專利名稱：裝于遙控單元的電磁驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁驅(qū)動裝置，特別是組裝于遙控單元的電磁驅(qū)動裝置，它包括與磁路相結(jié)合的激勵線圈。
第一種類型用來使遙控單元斷開和/或閉合的斷路器的電磁驅(qū)動裝置至少由一個電磁鐵構(gòu)成，作為一個例子，如FR-A-2，559，616和FR-A-2，567，317所描述的就是這類裝置。對于預(yù)先確定的尺寸，在線圈激勵時由插棒式電磁鐵所產(chǎn)生的閉合機械能是相當(dāng)有限的，它不適于用來驅(qū)動與控制輔件結(jié)合的高速閉合斷路器機構(gòu)。被遙控的斷開動作是借助于一個小的斷開電磁鐵來執(zhí)行的，它向斷路器發(fā)出一個跳閘指令，斷路器主機的蓄能彈簧產(chǎn)生斷開能量，這個遙控單元斷開電磁鐵，起著一個簡單旁路線圈或別的斷路輔助裝置的作用。
第二類型的遙控單元電磁驅(qū)動裝置是使用一個減速機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電機，它執(zhí)行斷路器的斷開和閉合兩種操作。通常，這種電機由帶有三根導(dǎo)線和兩個開關(guān)控制按鈕的電路來控制，每種操作之后，運行終止觸點使電的激勵中斷。這種裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，總體尺寸龐大。
本發(fā)明的目的是簡化具有斷開能量積蓄過程的遙控器單元的電磁驅(qū)動裝置的操作。
按照本發(fā)明的電磁驅(qū)動裝置的特征是-磁路由第一組磁級和第二組磁級組成，界定出第一氣隙的第一組磁級用來驅(qū)動裝有轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，第二組磁極連接由鐵磁材料制成的動鐵(mobileblade)，該動鐵可以處于形成第二氣隙的分離位置以及吸合位置;
-中斷線圈激勵時，使動鐵從吸合位置移動到分離位置的復(fù)位彈簧;
-鎖定、釋放動鐵的閂鎖，在線圈通電并且轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動期間把動鐵鎖定在分離位置上，閂鎖解除鎖定而釋放動鐵，使動鐵吸合在第二磁級工作面上，并使轉(zhuǎn)子自動停止轉(zhuǎn)動。
動鐵處于分離位置時，由于線圈激勵而產(chǎn)生的大部分磁力線通過轉(zhuǎn)子，所以驅(qū)動裝置的運行模式如同一個電機。
閂鎖解除鎖定后，動鐵處于吸合位置，此時驅(qū)動裝置起一個電磁鐵的作用，大部分磁力線通過動鐵，從而使電機停止動轉(zhuǎn)。
磁路和線圈構(gòu)成了一個通用組件，其運行模式既可如同電機，又可如同電磁鐵。磁路的磁阻依照運行模式的不同而變化，并且只需很小的能量就足以把動鐵保持在吸合位置上，只要中斷線圈的激勵，就能釋放動鐵。
按照本發(fā)明的一個特征，轉(zhuǎn)子軸與減速器機械連接，該減速器帶有一個用來對蓄能彈簧加載并用于驅(qū)動手柄的操作機構(gòu)。
在蓄能彈簧加載結(jié)束時，與操作機構(gòu)相連的第一操作桿的動作自動地使動鐵閂鎖解除鎖定，接著，在動鐵處于吸合位置時，借助第二操作桿把動鐵連接到閂鎖裝置，以便地蓄能彈簧保持在被加載狀態(tài)。線圈的激勵中斷之后，動鐵從吸合位置運動到分離位置，蓄能彈簧松弛下來。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，遙控單元的手柄與相鄰近的斷路器的手動通斷操作裝置機械連接，以便在蓄能彈簧的加載過程中使斷路器的接點閉合，以及由于線圈激勵的中斷引起的彈簧的松弛作用而使斷路器的接點斷開。所述的彈簧加載過程是由動鐵處在分離位置上轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而引起的。
所述的操作機構(gòu)包括一個與手柄連接的機械傳輸桿和一個機械加載桿，所述的機械加載桿與閂鎖裝置及蓄能彈簧的一端相連。
從下面給出的非限定性實例及結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的說明，可以更清楚地理解本發(fā)明的其他優(yōu)點和特征。


圖1和圖2是按照本發(fā)明的驅(qū)動裝置的原理圖，分別表示作為電機的運行模式和作為電磁鐵的運行模式。
圖3是圖2的側(cè)視圖。
圖4表示斷路器和遙控單元組件。
圖5是遙控單元的原理圖，其中驅(qū)動裝置的動鐵處于吸合位置。
參照圖1～圖5，電磁驅(qū)動裝置10包括一個固定的U型磁路12，該磁路具有第一對磁級14、16和第二對磁極20、22。轉(zhuǎn)子18設(shè)置在第一對磁極之間，由鐵磁材料制成的動鐵24相配合。動鐵24可轉(zhuǎn)動地安裝在轉(zhuǎn)軸26上。復(fù)位彈簧28使動鐵24偏向分離位置(圖1)，閂鎖30用來把動鐵24保持在分離位置。
轉(zhuǎn)子18的轉(zhuǎn)軸32平行于動鐵24的鉸接軸26，轉(zhuǎn)子18和兩磁極14，16之間構(gòu)成第一徑向氣隙34(圖2)。激勵線圈36或繞組設(shè)置在磁路12上，用以產(chǎn)生穿過徑向氣隙34的感應(yīng)磁力線，并在設(shè)置于磁極工作面20和動鐵24之間的第二氣隙中產(chǎn)生吸合磁力線。
驅(qū)動裝置10利于用在鄰接斷路器42(圖4)的遙控單元40中，以便使斷路器的接點自動斷開和閉合。在遙控單元40的隔離盒44之內(nèi)(圖5)設(shè)置有一個由轉(zhuǎn)子18的軸32驅(qū)動的減速器46，該減速器的輸出耦合到凸輪機構(gòu)48和帶有蓄能彈簧56的機械加載桿54。凸輪機構(gòu)48有一個帶驅(qū)動手柄52的機構(gòu)傳輸桿50。
手柄52從遙控單元40中伸出來，并且恒定地與斷路器42的手動裝置相連。另外，在動鐵24和機構(gòu)48之間設(shè)置有閂鎖30的第一操作桿58和閂鎖裝置62的第二操作桿60。閂鎖30與動鐵24相聯(lián)結(jié)，而閂鎖裝置62與機械加載桿54聯(lián)動，以便當(dāng)轉(zhuǎn)子18停止轉(zhuǎn)動時，卡住已加載的彈簧56。蓄能彈簧56的一端由機械加載桿54的銷釘旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，而另一端支承在擋塊66上。
磁路12的磁極20上裝設(shè)有一個弗萊格(Frager)環(huán)或線圈64，以相對于線圈36的激勵電流產(chǎn)生第二磁通的相移，這樣就避免了閂鎖30解除鎖定后動鐵24吸合時產(chǎn)生的任何振動。
遙控單元40的驅(qū)動裝置10的運行情況如下圖1中，閂鎖30確保地動鐵24可靠把鎖定在分離位置上，此時由線圈36激勵而產(chǎn)生的磁力線幾乎全部穿過磁極14、16、徑向氣隙34和轉(zhuǎn)子18，從而使轉(zhuǎn)子18轉(zhuǎn)動。閂鎖裝置62處于非動作位置，使彈簧56能經(jīng)由減速器46和機構(gòu)48的機械加載桿54被加載。后者把閉合動作經(jīng)由機械傳輸桿50同步傳輸?shù)绞直?2，從而導(dǎo)致在彈簧56加載期間斷路器42的接點閉合。在此運行期間，驅(qū)動裝置10相當(dāng)于異步或同步單相電機。接下來，存儲于彈簧56的能量將被用來斷開斷路器42的接點。
彈簧56的加載過程結(jié)束時，第一操作桿58使閂鎖30縮回，從而釋放動鐵24。線圈36仍舊通著電，并且第二氣隙38處的吸合磁力線足以克服彈簧28的回復(fù)力而把動鐵24吸合在磁極工作面20上(圖2)。此時，通過動鐵24的磁路的磁阻小于轉(zhuǎn)子18的第一徑向氣隙34的磁阻。大部分磁力線經(jīng)動鐵24構(gòu)成環(huán)路，從而使轉(zhuǎn)子18停止轉(zhuǎn)動。只要線圈36保持激勵狀態(tài)，動鐵24就穩(wěn)定地處在吸合位置上(圖2)。轉(zhuǎn)子18剛一停轉(zhuǎn)，第二操作桿60就使閂鎖裝置62運動到動作位置，以便把蓄能彈簧56鎖定在加載位置。這樣，把動鐵24保持在吸合位置只需要很小能量。
要用遙控單元40的手柄52斷開斷路器42的接點，必須中斷線圈36的供電電源，這時，使動鐵24吸合在磁極工作面20上的磁力線消失，復(fù)位彈簧28使動鐵24轉(zhuǎn)動到分離位置。動鐵24的分離動作作用于第二操作桿60，使閂鎖裝置62移動至非動作位置，從而使蓄能彈簧56能松弛下來。彈簧56積蓄的能量傳輸?shù)綑C構(gòu)48和手柄52，結(jié)果使斷路器42斷開。
在斷路器42斷開的狀態(tài)下，蓄能彈簧56不加載，閂鎖30把動鐵24保持在分離位置。由于遙控單元40的線圈36激勵，而使斷路器42再次閉合，彈簧56再次加載。
可以看出，只要斷路器42一閉合，驅(qū)動裝置10的電機運行模式就中止。蓄能彈簧56的加載過程一旦結(jié)束，驅(qū)動裝置10就起一個帶有線圈36的電磁鐵作用，而這時與電機運行模式使用的是同一個線圈36。
按照本發(fā)明的一個改型，是在閂鎖30解除鎖定之后，可以用一個附助制動裝置(未表示)來控制轉(zhuǎn)子18自動停止?？梢园岩粋€機械制動裝置與轉(zhuǎn)子18的軸配合，只要動鐵24吸合，就使電機停止轉(zhuǎn)動。也可以選用電制動的方法，例如加入直流電流或整流電流，或在線圈36的電源電路中連接一串聯(lián)阻抗來實現(xiàn)電制動。
權(quán)利要求
