微型斷路器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種微型斷路器，包括：第一動鐵芯；第一線圈；雙金屬片，第二線圈，圍繞第一動鐵芯設(shè)置且其一個接線端與微型斷路器的中性極電連接；其中，雙金屬片變形并將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接，第二線圈產(chǎn)生的電磁場促使第一的動鐵芯運動以將微型斷路器斷開。該微型斷路器還可包括：第二動鐵芯，沿與第一動鐵芯相同的取向設(shè)置且能相對于第一動鐵芯運動；從動構(gòu)件，與微型斷路器的負載端電連接；其中，當?shù)诙予F芯在第一線圈所產(chǎn)生的電磁場作用下運動時，第二動鐵芯促動所述從動構(gòu)件，進而所述從動構(gòu)件的一部分將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接。
【專利說明】微型斷路器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微型斷路器。

【背景技術(shù)】
[0002]斷路器是用于接通和分斷電流并在過電流的情況下對線路和設(shè)備提供保護的一種低壓電器，作為民用的微型斷路器(MCB)其成本是設(shè)計工程師所需考慮的一個重要的因素?，F(xiàn)有的微型斷路器通常是單線圈、單動鐵芯的結(jié)構(gòu)，因而其適用范圍單一且局限。現(xiàn)有概念的MCB對其結(jié)構(gòu)及材料的優(yōu)化幾乎做到了極限，只有突破傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，才有可能設(shè)計出低成本、高質(zhì)量、高性能的斷路器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種新的MCB結(jié)構(gòu)，其能以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)過載情況下的斷路保護，且還能進一步實現(xiàn)小短路電流情況下的斷路保護。
[0004]本發(fā)明提供一種微型斷路器，包括:第一動鐵芯，與微型斷路器的動觸頭固定連接；第一線圈，圍繞第一動鐵芯設(shè)置；雙金屬片，其與第一線圈串聯(lián)連接在微型斷路器的負載端和動觸頭之間；其特征在于，微型斷路器還包括:第二線圈，圍繞第一動鐵芯設(shè)置且其一個接線端與微型斷路器的中性極電連接；其中，當雙金屬片中有過載電流流過時，雙金屬片變形并將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接，第二線圈產(chǎn)生的電磁場促使第一的動鐵芯運動以將微型斷路器斷開。
[0005]進一步地，該微型斷路器還包括:
[0006]第二動鐵芯,沿與第一動鐵芯相同的取向設(shè)置且能相對于第一動鐵芯運動；從動構(gòu)件，與微型斷路器的負載端電連接；其中，第一線圈和第二線圈每一個設(shè)置為圍繞第一動鐵芯和第二動鐵芯，其中，當?shù)诙予F芯在第一線圈所產(chǎn)生的電磁場作用下運動時，第二動鐵芯促動所述從動構(gòu)件，進而所述從動構(gòu)件的一部分將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接。
[0007]進一步地，從動構(gòu)件包括杠桿，該杠桿能在雙金屬片或第二動鐵芯的作用下繞樞轉(zhuǎn)點朝向第二線圈的所述另一接線端旋轉(zhuǎn)，該杠桿的可動端或中間部分將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接。
[0008]進一步地，從動構(gòu)件包括接電桿，該接電桿的兩端相對于微型斷路器殼體固定，而該接電桿的中間部分能在雙金屬片或第二動鐵芯的作用下朝向第二線圈的所述另一接線端撓曲，以將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接。
