一种具有常开常闭功能的智能型断路器的制作方法

本发明涉及电气开关技术领域，特别是涉及一种具有常开常闭功能的智能型断路器。

背景技术：

电网突发停电经常伴随突然来电，一方面会给用电设备造成冲击，另一方面对设备附近的人员带来安全隐患，目前市场上的普通断路器或者现行智能型断路器，在输入端口突然停电情况下，是没有能量再击发断路器脱扣机构掉闸的，一些具有停电自动脱扣掉闸的智能断路器在停电自动脱扣时，若遇到残余电能有限，则不能够提供足够大的力量直接撞击断路器脱扣机构掉闸，若以微小电磁场力触发一个非常灵敏的中间机械脱扣器，中间机械脱扣器被触动后再击打断路器脱扣，会造成微型断路器的体积庞大，结构过于复杂的缺点，最大的弊端是微小机械震动就会造成误脱扣，多数情况下智能断路器是可以替代和省略接触器的，如果不能像接触器那样抗击震动以及具备停电后触头自动脱开功能，所谓替代将是无法实现的，因此，本发明提出一个停电常开断路器概念，以解决现有技术中的不足之处。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有常开常闭功能的智能型断路器，结构简单，将可受控的电磁场力置于永久磁场力和机械弹簧脱扣力之间，并设计在一条直线上，提高断路器抗击震动性，具备停电自动脱扣功能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种具有常开常闭功能的智能型断路器，包括断路器主体以及设置在断路器主体内断路器脱扣联杆、动触头运动机构，所述断路器主体内还设置有电永磁脱扣机构，所述电永磁脱扣机构包括断路器壳体支架、电磁线圈骨架、永磁静铁芯和电磁动铁芯，所述电磁线圈骨架上缠绕有电磁线圈，所述电磁线圈骨架内设置有轴孔，所述永磁静铁芯固定嵌设在所述轴孔的一端，所述电磁动铁芯活动设置在所述轴孔的另一端，所述电磁动铁芯固定连接有脱扣传动杆，形成一体化结构，所述电磁动铁芯上套设有脱扣储能弹簧，所述脱扣传动杆上设置有拨槽，所述拨槽内设置有永磁吸合复位拨叉，所述永磁吸合复位拨叉与所述动触头运动机构联动连接，所述脱扣传动杆的一端端头与断路器脱扣联杆靠近设置；

所述断路器主体内还设置有控制电路以及与控制电路连接的第一储能模块，所述控制电路与所述电磁线圈连接，且所述控制电路和所述电磁线圈之间连接第二储能模块，所述控制电路改变所述电磁线圈的电流方向和大小，所述永磁静铁芯和电磁动铁芯之间产生电磁吸合力，当所述脱扣储能弹簧的脱扣机械力大于所述永磁吸合力时，在外线停电状态下所述智能型断路器具有常开功能，当所述脱扣储能弹簧的脱扣机械力小于所述永磁吸合力时，在外线停电状态下所述智能型断路器具有常闭功能。

可选的，所述电磁线圈骨架的轴面上设置有线槽，所述电磁线圈缠绕在所述线槽内。

可选的，所述轴孔包括相通的第一轴孔和第二轴孔，所述第一轴孔的孔径大于所述第二轴孔的孔径，所述永磁静铁芯固定嵌设在所述第一轴孔内，所述电磁动铁芯活动插设在所述第二轴孔内。

可选的，所述脱扣储能弹簧的撞击力和所述电磁动铁芯的电磁场力构成合力，所述合力由所述脱扣传动杆传给所述脱扣联杆引起断路器脱扣，所述电磁场力由所述控制电路以及第二储能模块在正常工作时和在停电瞬间释放的储能提供。

可选的，所述永磁吸合复位拨叉上的p点区域与所述动触头运动机构上对应的p点凸起接触，在所述动触头运动机构的掉闸断电动作过程中实现所述永磁吸合复位拨叉推动所述电磁动铁芯与永磁静铁芯的吸合，并为下一次脱扣做准备，或者所述动触头运动机构在通电合闸动作过程中直接撞击所述脱扣传动杆完成吸合复位。

