專利名稱：交流接觸器消弧電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電器領域，是一種用于防止交流接觸器、各類繼電器及開關電器在閉合或斷開時拉弧的交流接觸器消弧電路及其控制方法。
背景技術：
交流接觸器、各類繼電器及開關電器在閉合或斷開時往往會產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象，不但 嚴重損壞其開關觸點，還會給用電電路造成種種事故隱患；為了消除開關電器的拉弧現(xiàn)象， 現(xiàn)有技術中主要有以下幾種克服拉弧的方法(1)采用真空滅弧室或SF6滅弧裝置來消除電弧，尤其是在高壓大電流領域，這種 滅弧裝置雖然克服了拉弧現(xiàn)象，能夠達到較好的滅弧效果，但其本身結構復雜，制造成本較 高，維修困難，使用壽命受到限制，不利于普遍推廣使用。(2)采用固態(tài)繼電器取代普通繼電器來消除電弧，尤其是在自動化控制領域，這種 滅弧裝置雖然也克服了拉弧現(xiàn)象，能夠達到較好的滅弧效果，但其本身同樣存在結構復雜， 制造成本較高，維修困難，且存在容易發(fā)熱、使用壽命和載流量受到限制的缺陷，也不利于 普遍推廣使用。(3)目前還有一種效果較好的消除電弧的方法就是主輔開關消弧電路，其做法是 在開關電器主開關的電極兩端并聯(lián)一個輔助電路，且使輔助電路與主開關在閉合或斷開時 形成一定的邏輯關系來達到消弧效果，這種消弧方法雖能有效克服拉弧現(xiàn)象，達到較好的 滅弧效果，但其輔助電路為可控三端電路，當開關電器的工作電路為交流電路，且負載為電 感性負載時，存在浪涌電流和導通波形不太理想的問題，故仍存在局部時段的較高電阻和 較高壓降問題，這將會給主開關通、斷時造成局部程度上的拉弧現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是向本領域提供一種交流接觸器消弧電路，使其解決現(xiàn)有同類 產(chǎn)品滅弧效果欠佳，結構復雜，成本較高的技術問題。其目的是通過如下技術方案實現(xiàn)的?！N交流接觸器消弧電路，包括主開關Kl和可控兩端電路A ；其特征在于所述主開關Kl為機械式開關，包括有第一電極端Pl和第二電極端P2，第一電極端 Pl和第二電極端P2之間并聯(lián)有一可控兩端電路A ；所述可控兩端電路A包括第一電壓端和 第二電壓端，其第一電壓端和所述主開關第一電極端Pl共端，第二電壓端和所述主開關第 二電極端P2共端。作為第一個優(yōu)選，如圖2、圖5、圖6所示，所述交流接觸器消弧電路包括主開關Kl 和可控兩端電路A ；所述主開關Kl由公知的交流接觸器或繼電器2中的主開關動觸頭9與 主開關左固定觸頭12、主開關右固定觸頭13構成；其要點在于所述可控兩端電路A包括輔開關基體1、輔開關彈簧4、輔開關K2和輔開關動觸頭 滑塊11，構成全密封型模塊；其中輔開關K2由輔開關動觸頭5、輔開關左固定觸頭7、輔開 關右固定觸頭8構成；[0011]其結構特點是在內(nèi)空的輔開關基體1內(nèi)部，從上到下設置有輔開關彈簧4、輔開 關動觸頭滑塊11、輔開關動觸頭5、輔開關左固定觸頭7、輔開關右固定觸頭8、主開關動觸 頭滑塊10、主開關動觸頭9、主開關左固定觸頭12和主開關右固定觸頭13 ；其中輔開關彈 簧4、輔開關動觸頭滑塊11和輔開關動觸頭5置于輔開關基體1中間的、兩側帶有對稱導槽 