多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)方法和裝置制造方法
【專利摘要】多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)方法及其裝置，其電磁系統(tǒng)包括輔助靜鐵芯、第二靜鐵芯、線圈、復(fù)位彈簧和動鐵芯，并且在初始位置，輔助靜鐵芯與動鐵芯之間設(shè)有第一間隙，動鐵芯與第二靜鐵芯之間具有第二間隙，其厚度隨脫扣閾值的大小變化而同向變化，復(fù)位彈簧的彈力隨脫扣閾值的大小變化而反向變化，當(dāng)脫扣電流值由大向小調(diào)節(jié)時，線圈的能量隨流過的電流以二次方關(guān)系減小，同時，動鐵芯與第二靜鐵芯之間的電磁吸引力反比于第二間隙的厚度的減小以二次方關(guān)系加大，通過這兩個二次方函數(shù)之間自動達(dá)到的平衡，使脫扣電流值的調(diào)節(jié)與動鐵芯的動作所需的電磁吸引力呈線性的固定對應(yīng)關(guān)系，用戶調(diào)節(jié)脫扣閾值方便、可靠、穩(wěn)定。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低壓多極斷路器的電磁脫扣器，具體涉及一種瞬時脫扣器，特別 是一種多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)方法及采用該方法實現(xiàn)的裝置。 多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)方法和裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，低壓斷路器是一種具有保護(hù)功能的開關(guān)電器，其最基本的保護(hù)功能如 過載保護(hù)和短路保護(hù)，其中短路保護(hù)是通過瞬時脫扣器來執(zhí)行的。根據(jù)UL489標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定， 瞬時脫扣器需要具有設(shè)定的脫扣閾值可調(diào)的功能，即通過操作脫扣器上的旋鈕可調(diào)整該脫 扣器的脫扣電流動作預(yù)設(shè)值（以下簡稱"脫扣閾值"），因而，具有這種功能的脫扣器通常簡 稱為瞬時可調(diào)脫扣器。這里所述的脫扣閾值是指與設(shè)計允許的短路電流的最大值相關(guān)的設(shè) 定值，通常由該斷路器的額定電流整定。瞬時可調(diào)脫扣器的脫扣閾值可調(diào)的功能，就是指 脫扣電流的閾值可調(diào)，以使同一個電磁脫扣器能滿足不同工況下調(diào)整短路電流的最大允許 值的要求，或者說能滿足不同額定電流的斷路器的要求。常用的瞬時可調(diào)脫扣器如電磁脫 扣器，通常包括電磁線圈、磁軛、動鐵芯、靜鐵芯和復(fù)位彈簧，在正常情況下，流過電磁線圈 內(nèi)的電流小于脫扣閾值，動鐵芯在復(fù)位彈簧的彈力作用下保持與靜鐵芯分離，并在動鐵芯 與靜鐵芯之間形成一定厚度的空氣隙，當(dāng)流過電磁線圈內(nèi)的實際電流等于或大于脫扣閾值 時，則動鐵芯馬上產(chǎn)生脫扣動作，由于此時動鐵芯與靜鐵芯之間的電磁吸引力變?yōu)榇笥趶?fù) 位彈簧的彈力，所以動鐵芯能克服復(fù)位彈簧的彈力向靜鐵芯移動，直至與靜鐵芯吸合，動鐵 芯向靜鐵芯的移動觸動斷路器的跳閘杠桿動作，并致使斷路器實現(xiàn)瞬時脫扣跳閘，從而起 到短路保護(hù)作用。
[0003] 然而，目前的瞬時可調(diào)脫扣器普遍存在動作值不穩(wěn)定、可靠性差的問題，尤其是長 期以來，設(shè)計人員在設(shè)計較小電流（例如100A以下）的瞬時可調(diào)脫扣器時，難以解決動作 值不穩(wěn)定、可靠性差的問題。 申請人:分析其原因發(fā)現(xiàn)由脫扣動作電流可調(diào)所涉及的函數(shù)模 型具有多元及復(fù)雜函數(shù)關(guān)系的特點，而且是由電磁學(xué)的和機(jī)械學(xué)的兩種模型復(fù)合而成。目 前的瞬時可調(diào)脫扣器的設(shè)計由于一是忽略了與調(diào)節(jié)脫扣動作電流相關(guān)的變量及其與調(diào)節(jié) 脫扣動作電流的函數(shù)關(guān)系，二是對可調(diào)脫扣器系統(tǒng)的各變量元素之間缺乏必要的平衡科學(xué) 規(guī)劃，從而使較多的變量元素因同時調(diào)節(jié)而失衡，由此導(dǎo)致可調(diào)脫扣器的物理特性和機(jī)械 特性的失控，這必然會使可調(diào)脫扣器出現(xiàn)動作值不穩(wěn)定、可靠性差等一系列問題，同時使得 脫扣閾值的可調(diào)范圍不能做大。如ZL200820214752. 8號中國專利所公開的螺管式電磁脫 扣器，該專利通過旋鈕調(diào)節(jié)彈簧的長度，實現(xiàn)短路電流的線性調(diào)節(jié)，通過磁軛上設(shè)置調(diào)節(jié)螺 釘組件，能微調(diào)磁間隙，消除了由零件本身、裝配引起的脫扣器電流整定值的不一致，較好 地解決了初始整定值的一致性，但由于該現(xiàn)有技術(shù)忽略了電磁線圈的磁場能量這個變量和 該變量正比于脫扣動作電流的二次方的函數(shù)關(guān)系，另外，雖然復(fù)位彈簧的彈性變形量與其 彈力之間為線性的函數(shù)關(guān)系，但是沒有考慮其動鐵芯與靜鐵芯之間的電磁吸引力與脫扣動 作電流之間的函數(shù)關(guān)系是復(fù)雜的非線性、非三角函數(shù)關(guān)系，仍然存在著不穩(wěn)定性和可靠性 差的問題，這是常見的基于彈力平衡原理設(shè)計脫扣閾值可調(diào)的電磁脫扣器的一個代表性實 例。因此，該類現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品必然存在以下缺陷：一是由于電磁線圈的磁場能量的大幅度下 降，使得磁間隙的漏磁占電磁線圈的磁場能量的比重大幅度上升，因此調(diào)節(jié)旋鈕的脫扣電 流指示與實際的脫扣動作電流值之間存在很大的誤差，特別在小脫扣電流情況下，這種誤 差和不穩(wěn)定性更加嚴(yán)重，由此還大大限制了脫扣動作電流的可調(diào)范圍。二是由于該電磁脫 扣器系統(tǒng)的各變量元素之間沒有設(shè)計平衡規(guī)劃的結(jié)構(gòu)，因此脫扣電流的調(diào)節(jié)誤差對于制造 誤差十分敏感，即使在通過調(diào)節(jié)螺釘可對磁間隙進(jìn)行微調(diào)的情況下，也只能改善各相脫扣 器的初始狀態(tài)的不一致性，不能解決在各調(diào)節(jié)狀態(tài)下各相電磁脫扣器的脫扣閾值與實際的 脫扣動作電流值的一致性。三是由于實際的脫扣動作電流值與復(fù)位彈簧的彈力之間不是線 性的函數(shù)關(guān)系，因此脫扣閾值的調(diào)節(jié)范圍較小，并在小的脫扣閾值的狀態(tài)下的工作穩(wěn)定性 和脫扣可靠性問題更加凸顯。