[發明專利]配有一種電磁斷路器的開關裝置

無效

• 申請號: 200580039924.1
• 申請日: 2005-11-15
• 公開（公告）號: CN101061558A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: P·克萊伊斯;A·沃格爾
• 申請（專利權）人: ABB專利有限公司
• 主分類號: H01H17/24
• 分類號: H01H17/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曹若;趙辛

本發明涉及一種如權利要求1的前序中所述的開關裝置，它配有：一外殼；至少一個包含一固定的接觸件和一活動的接觸件的接觸點；一電磁斷路器，該斷路器具有一脫開線圈和一沖擊銜鐵。

在這類開關裝置上，例如在線路保護開關或電動機保護開關上，電磁斷路器用于在出現短路電流情況下切斷輸入端子和輸出端子之間的電流電路。在現有技術中現今已知的電磁斷路器，例如DE?101?26?852C1或DE?100?10?093?A1中所介紹的，都是按下述原理工作的：在出現短路電流時，一斷開銜鐵朝向一磁芯被置于運動中，在此運動過程中該斷開銜鐵通過一與之有效相連的沖桿將接觸點上的活動的接觸件從固定的接觸件沖開，從而將接觸點打開。隨著同一運動，在一與活動的接觸點接合的鎖扣機構中的一連接點也被斷開，從而使接觸點保持打開的狀態。為此，已知的電磁斷路器都包含一線圈，該線圈通常是用螺旋狀卷繞的金屬絲制成的，還包含一與一在外面圍繞該線圈的磁軛固定地相連的磁芯，該磁芯嚙入到該線圈的內部。斷開銜鐵要么是作為鉸接式銜鐵設計的，要么是作為插入式銜鐵設計的，于此，作為后者也處在線圈的內部。在靜止狀態中時，銜鐵利用一壓力彈簧保持離磁芯有一定距離。當短路電流流過脫開線圈時，于此所產生的脫開線圈的磁場便會導致下述結果：斷開銜鐵克服壓力彈簧的回復力而被移向磁芯。在短路電流被切斷之后，銜鐵便會通過壓力彈簧的回復力再回移到其初始位置上。

因此，本發明的任務是設計出一種裝配較簡單從而成本較有利的此類開關裝置。

上述任務是通過具有權利要求1中所述特征的一種開關裝置加以解決的。

依本發明也就是說，電磁斷路器包含一與沖桿按第一個實施方式有效相連的、用一種具有磁性形狀記憶效應的材料制造的快速動作體(Schnappkoerper)，在受到脫開線圈的磁場影響時，特別在短路電流情況下，該快速動作體可轉換到兩種雙穩態的位置中。特別是該快速動作體可用一種以鎳、錳和鎵為基礎的鐵磁形狀記憶合金制成。

凡是包含一快速動作體的斷路器如今在現有技術中只以熱斷路器而為大家所熟知，其工作方式都是以快速動作盤(Schnappscheibe)原理為基礎的。在這種情況下，快速動作盤是一種盤形的部件，配有一向第一個方向的拱起部。在機械性變形加載條件下，在超越一與彈簧彈性的部件參數有關的死點時，該拱起部即躍遷式地改變其指向，從其第一個雙穩態位置進入到其第二個雙穩態位置中，即從凸出向凹入轉變，或相反地進行轉變。已知的快速動作盤都可以用熱雙金屬制造，或者用熱性形狀記憶合金如鎳-鈦合金制造。

電線路保護開關、電動機保護開關或大功率斷路開關，除了具有一電磁斷路器之外，還具有一熱斷路器，后者在已知的斷路器中都是作為熱雙金屬條帶設計成形的，它在由于過電流引起的溫度升高的影響下會彎曲，從而使開關裝置的鎖扣機構斷開，致使接觸點保持被打開狀態。代替這種熱雙金屬條帶，已知還可用由一種形狀記憶合金制成的條帶。

依本發明，可以充分利用下述事實：磁性形狀記憶合金(參看后文)也還具有一種與之相聯合的熱性形狀記憶效應，從而無論在受到脫開線圈的磁場影響時，或是受到由過電流所引起的溫度升高的影響時，快速動作體都會轉換到兩種雙穩態的位置中。在這里，快速動作體也可以用包括鎳、錳和鎵的一種鐵磁形狀記憶合金來制造。

在采用磁性形狀記憶合金的情況下，可以在馬氏相中，通過一種孿晶結構的兩個晶體結構變體之間的轉變來引起形變，在此，在這兩個晶體結構變體之間的轉變可通過一外磁場加以控制。在該相轉變發生時的磁場強度在下文中亦稱之為“轉變場強”。這些材料因此稱之為磁性形狀記憶合金或“磁形狀記憶合金”(MSM)。

磁性形狀記憶合金可有利地作為包括鎳、錳和鎵的鐵磁形狀記憶合金而成形。關于以鎳、錳和鎵為基礎的鐵磁形狀記憶合金的結構和作用原理的更詳細說明，例如可在WO?98/08261和WO?99/45631中看到。

通過相應的合金成分組成便可確定，在外磁場的何種取向條件下，可以達到最大膨脹，例如磁場可以與MSM-材料垂直或橫向地布置，以達到最大膨脹。

利用MSM-材料在一種外磁場的影響下所達到的形變，可以是線膨脹、彎曲或扭曲(Torsion)。

在采用MSM-材料的情況下，在馬氏體相和奧氏體相之間除了發生磁激發的轉變，還有一種熱激發的轉變。