[发明专利]具有磁性闩锁的电磁致动器和包括一个这样的致动器的开关装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有磁性闩锁的电磁致动器，其包括安装为沿着磁轭内部的纵轴在锁定位置和打开位置之间轴向滑动的活动芯部。致动器进一步包括永久磁体和在轭的纵轴方向轴向延伸的线圈。线圈用于产生第一磁控制通量以将活动芯部从打开位置运动到锁定位置，以及产生与永久磁体的极化通量相反并使得活动芯部能够从锁定位置运动到打开位置的第二磁控制通量。

本发明涉及包括与用于开关电力负载的电源的至少一个动触头协作的至少一个静触头的开关装置。

背景技术

具有磁性闩锁的电磁致动器用于开关装置，特别是真空盒，的打开和闭合指令是知晓的，并且特别地描述在专利EP0867903B1和US6373675B1中。

由于不同的已知致动器的磁路的几何结构，获得用于使得操作机构运动的有用力由于电磁致动器的低效率而一般要求使用大尺寸的操作线圈，或者要求使用递送非常高的电控制功率(转换为安培数)的操作线圈。

而且，由于磁体在磁路中的定位，可以观察到所述磁体退磁的危险。实际上，如在专利申请WO95/07542中示出的，当磁体串联布置在磁路中时，由操作线圈产生的磁通量会抵消磁体的磁通量，最终使得所述磁体退磁，特别是在当触头断开时。

如特别地描述在专利申请WO2008/135670中的其它的解决方案要求非常大体积的磁体以保证即便当发生大的机械冲击时仍保持闭合位置。因此，这些磁体是昂贵的。

如在专利申请WO95/07542中描述的解决方案具有在缺少充分的偏压弹簧的情形下存在稳定的中间位置的危险。但是，并不期望致动器具有除了打开和闭合位置之外的稳定位置。为了解决该问题，超尺寸的偏压弹簧用于打开致动器，这引起用于闭合所述致动器(起动（inrush）阶段)的额外的能量要求。

最终，如专利EP1012856B1描述的解决方案要求使用两个不同的线圈，一个线圈用于闭合，另一个用于打开，从而产生额外的费用。

发明内容

因此，本发明的目的是解决现有技术的问题以提出一种具有高能量效率的电磁致动器。

根据本发明的电磁致动器的永久磁体定位在活动芯部上以当活动芯部处于打开位置时至少部分地位于第一磁控制通量在其中流动的固定磁路外面，以及当活动芯部处于锁定位置时至少部分地位于用于磁体产生的磁极化通量的流动的固定磁路内部。

根据本发明的第一实施例，永久磁体在垂直于轭的纵轴的方向以径向方式磁化。

有利地，轭包括围绕活动芯部延伸的内套筒，永久磁体定位在活动芯部上以使得当活动芯部处于锁定位置时至少部分地面对磁轭的内套筒。

优选地，套筒延伸一重叠距离，设置成以使得套筒布置为与锁定位置的永久磁体面对。

优选地，内套筒通过在活动芯部平动运动过程中保持均一的滑动径向空气间隙从活动芯部间隔开。

根据本发明的第二实施例，永久磁体沿着轭的纵轴以轴向方向磁化。

根据一特定实施例，永久磁体定位在活动芯部上以使得当活动芯部处于打开位置时完全位于磁轭外面。

根据一特定实施例，永久磁体定位在活动芯部上以使得当活动芯部处于打开位置时完全位于磁轭内部。

根据一替代实施例，致动器包括由非铁磁材料制成的盖，该盖位于磁轭的外表面的位置以覆盖处于打开位置的整个活动芯部。

根据一替代实施例，活动芯部包括用于贴靠锁定位置的磁轭的径向表面，所述表面小于所述芯部的平均横截面。

电磁致动器优选地包括至少一个偏压弹簧，用于抵抗所述芯部从它的打开位置到它的锁定位置的运动。

根据一特定实施例，磁性的活动芯部与沿着纵轴延伸的非磁性的致动元件耦合。

有利地，电磁致动器包括能够手动致动或者依靠机电致动器致动的可移动的套筒。

根据本发明的开关装置包括至少一个如上限定的电磁致动器以致动所述至少一个动触头。

附图说明

其它的优点和特征将从以下在附图中示出、仅以非限制性例子目的给出的本发明的特定实施例的描述变得更加清楚、明显，其中：

图1A和1B示出根据本发明的第一实施例的在两个操作位置处于闭合阶段的电磁致动器的横截面视图；

图2A和2B示出根据本发明的第一实施例的在两个操作位置处于打开阶段的电磁致动器的横截面视图；

图3A和3B示出根据图1A和1B的替代实施例的在两个操作位置处于闭合阶段的电磁致动器的横截面视图；

图4A和4B示出根据本发明的第二实施例的在两个操作位置的在闭合阶段的电磁致动器的横截面视图；