專利名稱：具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種具有保護(hù)功能的交流接觸器，特別涉及的是一種具有電子式
短路自鎖功能的交流接觸器。
背景技術(shù)：
眾所周知，在現(xiàn)有的控制設(shè)備中，交流接觸器作為一種重要的器件廣泛用在電力 線路的開斷和控制領(lǐng)域。通常其是利用主接點(diǎn)來開閉電路，用輔助接點(diǎn)來執(zhí)行控制指令。主 接點(diǎn)一般只有常開接點(diǎn)，而輔助接點(diǎn)常有兩對具有常開和常閉功能的接點(diǎn)，小型的接觸器 也經(jīng)常作為中間繼電器配合主電路使用。 交流接觸器的接點(diǎn)，由銀合金制成，具有良好的導(dǎo)電性和耐高溫?zé)g性。 在本專利中，對于現(xiàn)有技術(shù)中能夠?qū)崿F(xiàn)基本的交流接觸器功能的結(jié)構(gòu)我們稱之為
交流接觸器本體。 在現(xiàn)實(shí)的實(shí)際工作過程中，在工作時，所述的交流接觸器在控制設(shè)備的指令下可 以實(shí)現(xiàn)斷路動作，在發(fā)生短路時，熱繼電器保護(hù)的動作不及時，造成接觸器不能及時斷開或 電子保護(hù)設(shè)備不具備短路故障的自鎖保護(hù)功能時，交流接觸器本體通常會執(zhí)行控制設(shè)備的 指令吸合，造成設(shè)備損壞或發(fā)生火災(zāi)，并且這樣的交流接觸器本體發(fā)生短路事故產(chǎn)生斷路 動作，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言僅僅看到了斷路的結(jié)果，卻并不知道斷路的原因，為此也會 給維修人員造成困惑。 基于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實(shí)踐終于獲得了本創(chuàng)作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器，用以克服上 述缺陷。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于，提供一種具有電子式短路自鎖功 能的交流接觸器，其包括一交流接觸器本體，所述的交流接觸器本體包括一殼體，所述 的殼體內(nèi)部設(shè)置有一短路自鎖部；
所述的短路自鎖部包括 —電流采集單元，用以采集相線的電流信號； —短路檢測單元，獲取表征所述電流信號的電壓信號，并與一基準(zhǔn)信號進(jìn)行比較， 在發(fā)生短路時輸出一短路偵測信號； —短路自鎖執(zhí)行單元，獲取所述的短路偵測信號觸發(fā)所述的交流接觸器本體產(chǎn)生 并保持?jǐn)嗦穭幼鳎?—自鎖解除單元，用以使所述的交流信接觸器本體解除自鎖并復(fù)位。
較佳的，所述的交流接觸器本體還包括
—電磁運(yùn)動單元； 多組通斷結(jié)構(gòu)，每組所述的通斷結(jié)構(gòu)對應(yīng)一條線路，其包括
4
兩個靜觸片以及一動觸片，其中，所述的兩個靜觸片分別與相線相連接； 所述的動觸片，其與所述的兩個靜觸片相對應(yīng)，并且與電磁運(yùn)動單元相連接，在通
電狀態(tài)下，所述的電磁運(yùn)動單元帶動所述的動觸片與所述的兩個靜觸片接觸，從而實(shí)現(xiàn)所
在線路的閉合。 其中，所述的電磁運(yùn)動單元，其包括一電磁鐵，一復(fù)位彈簧、一動鐵芯以及一控制 開關(guān)，其中， 所述的動鐵芯與所述的動觸片相連接； 所述的控制開關(guān)為常閉開關(guān)，其與所述的電磁鐵的線圈以及相線線路形成閉合回 路； 所述的復(fù)位彈簧在所述的電磁鐵失去磁性時，使所述的動鐵芯復(fù)位，進(jìn)而使所述 的動觸片和靜觸片分離。
其中，所述的電流采集單元具有兩種實(shí)施方式，其中之一包括
至少設(shè)置在一條相線上的電流互感器； 整流濾波電路，其與所述的電流互感器的輸出端相連接，用以將其處理成表征所 述電流信號的電壓信號。
其中之二，所述的電流采集單元包括
分別設(shè)置在一條相線上的錳銅片； 整流濾波電路，其與所述的錳銅片的兩端相連接，用以將其處理成表征所述電流 值的電壓信號。
