[发明专利]集成的电致动的机械释放机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成的电致动的机械释放机构，更具体的，涉及用作电安全装置如剩余电流断路器的一部分的这样一种机构。

背景技术

本技术领域中已知有多种机构可提供电安全保护，用以防止可能存在的多种电气故障。不幸的是，每种机构通常都被设计来用于提供对某一特定类型电气故障的防护。可能出现的多种相关类型的电气故障为，例如与短路同时出现的总的过电流状态，与导致或源自电源有关的不平衡的故障电流状态，或尽管不足以触发任何短路保护机构，但仍对任何应用安全机构的装置中的敏感电元件有害的小故障电流。通常，对于每种类型的故障，预先要求其单独的检测和致动机构，这意味着电安全仅在一些特定的电学体系中才能得到保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成的单一电致动的释放机构，其能够将多级电保护集成到单一系统中。

为达到上述的目的，本发明提供了一种集成的可电致动的机械释放机构，其包括：第一故障检测装置，用于检测一电路中的第一故障状态；第二故障检测装置，用于检测该电路中的第二故障状态；第三故障检测装置，用于检测该电路中的第三故障状态；和用于响应于检测到上述第一、第二或第三故障状态中的任何一种状态时，断开该电路的装置。

该第一故障状态最好为一不足以触发低电流保护机构的低故障电流状态。第二故障电流状态最好为在一电路的两个或多个部分之间的电流不平衡。第三故障电流状态最好为如与短路状态相关的总的过电流状态。

在一较佳实施例中，该第一故障检测装置最好包括一双金属片，用于响应于该电路中第一故障状态的出现而弯曲。而且，第二故障检测装置最好包括一活性材料弯曲器，其被设置为响应于第二故障状态的出现而弯曲。另外，在该较佳实施例中，第三故障检测装置最好包括缠绕一磁心的线圈，在出现第三故障状态时，该磁心被从该线圈内弹出。

较佳的是，该活性材料弯曲器为在先前的国际公开号为WO-A-98/40917的申请中公开的压电活性材料弯曲器，这里参考引用其相关的特征，这些特征对于完全地理解本发明是必需的。

该活性材料弯曲器可由若干薄片状元件制成，所述元件一个叠一个地被叠起以便形成一薄型装置。此外，还提供有一用于该活性材料弯曲器的驱动电路，其包括一环形变压器，在该变压器上缠绕有初级和次级线圈，适合于检测在该电路的两个或更多部分中的电流的不平衡。该变压器最好进一步被设置为在电流不平衡级尚不足以指示第二故障状态的情况下饱和，该磁心的饱和造成高电压、低功率的输出驱动信号，该信号可用于驱动该活性材料弯曲器。

所有上述的检测装置(双金属元件、活性材料弯曲器和线圈)最好为线性独立的，以便使用故障电流的能量来驱动该检测装置。此外，所有待被检测的故障最好为电流驱动的。

本发明的主要优点在于：其提供了一种提供电性保护以防止多种不同的电气故障的集成的单一致动器。由此，可在一宽范围内的电操作状态下维持电性安全。

以下通过例子、结合附图对本发明较佳实施例的描述会使本发明的进一步的特征和优点变得明显。

附图说明

图1所示为本发明的集成机构的示意性结构；

图2所示为在本发明的集成机构中使用的压电活性材料弯曲器的某一较佳结构的分解透视图；

图3所示为沿图2的线A-A、从箭头方向看去该活性材料弯曲器的较佳结构的截面图。

图4所示为在本发明中使用的活性材料弯曲器和一用于断开电触点的机构的集成的方框图；和

图5所示为待与本发明的较佳的活性材料弯曲器一起使用的一较佳驱动电路。

具体实施方式

现在参考图1来描述本发明的集成的电致动机械释放机构的一

实施例。

参考图1，电触点94被设置为通过相关的电触点(未示出)接收来自市电电源的电流。电触点94可按要求被切换为与主触电接触或不接触。已知在现有技术中有多种用于完成这一功能的机构和装置。

来自电触点94的电流被送到开关装置80，其包括适当的开关和连接件，用以将该必要的电流送到本发明三种检测装置的每一个。

第一检测装置包括由不同材料的两个或多个层叠板构成的双金属片82，每种材料关于温度的扩展系数都不同。片82在第一端被固定，且被提供有一安装在另一端的致动器84。开关装置80与该片的一端连接。