自由脱扣继电器制造技术

本公开内容涉及一种自由脱扣继电器。公开了一种过载继电器，在该过载继电器中控制单个操作线圈以进行脱扣和复位两者。永磁体和弹簧使装置双稳态，因此线圈在脱扣状态和复位状态下可以不被供电。对线圈的激励克服磁体以允许脱扣，而相反方向的激励增加磁体力以将装置复位。电磁激活路径优先于机械激活路径，以便不顾所尝试的手动复位而进行电磁脱扣。可以对装置进行脉冲宽度调制以降低功耗。

Free release relay

The present disclosure relates to a free release relay. An overload relay in which a single operating coil is controlled for tripping and resetting is disclosed. Permanent magnet and spring make the device bistable, so the coil can not be powered in the release and reset state. The excitation of the coil overcomes the magnet to allow release, while the opposite direction of the excitation increases the magnet force to reset the device. Electromagnetic activation path takes precedence over mechanical activation path in order to perform electromagnetic release regardless of the attempted manual reset. Pulse width modulation can be applied to the device to reduce power consumption.

【技术实现步骤摘要】
自由脱扣继电器
本专利技术总体上涉及机电开关装置，并且具体地涉及自由脱扣过载，例如工业自动化应用中使用的自由脱扣过载。
技术介绍
已经开发了各种开关装置，并且这些开关装置目前用于为负载(例如工业自动化设置中的马达和其他致动器)供电。一类这样的装置包括过载继电器。这种继电器通常与连接至诸如电网的电源的负载上游的其他开关和保护装置结合使用。过载继电器可以在电流或发热升高至不期望的水平的情况下允许检测电流并且断开或脱扣。在许多马达应用中，这种过载继电器为三相功率提供单独的开关控制，尽管单相装置也是常见的。在许多设置中，可能期望允许以电磁方式和手动方式两者来进行过载继电器的脱扣和复位。也就是说，当要断开电路时，装置应当能够致动以通过对操作线圈进行激励或去激励来以自动方式提供所需的开路。类似地，可能希望以电磁方式将装置复位为导通状态，以便可以进行远程操作以及自动操作。对于手动致动，可以设置脱扣或测试按钮以断开装置。然后，为了将装置手动复位为导通状态，可以设置复位按钮。尽管装置已经被设计成提供这两种类型的致动，但是这些通常需要手动设置为不同的物理配置或模式。这样的模式选择会降低装置的实用性并且增加其复杂性。可用的过载继电器的其他问题包括要避免需要脱扣时的手动复位(即，使装置可以不顾人类操作者的动作而自由地脱扣，或者“自由脱扣”)。此外，现有装置可能需要相当大的功率来进行操作。因此，需要允许易于以电磁方式和手动方式两者使用的过载继电器和类似的电磁开关。尤其需要这种类型的双稳态装置，其在需要时可通过对操作线圈去激励来使用更少的能量。此外，需要以下这种装置，其防止在电磁脱扣被激活时进行手动复位，从而防止操作者迫使装置进入导通状态。更进一步地，需要以下这种类型的装置，其提供具有降低的功率要求的高效电磁致动。
技术实现思路
根据本公开内容的某些方面，一种过载继电器包括：电磁激活路径，该电磁激活路径包括：电枢，其在操作中使触头在置位状态与脱扣状态之间移动；磁体，用于将电枢保持在置位状态；以及线圈，用于克服磁体以在弹簧的影响下将电枢释放至脱扣状态；以及机械激活路径，该机械激活路径包括手动操作的复位构件，该复位构件使电枢在脱扣状态与置位状态之间移动。电磁激活路径和机械激活路径二者都能够在无需选择操作模式的情况下使电枢在置位状态与脱扣状态之间移动。当线圈被激励以克服磁体时，对复位构件的手动操作将不会使电枢复位至置位状态。根据本公开内容的其他方面，一种过载继电器包括：电枢，其在操作中使触头在置位状态与脱扣状态之间移动；磁体，用于将电枢保持在置位状态；以及单个线圈，其能够以第一方式被激励以将电枢吸引至置位状态，并且能够以第二方式被激励以克服磁体从而在弹簧的影响下将电枢释放至脱扣状态。机械激活路径包括手动操作的复位构件，该复位构件使电枢在脱扣状态与置位状态之间移动。电枢在置位状态和脱扣状态下是双稳态的。