电动机保护用塑壳断路器的机构设计研究.doc

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1、电动机保护用塑壳断路器的机构设计研究林喜桂苏州西门子电器有限公司摘要：针对电动机断路器操作机构的设计难点，结合某一款电动机断路器的操作机构进行了分析。通过计算机构压力角、传动角、行程速度比，经静力学分析和运动仿真，总结出机构设计思路。实际运用证明，所提方法能有效提高产品设计效率。关键词：电动机断路器;压力角;传动角;双摇杆的四连杆机构;作者简介：林喜桂（1979—），男，高级工程师，主耍从事低压电器设计。收稿日期：2017-07-18ResearchonMechanismDesignofaMouldedCaseCircuitBreakerforMotorProtectionLINXig

2、uiSuzhouSiemensElectricApplianceCo.，Ltd.;Abstract：Thisarticleintroducedanewgenerationofcompactandcurrent-limitingmouldedcasecircuitbreakerformotorprotection,whichcanbeusedinthecontrolandprotectionofAC400V/45kWinductionmotorandtheloadofratedcurrent100Aorbelow.Thekeyofthedesignisoperatingmechanism

3、.Combiningwiththeanalysisofsomeoperatingmechanismofmotorcircuitbreaker，thearticlediscussedthedesighideathroughcalculatingitspressureangle,drivingangleandroutevelocityratio,basedonthestaticsanalysisandmotionanalysis.Keyword：motorcircuitbreaker;pressureangle;drivingangle;fourconnectingrodmechanism

4、oftworocker;Received：2017-07—180引言目前市场上的电动机保护用塑壳断路器（简称电动机断路器），大多数采用棘轮配对的旋转式手柄结构。上棘轮同拉簧连在一起，手柄装在上盖内，在上盖可以显示操作机构的3个位置，包括脱扣、闭合和断开;下棘轮同机构连在一起，操作机构装在屮座上，底座上有触头支持、触头系统以及灭弧系统m。其屮关键部件包括操作机构，因此本文结合机械原理对电动机断路器机构进行设计研究。1电动机断路器机构的分析与计算为使电动机断路器获得良好的过载和短路保护，就必须具有最佳性能的操作机构。本文结合某一型号的电动机断路器的操作机构，分析其四连杆结构类型及其运动简图

5、，计算极位夹角、摆角、压力角和最小传动角，分析四连杆机构的可靠性。要在复杂的机械系统中确定设计操作性能的影响因素，并明确各因素的定性趋向。首先通过静力学分析，建立特定机构操作性能的数学模型以及脱扣力计算模型;然后，利用通过旋转手柄进行多个旋转角度分析，获取各影响项在整个操作过程的数值变化曲线，进一步分析其规律m。i.i机构的类型及其压力角和传动角l.i.i四连杆机构的结构类型#一型号的电动机断路器的操作机构铰链四连杆机构图（闭合位置）如图1所示。根据实物，测量得Li=9mm,L2=10.5mm,L3=10.0mm,L!=14.5mm,贝ijL+LAU+L、，由此可以判断为双摇杆。L和L

6、3分别对应摇杆1和摇杆2，L2对应连杆，1、4对疲机架，不能完成整周运动，只在某一角度范围内运动。1.1.2机构的压力角和传动角为便于理解和获得机构的压力角和传动角，绘制图1机构运动简图，如图2所示。粗实线为断幵位置的运动简阁，细实线为闭合位置的运动简阁，机构从断幵位置和闭合位置的氏、B2近似重合为B点。图2机构运动简图下载原图由阁2可知，摇杆1和连杆2的一端从断开位置开始沿着阁2的运动轨迹1的A：点运动至闭合位罝的久点;连杆2的另一端和摇杆2的一端沿运动轨迹2从断开位置的（：,点运动至闭合位置的C2点。摇杆3另一端B点近似不动;操作杆从粗实线位置运动到细实线位置;扭簧对操作杆的受力方

7、向从粗实线变为细实线位置。显然在机构闭合后，连杆2过死点位置，当机构过死点后，机构处于稳定状态的闭合位置。因此，可以根据实物结构及特征，测得该机构的极位夹角和机构的摆角*均为75°以及摇杆1和连杆2之间的夹角S为10°，机架与连杆1在断幵位置的夹角（3为95°。针对本类产品，为使机构在出现过电流故障能快速脱扣，需要根据机构在极限位置的几何关系，结合有关辅助条件来确定机构运动简图的尺寸参数，同时为使机构设计得可靠合理，还应考虑几何条件和动力条件（