的、一端開口的空心圓柱中；輔開關彈簧4 一頭抵于空心圓柱的頂部，另一頭抵于輔開關動 觸頭滑塊11的頂部，輔開關動觸頭5的中部埋入輔開關動觸頭滑塊11的上部，成為注塑復 合件，而其兩頭分別穿過兩側導槽，沿兩側導槽上下自由活動，輔開關動觸頭滑塊11的底 部穿過輔開關基體1的底部和繼電器2的頂部，相抵于主開關動觸頭滑塊10的頂部；輔開 關左固定觸頭7、輔開關右固定觸頭8分別置于輔開關基體1內(nèi)底部相應位置；其中特別設 置所述機械式輔開關K2的行程距離(即輔開關動觸頭5與輔開關左固定觸頭7、輔開關 右固定觸頭8之間的行程距離)與所述主開關Kl的爬電距離(即主開關動觸頭9與主開 關左固定觸頭12、主開關右固定觸頭13之間的爬電距離)之和，小于所述主開關Kl的行 程距離(即主開關動觸頭9與主開關左固定觸頭12、主開關右固定觸頭13之間的行程距 離)；交流接觸器或繼電器2中的主開關動觸頭9，主開關動觸頭滑塊10、以及活動電磁 鐵是結合在一起的活動整體，其下面抵于復位彈簧上；另外，主開關左固定觸頭12、主開關 右固定觸頭13分別置于交流接觸器或繼電器2中下部相應位置；所述輔開關K2與主開關Kl (即所述公知的交流接觸器或繼電器2)之間通過連接 螺釘3結合在一起；主開關K1、可控兩端電路A之間的電連接通過導線(或?qū)щ娖?按圖2 所示連接。作為第二個優(yōu)選，如圖3、圖5、圖6所示，所述交流接觸器消弧電路包括主開關Kl 和可控兩端電路A ；所述主開關Kl由交流接觸器或繼電器2中的主開關動觸頭9與主開關 左固定觸頭1、主開關右固定觸頭13構成；其特征在于所述可控兩端電路A包括輔開關K2、小型繼電器J(包括小型繼電器J的主開關 JK)、穩(wěn)壓電源電壓端Vcc和穩(wěn)壓電源接地端GND ；其中所述輔開關K2由輔開關基體1、輔開 關彈簧4、輔開關動觸頭5、輔開關左固定觸頭7、輔開關右固定觸頭8和輔開關動觸頭滑塊 11構成，所述小型繼電器J為公知的通用全密封型或真空型小型繼電器，穩(wěn)壓電源電壓端 Vcc與小型繼電器J的線包觸發(fā)電壓相匹配。作為第三個優(yōu)選，如圖4、圖5、圖6所示，所述交流接觸器消弧電路包括主開關Kl 和可控兩端電路A ；所述主開關Kl由公知的交流接觸器或繼電器2中的主開關動觸頭9與 主開關左固定觸頭12、主開關右固定觸頭13構成；其特征在于所述可控兩端電路A包括輔開關K2、限流電阻Rl、限流電阻R2、雙向可控硅SCRl、 雙向可控硅SCR2，其中所述輔開關K2由輔開關基體1、輔開關彈簧4、輔開關動觸頭5、輔開 關左固定觸頭7、輔開關右固定觸頭8和輔開關動觸頭滑塊11構成，所述限流電阻R1、限流 電阻R2、雙向可控硅SCR1、雙向可控硅SCR2構成反向并聯(lián)觸發(fā)電路。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于(1)由于在所述開關電器的主開關K1、可控三端電路A和控制電路C之間采用了 符合上述邏輯關系的結構和控制方法，故只要在控制電路C中按上述邏輯關系合理設置觸 發(fā)信號提前量Δ t，就可以充分破壞主開關Kl在通、斷過程中的拉弧條件，使主開關Kl在通、斷過程中不采用附加的滅弧裝置，就可以達到消除拉弧現(xiàn)象的理想效果，極大地簡化了 