉及这样的电子断路器。
[0004]本发明还涉及与这样的致动器中线圈中的感应电流相关的电脉冲的使用。
【背景技术】
[0005]从文件W02007/137938A1可知，检测设备设计成安装在电子断路器中。电子断路器具有三个可能状态，即“开”、“关”和“脱扣”状态，从“开”状态到“脱扣”状态的转换对应于断路器的脱扣，在检测到电气故障、例如短路时自动进行。电子断路器包括壳体，致动杠杆可枢转地或可旋转地被安装在所述壳体上，该杠杆在分别对应于断路器三个状态的三个位置之间可旋转地移动。
[0006]检测设备可以从三个可能状态检测断路器的状态，并且包括小得活动板，其机械地连接于断路器杠杆并且能够采用与断路器的三个状态对应的三个位置。小活动板承载具有一个或两个永磁铁的磁性设备，设计成开动在它们两个位置之间的微动开关。
[0007]但是，这种检测设备相对昂贵，并且必须机械地联接于断路器杠杆。
[0008]因此，本发明的目的是提出一种容易实现同时不太昂贵的检测断路器重置的设备。
【发明内容】
[0009]为此，本发明涉及一种检测设备，包括从电脉冲产生重置指示信号的装置，电脉冲对应于在断路器的重置期间通过活动芯从其工作位置到其空闲位置的移动在线圈中引起的电流。
[0010]根据本发明所述的检测设备可以检测断路器重置而不使用联接于断路器杠杆的位置传感器。
[0011]根据本发明的其它有利方面，检测设备包括一个或更多个以下特征，单独考虑或者任何技术上可能的组合:
[0012]-发生装置包括用于滤过电脉冲的级的发生装置，
[0013]滤波级优选地包括并联连接的电容和电阻；
[0014]-发生装置包括用于将电脉冲转化成方波信号的级；
[0015]-发生装置还包括连接在滤波级和转换级之间的差分放大级；以及
[0016]-转换级包括具有基准电压的比较器。
[0017]本发明涉及用于分离固定和活动电子断路器触头的机构的致动器，所述断路器包括固定触头和活动触头，所述活动触头能够在打开位置和关闭位置之间移动，在所述打开位置上所述固定和活动触头被分离，在所述关闭位置上所述活动触头压在所述固定触头上；用于使触头分开的机构；以及用于将所述机构从所述活动触头的打开位置重置到关闭位置的杠杆，所述致动器包括电磁感应线圈以及能够在空闲位置和工作位置之间移动的芯，在所述工作位置时所述分离机构被致动，所述线圈能够使活动芯从其空闲位置移动至其工作位置，其中所述致动器还包括用于检测断路器的重置的如上面所述的设备。
[0018]本发明还涉及电子断路器，其包括固定触头和活动触头，所述活动触头能够在打开位置和关闭位置之间移动，在所述打开位置上所述固定和活动触头被分离，在所述关闭位置上所述活动触头压在所述固定触头上；用于使触头分开的机构；用于将所述机构从所述活动触头的打开位置重置到关闭位置的杠杆；以及分离机构的致动器，其中所述致动器如上所述。
[0019]本发明还涉及与机构的致动器的线圈中引起的电流相对应的电子脉冲的使用，以便产生所述断路器的重置指示信号，所述机构用于分离电子断路器的固定和活动触头，在断路器重置时由于所述活动芯从其工作位置到其空闲位置的移动在所述线圈中引起电流，所述活动芯被包括在所述致动器中。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]通过阅读以下仅以非限制性实例给出的说明，并且参考附图，本发明的这些特征和优势将表现出来，其中:
[0021]图1是根据本发明所述的断路器的示意图，所述断路器包括固定和活动触头、用于分离所述触头的机构和用于分离机构的致动器；
[0022]图2和3是图1的致动器的横截面图，所述致动器包括电磁感应线圈、可以在空闲位置和工作位置之间移动的芯，其中在所述工作位置时所述分离机构被开动，以及用于检测断路器重置的设备，所述芯在图2中处在空闲位置，在图3中处在工作位置；
