具有熱磁分流裝置的致動(dòng)器尤其用于觸發(fā)斷路器的致動(dòng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及諸如斷路器之類的電氣保護(hù)設(shè)備的脫扣，尤其是在低壓領(lǐng)域。更一般地，本發(fā)明涉及能夠用作切斷單元的單個(gè)脫扣裝置的電磁致動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]在故障情況下、尤其是在短路時(shí)，在強(qiáng)度超過高閾值時(shí)，或者在過載的情況下，當(dāng)強(qiáng)度保持在接近額定強(qiáng)度的值內(nèi)但是持續(xù)過長的持續(xù)時(shí)間時(shí)，斷路器通過切斷電流來提供對(duì)電氣線路的保護(hù)。
[0003]為了滿足安全標(biāo)準(zhǔn)，通常并且如圖1所示，大多數(shù)模塊化斷路器I配備有兩種類型的脫扣裝置，該脫扣裝置連接到要被保護(hù)的線路:電磁致動(dòng)器2在短路的情況下分離觸頭4、6，而雙金屬條類型的熱脫扣裝置8對(duì)過載做出反應(yīng)，例如見FR 2 682 533。取決于斷路器的范圍，電磁致動(dòng)器2可以采取各種形狀，尤其具有螺線管柱塞，如參照?qǐng)D1所示出的，或者具有電樞，如FR 2 772 981中描述的。
[0004]兩個(gè)不同元件2、8的存在提供對(duì)與在兩種類型故障時(shí)脫扣相關(guān)的參數(shù)的單獨(dú)控制。但是，這種已經(jīng)嘗試并經(jīng)測試的雙金屬條/致動(dòng)器設(shè)計(jì)在斷路器I的殼體內(nèi)需要充分的空間，并且涉及到多個(gè)要被組裝的相當(dāng)大的零件。
[0005]有時(shí)，考慮去除對(duì)兩個(gè)元件中的一個(gè)的需求，例如，通過使用US 2 690 528中描述的磁-液致動(dòng)器(或緩沖器)，或者使用快速返回的雙金屬條系統(tǒng)(稱為圓形的雙金屬條，如EP I 001 444中所描述的)。除了這些設(shè)計(jì)固有的缺點(diǎn)(分別是控制難度和切斷功率的限制)之外，但這些技術(shù)方案保留配對(duì)到一起的兩個(gè)操作原理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在其他優(yōu)點(diǎn)中，本發(fā)明尤其旨在克服現(xiàn)有斷路器脫扣裝置的缺點(diǎn)，尤其是通過提供一種新型的電磁致動(dòng)器，該電磁致動(dòng)器能夠確保在短路和過載條件下脫扣。
[0007]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，由此本發(fā)明涉及一種電磁致動(dòng)器，該電磁致動(dòng)器提供用于在電流超過額定值持續(xù)長的持續(xù)時(shí)間時(shí)以及在電流偶爾超過閾值時(shí)的兩種情況下固定于其上的觸頭運(yùn)動(dòng)。
[0008]本發(fā)明尤其涉及一種電磁致動(dòng)器，其中，磁分流裝置配裝在線圈處、相對(duì)于磁通量路徑串聯(lián)，所述分流裝置包括熱磁(或磁熱)材料，即，這樣的材料，該材料的磁化隨著溫度在大于或等于330K的第一溫度之上而增強(qiáng)，并尤其呈現(xiàn)出峰值，該峰值的最大值大于40emu/g，且在0.2到2T的磁場下在350和420K之間磁化快速增加。磁熱材料特別是鎳和錳的合金，優(yōu)選地是NiCoMnX類型的，其中，X是從鋁、銦、銻或錫中選出的。
[0009]這樣的致動(dòng)器是傳統(tǒng)的，具有磁性回路，該磁性回路包括固定的磁性框架、在端部連接到電路的線圈以及根據(jù)在所述線圈中流動(dòng)的電流的強(qiáng)度相對(duì)于所述框架可移動(dòng)的磁性元件。尤其是，可移動(dòng)的磁性元件可以是螺線管柱塞，該螺線管柱塞在線圈之內(nèi)移動(dòng)，并且該柱塞和線圈被容納在框架中。可替代的是，可移動(dòng)的磁性元件可以是電樞類型的，具有U形框架，該U形框架的至少一個(gè)分支被線圈圍繞，并且該電樞相對(duì)于U形的分支移動(dòng)以封閉它。
[0010]分流裝置能夠沿著線圈的軸線延伸，尤其是在用于螺線管柱塞致動(dòng)器的內(nèi)側(cè)。優(yōu)選地，以圓柱的形狀，它可以整體由磁熱材料形成，或者它的效果能夠通過調(diào)整在其中采用的磁熱材料的程度來調(diào)整。圓柱的尺寸本身也適于分流裝置相對(duì)于在線圈中流動(dòng)的電流所期望的力。
