洛伦兹力激活的电开关装置的制造方法_2

文档序号:9439124阅读:来源:国知局
中,致动器子组件由洛伦兹力触发,并对用作蓄能器的弹簧构件加载。弹簧构件然后实施触头的实际分离,这可以在电流通路中的电流下降且在触头构件上作用的吸引洛伦兹力下降至低于由被加载的弹簧构件施加的力时发生。
[0026]在一个实施方式中,致动器子组件可以包括:致动构件,诸如电磁体;以及电枢,该电枢依赖于电磁体产生的磁场而移动。在这样的致动器子组件中,在电磁体产生的电磁场之外或作为替代,洛伦兹力可以用于驱动致动器。
[0027]弹簧构件优选地被操作地在致动器子组件和触头子组件之间互连。弹簧构件通过将致动器子组件从闭合位置被移动到断开位置而被加载,并且可以是导体构件中的一个,诸如触发器弹簧。在这一构造中,触发器弹簧首先由于洛伦兹力而偏转,然后由于致动器子组件的动作而经历另一偏转。在另一构造中,弹簧构件还可以包括过冲弹簧,该过冲弹簧另外由致动器子组件在闭合位置中使用以产生精确限定的接触力,以将触头构件按压在一起。
[0028]致动器子组件应该至少在断开位置中是稳定的。这意味着不需要能量来将致动器子组件维持在断开位置。从而,一旦致动器子组件已被洛伦兹力触发时,其可卡接(snapinto)在断开位置。
[0029]根据另一有利实施方式,开关装置应该提供邻近洛伦兹力发生器的、特别地邻近可偏转的导体构件的无阻碍的偏转器体积(unobstructed deflector volume)。该偏转器体积优选地构造成接收至少一个导体构件,该至少一个导体构件在触发状态由洛伦兹力偏转。
[0030]本发明也可以通过用于致动电开关装置的方法执行。根据本发明的方法,电流沿着电流通路提供以产生洛伦兹力,该洛伦兹力被用以将触头构件移动分开和/或将触头构件移动到一起。如上所述,洛伦兹力可以对弹簧构件加载,并且弹簧构件然后可以推动触头构件分开。后一方面可以通过使用致动器子组件实现,并且其导致级联动作:首先,产生洛伦兹力,然后洛伦兹力对弹簧构件加载。最后,弹簧构件将断开力引导到触头构件上。由此,洛伦兹力可以通过中间弹簧构件转换为断开力。代替弹簧构件,可以使用其它类型的力转换器或者辅助装置。该构造对于实现安全释放机构是特别有用的,如果高电流、诸如过流存在于电流通路中,该安全释放机构在触头子组件处中断电流通路。通过中断电流通路,通过保持电路或者机械的电流分隔,连接到电开关装置的电路或者机械可被保护以免受过流影响。导体构件因洛伦兹力产生的偏转行程可用作过流的度量。
[0031]如果超过最小偏转则弹簧构件可被加载,和/或弹簧构件可以用作蓄能器,以在触头子组件中的洛伦兹力已经降到断开力之下后,将触头构件撬开。这种顺序可确保在触头构件分离之前,过流已经减小到预先确定的值。由此,在断开过程中触头构件之间开关电弧的产生可被降低,或者甚至避免。
[0032]通过使断开力适于洛伦兹力,如果接近于零或者甚至准确为零的电流流过电流通路,则触头构件能够远离彼此移动。在下文中,使用附图参考实施方式示例性地描述本发明。根据上述改进,将清楚,实施方式中的各特征以它们的组合示出仅是为了说明。对于具体应用,如果各特征的如列出的相关优点不需要,则单个特征可以省略。
【附图说明】
[0033]在图中:
[0034]图1示出了在连接位置的根据本发明的电开关装置的示意性侧视图;
[0035]图2示出了在中断位置的图1的电开关装置的示意性侧视图;
[0036]图3示出了在触发状态的图1和2中的电开关装置的示意性侧视图;
[0037]图4示出了在触发状态的图1至3中的电开关装置。
[0038]图5示出了由电开关装置关断的电流的瞬态发展的示意图;和
[0039]图6示出了如在根据本发明的电开关装置中使用的触发器弹簧的示意图。
【具体实施方式】