可选的，所述第二储能模块释放的电能电流为逆向电流，所述逆向电流产生的电磁场力与永久磁场力相斥，所述逆向电流产生的电磁场力与所述脱扣储能弹簧的脱扣机械力方向相同。

可选的，所述控制电路在停电后的工作电能来源于所述第一储能模块在正常工作时的储能，所述控制电路用于保证断路器正常工作时电流正向流经电磁线圈，正向电流产生的电磁场力和永久磁场力相互作用，在所述永磁静铁芯和电磁动铁芯之间产生吸合力。

可选的，在断路器通电正常工作时，所述永磁静铁芯和电磁动铁芯之间产生的电永磁吸合力大于脱扣储能弹簧的脱扣机械力。

可选的，所述第一储能模块和第二储能模块为进行电能存储的元件。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的具有常开常闭功能的智能型断路器，通过在机械弹簧脱扣力和阻止脱扣的永久磁场吸合力之间增加一个可以改变的电磁场力，通过控制电路控制电流方向和大小，可以在断路器正常工作时保持电磁线圈内的电流为正向，通过正向电流产生的磁场来加大永久磁场的吸合力，提升断路器的抗震能力，当停电或者需要保护脱扣时，通过控制电路让电磁线圈中的电流变为逆向，通过逆向电流的磁场与永久磁场形成一个方向与脱扣储能弹簧的脱扣力一致的排斥力，电磁线圈产生的磁场力方向的迅速转换，从阻碍脱扣迅速变为助力脱扣，将结构复杂、过于灵敏和不耐授机械振动的机械能储存方式变为磁能储存方式，从而彻底解决了传统断路器脱扣灵敏度和耐受震动的矛盾；此外，微弱的电磁场力控制着较大的永久磁场力和机械弹簧脱扣力的平衡，使得智能型断路器的控制方式得到突破。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具有常开常闭功能的智能型断路器的结构示意图；

图2为本发明电永磁脱扣机构的结构示意图；

附图标记：1、永磁静铁芯；2、电磁动铁芯；3、电磁线圈；4、电磁线圈骨架；5、断路器壳体支架；6、永磁吸合复位拨叉；7、脱扣储能弹簧；8、脱扣传动杆；9、脱扣联杆；10、控制电路；11、第一储能模块；12、第二储能模块；13、动触头运动机构；14、第一轴孔；15、第二轴孔；16、线槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种具有常开常闭功能的智能型断路器，结构简单，将可受控改变电流方向的电磁场力置于永久磁场力和机械弹簧力之间，并设计在一条直线上，提高断路器抗击震动性，具备停电自动脱扣功能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图2所示，本发明提供的一种具有常开常闭功能的智能型断路器，包括断路器主体以及设置在断路器主体内断路器脱扣联杆9、动触头运动机构13，所述断路器主体内还设置有电永磁脱扣机构，所述电永磁脱扣机构包括断路器壳体支架5、电磁线圈骨架4、永磁静铁芯1和电磁动铁芯2，所述电磁线圈骨架4上缠绕有电磁线圈3，所述电磁线圈骨架4内设置有轴孔，所述永磁静铁芯1固定嵌设在所述轴孔的一端，所述电磁动铁芯2活动设置在所述轴孔的另一端，所述电磁动铁芯2固定连接有脱扣传动杆8，形成一体化结构，所述电磁动铁芯2上套设有脱扣储能弹簧7，所述脱扣传动杆8上设置有拨槽，所述拨槽内设置有永磁吸合复位拨叉6，所述永磁吸合复位拨叉6与所述动触头运动机构13联动连接，所述脱扣传动杆8的一端端头与断路器脱扣联杆9靠近设置；

所述断路器主体内还设置有控制电路10以及与控制电路10连接的第一储能模块11，所述控制电路10与所述电磁线圈3连接，且所述控制电路10和所述电磁线圈3之间连接第二储能模块12，所述控制电路10改变所述电磁线圈3的电流方向和大小，所述永磁静铁芯1和电磁动铁芯2之间产生电磁吸合力，所述电磁吸合力为电磁场力和永久磁场力的合力，当所述脱扣储能弹簧7的脱扣机械力大于所述永磁吸合力时，在外线停电状态下所述智能型断路器具有常开功能，当所述脱扣储能弹簧7的脱扣机械力小于所述永磁吸合力时，在外线停电状态下所述智能型断路器具有常闭功能。

所述电磁线圈骨架4的轴面上设置有线槽16，所述电磁线圈3缠绕在所述线槽16内；所述轴孔包括相通的第一轴孔14和第二轴孔15，所述第一轴孔14的孔径大于所述第二轴孔15的孔径，所述永磁静铁芯1固定嵌设在所述第一轴孔14内，所述电磁动铁芯2活动插设在所述第二轴孔15内。

