本实用新型属于低压电器领域，特别涉及一种转换开关的结构设计。

目前粘胶长丝行业大量使用的电锭开关，其结构如图1和图2所示。由图可见，它包 含有开关外壳1，支承在开关外壳上并可绕轴心线相对转动的手柄转轴2，可随手柄转轴 一起转动的转盘3，固定在转盘下端面上并可随它同步转动的短路片(或称活动触头)4， 开关座5，固定在开关座上的固定触头6，还有压缩弹簧7、8及熔断保险丝等零件。这种 开关的工作原理如图3所示，其中固定触头A、B、C分别代表三相电源三个输出端点， 固定触头Am，Bm，Cm分别代表马达三相绕组的三个输入端点，而D1和D2分别代表 可绕手柄轴心O点同步转动的两个短路片。当开关处于位置Ⅰ(图3a)时A-Am联通，B-Bm 联通，C-Cm联通，电锭处于启动和正常运转状态。当开关处于位置Ⅱ(图3b)时，短路片D1， D2处于悬空状态，B，Bm，C，Cm互相断开，但A-Am仍联通，此时电锭因输入力矩为 零而处于停机状态。当开关处于位置Ⅲ(图3c)时，除A-Am联通外，B-Cm联通，C-Bm 联通，电锭处于反接制动状态。这种转换开关虽然结构简单，但由于只有固定触头B，C， Bm，Cm参与切换，而固定触头A，Am根本不参与切换，即A-Am始终是联通的。所以， 即使在停机状态，电机绕组始终是带电的。这是这种开关的第一个缺点。

这种开关的第二个缺点是，转盘3和活动触头4只是依靠转盘上端5～6mm高的四 方形棱柱体3′，插入手柄转轴2下端的四方孔内来实现位置转换。由于此四方形棱柱体 的高度太小，方孔的间隙又较大，所以转换过程中定位误差较大。

第三个缺点是短路片4本身较厚，而它和固定触头的接触面又被设计成两个凸面相 切，虽有小弹簧在触点施压，接触点基本上仍属刚性的单点接触。接触面积小，接触电阻 大，加上加工粗糙和定位不准，很易造成接触电阻不稳定和接触不良，以至引起触头过热 使相关零件烧毁。

第四个缺点是，该开关内虽装有一组(共3枚)熔断保险丝用来保护电机，但该电机 在正常运转时的工作电流约0.7安培，而电机启动和反接制动时的电流可达6安培左右。 为了在启动和反接制动时不烧保险，现在一般用户都选用7A或更大的保险管。由于所选 用保险丝的额定电流和电机正常运行时的额定电流差别过大，实际上常常失去了保护意 义。

第五个缺点是：该开关内选用的熔断保险管支架是利用保险管两端的既非球面也非平 面的金属端面在保险管的轴向夹紧，由于保险管凸面和支架的凹面不可能吻合，而且不同 厂家不同批号的保险管长度误差较大，再加上保险管支架的轴向长度误差也大且不便调 整，因此常常出现保险管和支架接触不良的事故。

第六个缺点是：由于该开关是完全密封的，电锭的离心罐和丝饼的转动惯量又很大， 一旦当某一相保险管或触头接触不良或熔丝烧断而出现单相运行时，电锭仍能继续在较高 转速下运转而不易察觉。尽管此时的工作电流会比三相正常运行时的0.7安培大，但仍很 难在短期内将剩下的第二或第三相7A保险丝熔断，这样，电机很难得到即时的保护，必 须等到线包或轴承被烧毁电锭完全停转后才能被发现。

由于原有转换开关存在上述结构缺陷，常常导致电锭出现漏电，三相电流不平衡或单 相烧毁线包等严重故障。

低压电器行业为各部门提供了一种通用类型的多层组合式开关，它的每一层最多可以 有4个独立的固定触头。如果所需独立的固定触头数超过4个，则需要相应地增加组合层 数。例如三层组合最多可提供12个固定触头。至于活动触头与固定触头接触转换的动作 方式则有二种：一种是沿触头接触平面作相对滑动，这种组件称为有滑动的平面触头组 件。另一种是沿触头接触平面的法线方向作往复开合运动，在转换过程中接触面之间完全 无滑动，这种组件称为无滑动的触头组件。

