[发明专利]具有最优化的磁路的短路脱扣器

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别是用于断路器的短路脱扣器，该短路脱扣器具有：布置在线圈架内的衔铁和极（Pol）；以及布置在线圈架周围的磁轭叠片和端子连接件。

背景技术

此类短路脱扣器用于断路器中，用于开断并且保护电动机和其它负载。这些短路脱扣器设计成电磁脱扣器，它们基本上包括线圈绕组、线圈架、衔铁、极、挺杆、止动弹簧和磁轭。当断路器达到某个特定的规定电流时，例如在电动机保护中达到十二倍的额定电流或者在变压器保护中达到十九倍的额定电流时，衔铁吸附。其中，衔铁的运动作用于开关锁和可运动的开关件，以断开接触。根据标准，吸动电流在此最大可以波动+/-20%。

在调节范围较大的情况下，由于线圈和绕组线需要更大的承载横断面、更小的匝数、更大的公差，并且因此形成不均匀的磁场，所以难以足够准确地将线圈绕组相对于衔铁和磁轭之间的空隙进行定位，以便能够遵守符合标准的吸动极限。除此之外，还存在问题，即需相对于气隙，将线圈绕组固定在曾经获取的位置上，从而在达到规定电流时以及在短路电流高时，线圈绕组不会沿铁芯重心的方向移动，或者以免线圈收缩以及变形，并因此导致接下来不再遵守吸动极限。

在较高的开断容量下，建立具有相邻绕组匝数的线圈，以避免线圈可能在高短路电流下收缩及变形。由于对于各自的结构尺寸使用统一的线圈架，并且其对于几何上最大的线圈绕组的布置，在线圈架法兰或者磁轭与线圈绕组的最后一匝之间经常会产生缝隙。在相对于衔铁和磁轭之间的气隙，精确地定位线圈绕组后，将一个绕组端部与线圈架法兰或者磁轭粘合，并将另一绕组端部与接头焊接，以固定线圈绕组。

对于具有例如在80A的额定电流下，最高100kA的高开断容量的断路器，必须调整短路脱扣器。由于80A装置的高开断容量，热工学的预算处于临界点。此外，由于接触负载不断增高，所以脱扣器所需要的力也不断增高。在以下前提条件下，即在相应相同的激励的条件下，脱扣器不得再有高于目前50A脱扣器的损耗功率；在该前提条件下，必须更高效地构造磁路。

目前的开关装置具有较差的磁路，因为磁轭叠片同时设计为双金属支架，并且例如由用铁和铜配对制成的镀铂材料制成。

迄今为止，较差磁路的这一问题借助于镀铂的铜钢板和部件的相应布置得以解决。此外还可以制成部分化合的材料，并紧接着相对于所需的材料配对布置成形。同样使用其它形状的磁轭叠片，它们包围住由衔铁和极组成的脱扣器的芯，从而与线圈共同作用达到脱扣效果。通过确定高尺寸的激励，保持该脱扣器的能量水平。这意味着从电能到机械能的能量转换无效率。

发明内容

相应地，本发明的目的在于：实现一种特别是用于断路器的短路脱扣器，其在高开断容量的情况下，具有改进的磁路。

该目的通过具有权利要求1的技术特征的短路脱扣器得以实现。能够单独或者相互组合使用的有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明，该目的通过一种特别是用于断路器的短路脱扣器得以实现，该短路脱扣器具有：布置在线圈架内的衔铁和极；以及布置在线圈架周围的磁轭叠片和端子连接件。本发明的特征在于，磁钢片布置成面对磁轭叠片、靠在端子连接件上。

本发明的重要特征在于磁轭叠片和磁钢片相互之间的布置，而这由两个单独的部件组成，无需直接连接至端子连接件。端子连接件同样制成为单件，其承担了电流路径的功能。根据本发明的附加的磁钢片显著降低磁损耗。未镀铂的磁钢片的该布置仅仅定位在磁技术上需要磁钢片的区域中。对于镀铂的带状材料、例如铜、铁来说，该配合部分地无法实现。在此，端子连接件一般由镀铂的造型材料制成。不能使用借助于例如滚道焊接实现的两种预制材料的部分组合，因为通过引入的用于焊接的热量，这样改变金属结构，即作用在磁路上的效应不可接受。预制材料的高额成本对于磁钢片和端子连接件的分离也是决定性的。

其中，由磁钢片和端子连接件组成的形状配合的配对是重要的。优选地，在磁钢片内布置有凹处或者说冲压件。该凹处或者说冲压件轴向平行地相对于短路脱扣器的轴中心布置，以实现用于相邻的线圈匝数的必要的占地面积。在此，只要线圈的布置需要，必需的横断面就能够变化。这也能够最优化整个装置中的安装空间，并且实现制造公差。端子连接件中的相应的自由空间是在磁钢片上转换冲压件的前提条件。

另一重要优点在于，通过部件的单独配对，能够避免电流路径中的不必要的损耗。