四是由于這種基于彈力平衡原理的可調(diào)脫扣器必須將復(fù)位彈 簧設(shè)置在線圈的外面，這樣不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、安裝調(diào)試?yán)щy，而且還需增加如短軸與 滑動槽這樣的滑動配合副，無法保證復(fù)位彈簧與動鐵芯的移動方向平行（更不可能實現(xiàn)同 軸），由此必然加劇脫扣動作值不穩(wěn)定、可靠性差、設(shè)定的脫扣閾值與實際的脫扣動作電流 值之間誤差大和不穩(wěn)定性問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述基于彈力平衡原理的可調(diào)脫扣器現(xiàn)有技術(shù)的諸多缺陷，本發(fā)明的目 的在于提供一種多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)方法和采用該方法實現(xiàn)的裝置， 它是基于新的能量平衡原理設(shè)計的新一代的脫扣閾值可調(diào)的電磁脫扣器，采用簡單、小型、 易行的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，可全面平衡與調(diào)節(jié)脫扣閾值相關(guān)的各個電磁的和機(jī)械的變量元，不僅能 實現(xiàn)脫扣閾值可調(diào)范圍的最大化和實際脫扣動作電流值與設(shè)定的脫扣閾值的誤差最小化， 而且在包括大脫扣閾值與小脫扣閾值狀態(tài)下的各調(diào)節(jié)狀態(tài)下都具有穩(wěn)定、可靠的脫扣動作 性能。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案。
[0006] -種多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)方法，所述電磁脫扣器的電磁系統(tǒng) 101包括輔助靜鐵芯18、第二靜鐵芯21、線圈23、復(fù)位彈簧24和動鐵芯25,并且在初始位 置，所述的動鐵芯25與第二靜鐵芯21之間具有第二間隙L2,所述第二間隙L2的厚度隨脫 扣閾值的大小變化而同向變化，所述復(fù)位彈簧24的彈力隨脫扣閾值的大小變化而反向變 化，當(dāng)脫扣電流值由大向小調(diào)節(jié)時，所述線圈23的自感磁能隨流過的電流以二次方關(guān)系減 小，同時，動鐵芯25與第二靜鐵芯21之間的電磁吸引力反比于所述第二間隙L2的厚度的 減小以二次方關(guān)系加大，通過這兩個二次方函數(shù)之間自動達(dá)到的平衡，使脫扣電流值的調(diào) 節(jié)與動鐵芯25的動作所需的電磁吸引力呈線性的固定對應(yīng)關(guān)系。
[0007] 進(jìn)一步的優(yōu)選方式是：所述的動鐵芯25與輔助靜鐵芯18之間具有用于平衡漏磁 的第一間隙L1，并且所述的第一間隙L1的厚度隨所述第二間隙L2的厚度的大小變化而反 向變化、第一間隙L1與第二間隙L2的厚度之和L始終保持不變。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案還包括一種多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置，其 采用并實現(xiàn)了前述多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)方法，所述調(diào)節(jié)裝置包括各極 公用的基座34和脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103、安裝在所述基座34上的電磁系統(tǒng)101、用于在脫 扣閾值調(diào)節(jié)裝置103與電磁系統(tǒng)101之間傳動的聯(lián)接裝置102和用于傳遞脫扣動作的聯(lián)接 桿17。所述的電磁系統(tǒng)101包括空心腔的線圈骨架22、分別固定在線圈骨架22的空心腔 兩端的第二靜鐵芯21和輔助靜鐵芯18、套裝在線圈骨架22上的線圈23、分別與第二靜鐵 芯21和輔助靜鐵芯18固定聯(lián)接的磁軛19、以可在第二靜鐵芯21和輔助靜鐵芯18之間直 線移動方式安裝在線圈骨架22的空心腔內(nèi)的動鐵芯25以及由動鐵芯25與第二靜鐵芯21 定位在線圈骨架22內(nèi)的復(fù)位彈簧24,用于驅(qū)使動鐵芯25與第二靜鐵芯21分離。所述的聯(lián) 接桿17安裝在的輔助靜鐵芯18的中心孔180內(nèi)，所述聯(lián)接桿17包括與動鐵芯25的一端 固定聯(lián)接的內(nèi)端171和與所述聯(lián)接裝置102聯(lián)接并聯(lián)動的外端172。所述的輔助靜鐵芯18 與動鐵芯25之間設(shè)有第一間隙L1，所述的第二靜鐵芯21與動鐵芯25之間設(shè)有第二間隙 L2,在脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103通過聯(lián)接桿17驅(qū)使動鐵芯25移動進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，所述的 脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103的脫扣閾值與所述的第一間隙L1和第二間隙L2這三者之間聯(lián)動、 并同時滿足以下變化關(guān)系：第二間隙L2的厚度隨脫扣閾值的大小變化而同向變化、第一間 隙L1的厚度隨第二間隙L2的厚度的大小變化而反向變化、第一間隙L1與第二間隙L2的 厚度之和L始終保持不變。
[0009] 再一種具體優(yōu)選是：所述的脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103包括固定安裝在基座34上的支 架32、樞轉(zhuǎn)安裝在支架32上的旋鈕11、以樞轉(zhuǎn)并能軸向移動的方式安裝在基座34上的牽 引桿29和微調(diào)螺釘13,所述旋鈕11的下端部設(shè)有齒輪30,所述的牽引桿29上設(shè)有與旋鈕 11上的齒輪30嚙合的齒條31、多個向外伸出的桿15、多個螺紋孔38、一個用于輸出脫扣動 作的鎖扣37和復(fù)位定位面36,所述的各桿15分別與所在極的聯(lián)接裝置102配合聯(lián)接，每個 螺紋孔38內(nèi)安裝有一個微調(diào)螺釘13。
[0010] 又一種具體優(yōu)選是：所述的聯(lián)接裝置102通過導(dǎo)軌副可直線移動地安裝在所在極 的電磁系統(tǒng)101的磁軛19上，聯(lián)接裝置102上設(shè)有與電磁系統(tǒng)101的聯(lián)接桿17的外端172 聯(lián)接且聯(lián)動的固定槽62、與脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103的桿15配合聯(lián)接的直線輪廓面14和與 脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103的微調(diào)螺釘13接觸配合的曲線輪廓面33,所述的聯(lián)接裝置102直線 移動的方向B與所述的聯(lián)接桿17的直線移動的方向A平行。
[0011] 又一種具體優(yōu)選是：所述的動鐵芯25的一端與聯(lián)接桿17的內(nèi)端171同軸固定聯(lián) 接，動鐵芯25的另一端設(shè)有與所述內(nèi)端171相對應(yīng)的同軸孔250,所述的第二靜鐵芯21上 設(shè)有與動鐵芯25上的同軸孔250相對應(yīng)的軸向孔210。
