[发明专利]具有多个气隙的磁致动器

说明书

技术领域

本文公开的主题总体上涉及磁致动器，更具体地，涉及包括多于一个气隙的磁致动器配置。

背景技术

诸如断路器、断路器的附件以及继电器的装置包括例如脱扣（trip）单元，在感测到预定水平的电流时，该脱扣单元断开电流通路以阻止电流流过电路。断路器是众所周知的，并且通常用于在发生不期望的过电流状况时提供这种自动电路中断。过电流状况可以包括但不限于过载状况、接地故障和短路状况。中断电流的流动的能力通常通过具有可移动触点来实现，可移动触点附接至与固定触点分开的可移动臂或者翼（blade），其中固定触点附接至固定臂或者翼。脱扣单元包括磁致动器，该磁致动器是一般使用弹簧偏置机构迫使可移动翼从而迫使可移动触点远离固定触点来驱动脱扣操作的部件。

一般而言，脱扣单元的磁致动器部件被设计为尽可能快地起作用，然而，具有一个气隙的磁致动器由于其初始质量和大的初始气隙而启动较慢，从而在行程的起始部分中产生较小的力。已经进行了改进反应时间的尝试，但是这些改进都伴随着额外的代价。例如，匝数更多的脱扣线圈绕组将增大作用于磁致动器上的力，从而使得能够获得更快的反应时间，但是采用匝数更多的线圈绕组带来了额外的且不能接受的、断路器的功率损耗的增加，从而导致低效和整体尺寸的增大。

因此，期望有提供改进的反应时间而没有伴随已知磁致动器的缺点的磁致动器。

发明内容

本实施例克服了上述问题，同时通过提供包括具有多于一个气隙的磁致动器的系统和方法而提供了磁致动器的更快反应时间。在触发脱扣单元之后，对第一电枢加速以使第一气隙快速闭合，然后与第二电枢配对。然后，第一电枢和第二电枢向芯子移动以使第二气隙闭合，并且到达最终的组合电枢位置，从而使得触点断开。这种新颖的解决方案在没有增加脱扣线圈绕组的匝数的情况下提供了更快的反应时间，并且提供了更高效的解决方案。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于断开触点以中断电流的流动的磁致动器，所述致动器包括：第一电枢和第二电枢，所述第一电枢和所述第二电枢在处于重置位置时间隔开第一间隙；以及所述第二电枢和芯子在处于所述重置位置时间隔开第二间隙。

优选地，当激励所述磁致动器以断开所述触点时，所述第一电枢朝向所述第二电枢行进并使所述第一间隙闭合，然后，所述第一电枢和所述第二电枢一起朝向所述芯子行进并使所述第二间隙闭合。优选地，所述第一间隙小于所述第二间隙。

优选地，该致动器还包括活塞，所述活塞具有活塞第一端和活塞第二端，所述活塞延伸通过所述第二电枢。优选地，所述第一电枢推动所述活塞通过所述第二电枢，直到所述第一间隙闭合为止。优选地，所述活塞第二端在所述第一间隙闭合之前接触推杆。其中，所述活塞优选地是非磁性活塞。

优选地，该致动器还包括所述活塞第二端与所述推杆之间的活塞间隙，其中，所述活塞间隙在所述第一间隙闭合之前且在所述第二间隙闭合之前闭合。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用在断路装置中的磁致动器，所述磁致动器包括：第一电枢，具有第一电枢极面；第二电枢，具有第一极面和第二极面，所述第一电枢极面和所述第二电枢的第一极面由第一气隙隔开；活塞，延伸通过所述第二电枢；芯子，具有芯子极面，所述第二电枢的第二极面和所述芯子极面由第二气隙隔开；以及容纳于线圈架内的所述第一电枢、所述第二电枢、所述活塞和所述芯子。

优选地，所述第一电枢极面是平坦的或截头圆锥形的。另外，优选地，所述第一间隙和所述第二间隙中的一个具有截头圆锥形状，而所述第一间隙和所述第二间隙中的另一个具有平面形状。

优选地，所述第一电枢、所述第二电枢和所述活塞可滑动地位于线圈架内。另外，所述芯子优选地也位于所述线圈架内，并且盖保持所述芯子的位置。

优选地，该致动器还包括在所述第二电枢和所述线圈架中的一个上的垫环，所述垫环能够限制所述第二电枢向所述第一电枢的移动。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于在感测到过电流状况时中断电流的流动的断路器，所述断路器包括：壳体；所述壳体内的脱扣单元，所述脱扣单元包括磁致动器，所述磁致动器包括与第二电枢间隔开以形成第一气隙的第一电枢、以及与所述第二电枢间隔开以形成第二气隙的芯子；所述第一电枢，能够朝向所述第二电枢行进以使所述第一气隙闭合，并且当所述第一气隙闭合时，所述第一电枢和所述第二电枢能够一起行进以使所述第二气隙闭合，并且中断电流的流动。

优选地，所述推杆在所述第二气隙闭合之前使触点断开。