这类通用的多层组合开关，其各种功能组件的结构和工艺都己相当成熟。然而在开关 的总体结构上也还不能完全满足粘胶长丝纺丝电锭的特殊要求。首先是其总体结构与纺丝 机不匹配，不便于直接安装在纺丝机上。其次是开关体积过大。以四位转换开关为例，当 使用有滑动的平面触头组件时，必须组合六层才够。开关的装配尺寸明显增大。而且即使 这样也仍旧不能实现按快速启动，节能运行和快速反接制动回路不同的工作电流分别选用 最合适保险管。此外通用的组合开关一般不密封、不防潮、不防腐，开关内一般无保险组 件，更无微型指示灯组件等。

本实用新型的目的是为了克服目前在粘胶长丝行业大量使用的原有电锭转换开关存 在的各项缺点，在广泛吸收通用组合式转换开关的成熟经验的基础上，很有针对性地对电 锭转换开关的总体和局部结构进行了改进设计，使其组合结构紧凑，功能齐全；既能实现 快速启动和快速制动，又可实现节能运行；还能按各回路不同的工作电流分别选用最合适 的熔断保险管；保险组件以及触头转换组件的接触电阻显著减小，可靠性显著提高；当开 关处于停机位置时，可确保电锭电机与电源完全切断；还可使用微型指示灯组件对若干最 关键元件的工作状态进行监测，并使开关具有一定的自检功能。

本实用新型转换开关既可与本申请人所提供的双绕组电锭专利(ZL99216764.7)配套 使用，也可与原来的单绕组电锭配套使用。

本实用新型提出的一种电锭转换开关，包括由底座和外壳构成的密封壳体，在该壳体 内安装有一个传动一定位组件，一个触头转换组件，保险组件，其特征在于，所说的触头 转换组件采用多层组合的触头转换组件。

所说的触头转换组件可由结构相同的三层组合而成，这三层触头组件被同心地由一根 轴贯穿叠装在一起，每一层具有均匀分布在圆周上的四个固定触头以及一个可绕触头组件 中心轴转动的具有两臂呈90°分布的短路片构成。

所说的触头转换组件可由结构相同的三层组合而成，这三层触头组件被同心地由一根 轴贯穿叠装在一起，每一层具有均匀分布在圆周上的四个固定触头以及一个可绕触头组件 中心轴转动的具有两臂呈180°分布的短路片构成。

所说的触头转换组件可由结构相同的三层组合而成，其每一层圆周上共分布有互相间 隔45°的三对固定触头和一个空格位，以及一个可绕触头组件中心轴转动的具有两臂呈 180°分布的短路片构成。

所说的触头转换组件可由结构相同的三层组合而成，每层有两对互相独立固定不动的 固定触头和与固定触头接触面的法线方向上下往复作开合运动的两对活动触头，所说的固 定触头与活动触头一一对应，每对活动触头自身形成短路。

所说的触头转换组件可由结构相同的五层组合而成，每层有两对互相独立固定不动的 固定触头和与固定触头接触面的法线方向上下往复作开合运动的两对活动触头，所说的固 定触头与活动触头一一对应，每对活动触头自身形成短路。

