具有电磁式接触负载支持的低压开关设备制造技术

一种具有电磁式接触负载支持的低压开关设备。本发明专利技术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)。本发明专利技术的特征在于，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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有电磁式接触负载支持的低压开关设备
本专利技术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。
技术介绍
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，DE4216080A1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。FR2793090A1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。DE4216080A1和FR2793090A1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。DE10343005B4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FR2829869A1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。FR2829869A1的缺点是：一方面其需要繁复的机构，并且另一方面其与DE10343005B4一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。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于：提出一种具有可简单实施的电磁式接触负载支持的低压开关设备。根据本专利技术，该目的由具有权利要求1的特征的低压开关设备实现。能够单独使用或彼此组合使用的有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的内容。根据本专利技术，该目的由一种低压开关设备实现，其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。本专利技术的特征在于，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处。在本专利技术中，优选使用两个用于电磁式接触负载支持的机构。这两个机构中的一个是U形构造的铁磁片，并且另一个是U形构造的弹簧座。在这两种U形的铁磁元件中分别感生出磁通量。这使得，在有小电流经过开关件载体或经过电桥时就已经引起相对大的电磁激励，从而在极面之间形成相对大的吸引力。极面本身保持为相对小的并且以气隙彼此隔开。磁路很快进入饱和，从而在电流极高时力相对很少增加。这是重要的，因为由此在过流、例如过载或短路的情况下也还能够分离开关触点。通过极面相对于触点-闭合-断开方向倾斜优选45°的方式，能够补偿由接触磨损引起的较大的路径损失。同样地，由此能够补偿极面相对于触点的配合定位中的公差。在接通状态下，电流从端子流动至开关件载体，从那里流动至固定的触点，随后经过能运动的触点流动至电桥，从那里经过相对置的能运动的触点和固定的触点流动至相对置的开关件载体，并且随后流动至相对置的端子。U形构造的铁磁的U形片安置在开关件载体处，从而在开关件载体中流动的电流在U形片中感生出磁通量。在U形片处存在极面。在电桥处安置有铁磁的弹簧座，其具有端面和极面。端面与极面一起形成U形部段，该U形部段围绕电桥伸出，其中U形的开口朝向固定的开关件载体或U形片。在电流流过电桥时，分别在弹簧座处的U形部段中感生出磁通量。U形片中的磁通量和U形部段中的磁通量被极化，使得在U形片处的极面之间以及弹簧座处的极面中产生磁吸引力，其中极面相对于触点-闭合-断开方向以大约45°的角度设置。此外，如下地设计在弹簧座和U形片处的开关件载体、电桥、固定定位的触点、能运动的触点、U形部段的布置或几何形状，使得在低压开关设备接通的状态下在极面之间保持有气隙。通过触点处的磨损，电桥和弹簧座更接近开关件载体或U形片。这一方面引起极面之间的气隙变小并且磁吸引力因此被提高。但是另一方面，在开关件载体和电桥之间的间距变小并且在电桥和开关件载体之间的排斥力因此变大。本专利技术还提出：围绕能运动的电桥并围绕固定放置的开关件载体布置弹簧座和U形片形式的U形铁磁元件，这些铁磁元件的极面在接通状态下指向彼此，并且这些铁磁元件在电流流过开关件载体和电桥的情况下以电磁的方式彼此吸引。提出的铁磁元件的几何形状与触点相关，使得在触点接触时在极面之间保留气隙。因此，当针对低压开关设备的使用寿命设置的触点材料磨损时，极面之间的该气隙还存在。弹簧座或U形片处的相对置的极面构造为相对于触点-闭合-断开方向不是垂直的，而是形成例如45°的角度。如下地设计包括极面之间的气隙的铁磁元件，使得电磁式接触负载支持在大小上小于等于经由接触负载弹簧施加的接触负载。此外，如下地设计包括极面之间的气隙的铁磁元件，使得由于气隙变小引起的电磁力增加大约刚好与由于间距变小引起的、在开关件载体和电桥之间的排斥力增加一样大。根据本专利技术的设计的一个改进方案提出：第一机构是U形造型的铁磁片，其具有两个相对置的极面和连接极面的一个中间区域。根据本专利技术的设计的一个具体的设计方案提出：U形造型的铁磁片的极面构造成翼状。根据本专利技术的设计的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压开关设备，具有电磁驱动器和接触系统，所述电磁驱动器具有线圈(1)、固定定位的磁轭(2)和能相对于所述磁轭(2)运动的衔铁(3)，所述接触系统由固定定位的开关件载体(4)和与所述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)加载所述能运动的开关件载体(5)，其特征在于，用于电磁式接触负载支持的第一机构定位在所述固定定位的开关件载体(4)处。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.13 DE 102016217434.71.一种低压开关设备，具有电磁驱动器和接触系统，所述电磁驱动器具有线圈(1)、固定定位的磁轭(2)和能相对于所述磁轭(2)运动的衔铁(3)，所述接触系统由固定定位的开关件载体(4)和与所述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)加载所述能运动的开关件载体(5)，其特征在于，用于电磁式接触负载支持的第一机构定位在所述固定定位的开关件载体(4)处。2.根据权利要求1所述的低压开关设备，其特征在于，所述第一机构是U形造型的铁磁片(12)，所述铁磁片具有两个相对置的极面(13)和一个连接所述极面(13)的中间区域(14)。3.根据权利要求2所述的低压开关设备，其特征在于，U形造型的所述铁磁片(12)的所述极面(13)构造成翼状。4.根据权利要求1至3中任一项所述的低压开关设备，其特征在于，所述固定定位的开关件载体(4)构造成U形，所述固定定位的开关件载体具有第一支腿(9)和第二支腿(10)以及在所述第一支腿与所述第二支腿(9、10)之间的连接区域(11)，其中，U形造型的所述铁磁片(12)的所述中间区域(14)安置在所述第一支腿(9)上，并且翼状的所述极面...

【专利技术属性】
技术研发人员：路德维希·尼布乐，瓦齐姆·库利诺维奇，托比亚斯·菲豪泽，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE