[发明专利]具有电磁式接触负载支持的低压开关设备

说明书

一种具有电磁式接触负载支持的低压开关设备。本发明涉及一种低压开关设备，具有电磁驱动器和接触系统，电磁驱动器具有线圈(1)、固定定位的磁轭(2)和能相对于磁轭(2)运动的衔铁(3)，接触系统由固定定位的开关件载体(4)和与固定定位的开关件载体相对置的能运动的开关件载体(5)构成，其中由接触负载弹簧(7)加载能运动的开关件载体(5)。本发明的特征在于，用于电磁式接触负载支持的第一机构定位在固定定位的开关件载体(4)处。

技术领域

本发明涉及一种低压开关设备，具有电磁驱动器和接触系统，该电磁驱动器具有线圈、固定定位的磁轭和能相对于磁轭运动的衔铁，该接触系统由固定定位的开关件载体和与固定定位的开关件载体相对置的能运动的开关件载体构成，其中由接触负载弹簧加载能运动的开关件载体。

背景技术

对电开关设备提出的要求是：无干扰地切换电流并将电流引导至预设的大小。为此，电开关设备具有驱动器，该驱动器以预设的接触力将触点闭合、保持闭合以及再次断开。

如果电流流经开关设备中的闭合的接触部位，则在接触部位之间出现排斥力，该排斥力的大小与电流强度的平方成比例。这就是说，流经闭合的接触部位的电流越高，则排斥力越大。为了适应期望的排斥力，必须充分地设计接触压缩弹簧、开关机构和电磁驱动器。这又引起：设备尺寸、在操控电磁体时的能量消耗和制造成本随额定电流的增加而以过高比例增大。

对此，DE 42 16 080 A1公开一种解决方案，其中除了接触弹簧的电流通过的部段之外，在配合触点一侧以很小的间距设置铁磁体。在该解决方案中利用了磁吸引作用，磁吸引将流经触点的电流的磁场施加到铁磁体上。根据电流强度来提高作用于触点上的压力。

FR 2 793 090 A1描述一种解决方案，其中围绕能运动的开关件布置U形造型的铁磁元件。能运动的开关件中的电流通量在铁磁元件中感生出磁通量，又由该磁通量将闭合触点的力施加到能运动的开关件上。

DE 42 16 080 A1和FR 2 793 090 A1的缺点是：随着流过开关件的电流增加，闭合触点的电磁力强烈增大，并且在关断命令的情况下分离触点因此变得越来越难。

DE 103 43 005 B4描述了该问题的一个解决方案。其中设有至少两个U形的铁磁轭，这些铁磁轭受其磁力的作用而相反指向。较小的磁轭引起接触负载的增大。较大的磁轭引起触点的电动力排斥。较小的磁轭设置在较大的磁轭的气隙中并且更接近能运动的开关件。在电流强度较小至中等的情况下，较小的磁轭的作用占优并因此促使接触负载增大。从特定的电流强度起，较小的磁轭的磁路进入磁饱和。从该特定的电流强度起，较大的磁轭发挥作用并且引起触点的排斥。

在FR 2 829 869 A1中公开了该问题的另一个解决方案。在至少一个固定定位的开关件与能运动的开关臂之间的接触开关设备包括放大磁芯和补偿磁芯，该放大磁芯与能运动的开关臂配合作用，该补偿磁芯与开关设备的至少一个固定的导体配合作用。放大磁芯和补偿磁芯彼此相对置地安装在能运动的底座上。当电流在能运动的开关臂中流动时，放大磁通量在放大磁芯中流动并且在能运动的开关臂与能运动的底座之间产生吸引力。补偿磁芯在能运动的底座的另一侧起作用，该补偿磁芯同样将力施加到能运动的底座上，该力与放大磁芯所产生的力作用相反地指向。放大力大于补偿力，直至达到能运动的开关臂中流动的电流的特定阈值为止。超过能运动的开关臂中流动的电流的该阈值时，放大力小于补偿力。放大磁芯从U形的磁体部件脱离，并且磁接触负载支持失效。

FR 2 829 869 A1的缺点是：一方面其需要繁复的机构，并且另一方面其与DE 10343 005 B4一样没有提供用于解决开关触点熔损问题的解决方案。

在开关触点熔损时，在常规开关的情况下，在开关触点处出现由电弧侵蚀产生的磨损。由此，在使用寿命期间减小了接触层的厚度。这又使得在电开关设备的使用寿命期间，能运动的开关臂更接近固定的开关件载体。为了在整个使用寿命期间保持放大磁芯的力作用，必须在使用寿命期间再次校准放大磁芯相对于开关臂的配合定位。