徐胜国
浙江正泰电器股份有限公司325603
摘要:本文通过电机调节按钮描述了断路器指示电流的最小法定位置，以确保其动作顺序，结合相关零件和结构进行分析，得到电流最小固定位置的控制，是关键要素；还指出，双金属板零点位移是导致电机断路器动作重复性不高的重要因素。在理论设计的基础上提出上述问题的解决方案。
关键词：电动机断路器；最小整定电流值；动作一致性；零点漂移；重复性
发动机在运行过程中由于机械或电气故障或异常负载，如果不采取保护措施，可能导致发动机过载，将损坏发动机，最常见和最简单的方法是使用热过载继电器或发动机开关保护发动机免受热过载。低压电器（如断路器和热继电器）的产品提供的延时过载保护，主要通过热断开机构实现。当这些电气产品所在电路的工作电流超过设定值时，热断开机构中的热双金属元件产生相应的挠度，断开电路的断开机构。但是，在产品生产过程中，经常会出现以下问题：产品在出现“不能通过电流校准测试”时的热调节；当客户使用产品时，会出现“拒动”或“误动”，这两个问题在业界都没有得到解决。本文将包括电机开关，如从产品、相关零件和结构因素等方面分析问题产生的原因，并在理论设计的基础上提出相应的解决方案。
1电机开关功率
1.1电动机断路器工作原理
电动机断路器工作原理：通过调节器旋钮设定其电流的法定值，当通过电机断路器的电流值超过规定的电流值倍数时，主双金属板弯曲足够行程，通过驱动导板和杠杆推动辅助双金属片，辅助双金属片旋转，推动机构锁扣，打开操作机构，并通过操作机构的储能弹簧，从而打开断路器触头，实现了电路分离功能。
在批量生产中，为了保证产品的有效性和一致性，需要研究设计一系列的方法和设备，可以最大限度地减少产品误差，每种产品都必须使用相同的方法和设备进行调试。目前，该行业大多数工厂采用调整三相电机断路器主双金属的同步性。其目的是将每种产品的主双金调试到离基座支撑壁相同的位置，从而，确保每个产品的动作一致。理论上，每种产品的双金属片在同一位置，和操作机构脱扣点保持相同距离，在同一时间通过同一电流，双金属片的弯曲幅度也是也一样的，通过导板和机构的传递，产品会形成一致性的脱扣。但在实际操作中，以最小额定电流值为10A断路器为例，如目前电动机断路器的设计，通过设置按钮旋转调节电流来测量各种电流校准值，在生产中可以发现许多产品经过同步器调试后，在重新测量时，将发现10A刻度的实际位置，会出现某些偏差，甚至至少会出现两个问题：
首先，1#10A的位置已经超出在调节旋钮的零点位置，调节旋钮不能进一步逆时针旋转以找到10A的准确位置，因此必须将这些产品退回前道工序工作，需要重新调整双金属和基座支撑臂之间的距离。
其二：2#最小设定电流值为10A，其校准后的准确初始位置大约在按钮旋转200°位置。但电机断路器通常需要工厂测量最小值额定值，也同时需要测量最大电流整定值，其包含最大和最小范围之间的各种电流刻度。通过主双金属小电流和大电流时的不同弯曲值差，弯曲值差对应的调节旋钮的角度差，这意味着最小电流校准和最大电流校准之间的角差，对于小型电机断路器，以0.1-0.16A为例，其角差为200°。因为2# 最小的电流额定值已经在200°位置。因此，这些产品的最大电流整定值的刻度约为400°。400°>360°，因此，无法实现最大电流整定值的校准。
3#以上结果可以看出，最小电流定值下的动作位置直接影响产品的效率和可接受性；在同一规格的产品中，如果最小电流校准不均匀，那么外观质量也会受到影响。
2最小电流整定值动作序列分析