結構、縮小了體積、降低了制造成本，擴大了適用范圍，有利于推廣和普及；(2)由于所述開關電器主開關Kl為機械式開關，且其在通、斷過程中消除了拉弧 現(xiàn)象，故可以在制造過程中將其原來的點接觸改變?yōu)槊娼佑|或線接觸，這樣就可以在不增 加體積的情況下，盡可能多地增加開關電器的電接觸橫截面積，以增加其載流量，實現(xiàn)“小 開關，大容量”的效果；(3)由于所述可控兩端電路A中采用了全密封型或真空型小型繼電器及互補型雙 向可控硅消弧模塊，其導通波形或為線性，或互補性較強，故能夠充分保證主開關Kl通、斷 時不會產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象；由于所述可控兩端電路A中采用了全密封型或真空型小型繼電器及 互補型雙向可控硅消弧模塊，其本身無弧或無外泄弧，且更換方便、簡單實用，成本較低，故 有利于推廣普及。
圖1是本實用新型的基本電路原理框圖；圖2是本實用新型實施例1的電路原理圖；圖3是本實用新型實施例2的電路原理圖；圖4是本實用新型實施例3的電路原理圖；圖5是本實用新型實施例1、2、3中所述開關電器處于斷開狀態(tài)時的機械結構圖；圖6是本實用新型實施例1、2、3中所述開關電器處于閉合狀態(tài)時的機械結構圖。以上附圖中元器件的代號及名稱K1、主開關，K2、輔開關，P1、第一電極端，P2、第二電極端，A、可控兩端電路，J、小 型繼電器，JK、小型繼電器主開關，Vcc、穩(wěn)壓電源電壓端，GND、穩(wěn)壓電源接地端，R1、限流電 阻，R2、限流電阻，SCR1、雙向可控硅，SCR2、雙向可控硅，1、輔開關基體，2、交流接觸器或繼 電器，3、連接螺釘，4、輔開關彈簧，5、輔開關動觸頭，6、輔開關電路穿線孔，7、輔開關左固定 觸頭，8、輔開關右固定觸頭，9、主開關動觸頭，10、主開關動觸頭滑塊，11、輔開關動觸頭滑 塊，12、主開關左固定觸頭，13、主開關右固定觸頭。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述圖1為本實用新型的基本電路原理框圖，該交流接觸器消弧電路同時適用于交流 電路和直流電路，包括串聯(lián)在工作電路中的開關電器主開關K1，其具有第一電極端Pl和第 二電極端P2 ；在所述主開關Kl的第一電極端Pl和第二電極端P2之間并聯(lián)有一可控兩端 電路A;所述可控兩端電路A包括第一電壓端和第二電壓端，其中第一電壓端和所述主開 關第一電極端Pl共端，第二電壓端和所述主開關第二電極端P2共端；所述主開關Kl與所述可控兩端電路A之間存在如下邏輯控制關系當開關電器處于導通過程時，所述可控兩端電路A必須首先導通，在延遲時間At 后，令所述主開關Kl閉合，其中，At大于所述主開關Kl的起弧時間(即所述主開關Kl閉 合過程中越過爬電距離的時間)；[0035]當開關電器處于斷開過程時，所述主開關Kl必須首先斷開，在延遲時間At后，令所述可控兩端電路A斷開，其中，At大于所述主開關Kl的起弧時間(即所述主開關Kl斷 開過程中越過爬電距離的時間)；實際應用時，只要在主開關Kl與可控兩端電路A之間按上述邏輯關系合理設置提 前量Δ t (即在Kl與K2之間合理設置提前量Δ t)，破壞了主開關Kl在通、斷過程中的起弧 條件，使主開關Kl在通、斷過程中不采用附加的滅弧裝置，就可以達到消除打火、拉弧現(xiàn)象 的理想效果；由于所述可控兩端電路A中采用了全密封型或真空型小型繼電器及互補型雙 向可控硅消弧模塊，其導通波形或為線性，或互補性較強，故能夠充分保證主開關Kl通、斷 時不會產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象；由于所述可控兩端電路A中采用了全密封型或真空型小型繼電器模 塊及互補型雙向可控硅消弧模塊，其本身無弧或無外泄弧，且更換方便、簡單實用，成本較 低，故有利于推廣普及。