1.組合于遙控單元(40)的電磁驅(qū)動裝置(10)，包括與磁路(12)相結(jié)合的激勵線圈(36)，其特征在于-磁路(12)由第一組磁極(14，16)和第二組磁極(20，22)組成，界定出第一氣隙(34)的第一組磁極用來驅(qū)動裝有轉(zhuǎn)軸(32)的轉(zhuǎn)子(18)旋轉(zhuǎn)，第二組磁極連接由鐵磁材料制成的動鐵(24)，該動鐵可以處于形成第二氣隙(38)的分離位置以及吸合位置；-中斷線圈(36)的激勵時，使動鐵(24)從吸合位置移動到分離位置的復(fù)位彈簧(28)；-鎖定、釋放動鐵(24)的閂鎖(30)，該閂鎖在線圈(36)通電、轉(zhuǎn)子(18)轉(zhuǎn)動期間把動鐵(24)鎖定在分離位置上，閂鎖(30)解除鎖定而釋放動鐵(24)，并使動鐵電磁吸合在第二磁鐵的工作面(20，22)上，而轉(zhuǎn)子(18)自動停止轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動裝置，其特征在于動鐵(24)可轉(zhuǎn)動地裝在磁路(12)的轉(zhuǎn)軸(26)上;轉(zhuǎn)子(18)的軸(32)平行于動鐵(24)的鉸接軸(26)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的驅(qū)動裝置，其特征在于轉(zhuǎn)子(18)的軸(32)與減速器(46)機械聯(lián)接，該減速器(46)與操作機(48)相聯(lián)，用來對蓄能彈簧(56)加載并驅(qū)動手柄(52)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的驅(qū)動裝置，其特征在于動鐵(24)的閂鎖(30)由第一操作桿(58)連接于機構(gòu)(48)，在蓄能彈簧(56)加載結(jié)束時，第一操作桿(58)使閂鎖(30)解除鎖定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的驅(qū)動裝置，其特征在于機構(gòu)(48)包括一個受控于固定在動鐵(24)上的第二操作桿(60)的閂鎖裝置(62)，動鐵(24)處于吸合位置時，只要轉(zhuǎn)子(18)停轉(zhuǎn)，閂鎖裝置(62)就起作用，使蓄能彈簧(56)能保持在已加載狀態(tài);而在動鐵(24)運動到分離位置時，該閂鎖裝置(62)不起作用，使彈簧(56)能松弛下來。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的驅(qū)動裝置，其特征在于遙控單元(40)的手柄(52)機械耦合于用來閉合和斷開鄰接的斷路器(42)的手動操作裝置，在動鐵(24)處于分離位置、由轉(zhuǎn)子(18)的轉(zhuǎn)動而引起的蓄能彈簧(56)的加載過程中，使斷路器(42)的接點閉合，從而由于線圈(36)激勵的中斷引起彈簧(56)的松弛作用而使斷路器(42)的接點斷開。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的驅(qū)動裝置，其特征在于機構(gòu)(48)包括一個結(jié)合于手柄(52)的機械傳輸桿(50)和一個機械加載桿(54)，該機械加載桿(54)與閂鎖裝置(62)聯(lián)動并且與蓄能彈簧(56)的一端相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的驅(qū)動裝置，其特征在于對著第二氣隙(38)的磁極工作面(20)設(shè)有相移環(huán)(64)，以防止動鐵吸合時產(chǎn)生振動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動裝置，其特征在于磁路(12)的線圈是交流電供電的。
全文摘要
一種電磁驅(qū)動裝置(10)包括與磁路(12)結(jié)合的線圈(36)，磁路有驅(qū)動轉(zhuǎn)子的第一組磁極(14，16)和連接有可轉(zhuǎn)動的動鐵(24)的第二組磁極(20，22)。復(fù)位彈簧(28)使動鐵運動到分離位置，閂鎖(30)在轉(zhuǎn)子(18)轉(zhuǎn)動期間起作用，把動鐵(24)鎖定在分離位置，不起作用時解除動鐵(24)的鎖定，使之吸合于磁極工作面(20)上，并停止轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動。驅(qū)動裝置(10)有電機運行模式或電磁鐵運行模式，這取決于動鐵(24)的位置。
文檔編號H01H71/70GK1072798SQ9211344
公開日1993年6月2日 申請日期1992年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月22日
發(fā)明者奧利弗·達(dá)德瑞, 丹尼爾·達(dá)夫潤, 艾倫·弗羅拉 申請人:梅蘭日蘭公司