過載保護裝置和包括該裝置的斷路器的熱磁可調(diào)脫扣器的制造方法
【專利摘要】一種過載保護裝置，其特征在于，所述過載保護裝置包括：第一加熱帶(即端子)；第二加熱帶；雙金屬片；辮線；所述第一加熱帶的下部和所述雙金屬片的下部機械連接；所述辮線的兩個端部分別機械連接所述第二加熱帶的上部和所述雙金屬片的上部。
【專利說明】過載保護裝置和包括該裝置的斷路器的熱磁可調(diào)脫扣器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種過載保護裝置，特別涉及一種應用于斷路器的熱磁脫扣器的過載保護裝置。
【背景技術】
[0002]目前額定電流較小的熱磁脫扣器(比如15A、16A、20A等)普遍存在雙金屬片上溫升低，雙金屬片偏轉量小，從而過載保護不可靠，即容易晚脫扣或誤脫扣等問題。在生產(chǎn)上，其工業(yè)化熱調(diào)也比較困難、返工率高，從而增加了制造成本。同時，在大的短路電流通過雙金屬片時也容易造成雙金屬片損傷。
[0003]例如，目前的低額定電流直熱式脫扣器回路的雙金屬片溫升主要依靠雙金屬片本身發(fā)熱，但是由于其長度有限，所以發(fā)熱量較小，同時由于雙金屬片直接通過辮線連接客戶端子，從而散熱叫較快，故雙金屬片在一定電流下溫升低、能提供的偏轉量小、過載保護可靠度低且熱調(diào)困難，同時在短路中雙金屬片容易過熱損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明提出一種過載保護裝置，特別提出一種應用于斷路器的熱磁脫扣器的過載保護裝置。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面提供一種過載保護裝置，其特征在于，所述過載保護裝置包括:第一加熱帶；第二加熱帶；雙金屬片；辮線；所述第一加熱帶的下部和所述雙金屬片的下部機械連接；所述辮線的兩個端部分別機械連接所述第二加熱帶的上部和所述雙金屬片的上部。
[0006]所述辮線的兩端分別與所述第二加熱帶的上部和所述雙金屬片的上部的機械連接是通過焊接實現(xiàn)的。
[0007]所述第一加熱帶的下部和所述雙金屬片的下部的機械連接是通過焊接實現(xiàn)的。
[0008]電流依次通過所述第一加熱帶的上部、所述第一加熱帶的下部、所述雙金屬片的下部、所述雙金屬片的上部、所述辮線、所述第二加熱帶的上部和所述第二加熱帶的下部，從而形成奇數(shù)次電流回路。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述第一加熱帶和所述第二加熱帶由扁平金屬帶彎折成大致L形。
[0010]所述辮線彎折成大致U形。當然，本領域技術人員可以將辮線彎折成其它形狀，只要所述辮線彎折的形狀能在動銜鐵和靜銜鐵之間圍成的空氣間隙中構成奇數(shù)次電流回路(如下所述)即可。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，還提供一種熱磁可調(diào)脫扣器，所述熱磁可調(diào)脫扣器包括如上所述的過載保護裝置，還包括基座、牽引桿、跳扣、靜銜鐵、動銜鐵和樞轉軸。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的過載保護裝置安裝在該熱磁可調(diào)脫扣器中。包含第一加熱帶、雙金屬片、辮線、第二加熱帶的過載保護裝置安裝在熱磁可調(diào)脫扣器的基座中。[0013] 該熱磁可調(diào)脫扣器可實現(xiàn)過載保護和短路保護功能，其中，該熱磁可調(diào)脫扣器的過載保護功能通過過載電流流經(jīng)并且加熱過載保護裝置，從而使得雙金屬片向左偏轉，推動牽引桿逆時針旋轉，使得牽引桿和跳扣相對運動并解扣，跳扣發(fā)生脫扣并帶動斷路器本體脫扣切斷過載電流。該熱磁可調(diào)脫扣器的短路保護功能通過短路電流流經(jīng)所述過載保護裝置，在靜銜鐵和動銜鐵所圍成的空氣間隙中形成磁場(方向相逆電流產(chǎn)生的磁場相互抵消，所以該區(qū)域必須是奇數(shù)次電流回路，本發(fā)明所述的在動靜銜鐵之間的電流回路次數(shù)即為3次)，所述靜銜鐵和動銜鐵之間形成吸力，從而動銜鐵繞樞轉軸順時針轉動，推動牽引桿逆時針轉動，跳扣發(fā)生解扣并帶動斷路器本體脫扣從而切斷短路電流。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，還提供一種斷路器，所述斷路器包括如上所述的熱磁可調(diào)脫扣器。
