小型断路器操作机构与受力分析
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·电器设计与探讨·
电器与能效管理技术（2019No． 3）
小型断路器操作机构与受力分析
唐 庭， 陈柏霖， 汪泰宇 （ 环宇集团浙江高科股份有限公司，浙江 温州 325603）
摘 要： 为了更好地分析 MCB 操作机构的运动轨迹，绘制了机构的运动简图，并 计算在不同状态下的自由度。为了了解操作机构在某些稳定状态位置的受力情况，采 用图解法对操作机构进行受力分析，并初步计算 MCB 的触头终压力、脱扣分闸扭矩、手 柄合闸操作力矩、锁扣锁止力及脱扣力。这为 MCB 的操作机构的设计分析提供了一种 有效的方法。
点 A 为支撑固定铰链点，形成转动副 A； 点 B 为铰链点，形成转动副 B； 点 C 为铰链点，形成转 动副 C； 点 D 为铰链点，形成转动副 D； 点 E 为支 撑固定铰链点，形成转动副 E； 点 F 为铰链点，形 成转动副 F； 点 G 为接触点，形成平面高副 G； 点 H 为接触面，形成移动副 H； 点 J 为面接触，形成 移动副 J； 点 M 为外力施加在构件 7 上的作用点。 1． 2 操作机构的运动过程分析
关键词： 小型断路器； 操作机构； 机构简图； 受力分析； 图解法 中图分类号： TM 561 文献标志码： A 文章编号： 2095-8188（ 2019） 03-0035-05 DOI： 10． 16628 / j． cnki． 2095-8188． 2019． 03． 007
唐 庭 （ 1987—） ， 男，工 程 师，主 要 从 事断路器的研究和 应用。
作机构进行受力分析，并初步计算 MCB 的触头终 压力、脱扣分闸扭矩、手柄合闸操作力矩、锁扣锁 止力及脱扣力。这对现有 MCB 操作机构的优化 及全新机构的设计具有重要的参考意义。
1 MCB 操作机构的结构分析
1． 1 MCB 操作机构的运动简图 MCB 的操作执行机构实质上是一种平面连
杆机构。无论是对现有的 MCB 进行分析，还是设 计全新的操作机构，都需要绘制出机构运动简图。 MCB 在分闸、合闸位置会形成平面四连杆机构， 脱扣位置由四连杆机构通过脱扣机构变成五连杆 机构。MCB 处于分闸状态时的机构运动简图如
Key words： miniature circuit breaker （ MCB ） ； operating mechanism； schematic diagram of the organization；force analysis；graphical method
0引言
小型断路器（ MCB） 广泛应用于电力系统、工 民建及轨道交通、新能源、通信等新兴行业。MCB 的操作机构连接着触头系统，通过运动实现 MCB 对电路的开断和闭合操作。近几年，国内外优秀 企业根据行业环境应用不同，不断推出功能齐全、 性能稳定、可靠性高、一致性好的新产品，就需要 对操作机构进行深入的分析和研究。操作机构作 为 MCB 最重要的执行元器件，在 MCB 中起到至 关重要的作用。本文通过对操作机构运动简图的 绘制，计算出 MCB 在不同状态时的自由度，确定 连杆机构具有确定运动的条件； 运用图解法对操
图 1 MCB 处于分闸状态时的机构运动简图
图 2 MCB 处于合闸状态时的机构运动简图
图 3 MCB 处于自由脱扣状态时的机构运动简图
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在 3 个机构运动简图中，构件 1 表示静触头， 构件 2 表示动触头，构件 3 表示触头杠杆，构件 4 表示锁扣，构件 5 表示跳扣，构件 6 表示连杆，构 件 7 表示手柄，构件 8 表示手柄扭簧，构件 9 表示 机构压簧，构件 10 表示触头扭簧，构件 11 表示锁 扣扭簧，构件 12 表示磁脱扣顶杆。
陈柏霖（ 1995—） ，男，主要从事断路器的开发。 汪泰宇（ 1964—） ，男，教授级高工，主要从事塑壳断路器研究和应用。
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电器与能效管理技术（2019No． 3）
·电器设计与探讨·
图 1 所示，MCB 处于合闸状态时的机构运动简图 如图 2 所示，MCB 处于自由脱扣状态时的机构运 动简图如图 3 所示。
Abstract： In order to better analyze the trajectory of the operating mechanism of miniature circuit breaker （ MCB） ，the motion diagrams of the mechanism are drawn and the degrees of freedom under different states are calculated． In order to understand the force situation of the operating mechanism in some stable positions，the graphic method is used to analyze the force of the operating mechanism，and the contact final pressure of MCB and the release torque，the operating torque of the handle closing，the locking force and the release force are preliminarily calculated． It provides an effective method for the design and analysis of the MCB mechanism．
Operating Mechanism and Force Analysis of Miniature Circuit Breaker
TANG Ting， CHEN Bolin， WANG Taiyu （ Huanyu Group Zhejiang High Tech Co． ，Ltd． ，Wenzhou 325603，China）