[0012] 一種進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式是：所述的復(fù)位彈簧24的一端抵接安裝在動鐵芯25 的同軸孔250內(nèi)，復(fù)位彈簧24的另一端抵接安裝在第二靜鐵芯21的軸向孔210內(nèi)。
[0013] 另一種具體優(yōu)選：所述的受脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103驅(qū)動的聯(lián)接桿17所用材料優(yōu)選 為非導(dǎo)磁材料。
[0014] 一種進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式是：所述的導(dǎo)軌副為設(shè)置在聯(lián)接裝置102上的兩個定 位凸臺16、W和設(shè)置在磁軛19上的兩個導(dǎo)軌槽39。
[0015] 再一種進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式是：所述的直線輪廓面14的分布方向C與聯(lián)接裝置 102直線移動的方向B垂直，曲線輪廓面33沿分布方向C設(shè)有連續(xù)變化的落差H。
[0016] 本發(fā)明的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)方法和采用該方法實現(xiàn)的裝 置通過對線圈23、磁軛19、第二靜鐵芯21、輔助靜鐵芯18、動鐵芯25、線圈骨架22、動鐵芯 25的一端與輔助靜鐵芯18之間的第一間隙L1和動鐵芯25的另一端與第二靜鐵芯21之間 的第二間隙L2的結(jié)構(gòu)及參數(shù)的一系列優(yōu)化設(shè)計，獲得了脫扣動作電流與動、靜鐵芯之間的 吸合動作的臨界距離（即動鐵芯25與第二靜鐵芯21之間的第二間隙L2的厚度），能實現(xiàn) 自動線性平衡，使脫扣動作電流與第二間隙L2的厚度之間形成線性函數(shù)關(guān)系，并利用這種 線性函數(shù)關(guān)系，實現(xiàn)大幅度擴(kuò)大脫扣閾值的調(diào)節(jié)范圍的效果，同時還能大幅度改善脫扣性 能和動作質(zhì)量，即不管設(shè)定的脫扣閾值的大小，使斷路器實際的脫扣動作電流值都具有理 想的精度及可靠性和穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1、2是本發(fā)明的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置的整體結(jié)構(gòu)示 意圖，圖1所示的電磁脫扣器處于大的脫扣閾值狀態(tài)，圖2所示的電磁脫扣器處于小的脫扣 閾值狀態(tài)。
[0018] 圖3、4是本發(fā)明的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示 意圖，圖3中所示的電磁脫扣器處于大的脫扣閾值狀態(tài)，圖4中所示的電磁脫扣器處于小的 脫扣閾值狀態(tài)。
[0019] 圖5是本發(fā)明的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置的聯(lián)接裝置102的 一種方案的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖6是本發(fā)明的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置的聯(lián)接裝置102與 電磁系統(tǒng)101的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖7是本發(fā)明的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置的脫扣閾值調(diào)節(jié) 裝置103的牽引桿29上的齒條31與旋鈕11上的齒輪30嚙合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖8是本發(fā)明的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置的脫扣閾值調(diào)節(jié) 裝置103的旋鈕11與支架32樞轉(zhuǎn)安裝的結(jié)構(gòu)分解示意圖。

【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合圖1至圖8以三極斷路器為例，詳細(xì)說明本發(fā)明的多極電磁脫扣器的短 路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)方法及其裝置的【具體實施方式】，本發(fā)明不限于以下實施例的描述。
[0024] 圖1、2的本發(fā)明實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖中所示的三極電磁脫扣器是斷路器的 一個部件，包括一個三極公用的基座34、一個三極公用的脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103、三個電磁 系統(tǒng)101、三個聯(lián)接裝置102以及聯(lián)接桿17,圖1中所示的電磁脫扣器處于大的脫扣閾值狀 態(tài)，而圖2中所示的電磁脫扣器處于小的脫扣閾值狀態(tài)。三個電磁系統(tǒng)101分別配置于斷 路器的三個極，每個電磁系統(tǒng)101上配置一個聯(lián)接裝置102。圖1、2所示的基座34也是斷 路器的殼座，在基座34上不僅裝有電磁系統(tǒng)101、脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103 (參見圖3)等部 件，而且還裝有斷路器的其它公知的部件，包括斷路器的操作機(jī)構(gòu)（圖中未示出）、接線裝 置（圖中未不出）。參見圖1，電磁系統(tǒng)101安裝固定在基座34內(nèi)，包括導(dǎo)電板20、導(dǎo)電板 27、磁軛19、輔助靜鐵芯18、第二靜鐵芯21、動鐵芯25、彈簧24、線圈骨架22和線圈23,導(dǎo) 電板20、27與線圈23焊接在一起，兩個靜鐵芯18、21分別固定在磁軛19的兩端，并由線圈 骨架22限制，動鐵芯25安裝在線圈骨架22內(nèi)，可在兩個靜鐵芯18、21之間來回移動，彈簧 24安裝在線圈骨架22內(nèi)，由動鐵芯25與第二靜鐵芯21定位。圖3、4中示出了其中一極電 磁系統(tǒng)101和一個聯(lián)接裝置102的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，參見圖3、4,在初始位置，動鐵芯25與輔助靜 鐵芯18之間具有第一間隙L1，動鐵芯25與第二靜鐵芯21之間具有第二間隙L2,總的間隙 L = L1+L2且L2 > L1，動鐵芯25在輔助靜鐵芯18與第二靜鐵芯21之間運(yùn)動，總的間隙L 始終保持不變。