其中，所述的短路檢測單元包括 —電源電路，其從至少一相線電路上獲取電壓信號，并經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓和分 壓處理，從而輸出電源信號； 至少一比較器，其一輸入端與所述的整流濾波電路輸出端相連接，獲取所述的表 征電流信號的電壓信號，其一基準(zhǔn)端與所述的電源電路相連接，獲取所述的電源信號，所述 的比較器的輸出端輸出所述的短路偵測信號。
其中，所述的短路自鎖執(zhí)行單元包括 —觸發(fā)元器件，獲取所述的短路偵測信號后產(chǎn)生一觸發(fā)動作，其與所述的控制開
關(guān)產(chǎn)生聯(lián)動關(guān)系，當(dāng)短路發(fā)生時，所述的觸發(fā)元器件動作使所述的控制開關(guān)斷開； —二極管，其設(shè)置于所述的比較器的輸出端和輸入端之間，在產(chǎn)生所述的短路偵
測信號時使其保持輸出的電位。 其中，所述的自鎖解除單元包括 —復(fù)位開關(guān)； —與所述的比較器輸入端相連接的二極管，其通過所述的復(fù)位開關(guān)接地。 較佳的，還包括一指示單元，其與所述的短路檢測單元相連接，用以接收所述的
短路偵測信號，對發(fā)生短路的相線進(jìn)行指示。 較佳的，所述的指示單元包括至少一發(fā)光二極管，其設(shè)置于所述的比較器輸出端 和所述的觸發(fā)元器件之間。 較佳的，所述的觸發(fā)元器件為繼電器。 與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果在于，能夠在發(fā)生短路故障時產(chǎn)生自鎖動作，從而只有通過人工的方式才能實(shí)現(xiàn)解鎖，最終達(dá)到的用電的安全，同時對短路故障具有指 示作用。


圖1為本發(fā)明具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器的功能結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器一實(shí)施例立體分解示意圖
圖3為本發(fā)明具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器一實(shí)施例剖視結(jié)構(gòu)示意圖
圖4為本發(fā)明具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器一實(shí)施例立體結(jié)構(gòu)示意圖
圖5為本發(fā)明具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器一實(shí)施例電路結(jié)構(gòu)示意圖,
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。
請參閱圖1為本發(fā)明具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器的功能結(jié)構(gòu)框圖；所 述的具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器包括一交流接觸器本體， 所述的交流接觸器本體a包括一殼體，所述的殼體內(nèi)部設(shè)置有一短路自鎖部；其 中，所述的交流接觸器本體就是用以實(shí)現(xiàn)交流接觸器基本的通斷功能的結(jié)構(gòu)。
所述的短路自鎖部包括 —電流采集單元b，其設(shè)置于所述的相線A、B、C上，其用以采集所在相線A、B、C上 的電流信號； —短路檢測單元c，其與所述的電流采集單元b相連接，用以獲取所述的表征電流 信號的電壓信號，并與一基準(zhǔn)信號進(jìn)行比較，在發(fā)生短路時輸出一短路偵測信號；
—短路自鎖執(zhí)行單元d，獲取所述的短路偵測信號觸發(fā)所述的交流接觸器本體a 產(chǎn)生并保持?jǐn)嗦穭幼?，即將所述的交流接觸器本體a處于斷路狀態(tài)； —自鎖解除單元e，用以使所述的交流信接觸器本體a解除自鎖并復(fù)位，這里所指 的復(fù)位是指所述的交流接觸器能夠閉合實(shí)現(xiàn)電流導(dǎo)通(原理見圖2所示)。