[0011 ] 電磁致動(dòng)器可以配裝在切斷單元內(nèi)，尤其是在模塊化模制殼體斷路器中，切斷單元的其中一個(gè)觸頭耦接到致動(dòng)器的可移動(dòng)元件，以便根據(jù)在線圈中流動(dòng)的電流打開或閉合線路。特別地，致動(dòng)器能夠形成用于脫扣這種切斷單元的裝置，那么所述線圈耦接到切斷單元被設(shè)置以對(duì)其進(jìn)行保護(hù)的線路，而可移動(dòng)元件能夠耦接到單元的可移動(dòng)觸頭，例如，以剛性的方式。
【附圖說明】
[0012]從下面本發(fā)明的特定實(shí)施方式的描述中，其他優(yōu)點(diǎn)和特征將變得更清楚，所述描述借助于說明給出并且不是限定性的，它們?cè)诟綀D中示出。
[0013]圖1已經(jīng)被描述，示出了其中能夠配裝根據(jù)本發(fā)明的致動(dòng)器的低壓模制殼體斷路器;
[0014]圖2示出在根據(jù)本發(fā)明的致動(dòng)器的分流裝置中能夠使用的材料的特性；
[0015]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的致動(dòng)器，且圖示了根據(jù)在其中流動(dòng)的電流的磁感應(yīng)力；
[0016]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的斷路器的另一實(shí)施方式。
【具體實(shí)施方式】
[0017]根據(jù)本發(fā)明，脫扣系統(tǒng)中雙金屬條的作用由可飽和的磁分流系統(tǒng)替代，該磁分流系統(tǒng)整合在通常的電磁致動(dòng)器中，該電磁致動(dòng)器保持其短路時(shí)脫扣的作用。與致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的分流由此起到過載時(shí)脫扣的功能。
[0018]為此目的，分流系統(tǒng)的材料被選擇，用于其熱磁或磁熱特性。更具體地說，如圖2所示，該材料為使得它的磁化程度M呈現(xiàn)出與溫度相關(guān)的峰值。尤其是，在低溫下，該材料不太有磁性或者甚至根本沒有磁性。當(dāng)溫度增加時(shí)，大于第一溫度Ttl,材料的磁化M快速增強(qiáng)，在第二溫度T1到達(dá)最大值，超過第二溫度，磁化減小，直到其在材料的居里溫度Tc下取消。這些各種溫度?；、T1, Tc本身取決于所施加的磁場H(見圖2中針對(duì)0.2T的磁場和7T的磁場獲得的變化)。
[0019]為了根據(jù)本發(fā)明的用途，第一溫度Ttl被選擇成大于330K，優(yōu)選地接近350K。通過使用NiCoMnX族的材料，可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)選擇，其中X e {Al, In, Sb, Sn}，優(yōu)選地，鋁或錫。對(duì)于這些材料而言，在溫度T1接近T JlO到30K的差)并且高磁化的情況下，轉(zhuǎn)變非常明顯，在 70emu/g 的量值下。尤其是，對(duì)于 Ni4(lCo1(lMn33Al17:T0 = 347K, Mmax = 90emu/g。
[0020]由此，根據(jù)本發(fā)明的致動(dòng)器包括與線圈相關(guān)聯(lián)的分流系統(tǒng)。尤其是，如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的致動(dòng)器10包括具有固定的磁性框架12的磁路，該磁性框架12容納縱向線圈14，磁性螺線管柱塞16可以在該線圈內(nèi)移動(dòng)。線圈14連接到供電線，并且取決于其中流動(dòng)的電流，在磁路中感應(yīng)磁場B，該磁場將柱塞16沿著線圈14的軸線移動(dòng)。
[0021]包括磁熱材料的裝置18圍繞線圈14配裝，在框架12之內(nèi)，以便在磁路中形成磁分路。分流裝置18優(yōu)選地形成容納在框架12內(nèi)的柱體。分流能夠通過裝置18作為整體提供，由此其整體由磁熱材料形成。優(yōu)選地，分流裝置18由此由疊置的盤或者并排的桿或疊層來形成。可替代的，分流裝置18可以包括支撐件，與該支撐件相關(guān)聯(lián)或者在其中存在集成的一些磁熱材料，由此提供如同柱體的簡化形狀。分流裝置18也可以形成框架12的一部分，具有與其相關(guān)聯(lián)的適當(dāng)材料制成的元件，例如插入到溝槽中或者相附接。
[0022]如圖3A所示，當(dāng)穿過線圈14的電流I小于或等于額定電流Inom時(shí)，組件10的溫度保持不是非常高，接近周圍溫度。分流裝置18的溫度保持小于第一溫度I；。因此，分流裝置處于其非磁性狀態(tài)，并且磁路的阻抗較強(qiáng)，類似于不具有