[0025] 基于 申請人:長期以來對影響復(fù)位彈簧的彈性變形量與其彈力之間為線性的函數(shù) 關(guān)系、電磁線圈的磁場能量正比于脫扣動作電流的二次方的函數(shù)關(guān)系、以及動鐵芯與靜鐵 芯之間的電磁吸引力與脫扣動作電流之間的復(fù)雜的非線性、非三角函數(shù)關(guān)系不能綜合平衡 的因素的反復(fù)深入研究， 申請人:發(fā)現(xiàn)如ZL200820214752. 8專利所代表的現(xiàn)有彈力平衡模 型的問題是由于采用的是復(fù)位彈簧的彈力大小隨脫扣閾值同向變化的聯(lián)動關(guān)系，完全排除 了磁間隙與脫扣閾值之間的對應(yīng)變化的聯(lián)動關(guān)系，即大的脫扣閾值對應(yīng)復(fù)位彈簧的大的彈 力，而小的脫扣閾值對應(yīng)復(fù)位彈簧的小的彈力，而不管脫扣閾值調(diào)節(jié)到大或小的值，動、靜 鐵芯之間的磁間隙厚度是不變的。但是客觀上由于復(fù)位彈簧的結(jié)構(gòu)功能，決定了其大的彈 力只能對應(yīng)動、靜鐵芯之間的小的磁間隙，不可能對應(yīng)大的磁間隙，而小的彈力只能對應(yīng)大 的磁間隙，不可能對應(yīng)小的磁間隙。因此， 申請人:認(rèn)為，現(xiàn)有技術(shù)的彈力平衡錯在恰恰是要 盡可能排除磁間隙與脫扣閾值之間應(yīng)建立對應(yīng)變化的聯(lián)動關(guān)系，而這正是導(dǎo)致可靠性差的 常規(guī)設(shè)計誤區(qū)，本發(fā)明正好要與此相反，本發(fā)明基于能量平衡原理在結(jié)構(gòu)上讓第二間隙L2 的厚度能夠隨脫扣閾值的大小變化而同向變化，有意建立了動、靜鐵芯之間的磁間隙隨脫 扣閾值同向變化的聯(lián)動關(guān)系。在此所謂的同向變化，是指大的脫扣閾值對應(yīng)第二間隙L2的 大的厚度，小的脫扣閾值對應(yīng)第二間隙L2的小的厚度。也就是說，由于第二間隙L2的厚度 越小，動鐵芯25與第二靜鐵芯21之間的電磁吸引力越大，本發(fā)明的第二間隙L2的厚度隨 脫扣閾值的大小變化而同向變化的聯(lián)動變化關(guān)系，可使復(fù)位彈簧的彈力隨脫扣閾值的大小 變化而反向變化，即大的脫扣閾值對應(yīng)復(fù)位彈簧的小的彈力，而小的脫扣閾值對應(yīng)復(fù)位彈 簧的大的彈力。具體地說，由于螺旋管式線圈23(以下簡稱"線圈"）的自感磁能正比于線 圈23內(nèi)流過的電流的二次方，動鐵芯25與第二靜鐵芯21之間的電磁吸引力反比于動鐵芯 25與第二靜鐵芯21之間的第二間隙L2的厚度的二次方，本發(fā)明的方法通過在設(shè)計上使這 兩個二次方函數(shù)之間自動達(dá)到平衡，可實現(xiàn)以下第一平衡模型的效果：當(dāng)脫扣電流值由大 向小調(diào)節(jié)時，線圈23的自感磁能以二次方關(guān)系減??；同時，第二間隙L2的減小使動鐵芯25 與第二靜鐵芯21之間的電磁吸引力以二次方關(guān)系加大，這兩者的平衡可使脫扣電流值與 動鐵芯25的動作所需的電磁吸引力成線性的固定對應(yīng)關(guān)系。然而，從上述的第一平衡模型 效果出發(fā)，要實現(xiàn)所述的線性的固定對應(yīng)關(guān)系，還需要平衡與線圈能量和電磁吸引力相關(guān) 的其它函數(shù)關(guān)系，特別是一些非線性的函數(shù)關(guān)系。動鐵芯與靜鐵芯之間的磁間隙具有漏磁， 在第二間隙L2變化時，其漏磁也隨著變化，而漏磁與線圈能量和電磁力之間存在復(fù)雜的函 數(shù)關(guān)系，要實現(xiàn)當(dāng)設(shè)定脫扣閾值變大時，所對應(yīng)的線圈23的能量變大，同時第二間隙L2的 厚度也變大，或反之，當(dāng)設(shè)定脫扣閾值變小時，所對應(yīng)的線圈23的能量變小，同時第二間隙 L2的厚度也變小，本發(fā)明的簡單易行而又具有實效的方法是采用平衡漏磁的第二平衡模 型，通過在初始位置增加一個在動鐵芯25與輔助靜鐵芯18之間的第一間隙L1作為漏磁環(huán) 節(jié)，并且保持輔助靜鐵芯18與第二靜鐵芯21的相對端的端面積一樣，可實現(xiàn)以下第二平衡 模型的效果：無論怎樣調(diào)節(jié)，總的間隙L = L1+L2可始終保持不變，即漏磁不變，本發(fā)明有意 破壞了脫扣閾值與線圈23的能量之間原有的線性平衡關(guān)系（第二間隙L2的厚度變大，漏 磁也增加），實現(xiàn)了設(shè)定的脫扣閾值與脫扣機(jī)構(gòu)實際的動作電流值的一致，于是可通過旋鈕 及其上的刻度輕易可實現(xiàn)所期望的對脫扣閾值調(diào)節(jié)的線性平滑變化。由此可見，本發(fā)明的 能量平衡模型不僅包括磁力和彈力兩個平衡元，而且還包括了與能量相關(guān)的漏磁、導(dǎo)磁率 等多個平衡元，上述本發(fā)明的第一和第二平衡模型是建立在對瞬時電磁脫扣裝置的電磁學(xué) 原理的新的客觀認(rèn)識基礎(chǔ)之上并巧妙應(yīng)用電磁學(xué)的基本理論聯(lián)系實際研究的結(jié)果，克服了 現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)識的偏見。
[0026] 下面結(jié)合上述基于能量平衡原理實現(xiàn)的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào) 節(jié)方法對本發(fā)明的裝置的優(yōu)化結(jié)構(gòu)詳細(xì)說明，將使與現(xiàn)有技術(shù)的基于彈力平衡原理的設(shè)計 的區(qū)別變得更加清楚和易于理解。
[0027] 參見圖1至圖4,所述的電磁系統(tǒng)101包括空心構(gòu)造的線圈骨架22、分別固定在線 圈骨架22的空心腔兩端的第二靜鐵芯21和輔助靜鐵芯18、套裝在線圈骨架22外的線圈 23、分別與第二靜鐵芯21和輔助靜鐵芯18固定聯(lián)接的磁軛19、以可在第二靜鐵芯21和輔 助靜鐵芯18之間直線移動方式安裝在線圈骨架22的空心腔內(nèi)的動鐵芯25以及由動鐵芯 25與第二靜鐵芯21定位在線圈骨架22內(nèi)的復(fù)位彈簧24,用于驅(qū)使動鐵芯25與第二靜鐵 芯21分離。所述的聯(lián)接桿17安裝在的輔助靜鐵芯18的中心孔180內(nèi)，所述聯(lián)接桿17包 括與動鐵芯25的一端固定聯(lián)接的內(nèi)端171和與所述聯(lián)接裝置102聯(lián)接并聯(lián)動的外端172。 線圈23兩端的兩個導(dǎo)電板20和27與斷路器的主電路串聯(lián)聯(lián)接的電氣構(gòu)造可采用已知的 結(jié)構(gòu)。凹形結(jié)構(gòu)的磁軛19分別與第二靜鐵芯21和輔助靜鐵芯18的固定聯(lián)接，使得磁軛 19、第二靜鐵芯21、輔助靜鐵芯18、線圈骨架22和線圈23聯(lián)接為一個整體，其中磁軛19不 僅具有導(dǎo)磁的功能，而且還具有電磁系統(tǒng)101的機(jī)架功能，通過磁軛19與基座34的固定聯(lián) 接，便可實現(xiàn)電磁系統(tǒng)101在基座34上的定位安裝。線圈23套裝在線圈骨架22上的結(jié)構(gòu)， 使得流過線圈23的電流能在線圈骨架22的空心腔內(nèi)生成感應(yīng)磁場，基于電磁學(xué)理論可知， 在線圈23、磁軛19、第二靜鐵芯21、輔助靜鐵芯18、動鐵芯25和線圈骨架22的形狀結(jié)構(gòu)和 參數(shù)確定的情況下，所述的感應(yīng)磁場的能量正比于線圈23內(nèi)流過的電流的二次方。