公开了一种断路器远程操作单元，其中电磁线性致动器连接到断路器（１）的杆，以通过该线性致动器的电磁驱动力实现将杆的位置切换至开动、关断以及复位位置中的任一位置，该电磁线性致动器由以下组成：定子（８），其中以使相同的磁极彼此相对的方式将串联排列的条形永磁体对（８ｂ）插入导向管（８ａ）内；以及形成为具有都缠绕在线轴上的第一线圈（９ａ－１）和第二线圈（９ａ－２）的线圈组件的可动单元（９），该可动单元装配到导向管（８ａ）上以沿着导向管（８ａ）可移动地导向和支承。通过将可动单元（９）连接到断路器（１）的杆，实现控制以将可动单元（９）前半部分移动行程中第一和第二线圈的激励模式切换成后半部分行程中不同的一种激励模式，以使电磁线性致动器的驱动力特性与开动、关断以及复位负载的特性匹配，从而使电磁线性致动器的电磁驱动力总是能超过上述负载。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及安装在诸如模制管壳(molded-case)断路器或接地泄漏断路 器之类的断路器上的断路器的远程操作单元，该断路器远程操作单元用于 操纵断路器的杆，以通过远程指令切换该杆的位置以将其设置在开动、关 断以及复位位置中的任一位置处。
技术介绍
多个上述断路器被用作低压配电系统的部件，并安装在配电板或控制 板中以进行集中控制。断路器具有设置为外部附件的远程操作单元，该远 程操作单元用来根据远程指令(电信号)切换该断路器的杆的位置以将其 设置在开动、关断、以及复位位置中的任一位置处。对于这样的远程操作 单元，远程操作单元已被商品化，从而已知提供其是为了通过电磁线性致 动器的电磁驱动力将断路器杆驱动至所切换位置，而不是通过先前的组合 了驱动马达、减速齿轮和进给螺杆机构(feed screw mechanism)的电驱动系 统(例如，参见JP-A-2002-319504)。在下文中，将参考图7A和图7B以及图8来说明在JP-A-2002-319504 中公开的断路器及其远程操作单元的结构和操作。图7A是示出安装在断路 器上的相关远程操作单元的结构的侧截面图，图7B是图7A中所示的相关 远程操作单元的俯视图，而图8是示出安装在图7A和7B所示的相关远程 操作单元上的相关电磁线性致动器的结构的透视图。在图7A和7B中，附图标记1和2分别表示断路器(模制管壳断路器) 和附连到断路器1的远程操作单元。此外，附图标记la表示从外壳lb伸 出的摇臂型(rocker arm type)杆。附图标记lc和ld分别表示肘杆(toggle link) 切换机构和主电路触点。附图标记le和lf分别表示过电流脱扣装置和外壳。远程操作单元2由一对导轨4、可动单元5以及一对定子6组成，所有这些部件都包括在外壳3中。导轨4相互平行排列。沿着导轨4可移动 地导向和支承可动单元5。稍后将说明可动单元5的详细结构。在可动单元5的右侧和左侧各安排了定子6。每一个定子6具有缠绕在E形轭6a的中 间部分周围的工作线圈6b。远程操作单元2附连到断路器1，其中杆la的 顶端装配到形成于可动单元5下表面上的凹部。附图标记7表示远程操作 单元2的设置在可动单元5上的手动杆。断路器1的开关操作是如众所周知的。杆la从关断位置到开动位置、 或从开动位置到关断位置的开关操作使沿与所操作杆la的运动方向相反的 方向一起操作的开关机构lc(用于操作肘杆的能量被存储在开关机构lc的 开关弹簧中)以断开或闭合主电路触点ld。此外，利用过电流脱扣装置le 检测主电路中的过电流以释放闭锁机构(latchmechanism)lc，断路器1实现 脱扣操作以断开主电路触点ld。这使杆la接收肘杆机构的回复力而停在大 约在开动位置和关断位置中间的脱扣位置以表示脱扣操作。为了在脱扣操 作之后重新闭合主电路触点ld，使杆la立即从脱扣位置移至复位位置以在 将其再次拨至开动位置之前重置闭锁机构。这使主电路触点闭合。接着，在图8中示出了设置在远程操作单元2中的电磁线性致动器的 结构。如图8中所示，电磁线性致动器中耦合到断路器1中的杆la的可移 动单元5(通过图7中所示的导轨4导向和支承以可沿着导轨4在开动和关 断方向上移动)的侧面上设置有用作场磁体的永磁体5a，该永磁体正对设 置在可动单元5右侧和左侧的每一侧的各个定子6。同时，电磁线性致动器 中的各个定子6具有缠绕在E形轭6a中央周围的工作线圈6b。工作线圈 6a通过设置在远程操作部分中的开关连接到激励电源，该远程操作部分用 于实现断路器l的开动、关断以及复位操作中的任一操作。在上述结构中，从远程操作部分向远程操作单元2给出指令，该指令 用于实现断路器l的开动、关断以及复位操作中的任一操作。基于该指令， 将激励电流馈送至电磁线性致动器的工作线圈6b。