电磁致动器制造技术

双稳态电磁致动器，尤其是用于真空开关室的驱动装置，它具有一个磁轭、具有至少一个永久磁体、具有至少一个线圈、具有至少一个可运动的衔铁，使得通过衔铁和磁轭产生一个第一磁流，并使衔铁固定在一个位置上，其中线圈产生一个第二磁流，通过它使衔铁动作。所述永久磁体设置在一个磁轭与一个固定的接地部件之间，使得磁流通过接地部件流动。此外所述衔铁在磁轭外部至少局部地遮盖磁轭的一个端面，该端面垂直于衔铁的运动方向。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种如权利要求1前序部分所述的电磁致动器，尤其是用于开关器件的电磁驱动装置。由WO 95/07542已知这种电磁驱动装置。附图说明图1从原理上示出这种已知的电磁驱动装置10，它具有一个环绕的磁轭11，该磁轭具有两个平行延伸的纵向接板12和13以及各一个横向接板14和15。大致在纵向接板12和13的中间具有对置的极靴16和17，在极靴上固定永久磁体18和19。有一个衔铁20位于永久磁体18和19之间，在衔铁上安置或固定由非磁材料制成的连杆21及22，它们分别穿过横向接板14和15上的开孔23和24。在极靴16和17或永久磁体18和19与横向接板14或15之间分别具有一个线圈25，26。根据线圈25或26的励磁情况，衔铁20可以移动到图1所示的位置中，其中尺寸为d的气隙27在这个位置上最小。当线圈25被激励时，衔铁在箭头方向P上驱动，直到其面对横向接板14的端面顶靠在横向接板14的内表面上。通过这种方式构成一个用于开关器件、尤其是用于真空断路器的功能良好的双稳态电磁驱动装置。在另一专利申请(德国专利申请19709 089.3)中，已经考虑到对此采取措施，用以在磁轭11中以及在衔铁20中都避免涡流。在一种结构设计中，仅配有连杆21；不需要用于真空室电磁驱动装置的连杆22，并且最多也就是用于导引衔铁20。作用力—通过这个作用力衔铁20吸动下横向接板或上横向接板—取决于作用面，。本专利技术的目的是，进一步改进上述形式的电磁致动器。按照本专利技术这个目的通过权利要求1的特征得以实现。所述作用力通过加大有效面积同样明显地提高—通过该作用力，这个或这些衔铁被磁轭吸动。在从属权利要求中给出如何能够增加面积的布置。目前的描述建立在一种双稳态结构设计上，它具有两个衔铁，在磁轭的两个端面上各一个。在另一种结构设计中，一个单稳态致动器只具有一个衔铁。同一个线圈不仅用于接通，而且在电流反向时用于断开。当驱动装置不接通时，它通过一个弹簧保持在断开位置。下面通过在附图中所示的本专利技术的几个实施例详细描述本专利技术以及本专利技术的其它有利的结构设计和改进。附图中图2和3示出电磁驱动装置的不同结构设计，图4示出按照现有技术的驱动装置和按照本专利技术的驱动装置的作用力曲线图，图5至9示出本专利技术的另外的实施形式，具有两个衔铁，图10至20分别表示具有一个衔铁的电磁驱动装置，图21为按照第一实施形式的本专利技术的电磁驱动装置，它具有两个图9的矩形结构的衔铁，图22为图9中圆柱形结构的立体图，图23为具有两个线圈和不同衔铁的电磁驱动装置的实施形式，图24为按照本专利技术的具有一个衔铁的电磁驱动装置，用于真空通断室的驱动装置。现在请参照图2。一个按照本专利技术的驱动装置30具有两个纵向延伸的磁轭部件31和32，它们相互平行地取向。大致在两个磁轭部件31和32的中间具有极靴33和34，它们作为相互面对的凸起而配置；在极靴33和34的内表面上固定永久磁体35和36。一个由磁材料制成的接地部件37位于永久磁体35与36之间，接地部件位置固定地配属于两个磁轭部件31和32。接地部件37具有一个中心孔38，该中心孔平行于磁轭部件31和32延伸并且也平行于接地部件延伸并位于接地部件37中心。一个由非磁材料制成的连杆39穿过该中心孔38，在连杆上固定衔铁40和41。所述衔铁40和41遮盖相邻的磁轭部件31和32的端面。回缩部44和45起始于端面42和43，台阶形地过渡到极靴33和34。在接地部件37与回缩部44或45之间形成的空间46和47用于容纳各个线圈48和49。图2示出电磁驱动装置，其中衔铁41顶靠磁轭部件31和32的端面43a和43b。在图1的结构形式中，仅在衔铁20与下横向接板或上横向接板15、14之间形成气隙，而在本实施形式中，在接地部件37与衔铁41之间得到一个气隙50，并在端面43b或43a与衔铁41之间各得到一个气隙51和52。由此在图2所示位置得到一个放大的吸动面和放大的磁衔铁吸动力。从而，当线圈48工作时，衔铁40向磁轭的端面42a和42b吸动，并在那里也得到三个气隙(没有标记符号)在衔铁40与端面42a和42b之间的气隙，以及衔铁40与接地部件37之间的气隙。由此使吸持力放大一个系数，该系数等于(气隙50的面积+气隙51的面积+气隙52的面积)除以气隙50的面积，最大可达100％。两个衔铁40和41由于其与连杆39的连接，而以相同的速度一起移动，并这样相互适配，即，使衔铁40、41与磁轭及接地部件上的相应端面之间的距离在两个位置上分别交替地相等。当然，按要求，衔铁41与磁轭部件31和32及接地部件37之间的距离可以不同于衔铁40与磁轭部件31和32及接地部件37之间的距离。