[发明专利]用于电流开关装置的磁致动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁致动装置，所述磁致动装置适于连接到诸如断路器的电流开关装置，用于接通/切断电气设备。

背景技术

通常由磁致动器来实施中压断路器的电断开/闭合操纵。目前应用在中压断路器上的磁致动器可以是所谓的“双稳态”型磁致动器或“单稳态”型磁致动器。

双稳态致动器包括铁磁性衔铁，所述铁磁性衔铁能够相对于铁磁性定子沿着纵向轴线在第一端部位置和第二端部位置之间运动，所述第一端部位置对应于断路器的闭合状态，所述第二端部位置对应于断路器的断开状态。双稳态致动器包括：相互轴向间隔开的第一电磁线圈和第二电磁线圈，每个电磁线圈围绕上述纵向轴线延伸；和固定永磁体对，所述固定永磁体对布置在铁磁性衔铁的侧部并且插置在两个电磁线圈之间。提供有一个或者多个电解电容器，所述电解电容器在需要分别闭合或者断开断路器时进行干预以使第一或者第二电磁线圈通电。

双稳态致动器设计成产生两条不同的磁路，所述两条不同的磁路根据两个线圈中的哪个线圈通电并且因此根据铁磁性衔铁、铁磁性定子和相应的线圈之间的适当气隙的出现或者消失交替地闭合和断开。通过使第一电磁线圈通电，产生磁场，所述磁场将衔铁吸引到第一端部位置，由此减小了气隙并且闭合了相应的磁路。结果，永磁体将铁磁性衔铁锁止在所到达的第一端部位置处，从而使断路器稳定地保持在闭合状态。当需要断开断路器时，铁磁性衔铁必须从第一端部位置转移到第二端部位置，因此第二电磁线圈必须通电。移动铁磁性衔铁所需的总力必须克服由两个永磁体施加的吸引力以及断路器的可动触头所抵抗的力。这意味着需要存储在电解电容器中的相关电能。

单稳态致动器被构造成与双稳态致动器类似，但是其与双稳态致动器的不同之处在于单稳态致动器包括单个电磁线圈，所述单个电磁线圈起作用以将铁磁性衔铁吸引到第一端部位置，以便闭合断路器。两个永磁体的存在确保铁磁性衔铁稳定地定位在第一端部位置。单稳态致动器还包括压缩弹簧和下部铁磁性盘，所述压缩弹簧将铁磁性衔铁推向第二端部位置，所述第二端部位置对应于断路器的断开状态，所述下部铁磁性盘与柱塞成一体并且布置成相对于永磁体与铁磁性衔铁相对。在断路器的断开状态中，铁磁性衔铁与电磁线圈间隔开，并且铁磁性盘在永磁体所施加的磁力作用下与永磁体接触。在这种状态中，在铁磁性衔铁和电磁线圈之间限定气隙。

在应当实现断路器的闭合时，电磁线圈通电，由此产生磁场，所述磁场将铁磁性衔铁吸引到第一端部位置，与此同时铁磁性盘从永磁体移开。电磁线圈所需的用于移动铁磁性衔铁的能量必须足够高以克服压缩弹簧和断路器所抵抗的阻力。随后，永磁体使铁磁性衔铁稳定地保持在第一端部位置。当出于安全原因、例如由于发生故障而需要断开断路器时，电磁线圈必须通电，用于产生削弱或者消除通过永磁体作用在铁磁性衔铁上的吸引磁力的磁场。为此，需要存储在电解电容器中的相关电能。

上述已知单稳态和双稳态致动器的常见缺陷在于，如果没有使电解电容器保持持续充电，那么电解电容器在这段时间内放电。当电解电容器耗尽电能时，出现难以断开断路器的困难。甚至，如果没有辅助电能可用并且电容器的剩余电荷不足以驱动铁磁性衔铁，那么断路器不能被断开。

希望改进已知磁致动器，尤其是通过提供一种磁致动装置，所述磁致动装置通过便宜且简单的技术解决方案确保在需要大幅减少的能量的情况下可靠并且有效地驱动断路器。

发明内容

通过在下文详细说明的磁致动装置来实现此目的，所述磁致动装置包括：

－铁磁性定子部件和铁磁性衔铁元件，所述铁磁性衔铁元件能够在第一端部位置和第二端部位置之间运动，所述第一端部位置靠近所述铁磁性定子部件，所述第二端部位置与所述铁磁性定子部件间隔开；

－弹性部件，所述弹性部件被构造成将所述铁磁性衔铁元件推到所述第二端部位置；

－电磁线圈部件，所述电磁线圈部件能够通电，用于将所述铁磁性衔铁元件电磁吸引至所述第一端部位置；

－机械锁止组件，所述机械锁止组件被构造成将所述铁磁性衔铁元件可释放地锁定在所述第一端部位置；

其特征在于，所述机械锁止组件包括铰接的杆部件，所述铰接的杆部件可操作地连接到所述铁磁性衔铁元件，其中，所述铰接的杆部件包括连杆部件和摇杆部件，所述连杆部件枢转地连接到所述铁磁性衔铁元件的柱塞并且能够随着所述柱塞移动，所述摇杆部件能够围绕固定枢转部件旋转。

借助要求保护的磁致动装置，用大幅降低的能量足以断开断路器并且不需要昂贵的永磁体来将磁致动装置保持在所希望的状态中，尤其是保持在对应于断路器的闭合状态的锁止构造中。