[0015]本發(fā)明所提出的過載保護裝置是在脫扣器回路中加入新的第二加熱帶，并且通過辮線將其連接到雙金屬片，雙金屬片和第一加熱帶(也稱為:端子)連接，端子串入回路的長度也遠大于現(xiàn)有產(chǎn)品。這樣在脫扣器中，電流回路由第一加熱帶、雙金屬片、辮線、第二加熱帶構成，串入回路的長度和電阻值比現(xiàn)有產(chǎn)品大幅提高，從而大幅提高低額定電流脫扣器中雙金屬片的溫升和偏轉量，使得過載保護功能更可靠，工業(yè)化熱調(diào)更容易實現(xiàn)，降低制造成本。通過選擇第二加熱帶、雙金屬片、第一加熱帶的材料，可以優(yōu)化整個回路的溫升分布，使得在雙金屬片有較高溫升時，端子和斷路器本體部分溫升較低(符合標準規(guī)定)，提高了斷路器溫升的設計余量。同時由于回路阻抗的提高，更有效地限制了短路電流，也保護包括雙金屬片在內(nèi)的整個回路，更有利于分斷。
[0016]通過仿真和試驗已經(jīng)驗證了該種結構的電流回路比現(xiàn)有產(chǎn)品雙金屬片偏轉量明顯提高?，F(xiàn)有產(chǎn)品熱調(diào)設置為0.7_，新的結構可將熱調(diào)設置為2.5_左右，約定不脫扣曲線和約定脫扣曲線之間的區(qū)間增大3倍左右，使得熱調(diào)更容易實現(xiàn)，過載保護的可靠性明顯提聞。
[0017]至此，為了本發(fā)明在此的詳細描述可以得到更好的理解，以及為了本發(fā)明對現(xiàn)有技術的貢獻可以更好地被認識到，本公開已經(jīng)相當廣泛地概述了本發(fā)明的實施例。當然，本發(fā)明的實施方式將在下面進行描述并且將形成所附權利要求的主題。
[0018]在詳細解釋本發(fā)明的實施例之前，應當理解，本發(fā)明在它的應用中并不限制到在下面的描述中提出或者在附圖中示出的結構的細節(jié)和部件的配置以及相當?shù)牟襟E。本發(fā)明能夠具有除了描述的那些之外的實施例，并能夠以不同方式實施和進行。再者，應當理解，在此采用的措辭和術語以及概要是為了描述的目的，不應認為是限定性的。
[0019]同樣地，本領域技術人員將認識到，本公開所基于的構思可以容易地用作設計其它結構的基礎，用于實施本發(fā)明的數(shù)個目的。因此，重要的是，所附權利要求應當認為包括這樣的等效結構，只要它們沒有超出本發(fā)明的實質和范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]通過下面的附圖本領域技術人員將對本發(fā)明有更好的理解，并且更能清楚地體現(xiàn)出本發(fā)明的優(yōu)點。這里描述的附圖僅為了所選實施例的說明目的，而不是全部可能的實施方式并且旨在不限定本發(fā)明的范圍。
[0021]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一加熱帶；
[0022]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第二加熱帶；[0023]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的雙金屬片；
[0024]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的辮線；
[0025]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的包括第一加熱帶、第二加熱帶、雙金屬片和辮線的過載保護裝置的裝配圖；
[0026]圖6示出電流回路由第一加熱帶、雙金屬片、辮線、第二加熱帶構成；
[0027]圖7示出熱磁可調(diào)脫扣器的立體圖，其包括圖5所示的過載保護裝置。
【具體實施方式】[0028]以下將結合附圖對根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。通過附圖以及相應的文字說明，本領域技術人員將會理解本發(fā)明的特點和優(yōu)勢。
[0029]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一加熱帶1，其中第一加熱帶I包括第一加熱帶的上部
