具有可移动框架和磁耦合的微型电路断路器非接触螺线管制造技术

本发明专利技术涉及具有可移动框架和磁耦合的微型电路断路器非接触螺线管。用于微型电路断路器的非接触式仅磁耦合的螺线管跳闸系统使用螺线管线圈/壳体中的浮动柱塞组件以缩小柱塞和跳闸组件之间的磁间隙以导致磁跳闸来实现磁跳闸。如果双金属件弯曲，则螺线管的浮动柱塞也可以移开，从而导致热跳闸。

【技术实现步骤摘要】
具有可移动框架和磁耦合的微型电路断路器非接触螺线管背景1.专利
本专利技术总体上涉及磁致动装置，并且尤其涉及微型电路断路器(MCB，miniaturecircuitbreakers)，其在跳闸机构(tripmechanism)中利用螺线管。2.已知技术的讨论在其跳闸机构中使用螺线管的已知电路断路器产品通常使用可移动螺线管柱塞，该可移动螺线管柱塞机械地连接到标准的热/磁/电子跳闸系统。这些系统通常在螺线管中具有柱塞臂，该柱塞臂被捕获在螺线管中并操作以压靠或拉动跳闸组件的轭机构，该轭机构通常至少包括轭、其相关联的闩锁板和热跳闸双金属件；从而使跳闸杆脱开并将可动触点与固定触点分离，以从负载上移除电力。还存在仅磁耦合跳闸螺线管的已知布置，其中柱塞臂不物理地接触跳闸组件，而是磁性地作用在跳闸组件上，因为轭或闩锁板是铁磁性的。出于各种原因，尤其是在其中用于部件的物理空间非常有限的电子微型电路断路器中，本领域已知的螺线管布置的替代方案可能是所需要的。典型地，NEMA型微型电路断路器结构在双金属件的高扩张侧具有触点接通或断开机构，即可动触点的跳闸杆和偏置弹簧，使得在故障条件期间，双金属件的自由端部移动远离触点接通或断开机构，以使电路断路器闩锁分离。这种布置在一些已知的MCB中继续，其中仅磁耦合跳闸螺线管放置在双金属件的高扩张侧，其中螺线管与触点接通或断开机构争夺断路器中的空间。因此，螺线管或者接通或断开机构，或者两者，必须在尺寸上受到限制，并且可能需要制造成小于被认为对于承受微型电路断路器的电压浪涌要求是理想的尺寸。因此，在现有系统中，增加了附加部件，通常是相对较大的MOV，以实现承受所需电压浪涌的功能。因此，这样的系统中有改进的空间。概述本专利技术提供了一种可选的微型电路断路器跳闸系统，其具有仅磁耦合跳闸螺线管，该仅磁耦合跳闸螺线管具有可移动柱塞组件。仅磁耦合的柱塞组件具有浮动柱塞和框架，该浮动柱塞和框架允许螺线管和轭之间的磁隙尽可能小，但是允许用于过电流热跳闸的双金属件在短路期间通过移开螺线管的柱塞组件而自由移动到其完全偏转。本专利技术的这一方面允许通过可移动框架减少轭和跳闸螺线管之间的物理距离和磁距离，并增加轭和跳闸螺线管之间的磁吸引力。在螺线管通电之前，浮动柱塞组件可以处于向前位置或向后位置。因此，在螺线管通电之后，提供更强的拉力来移动跳闸组件轭和其附接的闩锁板，以脱开跳闸杆并使断路器跳闸，同时浮动柱塞也是可移动的，以允许双金属件在热跳闸情况下完全偏转。与已知系统相比，本设计还在跳闸螺线管的定位方面提供了更大的灵活性，并且通过在微型电路断路器的有限空间中提供更多可能的位置而有助于断路器的布局和装配。在本专利技术的一个方面，提供了一种电路断路器跳闸机构，包括：跳闸组件，其包括铁磁轭和附接到轭的闩锁板；跳闸杆，其保持在闩锁板中；螺线管，其具有线圈和用于线圈的壳体，以及铁磁材料的柱塞组件，其具有框架和附接到框架的柱塞杆，并且柱塞杆穿过螺线管线圈并且当螺线管未被激活时柱塞杆在螺线管线圈中浮动；并且螺线管线圈以已知距离邻近铁磁轭安装；由此激活螺线管将框架拉动到螺线管线圈的壳体，从而将柱塞杆放置在距跳闸组件的足以磁吸引铁磁轭和闩锁板中的至少一个的磁隙距离处，以使跳闸杆脱开并使断路器跳闸。在本专利技术的另一方面，电路断路器跳闸机构可包括集成为单件的框架和柱塞杆。在本专利技术的另一方面，电路断路器跳闸机构可包括U形形状的框架。在本专利技术的另一方面，电路断路器跳闸机构可包括由单一材料形成的框架和柱塞杆。在本专利技术的另一方面，电路断路器跳闸机构还可包括轭内的双金属件，在双金属件跳闸期间，柱塞组件面向轭移动的方向，并且其中柱塞组件将在双金属件的运动下屈服，导致跳闸事件。附图说明在阅读下面的详细说明并参考附图后，所公开的实施方案的上述和其他优点将变得明显，其中：图1是柱塞组件的透视图，示出了分离的螺线管线圈和壳体以及一体的柱塞和框架，箭头指示了装配方向。图2是螺线管线圈和壳体的透视图，集成的柱塞和框架在其中，其处于非工作的静止位置，箭头指示柱塞组件在任一方向自由移动。图3是螺线管线圈和壳体的透视图，其中集成的柱塞和框架被拉动至工作位置，集成的柱塞组件的框架抵靠线圈且柱塞处于适当位置以缩短与轭的磁隙。