电磁激活路径和机械激活路径二者都能够使电枢在置位状态与脱扣状态之间移动。当线圈被激励以克服磁体时，对复位构件的手动操作将不会使电枢复位至置位状态。根据其他方面，一种过载继电器包括：电磁激活路径，该电磁激活路径包括：电枢，其在操作中使触头在置位状态与脱扣状态之间移动；磁体，用于将电枢保持在置位状态；以及线圈，用于克服磁体以在弹簧的影响下将电枢释放至脱扣状态。机械激活路径包括手动操作的复位构件，该复位构件使电枢在脱扣状态与置位状态之间移动。电枢在置位状态和脱扣状态下是双稳态的，并且电磁激活路径和机械激活路径二者都能够在相同物理配置下使电枢在置位状态与脱扣状态之间移动。附图说明当参照附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点，其中，在整个附图中，相似的附图标记表示相似的部分，其中：图1是根据本公开内容的示例性过载继电器的透视图；图2是图1的过载继电器的局部分解图；图3是过载继电器的操作部件的更详细的透视图；图4是过载继电器的局部剖面侧视图，其进一步示出了该过载继电器的部件以及部件在脱扣状态下的定向；图5是处于复位按钮被推动并脱扣的状态的过载继电器的类似图示；图6是处于复位完成或置位状态的过载继电器的类似图示；图7是示出防脱扣弹簧的操作的类似图示；图8是示出自由脱扣复位位置的类似图示；图9是用于控制过载继电器并降低功率需求的示例性方案的电路图；图10是用于电磁脱扣的通过继电器操作线圈的电流的图形表示；以及图11是在指定用于复位功能和脱扣功能二者的线圈时可以考虑的某些线圈特性的图形表示。具体实施方式图1示出了自由脱扣过载继电器的示例性实施方式。如图所示，继电器10被设计成在自动化系统中实现以用于为诸如电动马达的负载供电。该实施方式中的继电器是三相装置，其可以接线以进行常开或常闭操作。继电器例如通过感测线路经由如所示的在附图中用附图标记12指示的端子从任何期望的电源(例如电网)接收输入电力。电力穿过负载传感器并被提供给下游电路，并且最终被提供给如附图标记14所指示的负载。继电器包括外部壳体16，所有功能性机械部件和电磁电路都定位在外部壳体16中。在所示实施方式中，尽管未单独示出，但是继电器包括：电流感测电路18，其在操作中感测进入装置的各相功率的电流，以便监测并控制可能的过载。还包括控制电路20，以允许在检测到过电流或者在某时间内过电流或者由这种电流引起发热时使过载继电器脱扣。应注意，继电器可以包括数字控制装置(例如模数转换器、微处理器或类似的处理装置)以及相关联的存储器电路。存储器电路可以存储由继电器通过在处理电路上执行而实现的例程。控制电路还可以允许例如在来自诸如自动化控制器的外部装置的命令下对过载继电器进行远程控制。此外，控制电路可以包括：通信电路，其允许过载继电器联网并且接收和/或发送例如与脱扣事件、电流水平等有关的数据。可以从外壳16的外部访问某些手动控制装置。在所示实施方式中，这些手动控制装置包括：脱扣按钮22，其允许对装置进行手动脱扣或测试的操作。复位按钮24允许如下文所讨论的那样对继电器进行手动复位。设置有调节器26以设定脱扣电流。图2是过载继电器的局部分解图，其示出了某些内部部件。在该视图中，壳体已被分离开，如附图标记16'、16”和16”'所示。可以看到用于将继电器接线成常开常闭配置的端子28。在图2中可见的功能部件之中，示出了操作线圈30，其被布置成邻近可移动结构32，下文将更详细地描述。线圈的操作允许装置的断开和闭合，或者更具体地，将装置在置位状态与脱扣状态之间进行转变。可以注意到，单个线圈用于两种操作，这减少了部件和功率需求。在图2中还标出了脱扣指示器34，其是在装置脱扣和复位时移动的机械标志。图3是更详细地示出过载继电器的部件的透视图。如图所示，线圈30耦接至线圈功率导体36，以接收用于在脱扣和复位时进行电磁操作的电力。如下文所讨论的，在某些当前实施方式中，相同线圈被供电以用于脱扣和复位二者，并且在这些模式中的至少一个中，由来自控制电路的脉冲宽度调制功率供电。中央芯38被设置成通过线圈。当线圈和芯被激励时，其进行操作以在枢转操作中向下吸引或拉动电枢40，从而使继电器置位或复位。如下所述，以相反极性供电来操作以使装置脱扣。固定触头42将被硬接线至控制马达或负载的操作的导体。可移动的触头支承件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过载继电器，包括：电磁激活路径，包括：电枢，其在操作中使触头在置位状态与脱扣状态之间移动；磁体，用于将所述电枢保持在所述置位状态；以及线圈，用于克服所述磁体，以在弹簧的影响下将所述电枢释放至所述脱扣状态；以及机械激活路径，包括手动操作的复位构件，所述复位构件使所述电枢在所述脱扣状态与所述置位状态之间移动；其中，所述电磁激活路径和所述机械激活路径二者都能够在无需选择操作模式的情况下使所述电枢在所述置位状态与所述脱扣状态之间移动；并且其中，当所述线圈被激励以克服所述磁体时，对所述复位构件的手动操作将不会使所述电枢复位至所述置位状态。