当对应于衔铁41的气隙51、50和52在吸动位置小于对应于衔铁40的气隙时，则在这个吸动位置的吸持力大于衔铁40吸动时的吸持力。如果由使用场合所要求的作用力在接通位置与断开位置不同，这样一种关系就可能是必需的。图3示出本专利技术的另一结构设计。驱动装置55具有两个磁轭部件56和57，它们除了回缩部44和45(在此要使用相同的标记符号，以表示相关性)外还具有另外的回缩部58和59，在它们里面容纳衔铁40以及41；也可以说，在磁轭部件56和57上配有轴向延伸的臂60、61及62、63，它们在衔铁的整个移动行程上遮盖衔铁40和41。由此除了气隙51和52外还形成位于衔铁41外周表面与臂62和63之间的气隙64或65；相应地，也在衔铁40与臂60和61之间形成气隙66和67。由此，在衔铁40与磁轭部件56和57之间具有较大距离时增加作用力，其中可以根据目的和要求改变距离d。图4示出吸动力F与衔铁移动行程W的曲线图。连续曲线L1表示图1结构设计的作用力-行程曲线。F1表示衔铁在图1所述位置的吸动力而F2表示在另一位置的吸动力。虚线L2表示图2结构设计的作用力-行程曲线。可以看出，在吸动状态所测得的作用力F2大约两倍于作用力F1；它交叉L1及L2，这归因于，吸动力在一定的距离里小于图1结构形式的吸动力。位于曲线L2上方的第三条曲线L3位于正区域及负区域；吸动力F3基本等于F2，而与曲线L2的不同之处在于，吸动力不是那样陡斜地下降，这带来本身具有较大工作能力的优点。可以看出，两个间隙64和65或66和67有助于改善作用力-行程曲线。驱动装置70(见图5)在其结构上不同于图3所示的驱动装置。在此，两个磁轭部件31和32在两个端部分别被一个C形体71、72围扣，其中相互面对的衔铁71和72的自由端与两个磁轭部件31、32的所属外表面分别形成气隙77、78和79、80。对于图6所示的驱动装置81结构设计，在其它结构相同的情况下只是配置了U形衔铁82和83，其中侧腿84、85、86和87可以通过其整体与磁轭部件31和32共同起作用，由此，与图5所示结构相比，在必要时能够对吸动力实现进一步的影响。图7示出图3结构的一个变型。该驱动装置90具有两个U形衔铁91和92，它们通过臂97、98或99或100作用于回缩部93或94和95或96后面。图8示出图7所示结构的一个变型。该磁轭部件具有回缩部101、102和103、104。相应的衔铁105和106通过侧腿107、108以及109、110基本上U形地本文档来自技高网...

【技术保护点】
双稳态电磁致动器，尤其是用于真空开关室的驱动装置，具有一个磁轭、具有至少一个永久磁体、具有至少一个线圈、具有至少一个可运动的衔铁，使得通过衔铁和磁轭产生一个第一磁流，并使衔铁固定在一个位置上，其中线圈产生一个第二磁流，通过它使衔铁动作，其特征在于，所述永久磁体设置在所述磁轭与一个固定的接地部件之间，使得磁流通过所述接地部件流动，并且所述衔铁在磁轭外部至少局部地遮盖磁轭的一个端面，这个端面垂直于衔铁的运动方向延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2001-9-24 10146899.71.双稳态电磁致动器，尤其是用于真空开关室的驱动装置，具有一个磁轭、具有至少一个永久磁体、具有至少一个线圈、具有至少一个可运动的衔铁，使得通过衔铁和磁轭产生一个第一磁流，并使衔铁固定在一个位置上，其中线圈产生一个第二磁流，通过它使衔铁动作，其特征在于，所述永久磁体设置在所述磁轭与一个固定的接地部件之间，使得磁流通过所述接地部件流动，并且所述衔铁在磁轭外部至少局部地遮盖磁轭的一个端面，这个端面垂直于衔铁的运动方向延伸。2.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述磁轭具有两个磁轭体，它们各具有一个大致居中的极靴，极靴相互面对，其上各安置一个永久磁体。3.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述磁轭、衔铁、磁体都是矩形的。4.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述磁轭是圆柱形的并且在内部具有一个小直径的条，在其内侧固定一个环形永久磁体，永久磁体以及接地部件都做成圆柱形的。5.如上述权利要求中任一项所述的致动器，其特征在于，所述衔铁完全遮盖磁轭的端面。6.如权利要求1至4中任一项所述的致动器，其特征在于，所述磁轭在其端面区域具有一个台阶式回缩部，衔铁匹配在此回缩部中。7.如权利要求6所述的致动器，其特征在于，所述台阶式回缩部设置在磁轭的内侧。8.如权利要求1至6中任一项所述的致动器，其特征在于，所述衔铁包围磁轭的端面并部分地包围磁轭的外侧。9.如权利要求8所述的致动器，其特征在于，所述衔铁具有一个C形横截面，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：文凯尚，克里斯蒂安罗伊贝尔，
申请(专利权)人：ABB专利有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]