請參閱圖2所示，其為本發(fā)明具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器一實(shí)施例主 剖視示意圖。本發(fā)明的要義在于，通過對現(xiàn)有的交流接觸器的改進(jìn)，使其達(dá)到新的安全標(biāo) 準(zhǔn)。所述的殼體包括上蓋IO和底座ll，其中在所述的殼體內(nèi)包括一電磁運(yùn)動單元，用以 在電力導(dǎo)通狀態(tài)產(chǎn)生電磁動作，所述的電磁運(yùn)動單元，其包括一電磁鐵243，一復(fù)位彈簧 241、一動鐵芯242以及一控制開關(guān)(圖中未示)，其中，所述的動鐵芯242與所述的動觸片 21相連接；所述的控制開關(guān)為常閉開關(guān)，其與所述的電磁鐵243的線圈以及相線A線路形 成閉合回路(參見圖5);即只要交流接觸器本體所在的線路上有電流流過，所述的電磁鐵 243就能將所述的動鐵芯242吸引下來，從而使所述的復(fù)位彈簧241處于壓縮狀態(tài)。所述的 復(fù)位彈簧241在所述的電磁鐵243失去磁性時，使所述的動鐵芯242向上復(fù)位。
多組通斷結(jié)構(gòu)，這里采用三組，其中每組所述的通斷結(jié)構(gòu)對應(yīng)一條線路A(相線)， 每一所述的通斷機(jī)構(gòu)包括兩個靜觸片以及一動觸片21，其中，所述的兩個靜觸片分別與 一進(jìn)線金屬導(dǎo)電片23和出線金屬導(dǎo)電片(相對側(cè))相連接，在其上設(shè)置有電流采集單元對 應(yīng)的電流互感器4;其中，所述的進(jìn)線金屬導(dǎo)電片23和出線金屬導(dǎo)電片分別和相線A相連 接；還設(shè)置有滅弧罩22，用以防止交流接觸器本體在導(dǎo)通或是斷開時產(chǎn)生的弧光對線路上的元件或是接觸點(diǎn)產(chǎn)生損害。 所述的動觸片21，其與所述的兩個靜觸片相對應(yīng)，并且與所述電磁運(yùn)動單元中的 動鐵芯242相連接，在通電狀態(tài)下，所述的動鐵芯242帶動所述的動觸片21與所述的兩個 靜觸片接觸，從而實(shí)現(xiàn)所在線路的閉合。 圖3所示，其分別為本發(fā)明具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器實(shí)施例剖視結(jié) 構(gòu)示意圖；在所述的殼體內(nèi)設(shè)置有一控制電路板3，所述的控制電路板3上設(shè)置有繼電器 32，并且具有所述的自鎖解除單元對應(yīng)的復(fù)位開關(guān)31 ;所述的控制開關(guān)31上設(shè)置有外部控 制線33，并且與所述的電流互感器4相連接，并且殼體上設(shè)置有復(fù)位孔201，以及外部控制 線進(jìn)入孔30(參見圖4)。 請參閱圖5所示其為本發(fā)明具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器實(shí)施例電路 結(jié)構(gòu)示意圖。所述的電流采集單元包括分別設(shè)置在一條相線上的電流互感器Ta、Tb、 Tc(4);由于本實(shí)施例要求對三條相線A、B、C每一條都進(jìn)行檢測，因此這里設(shè)置有三個電流 互感器Ta、Tb、Tc (4)， 一整流濾波電路，其與所述的電流互感器Ta、Tb、Tc (4)的輸出端相連 接，用以將其處理成一表征電流信號(這里針對的電流值)的電壓信號，所述的整流濾波電 路包括分別設(shè)置于所針對的電流互感器Ta、Tb、Tc(4)后的整流二極管D4、 D5、 D6，用以進(jìn) 行濾波的電容C4-C9以及用以進(jìn)行分壓電阻R1-R6。本實(shí)施例是以電流互感器為例，但是針 對本發(fā)明的采集形式不限于這種方式，只要能夠采集相線A、 B、 C上的電流信號，并轉(zhuǎn)換為 電壓信號都應(yīng)屬于保護(hù)的范圍，如采用錳銅片代替電流互感器Ta、 Tb、 Tc (4)。
