微型斷路器的制造方法
【專利摘要】本發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置且能相對于第一動鐵芯運動；從動構件，與微型斷路器的負載端電連接；其中，當第二動鐵芯在第一線圈所產生的電磁場作用下運動時，第二動鐵芯促動所述從動構件，進而所述從動構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
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微型斷路器。
【背景技術】
[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)其成本是設計工程師所需考慮的一個重要的因素。現有的微型斷路器通常是單線圈、單動鐵芯的結構，因而其適用范圍單一且局限。現有概念的MCB對其結構及材料的優化幾乎做到了極限，只有突破傳統的結構，才有可能設計出低成本、高質量、高性能的斷路器。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種新的MCB結構，其能以簡單的結構實現過載情況下的斷路保護，且還能進一步實現小短路電流情況下的斷路保護。
[0004]本發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，圍繞第一動鐵芯設置；雙金屬片，其與第一線圈串聯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置且能相對于第一動鐵芯運動；從動構件，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置為圍繞第一動鐵芯和第二動鐵芯，其中，當第二動鐵芯在第一線圈所產生的電磁場作用下運動時，第二動鐵芯促動所述從動構件，進而所述從動構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點朝向第二線圈的所述另一接線端旋轉，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點朝向第二線圈的所述另一接線端樞轉，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的所述杠桿的作用下繞第二樞轉點朝向第二線圈的所述另一接線端樞轉，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，第一線圈產生的電磁場使第二動鐵芯促動所述從動構件。
[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]本發明的MCB可以實現過載保護、小短路電流保護、大短路電流保護，且其結構簡單、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為根據本發明一優選實施例的微型斷路器的結構示意圖；
[0016]圖1C為第二線圈B的示意性接線圖；
[0017]圖2為根據本發明一優選實施例的微型斷路器的結構示意圖，其中并入了第二動鐵芯;
[0018]圖3A-3C為本發明的微型斷路器實現過載保護時的示意圖；
[0019]圖4A-4C為本發明的微型斷路器實現小短路電流保護時的示意圖；
[0020]圖5為根據本發明一變化例的微型斷路器的結構示意圖；
[0021]圖6A-6C為根據本發明另一變化例的微型斷路器的結構示意圖；
【具體實施方式】
[0022]下文中使用的術語“上”、“下”、“左”、“右”是參照附圖圖面設定的，僅是為了描述方便而非對本發明的限制。
[0023]本發明的微型斷路器(MCB)提供了一種新的開斷結構。參見圖1A，本發明的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設置。盡管在所示實施例中第二線圈B設置在第一線圈A的上方，但是第二線圈B也可以設置在第一線圈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]由于設置了雙金屬片Bi，本發明的MCB可以以簡單的結構實現過載保護。具體說，在雙金屬片Bi中有過載電流流過時，雙金屬片Bi將發熱并變形，進而其可動端運動(向上轉動)，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中產生巨大的電磁場，從而克服觸頭壓力F0，以驅動第一動鐵芯C并帶動動觸頭M向上運動，實現MCB的斷開(參見圖1B)。
[0026]本發明的MCB還可以通過并入一第二動鐵芯而進一步實現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斷路器設計需要進行設置或調節。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設置，如圖所示。
[0028]本發明的MCB還包括:杠桿L，其可繞樞轉點Pl旋轉(例如在杠桿L的一端繞固定到斷路器殼體的樞轉點Pl旋轉)；電接片T，其可繞樞轉點P2旋轉(例如電接片T的一端繞固定到斷路器殼體的樞轉點P2旋轉)，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是聯動的。具體說，杠桿L的可動端設置在雙金屬片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，從而將接通第二線圈B的接線端BI。
[0030]杠桿L還設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繞樞轉點Pl朝向第二線圈的接線端BI旋轉，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。從而，電接片T旋轉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]當然上述結構并不是限制性的，例如雙金屬片Bi和杠桿L可以設置為分別單獨促動接電片T，而不必是如上所述的聯動結構。
[0032]盡管未示出，但是在MCB的正常工作狀態下，第二動鐵芯D可以在適當的偏壓裝置(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斷路器設計需要進行設置或調節。