[0009]進一步地，從動構(gòu)件包括:杠桿，其能在雙金屬片或第二動鐵芯的作用下繞第一樞轉(zhuǎn)點朝向第二線圈的所述另一接線端樞轉(zhuǎn)，以將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接；接電片，其能在雙金屬片或旋轉(zhuǎn)的所述杠桿的作用下繞第二樞轉(zhuǎn)點朝向第二線圈的所述另一接線端樞轉(zhuǎn)，以將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接。
[0010]進一步地，第一動鐵芯為中空柱體且沿縱向方向具有空腔，第二動鐵芯可縱向滑動地設(shè)置在第一動鐵芯的所述空腔中。
[0011]進一步地，第一動鐵芯和第二動鐵芯為平行相鄰設(shè)置的柱體。
[0012]進一步地，當流過第一線圈的電流為額定電流的2-15倍時，第一線圈產(chǎn)生的電磁場使第二動鐵芯促動所述從動構(gòu)件。
[0013]進一步地，當流過第一線圈的電流為極限分斷電流的60%或更大時，第一線圈產(chǎn)生的電磁場使第一動鐵芯運動并將微型斷路器斷開。
[0014]本發(fā)明的MCB可以實現(xiàn)過載保護、小短路電流保護、大短路電流保護，且其結(jié)構(gòu)簡單、零件少、成本低，能靈活適用于許多不同電路保護場合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1A和IB為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的微型斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖1C為第二線圈B的示意性接線圖；
[0017]圖2為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的微型斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中并入了第二動鐵芯;
[0018]圖3A-3C為本發(fā)明的微型斷路器實現(xiàn)過載保護時的示意圖；
[0019]圖4A-4C為本發(fā)明的微型斷路器實現(xiàn)小短路電流保護時的示意圖；
[0020]圖5為根據(jù)本發(fā)明一變化例的微型斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6A-6C為根據(jù)本發(fā)明另一變化例的微型斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實施方式】
[0022]下文中使用的術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”是參照附圖圖面設(shè)定的，僅是為了描述方便而非對本發(fā)明的限制。
[0023]本發(fā)明的微型斷路器(MCB)提供了一種新的開斷結(jié)構(gòu)。參見圖1A，本發(fā)明的MCB包括:動觸頭M ;靜觸頭S:第一動鐵芯C，其與動觸頭M固定連接；第一線圈A，圍繞第一動鐵芯C設(shè)置，第一線圈A的一個接線端與動觸頭M電連接而另一接線端與MCB的負載端電連接，該第一線圈用作瞬時脫扣線圈，例如通過導線辮串聯(lián)在MCB的主回路中；雙金屬片Bi，其一端可動且例如通過線辮與第一線圈A電連接，雙金屬片Bi的另一端還電連接到MCB的負載端，從而雙金屬片Bi將第一線圈A串聯(lián)連接在MCB的負載端和動觸頭M之間；第二線圈B，其一個接線端與MCB的中性線N電連接，該第二線圈還具有可與負載端電連接的另一接線端BI (參見下文)，該第二線圈B也圍繞第一動鐵芯C設(shè)置。盡管在所示實施例中第二線圈B設(shè)置在第一線圈A的上方，但是第二線圈B也可以設(shè)置在第一線圈A的下方。第二線圈B的接線圖如圖1C所示。
[0024]在合閘狀態(tài)下，動觸頭M通過偏壓裝置(例如作用在動鐵芯上的彈簧)而與靜觸頭S接觸，從而形成觸頭壓力H)。
