一种单断点接触器 |
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| 申请号 | CN201510224939.0 | 申请日 | 2015-05-05 | 公开(公告)号 | CN104779120B | 公开(公告)日 | 2016-09-28 |
| 申请人 | 首瑞(北京)投资管理集团有限公司; | 发明人 | 南寅; 汪从礼; 张明亮; 孟令乾; | ||||
| 摘要 | 本 发明 是一种单断点 接触 器，其中，动触头、静触头位于触头支持的空腔中，当动触头在触头支持的导向槽内运动，从而减小接触器体积，与传统单断点接触器和双断点接触器相比体积更小，减少了制造成本。动、静触头闭合时，与传统接触器相比，其接触 位置 更加接近理论设计的接触中心区域，减小动、静触头的中心偏差，保证最大触头接触面积，从而减小接触 电阻 ，降低使用过程中接触温升，节省 电能 损耗。本发明为确保动触头3、静触头10分断时产生的方向不确定 电弧 能快速、有效的进入灭弧室内冷却、熄灭，采用了双侧引弧片、双侧灭弧室的结构。相比传统单侧灭弧方案，减少对动触头、静触头，及动接线 端子 、静接线端子的烧损，从而增加接触器电气寿命。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种单断点接触器，该接触器内置动铁心(16)、静铁心(13)和触头支持(12)，所述触头支持(12)与动铁心(16)相连，其特征在于， 所述接触器的每一极的动触头(3)和静触头(10)位于触头支持(12)的中间空腔中，所述空腔随着触头支持(12)移动； 所述触头支持(12)左右两侧设置引弧结构和灭弧结构，与每一极的动触头(3)和静触头(10)对应;所述引弧结构包括动触头引弧片(5)和静触头引弧片(11);所述灭弧结构包括左灭弧室(2)和右灭弧室(9); 所述动触头(3 )包括动触头接触板(8 )，所述动触头引弧片(5 )固定在动触头接触板(8 )上与动触头(3)形成一个整体结构;所述静触头(10)包括静触头接线端子(1)，所述静触头引弧片(11)固定在静触头接线端子(I)上与静触头(10)形成一个整体结构。 |
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| 说明书全文 | 一种单断点接触器技术领域背景技术[0002]接触器作为一种量大、面广的控制电器，主要用于在控制电路中，远距离接通、分断电路及控制电动机起动、停止、运转中分断等，并可与适当的热继电器或电子式保护装置组合成电动机起动器，保护可能发生过载的电路，广泛用于轻工、冶金、化工、煤矿、机械、起重、铁路、船舶、通信等行业。 [0003]目前，在国际、国内市场上，大部分接触器的动触头结构普遍采用双断点(桥式)、直动式等方式，触头的闭合、断开通过动触头的上、下运动来完成，每个动、静触头距离触头支持有较大的距离，通常采用进出线端各设置一个引弧板、灭弧室的结构，即为:每极触头、灭弧系统设计成由两个动触头、两个静触头、两个引弧板、两个灭弧室组成的结构。此结构动作灵活，在操作频率高的情况下，具有可靠性高，接通、分断能力高等优势。但同时存在结构复杂，成本较高的负面因素。 [0005]而本发明的空腔设置在触头支持中(内部)，并随着触头支持运动，且单断点动、静触头放置在此空腔中，具有缩小体积，降低成本的优点。 [0006]专利CN2342458Y披露了一种单断点直动式接触器，其采用单断点直动式方式，触头的闭合、断开通过动触头与静触头相对运动来完成，由于每极只使用一对动、静触头，与双断点接触器相比节约成本。但其动、静触头系统偏向于触头支持的一侧，这就造成在动、静触头吸合、释放过程中，因受力不均，容易使动、静触头闭合后，接触位置不确定、且与理论设计的动、静触头中心偏差大，使得动静触头的接触电阻大，温升高，增加电能损耗，且这种结构只能设置一个引弧片、一个灭弧室，即为:每极触头、灭弧系统设计成由一个动触头、一个静触头、一个引弧片、一个灭弧室组成的结构。 [0007]本发明的动触头在触头支持的空腔内运动，其运动轨迹更加精确，动、静触头闭合时，其接触位置更加接近理论设计的接触中心区域，减小动、静触头闭合时的中心偏差，保证最大触头接触面积，从而减小接触电阻，降低使用过程中接触温升，减少电能损耗。且采用双侧引弧双侧灭弧结构，增强灭弧效果，增加电气寿命。 [0009]本发明中单断点接触器采用左、右两片引弧片结构，能更快速熄灭电弧，减少触头烧损。其中动触头引弧片5固定在动触头接触板8上，并与动触头3形成一个整体;静触头引弧片11固定在静触头接线端子I上，并与静触头10形成一个整体，且引弧片结构上有突起、圆弧状结构及缺口，能起到导向和增强引弧效果的作用。 [0010]近年来，原材料成本提高，节能、环保概念在各行业深入，针对不同的使用类别，如何在满足不同使用场所或使用类别，在保证性能条件下减低生产成本，提高性价比，已经是发展的必然趋势。 发明内容[0011]鉴于上述背景，为解决在节约成本的同时，兼顾到保证接触器电气寿命问题，本发明提供一种单断点直动式接触器，其节约成本更多，电气寿命更长等特点。 [0012]为了实现本发明的目的。提出以下技术方案: [0013] —种单断点接触器，该接触器内置动铁心16、静铁心13和触头支持12，所述触头支持12与动铁心16相连，所述接触器的每一极的动触头3和静触头10位于触头支持12的中间空腔中，所述空腔随着触头支持12移动； [0014]所述触头支持12左右两侧设置引弧结构和灭弧结构，与每一极的动触头3和静触头10对应;所述引弧结构包括动触头引弧片5和静触头引弧片11;所述灭弧结构包括左灭弧室2和右灭弧室9 ； [0015]所述动触头3包括动触头接触板8，所述动触头引弧片5固定在动触头接触板8上与动触头3形成一个整体结构;所述静触头10包括静触头接线端子I，所述静触头引弧片11固定在静触头接线端子I上与静触头10形成一个整体结构。 [0016]所述动触头引弧片5位于动触头3左右两侧各一片，且两动触头引弧片5在靠近触头两侧留有缺口；所述静触头引弧片11位于静触头10左右两侧各一片，且两静触头引弧片11在靠近触头两侧留有缺口。 [0017]所述触头支持12内部空腔有导向槽，使动触头3能沿导向槽运动。 [0018]所述动触头引弧片5的两侧设置有突起，该突起与所述触头支持12的导向槽配合，使得动触头3能沿导向槽运动。 [0019]所述动触头3与动触头引弧片5固定在一起，所述动触头引弧片5与触头支持12空腔中的导向槽滑动配合。 [0020]所述静触头10与静触头引弧片11固定在一起，位于触头支持12的活动空腔中。 [0021]所述左灭弧室2和右灭弧室9均设置有与动触头引弧片5、静触头引弧片11对应的引弧结构，该引弧结构形成一包围状结构，一侧设置排气开口。 [0022]所述动触头3通过软连接线6与动触头接线端子7连接一起，其中软连接线从右灭弧室9的上方通过。 [0023]本发明的有益效果 [0024] 1、动触头、静触头位于触头支持的空腔中，与传统单断点接触器和双断点接触器相比体积更小，节约材料，减少了制造成本。 [0025] 2、当动触头在触头支持的导向槽内运动，动、静触头闭合时，其接触位置更加接近理论设计的中心区域，减小动、静触头的中心偏差，保证最大触头接触面积，从而减小接触电阻，降低使用过程中接触温升，节省电能损耗。 [0026] 3、为确保动触头、静触头分断时产生的方向不确定电弧的能量能快速、有效的进入灭弧室内冷却、熄灭，采用了双侧引弧片(动触头引弧片、静触头引弧片)、双侧灭弧室(左灭弧室、右灭弧室)的结构。从而减轻触头烧损，增加接触器电气寿命。 [0028]图1为本发明零部件组成示意图； [0029]图2为本发明结构不意图； [0030]图3为动触头引弧片的结构不意图； [0031]图4为本发明动、静触头接触区域示意图； [0032]图5为传统接触器动、静触头接触区域示意图； [0033]图6为本发明动触头灭弧系统结构示意图； [0034]图7为本发明动、静触头处于自然状态(分断)时示意图； [0035]图8为本发明动、静触头接通(闭合)时示意图； [0036]图9为本发明整体效果图。 [0037]图中，静触头接线端子1、左灭弧室2、动触头3、动触头弹簧4、动触头引弧片5、软连接线6、动触头接线端子7、动触头接触板8、右灭弧室9、静触头10、静触头引弧片11、触头支持12，静铁心13、线圈14、反力弹簧15、动铁心16。 具体实施方式[0038]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步详细说明。 [0039]本发明提供一种单断点接触器，其具有节约成本更多，电气寿命更长等特点。其采用的技术方案是:由单断点动触头本体、静触头本体、触头支持、软连接线、双侧引弧片、双侧灭弧室等组成。其相互连接及运动关系为: [0040] 1、动触头引弧片5固定在动触头接触板8上，并与动触头3形成一个整体。软连接线6将动触头接触板8和动触头接线端子7连接在一起。 [0041] 2、静触头引弧片11固定在静触头接线端子I上，并与静触头10形成一个整体。 [0042] 3、动触头引弧片5位于动触头3左右两侧各一片，且两动触头引弧片5未将动触头完全环绕包围，即动触头引弧片5在靠近触头支持12两侧留有缺口；静触头引弧片11位于静触头10左右两侧各一片，且两静触头引弧片11没有将静触头完全环绕包围，即静触头引弧片11在靠近触头支持12两侧留有缺口。 [0043] 4、将前述已经成为一个整体的动触头本体装入接触器中，并将动触头本体穿入触头支持12空腔中，接线端子7固定在接触器中。 [0044] 5、将前述静触头本体装入接触器中，并处于触头支持12空腔中，其接线端子I固定。并使动触头3位于静触头10上方，接触器分断时，存在一定距离(触头开距)。 [0045] 6、将左灭弧室2、右灭弧室9固定动、静触头两侧，与动引弧片5、静引弧片11保持一定间距，形成单断点双侧引弧、双侧灭弧结构。 [0046] 7、触头支持12与动铁心16连接在一起，当动铁心16运动时，便带动触头支持12运动，动触头3在触头支持12空腔的导向槽中相对静触头10运动，使得反力弹簧发15生弹性变形、弹性恢复，完成动触头3与静触头10的闭合、分断功能。 [0047]下面结合附图和具体实施方式进一步说明: [0048]如图1所示，本图描述的是触头系统的零部件的构成。本发明结构由一个静触头接线端子1、一个左灭弧室2、一个动触头3、一个动触头弹簧4、一个动触头引弧片5、一个软连接线6、一个动触头接线端子7、一个动触头接触板8、一个右灭弧室9、一个静触头10、一个静触头引弧片11。 [0049]如图2所示，本图描述的是接触器结构组合。本发明结构的组合方式是将动触头3、动触头接触板8和动触头引弧片5叠放并固定在一起(如:铆接、焊接、卡箍等)；将静触头10、静触头引弧片11和静触头接线端子I置放并固定在一起(如:柳接、焊接、卡雜等);左灭弧室2、右灭弧室9分别固定在动触头引弧片5、静触头引弧片11的两侧。 [0050]为了保证动触头3与动触头接线端子7之间有良好的导电性能，且动触头3能随触头支持顺畅往复运动，用软连接线6作为电流流经通路，软连接线6—端焊接或铆接在动触头接触板8—端上，另一端焊接或铆接在动触头接线端子7上。[0051 ]动触头5放置在触头支持12空腔中，且空腔设置的导向槽能保障动触头5在触头支持12中运动。为使电弧能顺利进入左灭弧室2、右灭弧室9内，特设id种双向引弧片(动触头引弧片5、静触头引弧片11)，通过动触头引弧片5、静触头引弧片11将动触头3、静触头10分断时产生的电弧引入左灭弧室2、右灭弧室9内进行灭弧。 [0052]如图3所示，本图描述的是动触头引弧片5结构，动触头引弧片5有一处折弯51，在平直部分有左右两个突起52和53，与触头支持12中导向槽配合，使动触头3沿导向槽运动。动触头引弧片5还设置有圆弧状结构54，将其动触头3放置在一起。 [0053]如图4所示，动触头灭弧系统结构，动触头引弧片5位于动触头3左右两侧各一片且两动触头引弧片5未将动触头完全环绕包围，即引弧片在靠近触头支持两侧留有缺口。其中动触头引弧片5固定在动触头接触板8上，并与动触头3形成一个整体。此结构在动、静触头接触位置在如图3中①、②、③、④的任意区域时，都能利用安培力、电磁原理，电弧会向距离动触头引弧片5近(磁阻小)的方向运动，减少在动、静触头上停留时间，引入灭弧室内冷却、熄灭。因动触头引弧片5采用了导磁性材料，动触头3与动触头引弧片5间磁阻比缺口处小的多，动、静触头分断时产生的电弧，在安培力的作用下，向磁阻小的动触头引弧片5运动，设置动触头引弧片5的缺口位置能有效避免电弧向触头支持12的引导，减轻对触头支持12的烧损，且双侧引弧结构对应双侧灭弧室(左灭弧室2、右灭弧室9)的结构，通过引弧片将电弧快速、有效的引入灭弧室内冷却、熄灭。同理，静触头引弧片11也有类似结构。 [0054]如图5所示，本图描述的是当动触头如图2中放置在触头支持空腔中，随着触头支持在导向槽内运动，与传统的单断点接触器相比，动、静触头闭合时，其接触位置更加接近中心区域，即接触点多位于理论设计位置范围，减小动静触头的中心偏差，保证最大触头接触面积，降低接触电阻、温升、功耗。 [0055]如图6所示，本图描述是传统接触器动、静触头闭合时，与附图3中比较其动、静触头接触区域发散，远离动、静触头中心位置，会导致动、静触头的中心偏差大，造成触头接触面积减小，使得接触接触电阻大，温升、功耗高。 [0056]如图7所示，本图描述的是动触头3、静触头10处于自然状态(分断)时的工作原理。接触器的动触头3、静触头10都放置在触头支持12的空腔中。当接触器控制线圈14未通电，在反力弹簧15作用下，触头支持12使动触头3与静触头10之间保持一定的距离，此距离为接触器的触头开距。 [0057]如图8所示，本图描述的是接触器完成动触头3、静触头10的闭合、分断的工作原理。 [0058] 1、闭合(吸合)过程:当接触器的控制线圈14通电时，依据麦克斯韦电磁原理，在控制线圈14产生的激磁作用下，在动铁心16、静铁心13间产生电磁吸力，动铁心16克服反力弹簧15的反力向下运动，带动触头支持12下行，触头支持12带动动触头3向下运动，使动触头3与静触头10接触，触头支持12继续下行，动触头3在触头支持12空腔中沿导向槽特定轨道相对滑动，直到动铁心16、静铁心13完全闭合为止。 [0059]由于动触头弹簧4在动触头3、静触头10接通后发生弹性变形，使得动触头3、静触头10之间产生一定的压力(终压力)和超行程。 [0060]以上过程实现了接触器接通电路，使电气设备(如:电动机等)实现通电运转的功會K。 [0061] 2、分断(释放)过程:当控制线圈14失电时，依据麦克斯韦电磁原理，控制线圈14的激磁消失，动铁心16、静铁心13间的电磁吸力消失，动铁心16在反力弹簧15作用下，推动触头支持12向上运动，，动触头3在触头支持12空腔中沿导向槽特定轨道相对滑动，使得动触头3与静触头10分断向上运动一定距离(触头开距)后处于图4所示的分断限位的位置。 [0062]采用单断点双侧灭弧方式，动触头3、静触头10分断时，产生电弧，该电弧通过动触头引弧片5、静触头引弧片11分别快速引入左灭弧室2、右灭弧室9中，进行冷却、熄灭。 [0063] 灭弧效果比对验证: [0064]针对此单断点接触器熄灭分断电弧的效果、电气寿命值，本发明研究了引弧片、灭弧室的结构组合的充分性，共进行6种灭弧方案验证，在额定电压、电流、功率因数、频率下，进行电气寿命验证，其电气寿命值、灭弧效果的结果如下: [0065]①左右双侧引弧片双侧灭弧室，试验50万次以上，动触点3、静触点7表面轻微烧损。