如上所 述，本發(fā)明基于能量平衡原理，在結(jié)構(gòu)上創(chuàng)建了平衡漏磁用的第一間隙L1，并且還建立了第 一間隙L1的厚度隨第二間隙L2的厚度的大小變化而反向變化，以及第一間隙L1與第二間 隙L2的厚度之和始終保持不變的聯(lián)動關(guān)系。在此所述的反向變化是指：當(dāng)?shù)诙g隙L2增 大時，第一間隙L1隨之減?。幌喾?，當(dāng)?shù)诙g隙L2減小時，第一間隙L1隨之增大。下面結(jié) 合圖3和圖4進(jìn)一步說明該聯(lián)動變化關(guān)系，圖3中所示的電磁脫扣器處于大的脫扣閾值狀 態(tài)，圖4中所示處于小的脫扣閾值狀態(tài)。設(shè)定在圖3狀態(tài)下的第一間隙L1的厚度為L10， 第二間隙L2的厚度為L20,當(dāng)脫扣閾值向小調(diào)節(jié)到達(dá)圖4狀態(tài)時，第二間隙L2減?。ㄆ浜?度L20' <L20)，第一間隙L1隨之增大（其厚度L10' >L10)，但第一間隙L1與第二間隙 L2的厚度之和始終保持不變，即L10+L20 = L10' +L20'。顯然，通過創(chuàng)建第一間隙L1的 結(jié)構(gòu)和通過L1+L2不變的聯(lián)動變化關(guān)系，可有效杜絕漏磁對于脫扣閾值與電磁力之間成線 性的固定對應(yīng)關(guān)系的干擾。為了獲得平衡漏磁的第二平衡模型的優(yōu)選固定對應(yīng)效果，一種 可選擇采用的結(jié)構(gòu)方案是，所述的動鐵芯25的一端與聯(lián)接桿17的內(nèi)端171同軸固定聯(lián)接， 動鐵芯25的另一端設(shè)有與所述內(nèi)端171相對應(yīng)的同軸孔250。顯然，通過增設(shè)同軸孔250， 使得動鐵芯25兩端的兩個端面積盡可能大小相等，或者說，使參與構(gòu)成第一間隙L1的動鐵 芯25的一端的端面積與參與構(gòu)成第二間隙L2的動鐵芯25的另一端的端面積盡可能大小 相等。為了進(jìn)一步獲得更好的固定對應(yīng)效果，另一種優(yōu)選采用的結(jié)構(gòu)方案是，所述的第二靜 鐵芯21上設(shè)有與動鐵芯25上的同軸孔250相對應(yīng)的軸向孔210。顯然，通過增設(shè)軸向孔 210,使參與構(gòu)成第二間隙L2的第二靜鐵芯21上的端面面積與參與構(gòu)成第一間隙L1的輔 助靜鐵芯18上的端面面積盡可能大小相等。
[0028] 本發(fā)明實現(xiàn)使脫扣動作電流與第二間隙L2的厚度之間形成線性函數(shù)關(guān)系的結(jié)構(gòu) 優(yōu)化設(shè)計的特點在于：所述的聯(lián)接桿17安裝在的輔助靜鐵芯18的中心孔180內(nèi)，聯(lián)接桿17 的內(nèi)端171與動鐵芯25的一端固定聯(lián)接，聯(lián)接桿17的外端172與聯(lián)接裝置102聯(lián)接并聯(lián) 動。當(dāng)脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103通過聯(lián)接桿17驅(qū)使動鐵芯25移動進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，脫扣 閾值調(diào)節(jié)裝置103的脫扣閾值與所述的第一間隙L1和第二間隙L2這三者之間聯(lián)動、并同 時滿足以下變化關(guān)系，即，第二間隙L2的厚度隨脫扣閾值的大小變化而同向變化、第一間 隙L1的厚度隨第二間隙L2的厚度的大小變化而反向變化、第一間隙L1與第二間隙L2的 厚度之和始終保持不變。第一間隙L1僅用于漏磁平衡，第二間隙L2用于實現(xiàn)與脫扣閾值 的平衡，由于吸合力是與線圈23的能量成正比，而線圈23的能量與第二間隙L2的厚度成 反比，于是可保持能量不變，而只要能量保持不變，所述吸合力與能量的線性關(guān)系就保持不 變，因為脫扣電流動作值的二次方與第二間隙L2的厚度的二次方函數(shù)自動平衡，即脫扣閾 值的大小與第二間隙L2的厚度大小同向變化。
[0029] 參見圖3,本發(fā)明的輔助靜鐵芯18用導(dǎo)磁材料制成，輔助靜鐵芯18提供了四種可 實現(xiàn)不同功能的結(jié)構(gòu)特征：第一，它是磁路中的一個器件；第二它與磁軛19和線圈骨架22 固定聯(lián)接，是構(gòu)成電磁系統(tǒng)101的機(jī)架的必要聯(lián)接件；第三，它與動鐵芯25 -起形成具有平 衡漏磁功能的第一間隙L1，并設(shè)有構(gòu)成第一間隙L1的一個端面；第四，它具有一個容納聯(lián) 接桿17穿過的中心孔180,中心孔180與聯(lián)接桿17形成機(jī)械配合的關(guān)系.為了盡可能減 少由該配合關(guān)系所致的不利于能量平衡的因素，一種有效的措施是，聯(lián)接桿17的材料優(yōu)選 為非導(dǎo)磁材料。輔助靜鐵芯18與聯(lián)接桿17的以下結(jié)構(gòu)還構(gòu)成基于能量平衡原理的新的第 三平衡模型：由于所述的聯(lián)接桿17安裝在輔助靜鐵芯18的中心孔180內(nèi)，聯(lián)接桿17的內(nèi) 端171與動鐵芯25的一端固定聯(lián)接，聯(lián)接桿17的外端172與聯(lián)接裝置102聯(lián)接并聯(lián)動，因 此，據(jù)此結(jié)構(gòu)的效果是，在調(diào)節(jié)脫扣閾值的過程中，聯(lián)接桿17在線圈骨架22的空心腔內(nèi)的 長度（簡稱"腔內(nèi)長度"）是隨脫扣閾值的大小變化而同向變化的，即：脫扣閾值增大，聯(lián)接 桿17的腔內(nèi)長度隨之增大；脫扣閾值減小，聯(lián)接桿17的腔內(nèi)長度隨之減小。如果在聯(lián)接桿 17采用導(dǎo)磁材料的情況下，其腔內(nèi)長度的變化導(dǎo)致聯(lián)接桿17在線圈骨架22的空心腔內(nèi)的 體積（簡稱"腔內(nèi)體積"）變化會導(dǎo)致螺旋管式線圈23的自感磁能的變化；如果聯(lián)接桿17 采用非導(dǎo)磁材料，其腔內(nèi)長度的變化導(dǎo)致聯(lián)接桿17在線圈骨架22的空心腔內(nèi)的體積（簡 稱"腔內(nèi)體積"）變化不會導(dǎo)致螺旋管式線圈23的自感磁能的變化。作為最優(yōu)選的方案聯(lián) 接桿17采用導(dǎo)磁材料，但是，本發(fā)明不排除聯(lián)接桿17采用導(dǎo)磁材料，但如果采用導(dǎo)磁材料， 需滿足復(fù)位彈簧24的彈力大小隨聯(lián)接桿17的腔內(nèi)體積的變化而同向變化的條件，以便建 立起聯(lián)接桿17的腔內(nèi)體積與復(fù)位彈簧24的彈力所形成的函數(shù)關(guān)系的平衡模型，有利于使 脫扣電流值與動鐵芯25的動作所需的電磁吸引力成線性的固定對應(yīng)關(guān)系。圖3、4所示的 復(fù)位彈簧24為壓簧，它安裝在線圈骨架22的空心腔內(nèi)的第二間隙L2中間，復(fù)位彈簧24的 兩端分別與動鐵芯25、第二靜鐵芯21聯(lián)接。為了進(jìn)一步簡化結(jié)構(gòu)，一種優(yōu)選的方案是，復(fù) 位彈簧24的安裝可直接借用動鐵芯25和第二靜鐵芯21上現(xiàn)有的功能孔實現(xiàn)，S卩：所述的 復(fù)位彈簧24的一端抵接安裝在動鐵芯25的同軸孔250內(nèi)，復(fù)位彈簧24的另一端抵接安裝 在第二靜鐵芯21的軸向孔210內(nèi)。