[发明专利]用于驱动断路器的致动器的方法以及用于断路器的致动器

说明书

技术领域

本发明涉及高功率断路器的领域。特别地，本发明涉及一种驱动断路器的端子的方法，并且涉及一种用于断路器的操作的致动器。

背景技术

自动断路器通常包括开关室和致动器，在开关室中两个端子连接或断开连接以用于将两个端子之间的电通路断开或闭合，致动器用于产生两个端子的相对运动。

例如，用于产生线性运动的致动器可以包括：适于相对于彼此运动的电枢和定子；以及线圈，在线圈中可能感应有磁场，磁场导致定子和电枢从闭合位置运动至断开位置或是从断开位置运动至闭合位置。

如果电枢必须从闭合位置运动至断开位置，则致动器的电枢相对于定子加速。当电枢在断开位置撞击定子的限制其运动的机械部件时，运动停止。由于致动器的运动部件突然停止，致动器的部件受到较大的机械应力。此外，一旦电枢到达了相对于定子的最终位置，则电枢可能具有较高的动能并且与固定结构的撞击会导致机械弹起，这取决于装置的框架的结构特性。

该弹起作用可能产生致动器部件——例如断路器的定子和电枢以及运动端子——的过度行程和/或返回行程。这可能会使断路器的开关特性恶化。

发明内容

本发明的目的可以是提供一种具有明确限定的开关特性的断路器。

通过独立权利要求的主题可以实现该目的。通过从属权利要求以及以下描述，其它示例性实施方式是明显的。

本发明的第一方面涉及一种用于将断路器的端子相对于彼此驱动的方法，因而提供了一种断路器的致动器。特别地，断路器可以是中等电压断路器，其中中等电压可以是介于1kV与50kV之间的电压。

根据本发明的实施方式，所述方法包括以下步骤：向致动器的线圈供应第一电压，使得线圈产生磁场，该磁场直接地或间接地导致致动器的电枢开始相对于致动器的定子从致动器的闭合位置运动至致动器的断开位置。该方法还包括以下步骤：在电枢相对于定子运动的同时向线圈供应第二电压，其中第二电压具有相对于第一电压呈反向的极性，使得线圈产生反向磁场，该反向磁场使电枢相对于定子的运动减速。

换言之，在致动器的断开过程期间，DC动力源——也就是第一电压——的极性可以被反转，以在电枢在断开位置撞击到定子上之前实现减速效果。由于电枢可以相对于定子减速，因此相比于电枢未减速的情况，电枢具有较低的动能，并且以此方式，可以减小必须由致动器和/或断路器的其它部件吸收的能量。因此，可以减轻弹起作用，特别地，使得达到了致动器的明确限定的过度行程值和返回行程值。

为了限制电枢的减速、使得电枢不会在其到达闭合位置处之前停止其运动，在某一时间段之后可以切断第二电压，或者可以施加第三电压持续第三时间段然后切断该电压。

对于线圈使电枢相对于定子运动的方式，存在若干替代方式。第一种可能性是：线圈减小定子和/或电枢中的磁场——该磁场与例如由永磁体产生的另外的磁场相反地作用——因而产生了使定子与电枢分离的力。

另一种可能性是：致动器包括永磁体和弹簧，其中永磁体在闭合位置中产生磁场，该磁场产生拉动电枢的力，弹簧产生对磁力的反作用力。将弹簧和磁体选择成使得如果致动器应当被保持在闭合位置，则磁力大于弹簧力。在这种设定的情况下，线圈可以产生与永磁体的磁场起相反作用的磁场，并且因此减小总磁场，使得磁力小于弹簧力。总之，这产生了使电枢远离闭合位置运动的合力。在此情况下，线圈的磁场可以间接地导致电枢相对于定子的运动。

根据本发明的实施方式，在第一时间段期间施加第一电压并且在第二时间段期间施加第二电压。这些电压可以通过极简单的电路产生，所述电路用于将线圈与恒定DC电压源连接。

根据本发明的另一实施方式，第二电压相对于第一电压具有负的极性。在此情况下，可以非常简单地构建电路，这是由于线圈仅需要以第一方向连接至电压源以供应第一电压，以及以相反方向连接至电压源以供应第二电压。

根据本发明的另一实施方式，在某一时间段之后可以将第二电压切断，或是施加与第一电压极性相同的第三电压持续某一时间段从而对减速进行限制。

根据本发明的实施方式，在第一时间段期间第一电压供应至线圈，之后第二电压供应至线圈持续第二时间段。在第二时间段之后，可以将第二电压切断、也就是将第二电压设定至0，或是可以施加与第一电压极性相同的第三电压。要理解的是，将电压切换至第三电压或切换至0可以在定子和电枢到达致动器的断开位置之前进行。关于第一时间段，可以设定运动的加速时间段的长度。此外，关于第二时间段，可以设定运动的减速时间段的长度。在此方式中，可以将第一时间段和第二时间段选择成针对具体目标而对定子和电枢相对于彼此的运动进行优化。