电器与能效管理技术（2019No． 3）
小型断路器操作机构与受力分析
唐 庭， 陈柏霖， 汪泰宇 （ 环宇集团浙江高科股份有限公司，浙江 温州 325603）
摘 要： 为了更好地分析 MCB 操作机构的运动轨迹，绘制了机构的运动简图，并 计算在不同状态下的自由度。为了了解操作机构在某些稳定状态位置的受力情况，采 用图解法对操作机构进行受力分析，并初步计算 MCB 的触头终压力、脱扣分闸扭矩、手 柄合闸操作力矩、锁扣锁止力及脱扣力。这为 MCB 的操作机构的设计分析提供了一种 有效的方法。
点 A 为支撑固定铰链点，形成转动副 A； 点 B 为铰链点，形成转动副 B； 点 C 为铰链点，形成转 动副 C； 点 D 为铰链点，形成转动副 D； 点 E 为支 撑固定铰链点，形成转动副 E； 点 F 为铰链点，形 成转动副 F； 点 G 为接触点，形成平面高副 G； 点 H 为接触面，形成移动副 H； 点 J 为面接触，形成 移动副 J； 点 M 为外力施加在构件 7 上的作用点。 1． 2 操作机构的运动过程分析
关键词： 小型断路器； 操作机构； 机构简图； 受力分析； 图解法 中图分类号： TM 561 文献标志码： A 文章编号： 2095-8188（ 2019） 03-0035-05 DOI： 10． 16628 / j． cnki． 2095-8188． 2019． 03． 007
唐 庭 （ 1987—） ， 男，工 程 师，主 要 从 事断路器的研究和 应用。
作机构进行受力分析，并初步计算 MCB 的触头终 压力、脱扣分闸扭矩、手柄合闸操作力矩、锁扣锁 止力及脱扣力。这对现有 MCB 操作机构的优化 及全新机构的设计具有重要的参考意义。
1 MCB 操作机构的结构分析
1． 1 MCB 操作机构的运动简图 MCB 的操作执行机构实质上是一种平面连
杆机构。无论是对现有的 MCB 进行分析，还是设 计全新的操作机构，都需要绘制出机构运动简图。 MCB 在分闸、合闸位置会形成平面四连杆机构， 脱扣位置由四连杆机构通过脱扣机构变成五连杆 机构。MCB 处于分闸状态时的机构运动简图如
Key words： miniature circuit breaker （ MCB ） ； operating mechanism； schematic diagram of the organization；force analysis；graphical method
0引言
小型断路器（ MCB） 广泛应用于电力系统、工 民建及轨道交通、新能源、通信等新兴行业。MCB 的操作机构连接着触头系统，通过运动实现 MCB 对电路的开断和闭合操作。近几年，国内外优秀 企业根据行业环境应用不同，不断推出功能齐全、 性能稳定、可靠性高、一致性好的新产品，就需要 对操作机构进行深入的分析和研究。操作机构作 为 MCB 最重要的执行元器件，在 MCB 中起到至 关重要的作用。本文通过对操作机构运动简图的 绘制，计算出 MCB 在不同状态时的自由度，确定 连杆机构具有确定运动的条件； 运用图解法对操
图 1 MCB 处于分闸状态时的机构运动简图
图 2 MCB 处于合闸状态时的机构运动简图
图 3 MCB 处于自由脱扣状态时的机构运动简图
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在 3 个机构运动简图中，构件 1 表示静触头， 构件 2 表示动触头，构件 3 表示触头杠杆，构件 4 表示锁扣，构件 5 表示跳扣，构件 6 表示连杆，构 件 7 表示手柄，构件 8 表示手柄扭簧，构件 9 表示 机构压簧，构件 10 表示触头扭簧，构件 11 表示锁 扣扭簧，构件 12 表示磁脱扣顶杆。
陈柏霖（ 1995—） ，男，主要从事断路器的开发。 汪泰宇（ 1964—） ，男，教授级高工，主要从事塑壳断路器研究和应用。
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电器与能效管理技术（2019No． 3）
·电器设计与探讨·
图 1 所示，MCB 处于合闸状态时的机构运动简图 如图 2 所示，MCB 处于自由脱扣状态时的机构运 动简图如图 3 所示。
Abstract： In order to better analyze the trajectory of the operating mechanism of miniature circuit breaker （ MCB） ，the motion diagrams of the mechanism are drawn and the degrees of freedom under different states are calculated． In order to understand the force situation of the operating mechanism in some stable positions，the graphic method is used to analyze the force of the operating mechanism，and the contact final pressure of MCB and the release torque，the operating torque of the handle closing，the locking force and the release force are preliminarily calculated． It provides an effective method for the design and analysis of the MCB mechanism．
Operating Mechanism and Force Analysis of Miniature Circuit Breaker
TANG Ting， CHEN Bolin， WANG Taiyu （ Huanyu Group Zhejiang High Tech Co． ，Ltd． ，Wenzhou 325603，China）