1-1和第一加熱帶的下部1-2,所述第一加熱帶由扁平金屬帶彎折成大致L形。
[0030]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第二加熱帶2，其中第二加熱帶2包括第二加熱帶的上部
2-1和第二加熱帶的下部2-2，所述第二加熱帶由扁平金屬帶彎折成大致L形。
[0031]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的雙金屬片3，所述雙金屬片3包括雙金屬片的上部3-1和雙金屬片的下部3-2。
[0032]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的辮線4，所述辮線4包括兩個端部4-1和4_2。
[0033]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的包括第一加熱帶1、第二加熱帶2、雙金屬片3和辮線4的過載保護裝置的裝配圖，其中所述第一加熱帶I的下部和所述雙金屬片3的下部機械連接；所述辮線4的兩個端部4-1和4-2分別機械連接所述第二加熱帶2的上部和所述雙金屬片3的上部。
[0034]所述辮線4的兩個端部4-1和4-2分別與所述第二加熱帶2的上部和所述雙金屬片3的上部的機械連接是通過焊接實現(xiàn)的。
[0035]所述第一加熱帶I的下部和所述雙金屬片3的下部的機械連接是通過焊接實現(xiàn)的。
[0036]圖6示出電流回路由第一加熱帶1、雙金屬片3、辮線4、第二加熱帶2構成，其中電流沿箭頭方向依次通過所述第一加熱帶I的上部1-1、所述第一加熱帶I的下部1-2、所述雙金屬片3的下部3-2、所述雙金屬片3的上部3-1、所述辮線4、所述第二加熱帶2的上部2-1和所述第二加熱帶2的下部2-2，從而形成奇數(shù)次電流回路。
[0037]如圖5所示，所述辮線4彎折成大致U形。當然，本領域技術人員可以將辮線彎折成其它形狀，只要所述辮線彎折的形狀能在動銜鐵和靜銜鐵之間圍成的空氣間隙中構成奇數(shù)次電流回路即可。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，還提供一種熱磁可調(diào)脫扣器，所述熱磁可調(diào)脫扣器包括如上所述的過載保護裝置。
[0039]如圖7所示，本發(fā)明提供一種熱磁可調(diào)脫扣器5，其包括圖5所示的過載保護裝置，還包括基座5-1、牽引桿5-2、跳扣5-3、靜銜鐵5-4、動銜鐵5_5和樞轉軸5_6。
[0040]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的過載保護裝置在熱磁可調(diào)脫扣器中的安裝及工作原理。包含第一加熱帶1、雙金屬片3、辮線4、第二加熱帶2的過載保護裝置安裝在熱磁可調(diào)脫扣器5的基座5-1中。[0041]該熱磁可調(diào)脫扣器可實現(xiàn)過載保護和短路保護功能，其中，該熱磁可調(diào)脫扣器的過載保護功能通過過載電流流經(jīng)并且加熱過載保護裝置，從而使得雙金屬片3向左偏轉，推動牽引桿5-2逆時針旋轉，使得牽引桿5-2和跳扣5-3相對運動并解扣，跳扣5-3發(fā)生脫扣并帶動斷路器本體脫扣切斷過載電流。該熱磁可調(diào)脫扣器的短路保護功能通過短路電流流經(jīng)所述過載保護裝置，在靜銜鐵5-4和動銜鐵5-5所圍成的空氣間隙中形成磁場(方向相逆電流產(chǎn)生的磁場相互抵消，所以該區(qū)域必須是奇數(shù)次電流回路，本發(fā)明所述的在動靜銜鐵之間的電流回路次數(shù)即為3次)，所述靜銜鐵5-4和動銜鐵5-5之間形成吸力，從而動銜鐵繞樞轉軸5-6順時針轉動，推動牽引桿5-2逆時針轉動，跳扣5-3發(fā)生解扣并帶動斷路器本體脫扣從而切斷短路電流。
[0042]根據(jù)本發(fā)明，還提供一種斷路器，所述斷路器包括如上所述的熱磁可調(diào)脫扣器。
[0043]根據(jù)本發(fā)明設計的新脫扣器電流回路，電流回路由第一加熱帶1、雙金屬片3、辮線4、第二加熱帶2構成，串入回路的長度和電阻值比現(xiàn)有產(chǎn)品大幅提高，從而大幅提高低額定電流脫扣器中雙金屬片的溫升和偏轉量，使得過載保護功能更可靠，工業(yè)化熱調(diào)更容易實現(xiàn)，降低制造成本。通過選擇第二加熱帶、雙金屬片、第一加熱帶的材料，可以優(yōu)化整個回路的溫升分布，使得在雙金屬片有較高溫升時，端子和斷路器本體部分溫升較低(符合標準規(guī)定)，提高了斷路器溫升的設計余量。同時由于回路阻抗的提高，更有效地限制了短路電流，也保護包括雙金屬片在內(nèi)的整個回路，更有利于分斷。