[0040]首先,将参考图1和2描述根据本发明的电开关装置的构造。在图2中,为清楚起见,省略了图1中的一些附图标记。电开关装置I包括第一端子2和第二端子4,第一端子2和第二端子4可以电连接到机械或者电路(均未示出)。
[0041]电开关装置I进一步包括触头子组件6,触头子组件6包括至少两个触头构件8、10。触头子组件6可以从其中触头构件8、10彼此接触的连接位置12移动到图2所示的中断位置14。在中断位置14,触头构件8、10彼此分离开。
[0042]在连接位置,电流通路16在连接位置12中在第一和第二端子2、4之间延伸。由此,电流可以在第一和第二端子2、4之间沿着电流通路16流动。在中断位置,电流通路在触头子组件处中断,没有电流可在端子2、4之间流动。
[0043]电开关装置I进一步包括洛伦兹力发生器18,稍后将参考图3和4进行说明。洛伦兹力发生器18可以串联连接到触头子组件6。它可以在电流通路16中位于触头子组件6之前或之后。
[0044]如图1和2所示,电开关装置I可以另外包括致动器子组件20,致动器子组件20可以构造成将触头子组件6从连接位置12驱动到中断位置14,以及驱动回。
[0045]致动器子组件20包括作用于电枢24的电磁驱动系统22,电枢24依赖于电磁驱动系统22产生的电磁场而移动。在开关信号施加到至少一个控制终端26时,致动器子组件可被驱动。
[0046]致动器子组件20在图2中示出为处在断开位置28,断开位置28关联于洛伦兹力发生器18失活(inactive)时的触头子组件6的中断位置14。致动器子组件20的闭合位置30关联于触头子组件6的连接位置12,见图1。
[0047]致动器子组件20至少在断开位置28是单稳的。由此,如果无外力作用于致动器子组件20上或者无外部能量供给到控制终端26,则致动器子组件20稳定地停靠在断开位置28。在其它变形中,致动器子组件20可具有多于一个稳定位置,即可以是双稳或三稳的,或者可具有更多的稳定状态。在双稳构造中,闭合位置30也可以是稳定的。
[0048]在本示例中,致动器子组件20的稳定性以如下方式实现:将磁体32、例如永磁体设置在电枢24附近,使得电枢24保持由磁体32吸引在中断位置14。磁体32之外的其它装置,诸如弹簧,也可以引起稳定的断开位置28。为获得闭合位置30,电磁驱动系统22的电磁场减退会是足够的,使得磁体32的吸引力自动地将电枢24移动到如图2所示的断开位置30。
[0049]为将电枢24从断开位置28移动到闭合位置30,电磁驱动系统22必须建立电磁场,该电磁场对电枢24施加反作用于磁体32的吸引力的力。如果电磁驱动系统22产生的力克服磁体32的吸引力,电枢24将移动到闭合位置30,并由此将触头子组件6从中断位置14驱动到连接位置12。电开关装置I在连接位置12和中断位置14之间的可动性以双头箭头A指示。在下文中,参考图3和4说明洛伦兹力发生器18的构造。为使得附图简单,已经省略了图1和2中的一些附图标记。
[0050]图3示出了在连接位置的触头子组件6,以及在闭合位置12的致动器子组件20。洛伦兹力发生器18包括至少两个导体构件34、36。导体构件34、36优选地位于电流通路16中。如果沿着电流通路16施加电流,产生作用在导体构件34、36之间的洛伦兹力38。洛伦兹力的方向取决于导体构件34、36中的电流方向。如果导体构件34、36中的电流方向相同,则洛伦兹力38将作用为将导体构件34、36吸引到彼此。由此,洛伦兹力38可以作为断开力40直接作用于触头子组件6。在所示的实施方式中,导体构件34中的电流方向与导体构件36中的电流方向相反。由此,洛伦兹力38将推动导体构件
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