[0025]由于設(shè)置了雙金屬片Bi，本發(fā)明的MCB可以以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)過載保護。具體說，在雙金屬片Bi中有過載電流流過時，雙金屬片Bi將發(fā)熱并變形，進而其可動端運動(向上轉(zhuǎn)動)，如圖1B所示，以進一步連接到第二線圈B的接線端BI，使第二線圈B與MCB的負載端電連接。此時，第二線圈B中產(chǎn)生巨大的電磁場，從而克服觸頭壓力F0，以驅(qū)動第一動鐵芯C并帶動動觸頭M向上運動，實現(xiàn)MCB的斷開(參見圖1B)。
[0026]本發(fā)明的MCB還可以通過并入一第二動鐵芯而進一步實現(xiàn)一定范圍的小短路電流情況下的斷路保護。
[0027]參見圖2，將上述實施例中的第一動鐵芯C進一步設(shè)置成沿縱向方向具有空腔的中空柱體。MCB進一步包括第二動鐵芯D，其沿與第一動鐵芯C相同的取向設(shè)置且能相對于第一動鐵芯C運動。在該實施例中，第二動鐵芯D可縱向滑動地設(shè)置在第一動鐵芯C的空腔中，且第二動鐵芯D也可以是柱體。第二動鐵芯D上端的運動行程可以根據(jù)斷路器設(shè)計需要進行設(shè)置或調(diào)節(jié)。第一線圈A和第二線圈B均圍繞第一動鐵芯C和第二動鐵芯D設(shè)置，如圖所示。
[0028]本發(fā)明的MCB還包括:杠桿L，其可繞樞轉(zhuǎn)點Pl旋轉(zhuǎn)(例如在杠桿L的一端繞固定到斷路器殼體的樞轉(zhuǎn)點Pl旋轉(zhuǎn))；電接片T，其可繞樞轉(zhuǎn)點P2旋轉(zhuǎn)(例如電接片T的一端繞固定到斷路器殼體的樞轉(zhuǎn)點P2旋轉(zhuǎn))，該電接片還與MCB的負載端電連接(例如通過線辮與負載端電連接)。
[0029]在圖3A所示的實施例中，在過載情況下，杠桿L、雙金屬片Bi和接電片T是聯(lián)動的。具體說，杠桿L的可動端設(shè)置在雙金屬片Bi的可動端和電接片T的可動端之間，即雙金屬片Bi的可動端先推動杠桿L的可動端運動，進而動杠桿L的可動端推動電接片T旋轉(zhuǎn)，從而將接通第二線圈B的接線端BI。
[0030]杠桿L還設(shè)置為可被第二動鐵芯D的上端推動。參見圖4A，在小短路電流流過第一線圈A的情況下，第二動鐵芯D在第一線圈A的電磁場的作用下向上運動，第二動鐵芯D的上端將接觸并推動杠桿L繞樞轉(zhuǎn)點Pl朝向第二線圈的接線端BI旋轉(zhuǎn)，從而杠桿L的可動端或其他被促動的部分也將推動電接片T旋轉(zhuǎn)。從而，電接片T旋轉(zhuǎn)且其可動端將第二線圈B的接線端BI與MCB的負載端電連接，以使第二線圈B通電。
[0031]當然上述結(jié)構(gòu)并不是限制性的，例如雙金屬片Bi和杠桿L可以設(shè)置為分別單獨促動接電片T，而不必是如上所述的聯(lián)動結(jié)構(gòu)。
[0032]盡管未示出，但是在MCB的正常工作狀態(tài)下，第二動鐵芯D可以在適當?shù)钠珘貉b置(未示出)或通過自重(在其被豎直安裝的情況下)而保持與杠桿L分離，且該偏壓裝置的偏壓力或其自重也可以根據(jù)斷路器設(shè)計需要進行設(shè)置或調(diào)節(jié)。
[0033]另外，盡管未示出，但是杠桿L和接電片T可以具有單獨的或整合的復位裝置，在斷路器合閘且正常工作時，復位裝置將杠桿L和接電片T設(shè)置并保持在圖2所示的未將第二線圈B接通的位置。復位裝置可以通過任何合適的機構(gòu)或裝置實現(xiàn)，例如分別為杠桿L和接電片T設(shè)置偏壓彈簧。
[0034]另外，盡管未示出，但是本發(fā)明的斷路器還可以包括用于接電片T和/或杠桿L的保持裝置，即在第二線圈B接通并使動觸頭M與靜觸頭S斷開后，保持接電片T和/或杠桿L在使第二線圈B接通的位置。
[0035]下面將介紹本發(fā)明的MCB在過載、小短路電流、大短路電流情況下的工作情況。
[0036]過載時的開斷是通過接通第二線圈B從而驅(qū)動第一動鐵芯C實現(xiàn)的。具體說，雙金屬片Bi因過載電流而發(fā)熱變形而向上翹曲，其可動端推動杠桿L繞樞轉(zhuǎn)點Pl旋轉(zhuǎn)，杠桿L進而推動接電片T繞樞轉(zhuǎn)點P2點朝向第二線圈B的接線端BI旋轉(zhuǎn)(參見圖3A)，以將第二線圈B的接線端BI電連接到MCB的負載端。第二線圈B中有電流流過并產(chǎn)生的巨大的電磁場，該電磁場促使第一動鐵芯C克服動觸頭M上的觸頭壓力FO而運動,從而第一動鐵芯C帶動動觸頭M向上運動，實現(xiàn)MCB的斷開(參見圖3B和3C)。