這里的抵接安裝是指采用一種已知的抵接結(jié)構(gòu)的安裝， 例如在同軸孔250和軸向孔210內(nèi)分別設(shè)有抵接用的臺階，復(fù)位彈簧24安裝在孔（同軸孔 250、軸向孔210)內(nèi)，同時復(fù)位彈簧24的端部與臺階抵接，以限制復(fù)位彈簧24的軸向與徑 向移動。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述實施例的彈簧安裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是顯而易見的，它不僅簡化了 結(jié)構(gòu)，而且使得復(fù)位彈簧24的彈力與電磁吸引力在同一作用線上，克服了現(xiàn)有專利彈力作 用方向與動鐵芯移動方向之間存在夾角存在的不足，即必須在彈力傳遞鏈中附加設(shè)置運(yùn)動 方向垂直于動鐵芯運(yùn)動方向的由短軸和滑動槽構(gòu)成的滑動副。當(dāng)然，本發(fā)明不排除采用將 復(fù)位彈簧設(shè)置在線圈骨架的空心腔內(nèi)或者采用拉簧或其他類型的彈簧的可替代的方案。
[0030] 如圖3、4所示，本發(fā)明的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置，就機(jī)械 結(jié)構(gòu)而言它與操作機(jī)構(gòu)相關(guān)，就電路結(jié)構(gòu)而言它與接線裝置相關(guān)，具體地說：其輸出脫扣動 作的鎖扣37與操作機(jī)構(gòu)的跳閘桿配合聯(lián)接，以將鎖扣37的脫扣動作能直接驅(qū)動斷路器跳 閘。作為脫扣閾值可調(diào)的瞬時電磁脫扣器，通常情況下，其電磁系統(tǒng)101的線圈23串聯(lián)聯(lián) 接在斷路器的一個極的主電路中，即串聯(lián)聯(lián)接在斷路器的一個極的輸入接線裝置與輸出接 線裝置之間，當(dāng)線圈23內(nèi)流過的電流達(dá)到或超過設(shè)定的脫扣動作電流閾值（以下簡稱"脫 扣閾值"）時，電磁系統(tǒng)101的動鐵芯25產(chǎn)生脫扣動作，該脫扣動作通過聯(lián)接桿17和聯(lián)接 裝置102傳遞給脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103的鎖扣37。三個電磁系統(tǒng)101中的任意一個產(chǎn)生脫 扣動作均可致使斷路器脫扣跳閘。參見圖1至4及圖7和8,所述的脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103 包括固定安裝在基座34上的支架32、樞轉(zhuǎn)安裝在支架32上的旋鈕11、牽引桿29和微調(diào)螺 釘13,旋鈕11同時調(diào)節(jié)三個電磁系統(tǒng)101的脫扣閾值，旋鈕11的下端部設(shè)有齒輪30,牽引 桿29以樞轉(zhuǎn)并能軸向移動的方式安裝在基座34上，牽引桿29上設(shè)有一個可與旋鈕11上 的齒輪30嚙合的齒條31、多個向外伸出的桿15、多個螺紋孔38、一個用于輸出脫扣動作的 鎖扣37和復(fù)位限位面36,其中各桿15分別與所在極的聯(lián)接裝置102配合聯(lián)接，每個螺紋孔 38內(nèi)安裝一個微調(diào)螺釘13,所述的復(fù)位限位面36與基座34配合，限制牽引桿29在復(fù)位狀 態(tài)下作順時針方向轉(zhuǎn)動，為牽引桿29提供穩(wěn)定的復(fù)位狀態(tài)。這里所述的"配合聯(lián)接"是指一 種包括接觸配合和分離配合的聯(lián)接，具體參見圖3、4 :在復(fù)位狀態(tài)下，桿15與聯(lián)接裝置102 的直線輪廓面14不接觸，從而為調(diào)節(jié)脫扣閾值留出聯(lián)接裝置102的移動行程；在脫扣過程 中，聯(lián)接裝置102的移動帶動直線輪廓面14移動，使直線輪廓面14與桿15接觸，再由直線 輪廓面14驅(qū)動桿15動作。旋鈕11樞轉(zhuǎn)安裝在支架32上的結(jié)構(gòu)如圖8所示，它包括同軸 設(shè)置在支架32上兩個開孔63、64、同軸設(shè)置在旋鈕11上的兩個凹進(jìn)的軸段61、62,所述的 兩個軸段61和62分別安裝在兩個開孔63和64內(nèi)，以構(gòu)成實現(xiàn)旋鈕11的樞轉(zhuǎn)安裝的轉(zhuǎn)動 副機(jī)構(gòu)。牽引桿29安裝在基座34上的結(jié)構(gòu)可采用已知轉(zhuǎn)動軸的支承結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)對牽引 桿29具有限制4個自由度的作用，僅允許牽引桿29仍有轉(zhuǎn)動和軸向移動2個自由度。當(dāng) 轉(zhuǎn)動旋鈕11時，圖8所示的旋鈕11的下端部的齒輪30驅(qū)動圖7所示的牽引桿29上的齒 條31，使?fàn)恳龡U29作軸向移動。當(dāng)從桿15或鎖扣37輸入一個動作時，桿15或鎖扣37帶 動牽引桿29轉(zhuǎn)動，牽引桿29的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)桿15與鎖扣37的繞軸聯(lián)動。圖3所示的微調(diào)螺 釘13和圖8所示的螺紋孔38配對設(shè)置，其數(shù)量與斷路器的極數(shù)相等。鎖扣37通過與斷路 器的操作機(jī)構(gòu)的跳閘桿配合聯(lián)接，將其繞牽引桿29轉(zhuǎn)動的脫扣動作輸出給所述的跳閘桿， 所述的配合聯(lián)接的結(jié)構(gòu)是常用的結(jié)構(gòu)。旋鈕11的頂端面上設(shè)有調(diào)節(jié)槽35,調(diào)節(jié)槽35為如 圖8所示的箭頭形狀，在基座34的外表面的與箭頭相對應(yīng)的區(qū)域設(shè)有指示脫扣閾值的標(biāo)記 (圖中未示出），轉(zhuǎn)動旋鈕11時，所述的箭頭能指向不同脫扣閾值的標(biāo)記。調(diào)節(jié)槽35可供 工具（例如螺絲刀之類）插入以驅(qū)動旋鈕11轉(zhuǎn)動。