热过载保护的作用特性由热元件、导板以及它们之间相互作用的机理决定，保证动作特性的关键，就是使弯曲后的双金属片，将锁扣旋转到临界点（锁扣关闭机构时锁扣的临界点），使行程一致，锁扣的旋转是通过旋转辅助双金属差动杠杆来实现的，可以看作是与主双金属（不考虑在差动臂和辅助双金属之间有一个间隙，其值可能为负，具体取决于实际装配。
三相自动同步机调节两个金属基壁之间的距离，因为双金属首先需要在连接板上点焊，连接板插入中间基座的插孔，辅助双金属锁合页分别放置在调节器和器官的夹子中，而调节架又被插入另一个中间基板槽中，在这样复杂的装配过程中，基准板的主墙和主墙之间的距离很难协调，存在调节的必要性；同样地在调节架上存在零件加工和装配误差，例如辅助双金的开口尺寸不同，锁扣、调节器等组合后的误差累积将影响产品的脱扣行程GAP值的一致性.即使两个双金属片和基壁的距离相同，但每个产品的脱扣行程GAP值也不同。
3影响双金属片的运动重复性
如果假设每个产品的脱扣行程GAP值都是一致，并且每个机构的零件尺寸都是理想的装配，但是最终产品的特性还会出现问题，这就和双金属元件的稳定性和重复性有关。双金稳定性，是指热双金属元件在长时间的应用过程中性能稳定，或者重复运动工作端的移动轨迹。热双金属成形过程中处理热双金属时的残余应力是热双金属工作不稳定的原因之一。温度变化时，由于元件热膨胀系数的差异，相互限制产生热应力，然后与残余工艺应力叠加，可能会超过双金的弹性极限，产生塑性变形，导致热双金属运动的不可逆变化，在重复的情况下不能回到原点，工程人员称之为“零点漂移”。元件中零点漂移的出现直接影响长产品热过载保护功能的精度。
4最小电流设定值操作顺序建议
4.1带调节手柄的双模凸轮结构
原有的凸轮结构将调节螺钉插入初级调节器的调节架上。当调节螺钉顺时针旋转时，会导致调节器逆时针旋转，安装在调节器上的额外双金属对也逆时针旋转。
4.2双回路凸轮结构的调试原理
首先将调节器手柄旋转至设定刻度，然后在进行同步三相主双金的调试，三相主双金属适用于三组导板。然后主双金属通电流，实现热平衡，顺时针拧下调整螺钉并旋转调节器和辅助双金属逆时针，使长侧辅助双对旋转至与导向板接触，拧紧调节螺钉可使调节器继续逆时针旋转，允许使用辅助双金属短边按下锁，直到锁断开跳线并断开。此时，调节器手柄指定的刻度盘给出了电流值设置的最小位置。上面的操作不需要确定金双晶的起始位置和参考壁的预定距离，也排除了误差积累，与零件尺寸和装配相关，电流设置最小刻度值的调试精度，最大电流整定值的测量，采用传统的旋转手柄方法。
5双调整凸轮结构调试预测
5.1工艺流程减少
双位凸轮结构与现有凸轮结构相比，将简化流程，因为新的操作不需要调节第一对金属的位置；并移印调整旋钮表盘同时盖上，而在旧操作中，由于电流最小定值位置不确定，无法实现一次性移印。所以这种结构会提高生产效率。
5.2提高合格率
由于双位凸轮结构是通过调节螺钉确定电流的最小法定位置来确定的，而在批量生产时，可将调节手柄安装在同一位置，从而避免出现问题，涉及电流的最小定值无法确定和过大、过小的应用位置，造成“电流校准无法验证”、“双金属位置返回工作”等进而提高生产力。
6结论
综上所述，电机断路器的动作特性和质量特性受以下两个方面的影响：零件尺寸和装配误差积累、双金调试位置等因素影响的产品脱扣行程GAP值；其次：双金属元件的稳定性和重复性也是操作过程中热过载保护器失效和误操作的重要原因之一。建议在调节旋钮调节器中设计调节螺钉，在热调节过程中，通过拧紧调节螺钉来确定电流最小定值的位置，避免因最小电流定值位置太大或太小而产生不合格产品；同时三相同步性调试减少，降低内应力，生产简化工艺，提高合格率。
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