所说的保险组件可为设置在正常运转回路中的一组保险管。

所说的保险组件可为分别设置在按启动，正常运转和反接制动回路中的多组保险管。

所说的保险组件可包括有在保险管两端的金属园圆壳的四周夹持保险管的支架。

还可包括有分别对开关各关键元件的工作状态进行监测的微型指示灯组件。

所说的微型指示灯组件可采用多个发光二极管作指示灯。

本实用新型具有如下特点：

1、采用紧凑的组合结构，将各种功能组件包括传动一定位组件，触头转换组件，保险 组件，微型指示灯组件和密封组件等全部集成在开关底座和外壳之中。

2、通过固定触头间的夹角和触头组合层数(3～5层)的不同设计，可使电锭的启动， 正常运转和反接制动在开关内分别形成各自独立的回路。

3、按启动，正常运转和反接制动回路不同的工作电流可分别选用不同熔断电流的保 险管。也可以只对正常运转回路选用最合适的保险管，而对启动制动回路完全不用保险 管。

4、本转换开关中的所有固定触头全部参与切换，无一例外。当开关处于停机位置时， 确保电锭电机与电源完全切断。

5、在保险管两端的金属圆柱的四周夹持保险管，保证每端至少有四条母线被夹紧， 使保险管两端的接触面积和夹持力较大较稳定。

6、采用沿触头接触平面作相对滑动的平面触头组件，经单面加压或双面夹紧，可使 触点接触电阻降至0.001～0.01欧姆。

7、采用沿触头接触平面的法线方向作往复开合运动的无滑动触头组件，通过适当调 整接触压力，亦可使触头接触电阻降至0.001～0.01欧姆，且触头寿命可以更长。

8、采用若干只高亮度且节能的发光二极管作指示灯，分别对各保险管，各转换触头 以及电机的热保护开关等元件的工作状态进行监测，可具有一定的自检功能。一旦上述任 何一个环节出现异常，指示灯将给出提示。

附图简要说明：

图1是原有电锭转换开关的纵剖面。

图2是原有电锭转换开关的触头分布俯视图。

图3是原有电锭转换开关的工作原理图；其中，图3a、图3b、图3c分别示出位置Ⅰ、 位置Ⅱ、位置Ⅲ时的工作状态。

图4是本实用新型采用有滑动的平面触头组件的三层组合三位和四位转换开关的实 施例的装配结构示意图。

图5是本实用新型采用沿接触面法线开合运动的无滑动触头组件的三层组合三位转 换开关的实施例装配结构示意图。

图6是图4组合开关的实施例一示意图；其中，图6a、图6b、图6c分别示出位置Ⅰ、 位置Ⅱ、位置Ⅲ时的工作状态。

图7是图4组合开关的实施例二示意图；其中，图7a、图7b、图7c分别示出位置Ⅰ、 位置Ⅱ、位置Ⅲ时的工作状态。

图8是图4组合开关的实施例三示意图；其中，图8a、图8b、图8c分别示出位置Ⅰ、 位置Ⅱ、位置Ⅲ时的工作状态。

下面结合各附图详细介绍本实用新型的实施例。

实施例一为一种采用有滑动的平面触头组件的三层组合三位转换开关

本实施例的装配结构如图4所示，图中11为开关密封壳，12为传动一定位组件，13 为固定触头引线端子，14为触头转换组件，15为密封垫圈，16为开关座，17为电源输入 触头。本实施例的触头转换组件14共由三层组合而成，每一层的结构相同。图6表示的 是它的第二层，它具有均匀分布在圆周上的四个固定触头B1，B2，Bm2，Cm1，以及一 个两臂呈90°分布的短路片Db。短路片上有一个方孔，它与固定触头所在的圆周同心。 其余二层的结构在图中没有画出，但布局和图6一样，只是触头标号不同。与图6所示的 第二层触头标号相对应，均布于第一层圆周上的四个固定触头是A1，A2，Am2，Am1， 短路片是Da。均布于第三层圆周上的四个固定触头是C1，C2，Cm2，Bm1，短路片是 Dc。其中Am2，Bm2，Cm2代表电锭电机工作绕组的三个输入端，A2，B2，C2代表向 该工作绕组供电的三相变频电源的三个输出端。Am1，Bm1，Cm1代表电锭电机制动绕 组的三个输入端，A1，B1，C1代表向该制动绕组供电的三相变频电源的三个输出端。这 三层触头组件被同心地叠装在一起，用同一根方形截面的轴贯穿起来。固定触头的位置是 不动的，而短路片则可通过手柄操纵随方轴绕轴心线同步转动至不同位置。该开关具有三 个不同的工作位置，每隔90°有一个工作位置。当处于位置Ⅰ(图6a)时，固定触头Am2-A2， Bm2-B2，Cm2-C2分别被短路片Da，Db，Dc接通。此时电锭处于启动和正常运转状态。 当开关处于位置Ⅱ(图6b)时，三个短路片使三相变频电源的三组等电位点A1-A2，B1- B2，C1-C2接通，而电锭电机的工作绕组的三个端点Am2，Bm2，Cm2和制动绕组的三 个端点Am1，Bm1，Cm1则完全与电源断开，电锭处于停机状态。当开关处于位置Ⅲ(图 6c)时，三个短路片分别使Am1-A1，Bm1-C1，Cm1-B1接通，三相变频电源通过三个输 出端A1，C1，B1分别向制动绕组的三个端点Am1，Bm1，Cm1供电，因相序与位置Ⅰ 时相反，电锭被快速制动。