[0031] 參見圖1至6,所述的聯(lián)接裝置102通過導(dǎo)軌副可直線移動地安裝在所在極的電 磁系統(tǒng)101的磁軛19上，聯(lián)接裝置102上設(shè)有與電磁系統(tǒng)101的聯(lián)接桿17的外端聯(lián)接且 聯(lián)動的固定槽62、與脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103的桿15配合聯(lián)接的直線輪廓面14、與脫扣閾值 調(diào)節(jié)裝置103的微調(diào)螺釘13接觸配合的曲線輪廓面33,聯(lián)接裝置102直線移動的方向B 與聯(lián)接桿17的直線移動的方向A平行。在此所述的配合聯(lián)接同前述含義，所述的"接觸配 合"是指一種包括接觸和分離的配合，具體結(jié)合圖4、5 :在復(fù)位狀態(tài)下，曲線輪廓面33與脫 扣閾值調(diào)節(jié)裝置103的微調(diào)螺釘13接觸；在脫扣過程中，聯(lián)接裝置102的移動同時帶動曲 線輪廓面33和直線輪廓面14向下移動，使曲線輪廓面33與微調(diào)螺釘13分離，然后直線輪 廓面14與桿15接觸，再由直線輪廓面14驅(qū)動桿15動作；在復(fù)位過程中，聯(lián)接裝置102的 移動同時帶動曲線輪廓面33和直線輪廓面14向上移動，使直線輪廓面14與桿15分離，然 后曲線輪廓面33與微調(diào)螺釘13接觸，再由曲線輪廓面33驅(qū)動微調(diào)螺釘13并帶動牽引桿 29復(fù)位。所述的導(dǎo)軌副為設(shè)置在聯(lián)接裝置102上的兩個定位凸臺16、16'(參見圖5)和 設(shè)置在磁軛19上的兩個導(dǎo)軌槽39 (參見圖6)，兩個定位凸臺16、16'分別安裝在兩個導(dǎo)軌 槽39內(nèi)，導(dǎo)軌槽39為直線槽，以實現(xiàn)聯(lián)接裝置102的可直線移動。參見圖5,所述的直線輪 廓面14的分布方向C與聯(lián)接裝置102直線移動的方向B垂直，曲線輪廓面33沿分布方向 C設(shè)有連續(xù)變化的落差H。所述的固定槽62與聯(lián)接桿17的外端172的T形柱端實現(xiàn)聯(lián)接， 并使聯(lián)接裝置102與聯(lián)接桿17聯(lián)動。應(yīng)當(dāng)能理解到，具有聯(lián)接并聯(lián)動的固定槽62完全不 同于如ZL200820214752. 8專利公開的滑動槽，聯(lián)接桿17與固定槽62之間沒有滑動配合關(guān) 系，因此它不存在滑動槽結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的各種公知的缺陷。
[0032] 下面結(jié)合圖1至4說明本發(fā)明的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置的 脫扣閾值調(diào)節(jié)操作的過程。在圖1和2所示的狀態(tài)下，操作旋鈕11向脫扣閾值小的方向轉(zhuǎn) 動，齒輪30驅(qū)動牽引桿29上的齒條31，使?fàn)恳龡U29由圖1所示位置向右移動到圖4所示的 位置，同時微調(diào)螺釘13的頂端在聯(lián)接裝置102的曲線輪廓面33上向右滑動，并驅(qū)動聯(lián)接裝 置102由圖1所示位置向下移動到圖4所示的位置，同時聯(lián)接裝置102帶動聯(lián)接桿17和動 鐵芯25由圖1所示位置向下移動到圖4所示的位置，使第二間隙L2的厚度變小為L20'、 第一間隙L1的厚度增大到L10'，同時復(fù)位彈簧24的高度變低、彈力增大。反之，在圖3和 4所示的狀態(tài)下，操作旋鈕11向脫扣閾值由小向大的方向轉(zhuǎn)動，便可使各動作件回到圖1和 2所示的狀態(tài)。
[0033] 下面結(jié)合圖1至4進(jìn)一步說明本發(fā)明的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié) 裝置的脫扣動作過程。當(dāng)流過線圈23的電流達(dá)到或超過設(shè)定的脫扣閾值時，由線圈23的 自感磁能所致的動鐵芯25與第二靜鐵芯21之間的電磁吸引力克服復(fù)位彈簧24的彈力向 第二靜鐵芯21方向移動，直至動鐵芯25與第二靜鐵芯21吸合，動鐵芯25的移動帶動聯(lián)接 桿17向下移動，聯(lián)接桿17的向下移動帶動聯(lián)接裝置102向下移動，聯(lián)接裝置102的向下移 動帶動其上的直線輪廓面14向下移動，直線輪廓面14與脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103的牽引桿 29上的桿15接觸配合，直線輪廓面14的向下移動驅(qū)動桿15,從而帶動牽引桿29作逆時針 方向（如圖3和4所示的轉(zhuǎn)動方向）的轉(zhuǎn)動，牽引桿29的逆時針轉(zhuǎn)動帶動鎖扣37逆時針 轉(zhuǎn)動，鎖扣37的逆時針轉(zhuǎn)動致使操作機(jī)構(gòu)脫扣、斷路器跳閘。斷路器跳閘后，線圈23內(nèi)的 電流為0,線圈23失去磁能，動鐵芯25與第二靜鐵芯21失去電磁吸引力，動鐵芯25在復(fù) 位彈簧24的彈力作用下向上移動，動鐵芯25的向上移動帶動聯(lián)接桿17和聯(lián)接裝置102復(fù) 位，聯(lián)接裝置102的復(fù)位帶動其上的曲線輪廓面33向上移動，曲線輪廓面33的向上移動驅(qū) 動牽引桿29上的微調(diào)螺釘13向上移動，微調(diào)螺釘13的向上移動帶動牽引桿29作順時針 方向轉(zhuǎn)動，直至牽引桿29上的限位面36受到基座34的限制，電磁系統(tǒng)101、聯(lián)接裝置102 和牽引桿29上的與脫扣動作相關(guān)的運(yùn)動件及運(yùn)動部位進(jìn)入穩(wěn)定的復(fù)位狀態(tài)。
[0034] 下面結(jié)合圖1至4進(jìn)一步說明本發(fā)明的脫扣閾值可調(diào)的電磁脫扣器的初始脫扣閾 值的微調(diào)過程：在復(fù)位狀態(tài)下，操作微調(diào)螺釘13使其轉(zhuǎn)動，可微調(diào)聯(lián)接裝置102的上下移 動，以實現(xiàn)初始的實際脫扣動作電流值與設(shè)定的脫扣閾值的一致性以及各極之間的實際脫 扣動作電流值的一致性。由于采用了能量平衡原理，使得各極的實際脫扣動作電流值與設(shè) 定的脫扣閾值之間的對應(yīng)具有較高的精度，因此，只要初始的實際脫扣動作電流值與設(shè)定 的脫扣閾值一致，即可保證在不同的脫扣閾值狀態(tài)下，各極的實際脫扣動作電流值與設(shè)定 的脫扣閾值之間的對應(yīng)均具有較高的精度。
[0035] 應(yīng)該理解到的是，上述各實施例只是對本發(fā)明的說明，而不是對本發(fā)明的限制，任 何不超出本發(fā)明實質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。例如，圖1至 圖8給出的實施例并不限于三極的情況，它的極數(shù)與安裝在基座34上的電磁系統(tǒng)101和用 于脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103與電磁系統(tǒng)101之間傳動的聯(lián)接裝置102的配置數(shù)量相一致，而 基座34和脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置103是公用的。
【權(quán)利要求】
1. 一種多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)方法，其特征在于：所述電磁脫扣器 的電磁系統(tǒng)（101)包括輔助靜鐵芯（18)、第二靜鐵芯（21)、線圈（23)、復(fù)位彈簧（24)和動 鐵芯（25)，并且在初始位置，所述的動鐵芯（25)與第二靜鐵芯（21)之間具有第二間隙L2， 所述第二間隙L2的厚度隨脫扣閾值的大小變化而同向變化，所述復(fù)位彈簧（24)的彈力隨 脫扣閾值的大小變化而反向變化，當(dāng)脫扣電流值由大向小調(diào)節(jié)時，所述線圈（23)的自感磁 能隨流過的電流以二次方關(guān)系減小，同時，動鐵芯（25)與第二靜鐵芯（21)之間的電磁吸引 力反比于所述第二間隙L2的厚度的減小以二次方關(guān)系加大，通過這兩個二次方函數(shù)之間 自動達(dá)到的平衡，使脫扣電流值的調(diào)節(jié)與動鐵芯（25)的動作所需的電磁吸引力呈線性的 固定對應(yīng)關(guān)系。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)方法，其特征在 于：所述的動鐵芯（25)與輔助靜鐵芯（18)之間具有用于平衡漏磁的第一間隙L1，并且所 述的第一間隙L1的厚度隨所述第二間隙L2的厚度的大小變化而反向變化、第一間隙L1與 第二間隙L2的厚度之和L始終保持不變。