[0044]通過仿真和試驗已經(jīng)驗證了該種結構的電流回路比現(xiàn)有產(chǎn)品雙金屬片偏轉量明顯提高?，F(xiàn)有產(chǎn)品熱調(diào)設置為0.7_，新的結構可將熱調(diào)設置為2.5_左右，約定不脫扣曲線和約定脫扣曲線之間的區(qū)間增大3倍左右，使得熱調(diào)更容易實現(xiàn)，過載保護的可靠性明顯提聞。
[0045]參考具體實施例，盡管本發(fā)明已經(jīng)在說明書和附圖中進行了說明，但應當理解，在不脫離權利要求中所限定的本發(fā)明范圍的情況下，所屬【技術領域】人員可作出多種改變以及多種等同物可替代其中的方法步驟、檢測手段。而且，本文中具體實施例之間的技術特征、元件和/或功能的組合和搭配是清楚明晰的，因此根據(jù)這些所公開的內(nèi)容，所屬【技術領域】人員能夠領會到實施例中的技術特征、元件和/或功能以及方法步驟可以視情況被結合到另一個具體實施例中，除非上述內(nèi)容有另外的描述。此外，根據(jù)本發(fā)明的教導，在不脫離本發(fā)明本質的范圍，適應特殊的情形可以作出許多改變。因此，本發(fā)明并不限于附圖所圖解的個別的具體實施例，以及說明書中所描述的作為目前為實施本發(fā)明所設想的最佳實施方式的具體實施例，而本發(fā)明意旨包括落入上述說明書和所附的權利要求范圍內(nèi)的所有的實施方式。
【權利要求】
1.一種過載保護裝置，其特征在于，所述過載保護裝置包括: 第一加熱帶； 第二加熱帶； 雙金屬片； 辮線； 所述第一加熱帶的下部和所述雙金屬片的下部機械連接； 所述辮線的兩個端部分別機械連接所述第二加熱帶的上部和所述雙金屬片的上部。
2.根據(jù)權利要求1所述的過載保護裝置，其特征在于，所述辮線的兩端分別與所述第二加熱帶的上部和所述雙金屬片的上部的機械連接是通過焊接實現(xiàn)的。
3.根據(jù)權利要求1所述的過載保護裝置，其特征在于，所述第一加熱帶的下部和所述雙金屬片的下部的機械連接是通過焊接實現(xiàn)的。
4.根據(jù)權利要求1所述的過載保護裝置，其特征在于，所述第一加熱帶和所述第二加熱帶由扁平金屬帶彎折成大致L形。
5.根據(jù)權利要求 1所述的過載保護裝置，其特征在于，電流依次通過所述第一加熱帶的上部、所述第一加熱帶的下部、所述雙金屬片的下部、所述雙金屬片的上部、所述辮線、所述第二加熱帶的上部和所述第二加熱帶的下部，從而形成奇數(shù)次電流回路。
6.根據(jù)權利要求1所述的過載保護裝置，其特征在于，所述辮線彎折成大致U形。
7.一種熱磁可調(diào)脫扣器，其特征在于，所述熱磁可調(diào)脫扣器包括如權利要求1至6其中之一所述的過載保護裝置，還包括基座、牽引桿、跳扣、靜銜鐵、動銜鐵和樞轉軸。
8.根據(jù)權利要求7所述的熱磁可調(diào)脫扣器，其特征在于，通過過載電流流經(jīng)并且加熱所述過載保護裝置，從而使得所述雙金屬片向左偏轉，推動所述牽引桿逆時針旋轉，使得所述牽引桿和所述跳扣相對運動并解扣，所述跳扣發(fā)生脫扣并帶動斷路器本體脫扣切斷過載電流。
9.根據(jù)權利要求7所述的熱磁可調(diào)脫扣器，其特征在于，通過短路電流流經(jīng)所述過載保護裝置，在所述靜銜鐵和所述動銜鐵所圍成的空氣間隙中形成磁場，所述靜銜鐵和動銜鐵之間形成吸力，從而所述動銜鐵繞所述樞轉軸順時針轉動，推動所述牽引桿逆時針轉動，跳扣發(fā)生解扣并帶動斷路器本體脫扣從而切斷短路電流。
10.根據(jù)權利要求9所述的熱磁可調(diào)脫扣器，其特征在于，所述靜銜鐵和動銜鐵之間的電流回路次數(shù)是奇數(shù)。
11.一種斷路器，其特征在于，所述斷路器包括如權利要求7-10其中之一所述的熱磁可調(diào)脫扣器。
【文檔編號】H01H71/40GK103903921SQ201210585075
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權日:2012年12月28日
【發(fā)明者】施俊昌, 俞瑜, 張昆鵬 申請人:施耐德電器工業(yè)公司