使用这种有滑动的平面触头组件，只需适当调整接触压力，其接触电阻就可降至0.001 -0.01欧姆。与原电锭转换开关相比有显著改善。

由于在三位转换开关中只有“正常运转”和“反接制动”二个独立的回路，也就是说 没有独立的启动回路。因此必须在“正常运转”回路内完成启动过程。这样，选择正常运 转回路的熔断保险管时就必须考虑此时的启动电流。一般来说，节能运行的工作绕组，其 工作电流在0.5-0.6安左右，其启动电流在2-4安左右。因此对三位转换开关而言，其 正常运转回路保险管的熔断电流应在2-5安范围内选择。其具体数值依工作绕组的设计 参数而定。本实施例中所选用的是3安的保险管。对于反接制动回路，则可以按制动电流 独立地选用熔断电流足够大的保险管，也可以完全不用保险管。

保险组件被安装在开关底座内(图中未画出)，紧邻电源输入触头17。每一保险管 有两个互相绝缘的金属安装架，分别在两端金属圆柱壳体的四周牢牢地夹持住保险管，保 证每端至少有四条母线被夹紧。与原有电锭转换开关利用保险管两端不规则曲面作轴向夹 持相比，接触电阻明显减小，可靠性显著提高。

本实施例中还可按用户需要采用若干只高亮度且节能的微型发光二极管作指示灯，和 其它元件一起构成“微型指示灯组件”，分别对各保险管，各转换触头，以及电机的微型 热保护开关等重要元件的工作状态进行监测。例如采用三只发光二极管组件可对正常运转 回路的三对触头和三只保险管进行监测。增加监测点则要相应增加发光二极管组件。微型 指示灯组件的线路板被安装在开关底座内，而指示灯则被安装在开关正侧面的密封小窗口 中(线路板和指示灯都没有在图中表示出)。这种微型指示灯组件可使开关具有一定的自 检功能，一旦上述任何一个被监测环节出现异常，指示灯将给出提示。

本实施例既可用来与ZL99216764.7所提供的双绕组电锭配套使用，也可用来代替原 有电锭开关，与原来广泛使用的单绕组电锭配套使用。与原有电锭开关相比，本实施例转 换开关接触电阻小，转换定位精度高，故障率明显降低，寿命显著延长。因此，即使只用 来和单绕组电锭配套收效也会非常明显。