【技术特征摘要】
2017.10.12 US 15/782,5221.一种过载继电器，包括：电磁激活路径，包括：电枢，其在操作中使触头在置位状态与脱扣状态之间移动；磁体，用于将所述电枢保持在所述置位状态；以及线圈，用于克服所述磁体，以在弹簧的影响下将所述电枢释放至所述脱扣状态；以及机械激活路径，包括手动操作的复位构件，所述复位构件使所述电枢在所述脱扣状态与所述置位状态之间移动；其中，所述电磁激活路径和所述机械激活路径二者都能够在无需选择操作模式的情况下使所述电枢在所述置位状态与所述脱扣状态之间移动；并且其中，当所述线圈被激励以克服所述磁体时，对所述复位构件的手动操作将不会使所述电枢复位至所述置位状态。2.根据权利要求1所述的过载继电器，其中，所述机械激活路径包括防脱扣弹簧，所述防脱扣弹簧具有以下特性：在所述线圈被激励时，防止所述复位构件克服所述线圈。3.根据权利要求2所述的过载继电器，其中，所述弹簧被布置在所述复位构件与促使所述电枢脱扣的杆之间的所述机械激活路径中。4.根据权利要求1所述的过载继电器，包括：电路，用于对功率进行脉冲宽度调制，以将所述线圈激励成至少使所述继电器脱扣。5.根据权利要求4所述的过载继电器，其中，所述电路包括：通过h桥的第一路径，用于激励所述线圈进行脱扣；以及通过所述h桥的第二路径，用于激励所述线圈进行置位。6.根据权利要求5所述的过载继电器，其中，所述h桥中的每一个包括：电容器，用于允许在失去输入功率的情况下进行脱扣和置位。7.根据权利要求1所述的过载继电器，包括耦接至所述线圈以控制对所述线圈的激励的控制电路，并且其中，所述控制电路被配置成：在所述电枢从所述脱扣状态移动至所述置位状态之后以及从所述置位状态移动至所述脱扣状态之后，使所述线圈去激励。8.一种过载继电器，包括：电枢，其在操作中使触头在置位状态与脱扣状态之间移动；磁体，用于将所述电枢保持在所述置位状态；单个线圈，其能够以第一方式被激励以将所述电枢吸引至所述置位状态，并且能够以第二方式被激励以克服所述磁体从而在弹簧的影响下将所述电枢释放至所述脱扣状态；以及机械激活路径，包括手动操作的复位构件，所述复位构件使所述电枢在所述脱扣状态与所述置位状态之间移动；其中，所述电枢在所述置位状态和所述脱扣状态下是双稳态的；并且其中，电磁激活路径和所述机械激活路径二者都能够使所述电枢在所述置位状态与所述脱扣状态之间移动；并且其中，当所述线圈被激励以克服所述磁体时，对所述复位构件的手动操...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·爱德华·卡尔松，
申请(专利权)人：罗克韦尔自动化技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US