所述的短路檢測單元包括 —電源電路，其從至少一相線電路上獲取電壓信號，并經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓和分 壓處理，從而輸出電源信號，為了防止其中某一條相線出現(xiàn)故障，而無法提供電源信號，為 此本實(shí)施例中從三根相線A、 B、 C上分別獲取電源信號，其包括分別設(shè)置于所針對的相線 A、 B、 C采集端整流二極管D1、 D2、 D3，用以進(jìn)行濾波的電容C1、 C2、 C3、用以進(jìn)行分壓電阻 R7、R8以及穩(wěn)壓二極管DW1。還包括用以調(diào)整基準(zhǔn)值的元器件，這里采用的是變壓電阻器 w，所述的基準(zhǔn)值根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。 至少一比較器，其一輸入端與所述的整流濾波電路輸出端相連接，獲取所述的表 征電流信號的電壓信號，其一基準(zhǔn)端與所述的電源電路相連接，獲取所述的電源信號，較佳 的采用變壓電阻器w調(diào)整基準(zhǔn)值，所述的比較器的輸出端在發(fā)生電路時(當(dāng)所述的輸入端 的電壓信號高于所述的基準(zhǔn)信號時)，輸出所述的短路偵測信號；為了監(jiān)控每一相線A、B、C 短路故障，設(shè)置有三個比較器IC1-1、 ICl-2、 ICl-3。
所述的短路自鎖執(zhí)行單元包括 —觸發(fā)元器件，獲取所述的短路偵測信號后產(chǎn)生一觸發(fā)動作，其與所述的控制開 關(guān)產(chǎn)生聯(lián)動關(guān)系，當(dāng)短路發(fā)生時，所述的觸發(fā)元器件動作使所述的控制開關(guān)斷開，這里采用 的是繼電器J(32); 復(fù)數(shù)個二極管D8、D10、D12，其設(shè)置于所述的比較器ICl-l、ICl-2、ICl-3的輸出端 和輸入端之間，二極管的數(shù)量和比較器的數(shù)量相一致，在產(chǎn)生所述的短路偵測信號后使其 保持輸出的電位，從而實(shí)現(xiàn)自鎖功能，即及時外部控制信號要求合閘也不會產(chǎn)生導(dǎo)通的復(fù) 位動作。 所述的自鎖解除單元包括
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—復(fù)位開關(guān)REST ; 與所述的比較器IC1-1、IC1-2、IC1-3輸入端相連接的二極管D7、D9、D11，其通過 所述的復(fù)位開關(guān)REST接地。 還包括一指示單元，其與所述的短路檢測單元相連接，用以接收所述的短路偵測 信號，對發(fā)生短路的相線進(jìn)行指示。 所述的指示單元包括至少一發(fā)光二極管，其設(shè)置于所述的比較器IC1-1、 ICl-2、 IC1-3輸出端和所述的繼電器J之間，本實(shí)施例采用了三個發(fā)光二極管LEDa、LEDb、LEDc分 別指示每一相線的短路動作。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對本發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限制性 的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對其進(jìn)行許多改變， 修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器，其包括一交流接觸器本體，其特征在于，所述的交流接觸器本體包括一殼體，所述的殼體內(nèi)部設(shè)置有一短路自鎖部；所述的短路自鎖部包括一電流采集單元，用以采集相線的電流信號；一短路檢測單元，獲取表征所述電流信號的電壓信號，并與一基準(zhǔn)信號進(jìn)行比較，在發(fā)生短路時輸出一短路偵測信號；一短路自鎖執(zhí)行單元，獲取所述的短路偵測信號觸發(fā)所述的交流接觸器本體產(chǎn)生并保持?jǐn)嗦穭幼?；一自鎖解除單元，用以使所述的交流信接觸器本體解除自鎖并復(fù)位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器，其特征在于，所述 的交流接觸器本體還包括一電磁運(yùn)動單元；多組通斷結(jié)構(gòu)，每組所述的通斷結(jié)構(gòu)對應(yīng)一條線路，其包括兩個靜觸片以及一動觸片，其中，所述的兩個靜觸片分別與相線相連接；所述的動觸片，其與所述的兩個靜觸片相對應(yīng)，并且與電磁運(yùn)動單元相連接，在通電狀態(tài)下，所述的電磁運(yùn)動單元帶動所述的動觸片與所述的兩個靜觸片接觸，從而實(shí)現(xiàn)所在線路的閉合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器，其特征在于，所述 