[0037]小短路電流時的開斷是通過第一線圈A驅(qū)動第二動鐵芯D然后接通第二線圈B并驅(qū)動第一動鐵芯C而實現(xiàn)的。具體說，當短路電流大于額定電流的2-15倍(例如10倍)時，第一線圈A中產(chǎn)生的電磁場將驅(qū)動第二動鐵芯D在第一動鐵芯C中向上運動(參見圖4A)運動。第二動鐵芯D的上端推動杠桿L繞樞轉(zhuǎn)點Pl點旋轉(zhuǎn)，從而推動接電片T繞樞轉(zhuǎn)點P2點朝向第二線圈B的接線端BI旋轉(zhuǎn)，以接通第二線圈B。第二線圈B產(chǎn)生的巨大的電磁場驅(qū)動第一動鐵芯C并帶動動觸頭M向上運動，實現(xiàn)MCB的斷開(參見圖4B和4C)。
[0038]大短路電流時的開斷是通過第一線圈A直接驅(qū)動第一動鐵芯C實現(xiàn)的。當短路電流達到極限分斷電流值的60%或更大時，第一線圈A產(chǎn)生的巨大電磁場直接驅(qū)動第一動鐵芯C并帶動動觸頭M向上運動，實現(xiàn)MCB的斷開，斷開后的狀態(tài)未在附圖中示出但與圖4C的狀態(tài)類似。
[0039]其他變化例
[0040]在下述的變化例中，與上述實施例相同或相似的結(jié)構(gòu)或部件被標以相同的附圖標記且省略其描述。下文具體描述與上述實施例不同的結(jié)構(gòu)或部件。
[0041]本發(fā)明的MCB還可采用一種簡化結(jié)構(gòu)，即將杠桿L和接電片T整合為一個部件。參見圖5，設(shè)置杠桿LT，其是可以繞樞轉(zhuǎn)點P2旋轉(zhuǎn)的、自樞轉(zhuǎn)點P2向右延伸的杠桿。在雙金屬片Bi或第二動鐵芯D的促動下，該杠桿LT繞樞轉(zhuǎn)點P2朝向第二線圈B的接線端BI旋轉(zhuǎn)，從而杠桿LT的中間部分能將第二線圈B的接線端BI與MCB的負載端電連接，從而使第二線圈B通電。當然杠桿LT也可以是能繞樞轉(zhuǎn)點Pl旋轉(zhuǎn)的、自樞轉(zhuǎn)點Pl向左延伸的杠桿(未示出)，即杠桿LT可以設(shè)置為，其在雙金屬片Bi或第二動鐵芯D的促動下繞樞轉(zhuǎn)點Pl朝向第二線圈B的接線端BI旋轉(zhuǎn)，從而杠桿的一個可動端部將第二線圈B的接線端BI與MCB的負載端電連接，從而使第二線圈B通電。
[0042]本發(fā)明的MCB還可米用另一種結(jié)構(gòu)。設(shè)置一接電桿R，代替上述實施例的杠桿L和接電片T。如圖6A-C所示，該接電桿R的兩端相對于MCB的殼體固定，而其中間部分可在雙金屬片Bi或第二動鐵芯D的作用下朝向第二線圈B的接線端BI撓曲并與之接觸，從而使第二線圈B通電。圖6B和6C分別示出了接電桿R在雙金屬片Bi和第二動鐵芯D的作用下?lián)锨那闆r。
[0043]在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可對MCB的具體結(jié)構(gòu)和部件做出許多其他設(shè)置或修改。
[0044]例如，杠桿L、接電片T、雙金屬片B1、杠桿LT、接電桿R的具體形狀、尺寸、材料可以按照需要任意設(shè)計，只要它們能發(fā)揮相應(yīng)功能即可。例如，杠桿L、接電片T、雙金屬片B1、杠桿LT等的形狀可以是直的也可以使彎曲桿狀的。
[0045]第二動鐵芯D被促動的條件以及第二線圈B的接通條件可以按照MCB的規(guī)格和應(yīng)用電路的相關(guān)需要相應(yīng)設(shè)計。例如通過調(diào)節(jié)第二動鐵芯D受到的偏壓力、第二動鐵芯D上端的行程、線圈A和B的相關(guān)參數(shù)等，本發(fā)明的微型斷路器可靈活地適用于各種電路的過載、短路保護要求。