實施例1，如圖2、圖5、圖6所示所述交流接觸器消弧電路包括有主開關Kl和可 控兩端電路A ；其中所述主開關Kl由公知的交流接觸器或繼電器2中的主開關動觸頭9與 主開關左固定觸頭12、主開關右固定觸頭13構成；所述可控兩端電路A包括輔開關基體1、 輔開關彈簧4、輔開關K2和輔開關動觸頭滑塊11，構成全密封型模塊；其中輔開關K2由輔 開關動觸頭5、輔開關左固定觸頭7、輔開關右固定觸頭8構成；其結構特點是在內(nèi)空的輔開關基體1內(nèi)部，從上到下設置有輔開關彈簧4、輔開 關動觸頭滑塊11、輔開關動觸頭5、輔開關左固定觸頭7、輔開關右固定觸頭8、主開關動觸 頭滑塊10、主開關動觸頭9、主開關左固定觸頭12和主開關右固定觸頭13 ；其中輔開關彈 簧4、輔開關動觸頭滑塊11和輔開關動觸頭5置于輔開關基體1中間的、兩側帶有對稱導 槽的、一端開口的空心圓柱中；輔開關彈簧4 一頭抵于空心圓柱的頂部，另一頭抵于輔開關 動觸頭滑塊11的頂部，輔開關動觸頭5的中部埋入輔開關動觸頭滑塊11的上部，成為注塑 復合件，而其兩頭分別穿過兩側導槽，可以沿兩側導槽上下自由活動，輔開關動觸頭滑塊11 的底部穿過輔開關基體1的底部和交流接觸器或繼電器2的頂部，抵于其中的主開關動觸 頭滑塊10的上部；輔開關左固定觸頭7、輔開關右固定觸頭8分別置于輔開關基體1底部 相應位置；其中特別設置所述機械式輔開關K2的行程距離(即輔開關動觸頭5與輔開關 左固定觸頭7、輔開關右固定觸頭8之間的行程距離)與所述主開關Kl的爬電距離(即 主開關動觸頭9與主開關左固定觸頭12、主開關右固定觸頭13之間的爬電距離)之和，小 于所述主開關Kl的行程距離(即主開關動觸頭9與主開關左固定觸頭12、主開關右固定 觸頭13之間的行程距離)；公知的交流接觸器或繼電器2中的主開關動觸頭9，主開關動觸頭滑塊10、以及活 動電磁鐵是結合在一起的活動整體，其下面抵于公知的復位彈簧上；另外，主開關左固定觸 頭12、主開關右固定觸頭13分別置于交流接觸器或繼電器2中下部相應位置；所述輔開關K2與主開關Kl (即所述公知的交流接觸器或繼電器2)之間通過連接 螺釘3結合在一起(或按公知的插接方式結合在一起)；其中主開關K1、可控兩端電路A之 間的電連接通過導線(或?qū)щ娖?按圖2所示連接。工作原理將所述開關電器接入工作電路中；開關電器閉合過程[0044]如圖5所示，開關電器處于斷開時的初始狀態(tài)；按所述交流接觸器消弧電路控制方法，令交流接觸器或繼電器2的線包通電，電磁鐵吸合，交流接觸器或繼電器2中的活動 電磁鐵向下運動，帶動主開關動觸頭固定滑塊10和主開關動觸頭9同時向下運動，同時，在 輔開關彈簧4作用下，輔開關動觸頭滑塊11和輔開關動觸頭5也同時向下運動，由于其行 程距離較短，瞬時后，所述輔開關K2首先在全密封狀態(tài)下接觸閉合，此時開關電器的第一 電極端Pl和第二電極端P2之間的電壓近似為零(短路狀態(tài))，破壞了主開關Kl的拉弧條 