[发明专利]电磁铁以及采用此电磁铁的开关的操作机构

说明书

本发明涉及电磁铁以及采用此电磁铁的开关的操作机构。

传统的开关操作机构包括电力驱动的弹簧操作机构、液压的以及气动的操作机构。一般地说，这类操作机构具有大量的部件和复杂的连接机构，因而涉及到颇高的制造费用。作为简化这方面的连接机构的装置之一，是应用电磁铁的操作机构，在日本专利公开No.平5-234475公开的真空接触器之中，例如将电磁铁用于闭合作业，而通过松释开在合上此接触器时存储了能量的制动弹簧使接触器打开。在日本专利公开NO.平10-505940公开的操作机构中，设有穿过两个用于闭合和解脱作业的线圈的柱塞，而此闭合与解脱两种作业则由电磁铁进行。

一般是把柱塞型电磁铁作为开关操作机构中所用的电磁铁来保证有长行程的引力。但在传统柱塞型的电磁铁中，此柱塞是由磁棒形成，因而在柱塞中就会出现涡流效应问题。在用于开关的操作机构内的电磁铁中，一般是由外部直流电源来激励线圈。这时的电流随时间改变，也即作业时间是由线圈的电感L以及线圈与布线的电阻R所规定的时间常数L/R确定。

但当柱塞中发生涡流时，磁通透入柱塞是要时间的，因而造成操作时间的延迟。这样，为了确保所需的操作时间，便只能加大磁通(增多线圈的匝数或加大电流)或是加大柱塞的直径，结果便造成较大的磁铁。

新近也考虑过设置电容器用作电磁铁的电源的系统，通过释放电容器中存储的电荷来通电，例如日本专利公开NO.平10-505940中所公开的。这时的电流波形表示的谐振具有由电容器的电容C和线圈的电感L所确定的周期，因而磁通进入柱塞内不仅要耗时间，而且对于趋肤效应所确定的厚度才是有效的。

为此，本发明的目的之一是去提供一种小尺寸的电磁铁和采用此电磁铁的小尺寸开关的操作机构。

根据本发明的一个方面所提供的电磁铁包括：固定铁心，它由叠置多片钢片产生的中央脚柱、设在此中央脚柱两侧的旁侧脚柱，以及用作中央脚柱与旁侧脚柱间的连接件的轭铁组成，此中央脚柱、旁侧脚柱以及轭铁相互连成整体；卷绕在中央脚柱上的励磁线圈；以及设在两个旁侧脚柱之间，吸引到中央脚柱上且沿旁侧脚柱运动的可动铁心，其中的旁侧脚柱的长度大于中央脚柱的长度。

根据本发明的另一个方面，提供了用来闭合和分开一侧电极与另一侧电极的开关中的操作机构，此操作机构包括：用于闭合操作的闭合电磁铁，它具有一由叠置多片钢片形成的固定铁心和可动铁心的叠层件部分以及一宽度部分，此宽度部分的宽度大于叠层件部分的厚度并沿垂直于叠层件部分的方向延伸，沿此叠层件部分设置着脚柱与可动铁心；其中设置一杠杆与闭合电磁铁的固定铁心的中央脚柱与旁侧脚柱以及励磁线圈相对；此可动铁心设在中央脚柱、旁侧脚柱以及励磁线圈与该杠杆之间；此固定铁心与可动铁心的叠层件部分沿垂直于多相开关布置方向的方向设置，而固定铁心与可动铁心的宽部则设在这种多相开关的一侧并与此多相开关的布置方向取同一方向。

图1是本发明一实施例的电磁铁的透视图；

图2是图1中电磁铁的前视图；

图3是本发明另一实施例的电磁铁的前视图；

图4是示明图3中电磁铁的L2/L1距离比与引力F的关系的曲线图；

图5是本发明一实施例的真空断路器于闭合状态下的剖面图；

图6是图5中真空断路器在解脱状态下的剖面图；

图7是图5与6中真空断路器的闭合电磁铁及其邻区的透视构型图；

图8是适用作图5与6中真空断路器操作机构一部分的轴与杆以及它们的邻区的透视图；

图9是图5与6的三相真空开关的顶视剖面图；

图10是示明用于图5与6中操作机构闭合电磁铁的电源电路的电源电路图；

图11是示明本发明另一实施例的闭合电磁铁中励磁线圈的电源电路的电源电路图；

图12是示明本发明又一实施例的闭合电磁铁中励磁线圈的电源电路的电源电路图。

下面参考图1～12描述本发明的最佳实施例。

第一实施例

现在参看图1与2说明本发明的第一实施例。图1是本发明第一实施例的电磁铁1的透视图。电磁铁1的铁心是由固定铁心2与可动铁心3以及围绕固定铁心2的中央脚柱2a设置的励磁线圈4构成。励磁线圈4包括由绝缘体或非磁性金属(铝、铜等)制的线圈架4a与绕组4b，而连接在励磁线圈4上的导线则连接外电源电路。固定铁心2与可动铁心3通过叠置硅钢片或薄钢片2X形成，钢片表面上经上漆、涂层等形成绝缘膜。