实施例二为另一种采用有滑动的平面触头组件的三层组合三位转换开关

本实施例的开关装配结构如图4，装配图的部件说明同实施例一。触头转换组件14， 共由三层组合而成，其中每一层的结构都相同。图7表示的是第二层，它具有均匀分布在 圆周上的四个固定触头B1，B2，Cm1，Bm2，以及一个两臂呈180°分布的短路片Db。 短路片中央有一个方孔，它与固定触头所在的圆周同心。其余二层的结构在图中没有画 出，但布局和图7一样，只是触头标号不同。与第二层触头相对应，均布于第一层圆周的 四个固定触头是A1，A2，Am1，Am2，短路片是Da。均布于第三层圆周的四个固定触 头是C1，C2，Bm1，Cm2，短路片为Dc。其中Am2，Bm2，Cm2，Am1，Bm1，Cm1 分别代表电机工作绕组和制动绕组的三个输入端。A2，B2，C2，A1，B1，C1分别代表 向电机的工作绕组和制动绕组供电的三相变频电源的三个输出端。这三层触头组件被同心 地叠装在一起，用同一根方形截面的轴贯穿起来。固定触头的位置固定不动，而短路片则 可被手柄驱动随方轴绕轴心线同步转动至不同位置。开关具有三个不同位置，每隔45° 有一个工作位置。当开关处于位置Ⅰ(图7a)时，Am2-A2，Bm2-B2，Cm2-C2分别被接 通，此时电锭处于启动和正常运转状态。当开关处于位置Ⅱ(图7b)时，三层组合中的三 个短路片及所有固定触头全在悬空位置，电锭处于断电－停机状态。当开关处于位置Ⅲ (图7c)时，Am1-A1，Bm1-C1，Cm1-B1分别被导通，但相序与位置Ⅰ正常运转时相反， 电锭处于快速反接制动状态。

其它方面，如保险管的选择，保险组件的安装，微型指示灯组件的设置等均与实施例 一相同，这里不再赘述。

本实施例既可用来与ZL99216764.7所提供的双绕组电锭配套使用，也可用来代替原 有电锭开关，与单绕组电锭配套使用。在这二种情况下效果都将会很显著。

实施例三为一种采用有滑动的平面触头组件的三层组合四位转换开关

开关装配示意如图4，装配图的部件说明同实施例一。触头转换组件14共由三层组 合而成，其中每一层的结构相同。图8表示的是它的第二层，其圆周上共分布有三对固定 触头，其标号分别是Bm1-B1，Bm2-B2，Cm1-B1，另外还留有一个空格位，他们互 相间隔45°。还有一个两臂呈180°分布的短路片Db，其中央有一个方孔，它与固定触 头所在的圆周同心。其余两层的结构在图中没有画出，但布局和图8一样，只是触头标号 不同。与图8所示的第二层触头标号相对应，分布于第一层圆周上的三对触头是Am1- A1，Am2-A2，Am1-A1，另加一个空格位，短路片为Da。分布于第三层圆周上的三 对触头是Cm1-C1，Cm2-C2，Bm1-C1，另加一个空格位，短路片为Dc。这三层触 头组件被同心地叠装在一起，用同一根方形截面的轴贯穿起来。固定触头的命名与实施例 一、二相同。A1，B1，C1是专门向启动和制动绕组供电的三相变频电源的输出端。A2， B2，C2是专门向节能绕组供电的三相变频电源的输出端。Am1，Bm1，Cm1是电锭电机 启动和制动绕组的输入端。Am2，Bm2，Cm2是电锭电机节能绕组的输入端。开关每隔 45°有一个工作位置，一共有四个工作位置。当开关处于位置Ⅰ(图8a)时，Am1-A1， Bm1-B1，Cm1-C1分别被接通，电锭快速启动。当开关处于位置Ⅱ(图8b)时，Am2- A2，Bm2-B2，Cm2-C2分别被导通，电锭处于节能运行状态。当开关处于位置Ⅲ(图8c) 时，Am1-A1，Bm1-C1，Cm1-B1分别被导通，因相序与位置Ⅰ，Ⅱ时相反，电锭被快速反 接制动。当开关处于位置Ⅳ时(图8未画出)，短路片Da，Db，Dc都处于每一层的空 格位，所有的固定触头全部悬空，电锭处于断电－停机状态。

使用这种有滑动的平面触头组件，只需适当调整接触压力，其接触电阻就可降至0.001 -0.01欧姆。与原电锭开关相比有显著改善。由于在四位转换开关中具有“快速启动”，“ 正常运转”和“反接制动”三个互相独立的回路，因此可以按各回路不同的工作电流分别 选用最合适的熔断保险管。对于“正常运转”回路，其正常运转电流一般为0.5-0.6安 培，因而可选择熔断电流为1安培左右的保险管。在这种情况下，电机可以得到较好的保 护。启动和制动回路则可以选用较大的保险管，也可以根本不用保险管。