件，經(jīng)過所述時間提前量At以后，所述主開關Kl在無弧狀態(tài)下接觸閉合，開關電器閉合， 工作電路導通；開關電器斷開過程如圖6所示，開關電器處于閉合時的初始狀態(tài)；按所述交流接觸器消弧電路控制 方法，令交流接觸器或繼電器2的線包斷電，電磁鐵松開，在公知的復位彈簧作用下，推動 活動電磁鐵、主開關動觸頭滑塊10和主開關動觸頭9組合體向上運動，主開關Kl斷開，由 于所述輔開關K2的行程距離較短，此時仍處于閉合狀態(tài)，故其斷開時無弧；經(jīng)過所述時間 提前量At以后，主開關Kl脫開到爬電距離以外位置，所述輔開關K2也在全密封狀態(tài)下脫 開，開關電器斷開，工作電路斷電；此時輔開關彈簧4仍處于被壓縮狀態(tài)，開關電器恢復到 斷開時的初始狀態(tài)。實施例2，如圖3、圖5、圖6所示所述交流接觸器消弧電路包括有主開關Kl和可 控兩端電路A ；其中所述主開關Kl由一公知的交流接觸器或繼電器2中的主開關動觸頭9 與主開關左固定觸頭12、主開關右固定觸頭13構成；所述可控兩端電路A包括輔開關K2、 小型繼電器J、穩(wěn)壓電源電壓端Vcc和穩(wěn)壓電源接地端GND ；其中所述輔開關K2由輔開關基 體1、輔開關彈簧4、輔開關動觸頭5、輔開關左固定觸頭7、輔開關右固定觸頭8和輔開關動 觸頭滑塊11構成，所述小型繼電器J為公知的通用全密封型或真空型小型繼電器，穩(wěn)壓電 源電壓端Vcc與小型繼電器J的線包觸發(fā)電壓相匹配；工作原理將所述開關電器接入工作電路中；開關電器閉合過程如圖5所示，開關電器處于斷開時的初始狀態(tài)；按所述交流接觸器消弧電路控制 方法，令交流接觸器或繼電器2的線包通電，電磁鐵吸合，交流接觸器或繼電器2中的活動 電磁鐵向下運動，帶動主開關動觸頭固定滑塊10和主開關動觸頭9同時向下運動，同時，在 輔開關彈簧4作用下，輔開關動觸頭滑塊11和輔開關動觸頭5也同時向下運動，由于其行 程距離較短，瞬時后，所述輔開關K2首先在全密封狀態(tài)下接觸閉合，即時導通所述可控兩 端電路A，此時開關電器的第一電極端Pl和第二電極端P2之間的電壓近似為零(短路狀 態(tài))，破壞了主開關Kl的拉弧條件，經(jīng)過所述時間提前量At以后，所述主開關Kl在無弧狀 態(tài)下接觸閉合，開關電器閉合，工作電路導通；開關電器斷開過程如圖6所示，開關電器處于閉合時的初始狀態(tài)；按所述交流接觸器消弧電路控制 方法，令交流接觸器或繼電器2的線包斷電，電磁鐵松開，在公知的復位彈簧作用下，推動 活動電磁鐵、主開關動觸頭滑塊10和主開關動觸頭9組合體向上運動，主開關Kl斷開，由 于所述輔開關K2的行程距離較短，此時仍處于閉合狀態(tài)，所述可控兩端電路A仍處于導通狀態(tài)，故其斷開時無??；經(jīng)過所述時間提前量At以后，主開關Kl脫開到爬電距離以外位 置，所述輔開關K2也在全密封狀態(tài)下脫開，所述可控兩端電路A斷電，開關電器斷開，工作 電路斷電；此時輔開關彈簧4仍處于被壓縮狀態(tài)，開關電器恢復到斷開時的初始狀態(tài)。