3. 根據(jù)采用權(quán)利要求1所述的方法的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置， 包括各極公用的基座（34)和脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置（103)、安裝在所述基座（34)上的電磁系統(tǒng) (101) 、用于在脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置（103)與電磁系統(tǒng)（101)之間傳動的聯(lián)接裝置（102)和用 于傳遞脫扣動作的聯(lián)接桿（17)，其特征在于： 所述的電磁系統(tǒng)（101)包括空心腔的線圈骨架（22)、分別固定在線圈骨架（22)的空心 腔兩端的第二靜鐵芯（21)和輔助靜鐵芯（18)、套裝在線圈骨架（22)上的線圈（23)、分別 與第二靜鐵芯（21)和輔助靜鐵芯（18)固定聯(lián)接的磁軛（19)、以可在第二靜鐵芯（21)和輔 助靜鐵芯（18)之間直線移動方式安裝在線圈骨架（22)的空心腔內(nèi)的動鐵芯（25)以及由 動鐵芯（25)與第二靜鐵芯（21)定位在線圈骨架（22)內(nèi)的復(fù)位彈簧（24)，用于驅(qū)使動鐵芯 (25)與第二靜鐵芯（21)分尚； 所述的聯(lián)接桿（17)安裝在的輔助靜鐵芯（18)的中心孔（180)內(nèi)，所述聯(lián)接桿（17)包 括與動鐵芯（25)的一端固定聯(lián)接的內(nèi)端（171)和與所述聯(lián)接裝置（102)聯(lián)接并聯(lián)動的外 端（172); 所述的輔助靜鐵芯（18)與動鐵芯（25)之間設(shè)有第一間隙L1，所述的第二靜鐵芯（21) 與動鐵芯（25)之間設(shè)有第二間隙L2,在脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置（103)通過聯(lián)接桿（17)驅(qū)使動 鐵芯（25)移動進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，所述的脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置（103)的脫扣閾值與所述的第 一間隙L1和第二間隙L2這三者之間聯(lián)動、并同時滿足以下變化關(guān)系：第二間隙L2的厚度 隨脫扣閾值的大小變化而同向變化、第一間隙L1的厚度隨第二間隙L2的厚度的大小變化 而反向變化、第一間隙L1與第二間隙L2的厚度之和L始終保持不變。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置，其特征在 于：所述的脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置（103)包括固定安裝在基座（34)上的支架（32)、樞轉(zhuǎn)安裝在 支架（32)上的旋鈕（11)、以樞轉(zhuǎn)并能軸向移動的方式安裝在基座（34)上的牽引桿（29)和 微調(diào)螺釘（13)，所述旋鈕（11)的下端部設(shè)有齒輪（30)，所述的牽引桿（29)上設(shè)有與旋鈕 (11)上的齒輪（30)嚙合的齒條（31)、多個向外伸出的桿（15)、多個螺紋孔（38)、一個用于 輸出脫扣動作的鎖扣（37)和復(fù)位定位面（36)，所述的各桿（15)分別與所在極的聯(lián)接裝置 (102) 配合聯(lián)接，每個螺紋孔（38)內(nèi)安裝有一個微調(diào)螺釘（13)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置，其特征在 于：所述的聯(lián)接裝置（102)通過導(dǎo)軌副可直線移動地安裝在所在極的電磁系統(tǒng)（101)的磁 軛（19)上，聯(lián)接裝置（102)上設(shè)有與電磁系統(tǒng)（101)的聯(lián)接桿（17)的外端（172)聯(lián)接且 聯(lián)動的固定槽（62)、與脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置（103)的桿（15)配合聯(lián)接的直線輪廓面（14)和 與脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置（103)的微調(diào)螺釘（13)接觸配合的曲線輪廓面（33)，所述的聯(lián)接裝置 (102)直線移動的方向B與所述的聯(lián)接桿（17)的直線移動的方向A平行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置，其特征在 于：所述的動鐵芯（25)的一端與聯(lián)接桿（17)的內(nèi)端（171)同軸固定聯(lián)接，動鐵芯（25)的 另一端設(shè)有與所述內(nèi)端（171)相對應(yīng)的同軸孔（250)，所述的第二靜鐵芯（21)上設(shè)有與動 鐵芯（25)上的同軸孔（250)相對應(yīng)的軸向孔（210)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置，其特征 在于：所述的復(fù)位彈簧（24)的一端抵接安裝在動鐵芯（25)的同軸孔（250)內(nèi)，復(fù)位彈簧 (24)的另一端抵接安裝在第二靜鐵芯（21)的軸向孔（210)內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置，其特征在 于：所述的受脫扣閾值調(diào)節(jié)裝置（103)驅(qū)動的聯(lián)接桿（17)為非導(dǎo)磁材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置，其特征在 于：所述的導(dǎo)軌副為設(shè)置在聯(lián)接裝置（102)上的兩個定位凸臺（16、16')和設(shè)置在磁軛 (19)上的兩個導(dǎo)軌槽（39)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多極電磁脫扣器的短路保護(hù)動作電流調(diào)節(jié)裝置，其特征在 于：所述的直線輪廓面（14)的分布方向C與聯(lián)接裝置（102)直線移動的方向B垂直，曲線 輪廓面（33)沿分布方向C設(shè)有連續(xù)變化的落差H。
【文檔編號】H01H71/74GK104124114SQ201410290178
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】敖登貴, 徐永富, 段育明 申請人:上海諾雅克電氣有限公司