[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或裝置實現，例如分別為杠桿L和接電片T設置偏壓彈簧。
[0034]另外，盡管未示出，但是本發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從而驅動第一動鐵芯C實現的。具體說，雙金屬片Bi因過載電流而發熱變形而向上翹曲，其可動端推動杠桿L繞樞轉點Pl旋轉，杠桿L進而推動接電片T繞樞轉點P2點朝向第二線圈B的接線端BI旋轉(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驅動第二動鐵芯D然后接通第二線圈B并驅動第一動鐵芯C而實現的。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中產生的電磁場將驅動第二動鐵芯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繞樞轉點Pl點旋轉，從而推動接電片T繞樞轉點P2點朝向第二線圈B的接線端BI旋轉，以接通第二線圈B。第二線圈B產生的巨大的電磁場驅動第一動鐵芯C并帶動動觸頭M向上運動，實現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直接驅動第一動鐵芯C實現的。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產生的巨大電磁場直接驅動第一動鐵芯C并帶動動觸頭M向上運動，實現MCB的斷開，斷開后的狀態未在附圖中示出但與圖4C的狀態類似。
[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構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構或部件。
[0041]本發明的MCB還可采用一種簡化結構，即將杠桿L和接電片T整合為一個部件。參見圖5，設置杠桿LT，其是可以繞樞轉點P2旋轉的、自樞轉點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繞樞轉點P2朝向第二線圈B的接線端BI旋轉，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也可以是能繞樞轉點Pl旋轉的、自樞轉點Pl向左延伸的杠桿(未示出)，即杠桿LT可以設置為，其在雙金屬片Bi或第二動鐵芯D的促動下繞樞轉點Pl朝向第二線圈B的接線端BI旋轉，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]本發明的MCB還可米用另一種結構。設置一接電桿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的作用下撓曲的情況。
[0043]在本發明的范圍內還可對MCB的具體結構和部件做出許多其他設置或修改。
[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計，只要它們能發揮相應功能即可。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的規格和應用電路的相關需要相應設計。例如通過調節第二動鐵芯D受到的偏壓力、第二動鐵芯D上端的行程、線圈A和B的相關參數等，本發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也可以分開設置，例如彼此相鄰平行設置并被第一、第二線圈A、B包圍。只要第二動鐵芯D沿與第一動鐵芯C相同的取向設置且能相對于第一動鐵芯C運動即可。
[0047]本發明的MCB可以實現過載、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置和調節。能夠適應多種電路應用，具有很強的可調節性和靈活性。
【權利要求】
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，圍繞第一動鐵芯設置； 雙金屬片，其與第一線圈串聯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置且能相對于第一動鐵芯運動； 從動構件，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置為圍繞第一動鐵芯和第二動鐵芯， 其中，當第二動鐵芯在第一線圈所產生的電磁場作用下運動時，第二動鐵芯促動所述從動構件，進而所述從動構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.如權利要求2所述的微型斷路器，其特征在于，從動構件包括杠桿，該杠桿能在雙金屬片或第二動鐵芯的作用下繞樞轉點朝向第二線圈的所述另一接線端旋轉，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.如權利要求2所述的微型斷路器，其特征在于，從動構件包括接電桿，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.如權利要求2所述的微型斷路器，其特征在于，從動構件包括: 杠桿，其能在雙金屬片或第二動鐵芯的作用下繞第一樞轉點朝向第二線圈的所述另一接線端樞轉，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的所述杠桿的作用下繞第二樞轉點朝向第二線圈的所述另一接線端樞轉，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置在第一動鐵芯的所述空腔中。
7.如權利要求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置的柱體。
8.如權利要求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，第一線圈產生的電磁場使第二動鐵芯促動所述從動構件。
9.如權利要求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 優先權日:2013年9月27日
【發明者】劉振忠, 馬思韜 申請人:施耐德電器工業公司