触头支持12轻微烧损，软连接线6、动触头接线端子7、静触头接线端子I无烧损。 [0066]②单侧引弧单侧弧室，试验6万次，动触点3、静触点7表面烧损严重，无超行程。触头支持12、软连接线6、动触头接线端子7烧损、静触头接线端子I无烧损，不可继续使用。 [0067]③双侧引弧单侧弧室，试验4万次，动触点3、静触点7表面烧损严重、粘连，无超行程。软连接线6严重烧损、触头支持12、动触头接线端子7有烧损、静触头接线端子I无烧损，不可继续使用。 [0068]④双侧引弧无灭弧室，试验I万次，动触点3、静触点7表面烧损严重、粘连，软连接线6烧损严重，触头支持12、动触头接线端子7、静触头接线端子I有烧损，不可继续使用。 [0069]⑤无引弧片双侧灭弧室，试验0.8万次，动触点3、静触点7表面烧损严重，磨损2/3以上，无超行程，触头支持12、软连接线6烧损严重，动触头接线端子7、静触头接线端子I无烧损，不可继续使用。 [0070]⑥无引弧片无灭弧室，试验0.5万次，动触点3、静触点7表面烧损严重、粘连，触头支持12、软连接线6烧损，动触头接线端子7、静触头接线端子I轻微烧损，不可继续使用。 [0071]从以上试验表明，对于此结构的单断点接触器灭弧方案，采用左右双侧引弧片双侧灭弧室在电气寿命、灭弧效果方面最为有效的，所以本发明采用此灭弧方案。 [0072]以上过程实现了接触器分断电路，使电气设备(如:电动机等)实现断电停止的功會K。[0073 ]如图9所示，为接触器整体外观图。 [0074]本单断点接触器的动触头、静触头位于触头支持的空腔中，空腔随触头支持运动。与传统单断点接触器和双断点接触器相比体积更小，节约材料，减少了制造成本。 [0075]当动触头在触头支持的空腔内运动，其运动轨迹更加精确，动、静触头闭合时，其接触位置更加接近理论设计的接触中心区域，减小动、静触头闭合时的中心偏差，保证最大触头接触面积，从而减小接触电阻，降低使用过程中接触温升，减少电能损耗。 [0076]由于传统接触器触头支持和基座设计成间隙配合、使用过程的磨损(不可避免)，使得此间隙会随着动作次数的增加而变大，再加上重力及反力弹簧等因素影响，导致动、静触头闭合时，接触位置的不确定性，即动、静触头分断过程产生起始电弧的弧根位置、电弧运动方向的不确定。 [0077]为确保动触头、静触头分断时产生的方向不确定的电弧，其能量能快速、有效的进入灭弧室内冷却、熄灭，采用了双侧引弧片(动触头引弧片、静触头引弧片)，动触头引弧片位于动触头左右两侧各一片，且两动触头引弧片未将动触头完全环绕包围，即在靠近触头支持两侧留有缺口，动触头引弧片固定在动触头接触板上，并与动触头形成一个整体结构；静触头引弧片位于静触头左右两侧各一片，且两静触头引弧片未将静触头完全环绕包围，即在靠近触头支持两侧留有缺口，静触头引弧片固定在静触头接线端子上，并与静触头形成一个整体结构。 [0078]引弧片缺口(动触头引弧片、静触头引弧片)的作用:因引弧片采用了导磁性材料，动、静触头与引弧片间磁阻比缺口处小的多(相差3000倍以上)，利用安培力、电磁原理，当动、静触头分断产生电弧时，在安培力的作用下，电弧向磁阻小的引弧片运动，将其引向引弧片方向，减少电弧在动、静触头上停留的时间，设置引弧片的缺口位置能有效避免电弧向触头支持的引导，减轻对触头支持烧损，且双侧引弧结构对应双侧灭弧室(左灭弧室、右灭弧室)的结构，通过引弧片将电弧快速、有效的引入灭弧室内冷却、熄灭。 [0079]综上所述，形成了一种单断点双侧引弧、双侧灭弧室的结构。相比传统单侧灭弧方案，减少对动触头、静触头，及动接线端子、静接线端子的烧损，从而增加接触器电气寿命。 [0080]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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