[发明专利]用于中压断路器的致动器

说明书

本发明涉及一种用于中压断路器的致动器(1)。该致动器包括至少一个转子(10，80)、至少一个定子(40，90)以及至少一个线圈(70，100)。该至少一个定子中的每个定子与至少一个转子中的对应转子相关联。每个定子没有周向地完全环绕与其相关联的转子。至少一个线圈中的每个线圈与至少一个定子中的定子相关联。每个线圈围绕与其相关联的定子的至少一部分缠绕。

技术领域

本发明涉及一种用于中压断路器的致动器，并且涉及具有这种致动器的中压断路器。

背景技术

传统中压开关设备解决方案使用弹簧进行断开操作和闭合操作。然而，这种断开和闭合行为在组装后不会受到影响。通过电磁致动器替换用于闭合操作的弹簧允许借助于电流控制来控制闭合操作。在电压等级介于10kV和30kV之间的配电网中，每个配电电路设有中压开关，该中压开关在发生短路或过载的情况下或在该电路的封闭环境中进行维护工作的情况下会断开。断开操作通常通过分离在真空室内的两个极的接触来完成，从而引起以电离的极材料的形式的承载电弧电流的真空电弧的点火。极的快速分离和适当的室设计有助于中断电弧，从而中断电流。闭合操作还应当通过相位的两个极中的至少一个极的快速运动来执行。现有技术的中压断路器使用弹簧驱动的致动器。这些使用弹簧驱动的致动器缺乏可控性。一个潜在缺点是，无论特定操作的速度要求如何，该机构始终以最大可用力来致动。另一缺点是操作行为可能会在不同的环境条件和老化下发生改变。而且，弹簧驱动的致动器通常由许多移动部件组成，使得它们易于发生机械故障。电磁致动器是被内在控制的，意味着可以借助于电子控制单元控制每个单独操作的速度。因此，已经提出了用于中压断路器的电磁致动器。电磁驱动器的挑战主要在于：成本(与低成本弹簧竞争)；紧凑体积中的高转矩要求(与很高的弹簧力密度竞争)；鲁棒性(需要电子器件才能进行受控操作)；以及模块化(可以在使电路断路器拆卸最少的情况下安装/卸载当前弹簧驱动的致动器。根据备选电磁驱动器，有望实现类似模块化。)

需要解决这些问题。

发明内容

具有用于中压断路器的改进的致动器会是有利的。

通过独立权利要求的主题解决了本发明的目的，其中其他实施例并入从属权利要求中。

在第一方面中，提供了一种用于中压断路器的致动器，该致动器包括：

-至少一个转子；

-至少一个定子；以及

-至少一个线圈。

至少一个定子中的每个定子与至少一个转子中的对应转子相关联。每个定子没有周向地完全环绕与其相关联的转子。至少一个线圈中的每个线圈与至少一个定子中的定子相关联。每个线圈围绕与其相关联的定子的至少一部分缠绕。每个转子的旋转角度受到限制。

换句话说，与传统旋转电磁致动器的众所周知的结构相比较，提供了一种非对称的有限角度旋转致动器，其可以例如安装在断路器的主轴上。这种非对称的径向磁通致动器可以安装在已经组装好的轴上，而开关设备的其余部分则不需要被大幅修改。

在示例中，至少一个转子中的转子被配置为围绕旋转轴线旋转。转子包括相对于旋转轴线在一定角度上延伸的第一凸极和相对于旋转轴线在一定角度上延伸的第二凸极。至少一个定子中的定子包括相对于旋转轴线在一定角度上延伸的第一定子极和相对于旋转轴线在一定角度上延伸的第二定子极。在致动器的闭合位置中，第一凸极面向第一定子极，并且第二凸极面向第二定子极，并且其中第一凸极、第二凸极、第一定子极和第二定子极各自包括铁磁材料。本文中提及线圈并不意味着不能有一个以上的线圈。

在示例中，转子相对于定子的旋转角度受到驱动电磁力的限制。换句话说，非零驱动电磁力只能被施加在转子的旋转位置的有限范围内。