[0023]图4是根据本发明第一实施方式所述的检测设备的电路图，所述检测设备包括用于产生来自电脉冲的指示断路器重置的信号，所述电脉冲对应于断路器重置时由于所述活动芯从其工作位置到其空闲位置的移动在线圈中所引起的电流，
[0024]图5是分别表示电脉冲和所产生的指示信号的一组曲线；以及
[0025]图6是与本发明第二实施方式所述的图4相似的视图。
【具体实施方式】
[0026]在图1中，众所周知，断路器10包括固定电触头12和活动电触头14，活动触头14能够在打开位置和关闭位置之间移动，在所述打开位置所述固定和活动触头12、14被分开，在所述关闭位置所述活动触头14被压在所述固定触头12上。
[0027]所述电子断路器10包括用于使触头分开的机构16、用于将所述机构从所述活动触头的打开位置重置到关闭位置的杠杆、以及用于所述分离机构的致动器，所述重置杠杆18和所述致动器20每一个机械地联接于所述分离机构16。
[0028]所述电子断路器10包括用于在连接于所述固定触头12的电导体24中流通的电流的传感器22。所述电子断路器10包括连接于所述电流传感器22的处理单元26，在使用电流传感器22检测到电气故障之后，所述处理单元26能够经由所述致动器20和所述分离机构16命令电子断路器的脱扣、即所述触头12、14的分离。
[0029]电子断路器10包括连接于处理单元26的信号单元28，用于将电子断路器10的状态发信号给外部电子设备(未示出)，信号单元28通过例如无线链路连接于外部设备。
[0030]当被致动器20致动时，分离机构16能够保持触头12、14。换言之，分离机构能够使得活动触头14从关闭位置去到打开位置。
[0031]通过分离机构16，重置杠杆18能够重置分离机构16，即，能够使得活动触头14从打开位置去到关闭位置。例如，重置杠杆18被手动地致动。然后，更概括地讨论断路器10重置。
[0032]致动器20包括脱扣继电器，其一方面通过数据链路32连接于处理单元26，另一方面机械地联接于分离机构16。致动器20还包括用于检测断路器重置的设备35，检测设备35在连接点36A联接于数据链路32。
[0033]电流传感器22包括布置在电导体24周围并且能够测量电导体中流通的电流密度的环形室(toroid)。
[0034]处理单元26能够检测电导体24上的电气故障，例如短路，特别是使用电流传感器22所测得的密度，并且在检测到故障时处理单元能够命令断路器10脱扣。然后，处理单元26能够产生命令触头12、14分离的指令信号并且经由数据链路32将其传到脱扣继电器30。
[0035]信号单元28能够将断路器有关的信息传输到外部设备，特别地，被传输的信息包括断路器的状态、活动触头12在其打开位置和关闭位置之间的位置、电导体24上任何故障的检测等。
[0036]图2和3中所示的脱扣继电器30包括电磁感应线圈38和可在空闲位置和分离机构16被致动的工作位置之间移动的芯40，线圈38能够使得活动芯40从其空闲位置移动到其工作位置。
[0037]脱扣继电器30包括能够在活动芯40上施加引力的永磁铁42，其优选地由磁性材料制成。脱扣继电器30包括能够在活动芯40上施加推力的弹簧44，所述推力与所述芯上的永磁铁42的引力相反。
[0038]脱扣继电器30是具有通过磁铁42的磁力保持在待命位置的永磁铁的继电器，该磁力超过弹簧44的推力，当电流在线圈38中流通并且产生与永磁铁42的磁通量相反的磁通量时，所述继电器进入脱扣位置。
[0039]在继电器30的待命位置,活动芯40与永磁铁42相接触,可选地，间隔器46设置在活动芯40和永磁铁42之间，如图2所示。
[0040]在继电器30的脱扣位置，活动芯40与永磁铁42分离，加到线圈38所产生的通量上的弹簧33的推力导致活动芯40相对于永磁铁42的分离，如图3所示。