[0046]盡管附圖所示實施例中第二動鐵芯D設(shè)置在第一動鐵芯C的中空空腔中，但是在其他實施例中，第一和第二動鐵芯C、D也可以分開設(shè)置，例如彼此相鄰平行設(shè)置并被第一、第二線圈A、B包圍。只要第二動鐵芯D沿與第一動鐵芯C相同的取向設(shè)置且能相對于第一動鐵芯C運動即可。
[0047]本發(fā)明的MCB可以實現(xiàn)過載、小短路電流、大短路電流情況下的斷路保護。且過載電流、小短路電流、大短路電流的閾值可以靈活設(shè)置和調(diào)節(jié)。能夠適應(yīng)多種電路應(yīng)用，具有很強的可調(diào)節(jié)性和靈活性。
【權(quán)利要求】
1.一種微型斷路器，包括: 第一動鐵芯，與微型斷路器的動觸頭固定連接； 第一線圈，圍繞第一動鐵芯設(shè)置； 雙金屬片，其與第一線圈串聯(lián)連接在微型斷路器的負載端和動觸頭之間； 其特征在于，微型斷路器還包括: 第二線圈，圍繞第一動鐵芯設(shè)置且其一個接線端與微型斷路器的中性極電連接； 其中，當雙金屬片中有過載電流流過時，雙金屬片變形并將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接，第二線圈產(chǎn)生的電磁場促使第一的動鐵芯運動以將微型斷路器斷開。
2.如權(quán)利要求1所述的微型斷路器，其特征在于，還包括: 第二動鐵芯，沿與第一動鐵芯相同的取向設(shè)置且能相對于第一動鐵芯運動； 從動構(gòu)件，與微型斷路器的負載端電連接； 其中，第一線圈和第二線圈每一個設(shè)置為圍繞第一動鐵芯和第二動鐵芯， 其中，當?shù)诙予F芯在第一線圈所產(chǎn)生的電磁場作用下運動時，第二動鐵芯促動所述從動構(gòu)件，進而所述從動構(gòu)件的一部分將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接。
3.如權(quán)利要求2所述的微型斷路器，其特征在于，從動構(gòu)件包括杠桿，該杠桿能在雙金屬片或第二動鐵芯的作用下繞樞轉(zhuǎn)點朝向第二線圈的所述另一接線端旋轉(zhuǎn)，該杠桿的可動端或中間部分將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接。
4.如權(quán)利要求2所述的微型斷路器，其特征在于，從動構(gòu)件包括接電桿，該接電桿的兩端相對于微型斷路器殼體固定，而該接電桿的中間部分能在雙金屬片或第二動鐵芯的作用下朝向第二線圈的所述另一接線端撓曲，以將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接。
5.如權(quán)利要求2所述的微型斷路器，其特征在于，從動構(gòu)件包括: 杠桿，其能在雙金屬片或第二動鐵芯的作用下繞第一樞轉(zhuǎn)點朝向第二線圈的所述另一接線端樞轉(zhuǎn)，以將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接； 接電片，其能在雙金屬片或旋轉(zhuǎn)的所述杠桿的作用下繞第二樞轉(zhuǎn)點朝向第二線圈的所述另一接線端樞轉(zhuǎn)，以將第二線圈的另一接線端與微型斷路器的負載端電連接。
6.如權(quán)利要求2-5中任一項所述的微型斷路器，其特征在于，第一動鐵芯為中空柱體且沿縱向方向具有空腔，第二動鐵芯可縱向滑動地設(shè)置在第一動鐵芯的所述空腔中。
7.如權(quán)利要求2-5中任一項所述的微型斷路器，其特征在于，第一動鐵芯和第二動鐵芯為平行相鄰設(shè)置的柱體。
8.如權(quán)利要求2-5中任一項所述的微型斷路器，其特征在于，當流過第一線圈的電流為額定電流的2-15倍時，第一線圈產(chǎn)生的電磁場使第二動鐵芯促動所述從動構(gòu)件。
9.如權(quán)利要求2-5中任一項所述的微型斷路器，其特征在于，當流過第一線圈的電流為極限分斷電流的60%或更大時，第一線圈產(chǎn)生的電磁場使第一動鐵芯運動并將微型斷路器斷開。
【文檔編號】H01H71/40GK104517786SQ201310451466
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】劉振忠, 馬思韜 申請人:施耐德電器工業(yè)公司