實施例3，如圖4、圖5、圖6所示所述所述交流接觸器消弧電路包括有主開關Kl 和可控兩端電路A ；其中所述主開關Kl由交流接觸器或繼電器2中的主開關動觸頭9與主 開關左固定觸頭12、主開關右固定觸頭13構成；所述可控兩端電路A包括輔開關K2、限流 電阻R1、限流電阻R2、雙向可控硅SCR1、雙向可控硅SCR2，其中所述輔開關K2由輔開關基 體1、輔開關彈簧4、輔開關動觸頭5、輔開關左固定觸頭7、輔開關右固定觸頭8和輔開關動 觸頭滑塊11構成，所述限流電阻Rl、限流電阻R2、雙向可控硅SCRl、另一雙向可控硅SCR2 構成反 向并聯(lián)觸發(fā)電路。工作原理將所述開關電器接入工作電路中；開關電器閉合過程如圖5所示，開關電器處于斷開時的初始狀態(tài)；按所述交流接觸器消弧電路控制 方法，令交流接觸器或繼電器2的線包通電，電磁鐵吸合，交流接觸器或繼電器2中的活動 電磁鐵向下運動，帶動主開關動觸頭固定滑塊10和主開關動觸頭9同時向下運動，同時，在 輔開關彈簧4作用下，輔開關動觸頭滑塊11和輔開關動觸頭5也同時向下運動，由于其行 程距離較短，瞬時后，所述輔開關K2首先在全密封狀態(tài)下接觸閉合(由于其中的觸發(fā)電流 比較微弱，近似無弧)，即時導通所述可控兩端電路A，此時開關電器的第一電極端Pl和第 二電極端P2之間的電壓近似為零(忽略雙向可控硅SCRl和SCR2的管壓降)，破壞了主開 關Kl的拉弧條件，經(jīng)過所述時間提前量At以后，所述主開關Kl在無弧狀態(tài)下接觸閉合， 開關電器閉合，工作電路導通；開關電器斷開過程如圖6所示，開關電器處于閉合時的初始狀態(tài)；按所述交流接觸器消弧電路控制 方法，令交流接觸器或繼電器2的線包斷電，電磁鐵松開，在公知的復位彈簧作用下，推動 活動電磁鐵、主開關動觸頭滑塊10和主開關動觸頭9組合體向上運動，主開關Kl斷開，由 于所述輔開關K2的行程距離較短，此時仍處于閉合狀態(tài)，所述可控兩端電路A仍處于導通 狀態(tài)，故其斷開時無?。唤?jīng)過所述時間提前量At以后，主開關Kl脫開到爬電距離以外位 置，所述輔開關K2也在全密封狀態(tài)下脫開(由于其中的觸發(fā)電流比較微弱，近似無弧)，所 述可控兩端電路A斷電，開關電器斷開，工作電路斷電；此時輔開關彈簧4仍處于被壓縮狀 態(tài)，開關電器恢復到斷開時的初始狀態(tài)。
權利要求一種交流接觸器消弧電路，包括主開關K1和可控兩端電路A；其特征在于所述主開關K1為機械式開關，包括有第一電極端P1和第二電極端P2，在第一電極端P1和第二電極端P2之間并聯(lián)可控兩端電路A；所述可控兩端電路A包括第一電壓端和第二電壓端，第一電壓端和所述主開關第一電極端P1共端，第二電壓端和所述主開關第二電極端P2共端。
專利摘要本實用新型提供一種用于交流接觸器、各類繼電器及開關電器作為消弧用途的交流接觸器消弧電路，所述交流接觸器消弧電路包括一主開關K1和一可控兩端電路A，其要點在于所述主開關K1為機械式開關，所述可控兩端電路A包括有可控兩端電路A、第一電壓端和第二電壓端，其中第一電壓端和所述主開關第一電極端P1共端，第二電壓端和所述主開關第二電極端P2共端；較好地解決了現(xiàn)有同類產(chǎn)品結構中難以解決的打火、拉弧現(xiàn)象嚴重的技術問題。具有無拉弧、載流量大、成本低，使用壽命長、體積小、安裝使用和更換方便、適用范圍廣的優(yōu)點，適合于在電器領域推廣和普及使用。
文檔編號H01H9/20GK201576629SQ20092019055
公開日2010年9月8日 申請日期2009年8月1日 優(yōu)先權日2009年8月1日
發(fā)明者沈永年, 顧誠 申請人:沈永年;顧誠