所述脱扣储能弹簧7的撞击力和所述电磁动铁芯2的电磁场力构成合力，所述合力由所述脱扣传动杆8传给所述脱扣联杆9引起断路器脱扣，所述电磁场力由所述控制电路10以及第二储能模块12在正常工作时和在停电瞬间释放的储能提供。

所述永磁吸合复位拨叉6上的p点区域与所述动触头运动机构13上对应的p点凸起接触，在所述动触头运动机构13的掉闸断电动作过程中实现所述永磁吸合复位拨叉6推动所述电磁动铁芯2与永磁静铁芯1的吸合，并为下一次脱扣做准备，所述复位也可以由所述动触头运动机构13在通电合闸动作过程中直接撞击所述脱扣传动杆8完成吸合复位。

所述第二储能模块12释放的电能电流为逆向电流，所述逆向电流产生的电磁场力与永久磁场力相斥，所述逆向电流产生的电磁场力与所述脱扣储能弹簧7的脱扣机械力方向相同。所述控制电路10在停电后的工作电能来源于所述第一储能模块11在正常工作时的储能，所述控制电路10用于保证断路器正常工作时电流正向流经电磁线圈3，正向电流产生的电磁场力和永久磁场力相互作用，所述永磁静铁芯1和电磁动铁芯2之间产生吸合力。在断路器通电正常工作时，所述永磁静铁芯1和电磁动铁芯2之间产生的电永磁吸合力大于脱扣储能弹簧7的脱扣机械力。其中，所述第一储能模块11和第二储能模块12为进行电能存储的元件。

正常工作时，永磁静铁芯1将电磁动铁芯2吸合，脱扣储能弹簧7在电磁动铁芯2与永磁静铁芯1吸合时被压缩，在永久磁场力的作用下，电磁脱扣机构组件击发需要的动能，以弹性势能的方式储存起来，永久磁场力大于弹性力，可以确保电磁线圈3在不通电情况下，电磁动铁芯脱扣组件和永磁静铁芯1保持吸合，当发生异常、停电故障时，智能断路器电子线路中的滤波电容会残存一些电能，第一储能模块11足可以保持控制电路10完成一些其余动作，控制电路10接通第二储能模块12后将第二储能模块12中的电能在电磁线圈3中转变成电磁能，产生的磁场方向和永磁静铁芯1的磁场方向形成排斥力，排斥力和脱扣储能弹簧7的脱扣力在一个方向，即刻产生了很大的脱扣撞击动能，然后脱扣传动杆8撞击脱扣联杆9脱扣，使得断路器掉闸，同时断路器动触头运动机构13迅速做逆时针旋转的脱离动作，动触头运动机构13的动作又以更大的机械力在p点冲击永磁吸合复位拨叉6，永磁吸合复位拨叉6又将脱扣传动杆8连同电磁动铁芯2自动压回吸合位置，脱扣储能弹簧7同时跟随被压缩，为下一次断路器的工作和脱扣做好准备。所述电磁动铁芯2与所述永磁静铁芯1的吸合复位可以由所述永磁吸合复位拨叉6完成，也可以由所述动触头运动机构13直接碰撞所述脱扣传动杆8实现。

本发明提供的具有常开常闭功能的智能型断路器，通过在机械弹簧脱扣力和阻止脱扣的永久磁场吸合力之间增加一个可以改变的电磁场力，通过控制电路控制电流方向和大小，可以在断路器正常工作时保持电磁线圈内的电流为正向，通过正向电流产生的磁场来加大永久磁场的吸合力，提升断路器的抗震能力，当停电或者需要保护脱扣时，通过控制电路让电磁线圈中的电流变为逆向，通过逆向电流的磁场与永久磁场形成一个方向与脱扣储能弹簧的脱扣力一致的排斥力，电磁线圈产生的磁场力方向的迅速转换，从阻碍脱扣迅速变为助力脱扣，将结构复杂、过于灵敏和不耐授机械振动的机械能储存方式变为磁能储存方式，从而彻底解决了传统断路器脱扣灵敏度和耐受震动的矛盾；此外，微弱的电磁场力控制着较大的永久磁场力和机械弹簧脱扣力的平衡，使得智能型断路器的控制方式得到突破。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体特例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。