[0041]在电子断路器10重置期间，继电器30从脱扣位置到待命位置的转换(箭头F)在线圈38中产生感应电流。
[0042]根据本发明，如图4所示，检测设备35包括用于在输出端子52产生指示来自电脉冲56的重置的信号54的装置50,指不信号54和电脉冲56如图5所不。
[0043]图4所示的发生装置50包括用于滤过电脉冲的级58，滤过级58优选地包括并联连接的电容60和电阻62。
[0044]发生装置50包括用于将电脉冲56转换成方波信号的级64，所述方波信号也称作窗口信号，与指不信号54对应。
[0045]另外，在图4所示的实例实施方式中，发生装置50还包括连接在滤波级58和转换级64之间的差分放大级66。
[0046]输出端子52例如连接于信号单元28，用于指示信号54至信号单元28的传输。
[0047]如图5所示，例如，指示信号54是方波信号，诸如可容易地由信号单元28所识别的方波信号。
[0048]在断路器10的重置期间，电脉冲56与线圈38中通过活动芯40从其工作位置移动到其空闲位置所引起的电流相对应。在图4的电路图中，电脉冲56对应于电压V1,即在连接点36A的电压。
[0049]滤波级58连接在连接点36A和36B之间，并且依次与差分放大级66的输入连接。
[0050]转换级64例如包括第一运算放大器68，其输入端子的其中一个处于基准电压Vdd并且另一输入端子连接于差分放大级66的输出，运算放大器68的输出端子连接于输出端子52。第一运算放大器68形成比较器，用于比较作为输入所接收的电脉冲56和基准电压
Vdd。
[0051]差分放大级66例如包括第二运算放大器70，其输入端子的其中一个处于电压V1并且另一输入端子连接于能够输送来自电压V2的命令信号的命令电路72。
[0052]因此，当断路器10例如通过手动地致动重置杠杆18被重置时，脱扣继电器30从其脱扣位置去到其待命位置，然后活动芯40在图3中的箭头F的方向上移动，在电磁感应线圈38中产生感应电流。通过连接点36A、36B之间的检测设备35，对应于该感应电流的电脉冲56被接收。
[0053]然后，在被差分放大级66放大之前，所接收的电脉冲56首先由滤波级58滤过，然后被转换级64转换成重置指示信号54。重置指示信号被传输到信号单元28，从而使得关于电子断路器10的重置的信息被传输到外部设备。
[0054]然后，与机构16的致动器20的线圈38中所引起的电流相对应的电脉冲56被用于产生指示断路器10的重置的信号，所述机构用于分离固定触头12和活动触头14，在断路器10的重置期间，在线圈38中由于活动线圈40从其工作位置到其空闲位置的移动产生电流。
[0055]因此可以看出，由于能够连接在脱扣继电器30和处理单元26之间，根据本发明所述的检测设备35特别易于实现，同时由于没有位置传感器，价格也不昂贵。
[0056]图6表不根据本发明所述的第二实施方式,其中与上述第一实施方式相同的兀件使用相同的附图标记。
[0057]根据第二实施方式，发生装置50不包括差动放大级，并且滤波级58直接连接到转换级64的输入。
[0058]根据该第二实施方式，连接点36B基准为电子器件的接地80。
[0059]转换级的第一运算放大器68作为输入一方面连接于滤波级58的输出，另一方面连接于基准电压,第一运算放大器68作为输出连接于输出端子52。
[0060]该第二实施方式的运行与前述第一实施方式相似，不再复述。
[0061]该第二实施方式的优势与第一实施方式的优势相似，不再复述。由于不包括差分放大级，根据第二实施方式所述的检测设备35被进一步简化。
[0062]因此可以看出，根据本发明所述的检测设备35特别容易实现，同时价格便宜。
【权利要求】