图4示出了处于闩锁位置的微型电路断路器，其中非工作的螺线管具有在线圈中自由浮动的柱塞组件。图5示出了处于通电状态的螺线管，其中柱塞组件通过螺线管在磁中心方向被偏置，从而减小了柱塞和轭之间的间隙。图6示出了柱塞和轭之间的间隙随着轭和跳闸组件闩锁板在螺线管方向被磁性地拉动而减小。这种移动导致跳闸组件闩锁板从跳闸杆上脱开，并导致断路器移动到跳闸状态。图7示出了由双金属件引起的处于热跳闸位置的断路器。详细描述作为最初的问题，将理解的是，包含公开的实施方案的方面的实际的商业应用的开发将需要许多特定于实现的决定，以实现开发者的用于商业化实施方案的最终目标。这样的特定于实现的决定可包括，且可能不限于，与系统相关的、业务相关的、政府相关的规定和其他的限制，这可能会随着特定的实现、地点并随时间变化而改变。虽然从绝对意义上讲开发者的努力可能是复杂的和耗时的，但是这样的努力对于受益于本公开的本领域技术人员而言将是常规的工作。还应理解，本文中公开的和教导的各实施方案易于经受许多且不同的修改和替换形式。因此，单数术语例如但不限于“一(a)”及类似术语的使用不旨在作为项的数量的限制。类似地，书面描述中使用的任何关系术语(例如，但不限于“顶部(top)”、“底部(bottom)”、“左(left)”、“右(right)”、“上部(upper)”、“下部(lower)”、“向下(down)”、“向上(up)”、“侧面(side)”及类似术语)是为了在具体参照附图时清楚的目的，并且不旨在限制本专利技术的范围。另外，诸如“大约”、“大体上”及类似术语的程度性的词语在本文中可以是根据“给定在规定的情况中固有的制造、设计和材料容差时处于或几乎处于”的意义来使用的，并且用来防止不法侵权人非正当地利用本专利技术公开内容，在本专利技术公开内容中，准确或绝对的附图和操作性或结构性的关系是用来帮助理解本专利技术而进行阐述的。图1是螺线管21的透视图，示出了螺线管线圈23和壳体25，螺线管线圈23和壳体25与柱塞组件27分离，柱塞组件27具有集成的柱塞杆29和U形框架31，箭头33指示装配方向。U形框架31具有开口端部35和封闭端部37。柱塞杆29附接到框架31的封闭端部37。优选地，框架31和柱塞杆29均由铁磁材料制成。虽然这里描述为“U”形，但是框架可以是能够支撑柱塞杆并允许螺线管的磁功能的任何形状。例如，框架31可以是“L”形、板形状或是基本上圆柱形的壳体。图2示出了已装配的柱塞组件27，其中柱塞杆29穿过线圈23插入，并且当螺线管21不工作时，即线圈23中没有电流流动时，柱塞杆29在线圈23中自由浮动，在如箭头39所示的任一方向上自由移动。框架31的上臂41和下臂43放置在线圈23的壳体25上。图3示出了处于工作状态的螺线管，即电流在线圈23中流动，产生磁场，拉动框架31的封闭端部37使其平齐地抵靠后部壳体25a，处于本文中有时称为“磁中心”的位置中，导致柱塞杆29延伸穿过线圈23，并在框架31的开口端部3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路断路器跳闸机构，包括：跳闸组件，其包括铁磁性轭和附接到所述轭的闩锁板；跳闸杆，其保持在所述闩锁板中；螺线管，其具有线圈和用于所述线圈的壳体，以及铁磁性材料的柱塞组件，其具有框架和附接到所述框架的柱塞杆，并且所述柱塞杆穿过所述螺线管线圈并且当所述螺线管未被激活时所述柱塞杆在所述螺线管线圈中浮动；并且所述螺线管线圈以已知距离邻近所述铁磁轭安装；由此激活所述螺线管将所述框架拉动到所述螺线管线圈的所述壳体，从而将所述柱塞杆放置在距所述跳闸组件的足以磁吸引所述铁磁轭和所述闩锁板中的至少一个的磁隙距离处，以使所述跳闸杆脱开并使所述断路器跳闸。

【技术特征摘要】
2017.11.29 US 15/825,8011.一种电路断路器跳闸机构，包括：跳闸组件，其包括铁磁性轭和附接到所述轭的闩锁板；跳闸杆，其保持在所述闩锁板中；螺线管，其具有线圈和用于所述线圈的壳体，以及铁磁性材料的柱塞组件，其具有框架和附接到所述框架的柱塞杆，并且所述柱塞杆穿过所述螺线管线圈并且当所述螺线管未被激活时所述柱塞杆在所述螺线管线圈中浮动；并且所述螺线管线圈以已知距离邻近所述铁磁轭安装；由此激活所述螺线管将所述框架拉动到所述螺线管线圈的所述壳体，从而将所述柱塞杆放置在距所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯·W·弗莱格，
申请(专利权)人：施耐德电气美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US