保险组件和微型指示灯组件，在图中没有画出，其结构特征和安装方式等，均与实施 例一相同。

本实施例转换开关与ZL99216764.7所提供的双绕组电锭配套使用，将使电锭在节能 性能，启动性能，制动性能以及可靠性和寿命等方面得到全面改善。

实施例四为一种采用无滑动触头组件的三层组合三位转换开关

开关装置结构示意图如图5，图中，21为开关密封壳，22为传动一定位组件，23为 固定触头引线端子，24为触头转换组件，25为密封垫圈，26为开关座，27为电源输入触 头。本实施例的触头组件共有三层，每层有两对互相独立的固定触头和两对活动触头，它 们一一对应。每对活动触头自身形成短路。固定触头固定不动，而活动触头则沿各自与固 定触头接触面的法线方向上下往复作开合运动，从而使该对固定触头或断开或导通。本 实施例中固定触头的标号(名称)及其所代表的意义与前面的实施例完全相同。

本实施例组合开关在不同工作位置时各触头的开合状态如表1所示，其中+表示导 通，其余均为断开。

                  表    1

由表1可看出，当开关处于位置Ⅰ时，Am2-A2，Bm2-B2，Cm2-C2分别导通，电锭处 于启动－正常运转状态。当开关处于位置Ⅱ时，所有触头全部断开，电锭处于断电－停机 状态。当开关处于位置Ⅲ时，Am1-A1，Bm1-C1，Cm1-B1分别导通，相序与位置Ⅰ时相反， 电锭处于反接制动状态。本实施例与实施例一和实施例二一样，经适当调整，接触电阻都 能达到0.001～0.01欧姆。在本实施例中，熔断保险管的选择，保险组件的安装和微型指 示灯组件的设置(图中没有画出)，都与实施例一相同。

本实施例既可与ZL99216764.7所提供的双绕组电锭配套使用，也可与原来的单绕组 电锭配套使用。在这二种情况下都能取得明显的效果。

本实施例与实施例一和实施例二相比，由于在转换过程中触头的接触面之间无相对滑 动，因而机械寿命更长。其缺点是结构比较复杂，成本较高，尺寸也较大。

实施例五为一种采用无滑动触头组件的五层组合四位转换开关

本实施例开关装置结构如图5所示，只是触头组合单元14需由三层增加到五层，因 而开关的总高度要比实施例四增加约27mm，开关各零部件的说明与实施例四相同。固定 触头的标号(名称)及意义与前面的实施例完全相同。

开关在不同工作位置时各触头断开或导通状态如表2，其中+表示导通，其余均为断 开。

                   表     2

由表2可看出，当开关处于位置Ⅰ时，Am1-A1，Bm1-B1，Cm1-C1分别导通，电锭处 于快速启动状态。当开关处于位置Ⅱ时，Am2-A2，Bm2-B2，Cm2-C2分别导通，电锭处 于节能运行状态。当开关处于位置Ⅲ时，Am1-A1，Bm1-C1，Cm1-B1分别导通，相序与 位置Ⅰ，Ⅱ时相反，电锭处于反接制动状态。在位置Ⅳ，所有触头全部断开，电锭处于断电 －停机状态。

本实施例与实施例三一样，经适当调整，接触电阻都能达到0.001～0.01欧姆。

在本实施例中，熔断保险管的选择与实施例三完全相同，保险组件和微型指示灯组件 (在图中没有画出)的结构特征和安装方式则与实施例一所描述的完全相同。

本实施例转换开关与ZL99216764.7所提供的双绕组电锭配套使用，将使电锭在节能 性能、启动性能、制动性能以及可靠性等方面得到全面改善。而且本实施例的活动触头和 固定触头由于在转换过程中接触面之间无相对滑动，因而机械寿命更长。其缺点是结构比 较复杂，成本较高，体积也较大。