1.一种用于检测断路器(10)的重置的设备(35)，所述断路器(10)包括固定触头(12)和活动触头(14)，其中所述活动触头(14)能够在打开位置和关闭位置之间移动，在所述打开位置上所述固定和活动触头(12，14)被分离，在所述关闭位置上所述活动触头(14)压在所述固定触头(12)上；用于使触头(12，14)分开的机构(16);用于将所述机构(16)从所述活动触头(14)的打开位置重置到关闭位置的杠杆(18);用于致动所述分离机构(16)的致动器(20)，所述致动器(20)包括电磁感应线圈(38)以及能够在空闲位置和工作位置之间移动的芯(40)，在所述工作位置时所述分离机构(16)被致动，所述线圈(38)能够使活动芯(40)从其空闲位置移动至其工作位置， 所述检测设备(35)的特征在于，它包括用于产生来自电脉冲(56)的重置指示信号(54)的装置(50)，所述电脉冲(56)对应于断路器重置时由于所述活动芯(40)从其工作位置到其空闲位置的移动在线圈中所引起的电流。
2.根据权利要求1所述的设备(35)，其中所述发生装置包括用于过滤电脉冲(56)的滤波级(58)，所述滤波级(58)优选地包括并联连接的电容￠0)和电阻(62)。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述发生装置(50)包括用于将电脉冲(56)转化成方波信号(54)的级(64)。
4.根据权利要求2或3所述的设备(35)，其中所述发生装置(50)还包括连接在滤波级(58)和转换级(64)之间的差分放大级(68)。
5.根据权利要求3或4所述的设备(35)，其中转换级￠4)包括具有基准电压的比较器(68)ο
6.用于分离电子断路器(10)的固定和活动触头(12，14)的机构(16)的致动器(20)，所述断路器(10)包括固定触头(12)和活动触头(14)，所述活动触头(14)能够在打开位置和关闭位置之间移动，在所述打开位置上所述固定和活动触头(12，14)被分离，在所述关闭位置上所述活动触头(14)压在所述固定触头(12)上；用于使触头(12，14)分开的机构(16);以及用于将所述机构(16)从所述活动触头(14)的打开位置重置到关闭位置的杠杆(18)，所述致动器(20)包括电磁感应线圈(38)以及能够在空闲位置和工作位置之间移动的芯(40)，在所述工作位置时所述分离机构(16)被致动，所述线圈(38)能够使活动芯(40)从其空闲位置移动至其工作位置， 其特征在于它还包括用于检测根据前述权利要求的任一项所述的断路器(10)的重置的设备(35)。
7.—种断路器(10)，其包括固定触头(12)和活动触头(14)，所述活动触头(14)能够在打开位置和关闭位置之间移动，在所述打开位置上所述固定和活动触头(12，14)被分离，在所述关闭位置上所述活动触头(14)压在所述固定触头(12)上；用于使触头(12，14)分开的机构(16);用于将所述机构(16)从所述活动触头(14)的打开位置重置到关闭位置的杠杆(18);以及用于致动所述分离机构(16)的致动器(20)， 其特征在于所述致动器(20)是根据权利要求6所述的致动器(20)。
8.与机构(16)的致动器(20)的线圈中引起的电流相对应的电子脉冲(56)的使用，以便产生所述断路器(10)的重置指示信号(54)，所述机构用于分离电子断路器(10)的固定和活动触头(12，14)，在断路器(10)重置时由于所述活动芯(40)从其工作位置到其空闲位置的移动在所述线圈(38)中引起电流，所述活动芯(40)被包括在所述致动器(20)中。
【文档编号】H01H71/04GK104282506SQ201410321127
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】P.霍布里, F.奥迪勒 申请人:施耐德电器工业公司