这提供了以图8中所示 双箭头方向P中的与根据指令的方向流动的激励电流相一致的任一方向作 用在可动单元5上的电磁驱动力。通过电磁驱动力，可动单元5按照双箭 头方向P的任一方向沿导轨4从一个行程终点向另一行程终点运动，以将耦合到可动单元5的断路器1的杆la的位置切换至开动、关断以及复位位置中的任一位置。在可动单元5的各个行程终点设置了检测开关(微型开 关)10，从而在杆la的切换操作中，线性致动器中可动单元5到达一个行 程终点使得工作线圈6b的激励通过检测开关10的操作信号停止。顺便提一下，安装在远程操作单元上的电磁线性致动器在结构和功能 方面具有以下问题。g卩，图8中所示的电磁线性致动器的定子6具有一种 有芯的结构，在该芯中工作线圈6b缠绕在E形轭6a周围。这使电磁线性 致动器和远程操作单元2的尺寸变大。而且，在工作线圈6b的非激励状态 下，可动单元5的永磁体5a的磁吸力作用在定子6的轭6a上，可动单元5 被其吸至对应于开动或关断位置的行程终点处的位置并保持在那里。因此， 当在工作线圈像停电时一样未被激励的情况下通过手动操作手动杆7来切 换断路器的杆la以使可动单元5移位时，由于连接到杆la的开关机构的 开关弹簧的回复力，可动单元5的永磁体5a施加在定子6的轭6a上的磁 吸力进一步增加为反作用负载(机械负载)从而阻止可动单元5移位。这 需要施加很大的力来手动实现杆la的开关操作，从而使可操作性恶化。而 且，同样在断路器检测到过电流而执行脱扣操作时，远程操作单元2中的 可动单元5保持在开动位置同时被永磁体5a的磁力吸引到那里。这使得从 断路器外部通过视觉确认断路器的脱扣操作状态是不可能的。因此，作为解决这些问题的手段，专利技术人设计了远程操作单元，其中 如图9和图IO所示使用了无芯系统的电磁线性致动器。在图9所示的远程操作单元2中，设置了相互平行排列的两组无芯型 电磁线性致动器，其中断路器的杆la放置在两者之间。在这里，电磁线性 致动器被形成为具有圆柱形定子8和可动单元9的组件，其中可动单元9 可动地装配到定子8的外表面上以由定子8导向和支承。定子8由作为可 动单元9的导引的导向管8a和以使相同的磁极彼此相对的方式插入导向管 8a中的串联排列的一对条形永磁体8b组成。可动单元9形成为由线轴9b 和缠绕在线轴9b周围的工作线圈9a组成的线圈组。由此形成的电磁线性 致动器被设置为相互平行排列的两组无芯音圈马达(voicecoilmotor)，其可 动单元9中整体地连接以与断路器1中的杆la卡合。6在上述排列中，在断路器1中杆la的开关操作中，如图IIA和11B 所示地切换工作线圈9a中流动的激励电流的方向以将杆la的位置移至开 动、关断以及复位位置中的任一位置。在这里，为了通过将杆la的位置从 关断位置切换到开动位置来使断路器1开动，要使激励电流按照图IIA所 示方向在工作线圈9a中流动。因此，在定子8的永磁体8b的磁场中，箭 头方向的电磁驱动力F作用在其中有激励电流流动的工作线圈9a上以使可 动单元9向左移动，藉此将断路器1中杆la的位置切换至开动位置。同时， 当进行断路器1的杆la的关断操作时，工作线圈9中流动的激励电流的方 向朝与图11B中所示相反的方向切换。这使电磁驱动力F的方向反转以使 可动单元9向右移动。在断路器已脱扣之后进行的杆la的复位操作也可像 图11B中所示的操本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种断路器远程操作单元，所述远程操作单元安装在设置有摇臂型杆的断路器上，所述远程操作单元用于实行将所述杆的位置切换至开动位置、关断位置以及复位位置中的任一位置的远程操作以分别实现使所述断路器开动、关断以及复位的开动操作、关断操作以及复位操作，所述远程操作单元设置有连接到所述杆用于实现其切换操作的电磁线性致动器， 其特征在于， 所述电磁线性致动器包括： 以使相同的磁极彼此相对的方式将串联排列的永磁体对插入用作导向管的管道中而形成的定子；以及 具有由串联排 列的第一和第二线圈形成的工作线圈的可动单元，所述可动单元装配到所述定子的导向管的外表面上以通过所述外表面可移动地导向和支承所述可动单元， 所述可动单元在连接到所述断路器的杆的情况下通过在所述开动、关断以及复位操作中的任一操作时将在所述 第一和第二线圈中流动的激励电流的值和方向的组合选择性地切换成指定的一个组合来实现所述杆的切换操作。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：铃木健司，石川公忠，
申请(专利权)人：富士电机机器制御株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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