的電磁運(yùn)動單元，其包括一電磁鐵，一復(fù)位彈簧、一動鐵芯以及一控制開關(guān)，其中，所述的動鐵芯與所述的動觸片相連接；所述的控制開關(guān)為常閉開關(guān)，其與所述的電磁鐵的線圈以及相線線路形成閉合回路； 所述的復(fù)位彈簧在所述的電磁鐵失去磁性時，使所述的動鐵芯復(fù)位，進(jìn)而使所述的動 觸片和靜觸片分離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器，其特征在于，所述 的電流采集單元包括至少設(shè)置在一條相線上的電流互感器；整流濾波電路，其與所述的電流互感器的輸出端相連接，用以將其處理成表征所述電 流信號的電壓信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器，其特征在于，所述 的電流采集單元包括分別設(shè)置在一條相線上的錳銅片；整流濾波電路，其與所述的錳銅片的兩端相連接，用以將其處理成表征所述電流值的 電壓信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器，其特征在于，所 述的短路檢測單元包括一電源電路，其從至少一相線電路上獲取電壓信號，并經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓和分壓處 理，從而輸出電源信號；至少一比較器，其一輸入端與所述的整流濾波電路輸出端相連接，獲取所述的表征電流信號的電壓信號，其一基準(zhǔn)端與所述的電源電路相連接，獲取所述的電源信號，所述的比 較器的輸出端輸出所述的短路偵測信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器，其特征在于，所述的短路自鎖執(zhí)行單元包括一觸發(fā)元器件，獲取所述的短路偵測信號后產(chǎn)生一觸發(fā)動作，其與所述的控制開關(guān)產(chǎn) 生聯(lián)動關(guān)系，當(dāng)短路發(fā)生時，所述的觸發(fā)元器件動作使所述的控制開關(guān)斷開；一二極管，其設(shè)置于所述的比較器的輸出端和輸入端之間，在產(chǎn)生所述的短路偵測信 號時使其保持輸出的電位。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器，其特征在于，所述 的自鎖解除單元包括一復(fù)位開關(guān)；一與所述的比較器輸入端相連接的二極管，其通過所述的復(fù)位開關(guān)接地。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器，其特征在于，還包 括一指示單元，其與所述的短路檢測單元相連接，用以接收所述的短路偵測信號，對發(fā)生 短路的相線進(jìn)行指示。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器，其特征在于，所述 的指示單元包括至少一發(fā)光二極管，其設(shè)置于所述的比較器輸出端和所述的觸發(fā)元器件 之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器，其特征在于，所述的觸發(fā)元器件為繼電器。
全文摘要
本發(fā)明為一種具有電子式短路自鎖功能的交流接觸器，其包括一交流接觸器本體，所述的交流接觸器本體包括一殼體，所述的殼體內(nèi)部設(shè)置有一短路自鎖部；所述的短路自鎖部包括一電流采集單元，用以采集相線的電流信號；一短路檢測單元，獲取表征所述電流信號的電壓信號，并與一基準(zhǔn)信號進(jìn)行比較，在發(fā)生短路時輸出一短路偵測信號；一短路自鎖執(zhí)行單元，獲取所述的短路偵測信號觸發(fā)所述的交流接觸器本體產(chǎn)生并保持?jǐn)嗦穭幼?；一自鎖解除單元，用以使所述的交流信接觸器本體解除自鎖并復(fù)位。
文檔編號H01H47/02GK101789333SQ20101012815
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者萬家盛, 汪志強(qiáng) 申請人:湖北盛佳電器設(shè)備有限公司;萬家盛