專利名稱：一種多功能控制與保護開關(guān)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制與保護開關(guān)電器，尤其涉及一種多功能控制與保護開關(guān)電 器，屬于低壓電器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一般的低壓電器構(gòu)成的電氣系統(tǒng)主要有兩種方式一種是由分別實現(xiàn)保護作用 (配電電器，主要為斷路器)與控制作用(控制電器，主要為接觸器和熱繼電器或電動機保護 器)的分立式的開關(guān)電器構(gòu)成，各自獨立安裝，兩種電器串聯(lián)，連接在電源和負載之間(如圖 1 a所示)。配電電器的操作機構(gòu)接受檢測單元的故障信號而脫扣并分斷配電電器的主電 路，控制電器的控制電路接受人為的或自動的控制信號而操作電磁系統(tǒng)并接通或分斷控制 電器的主電路。另一種是由同時帶有控制與保護作用的集成化的多功能電器即控制與保護開關(guān) 電器(簡稱為CPS)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)構(gòu)成一般為模塊化的一體化安裝方式，接在電源和負載之 間。其保護裝置分為電磁式保護裝置、電子式保護裝置兩種形式。其中，對于完全由電磁式保護裝置構(gòu)成的CPS (如圖1 b所示)，其操作機構(gòu)可接受 一般故障(除短路以外的故障，如過載、斷相等故障)檢測單元的故障信號實現(xiàn)分斷電路并 (或)報警，同時，CPS的操作機構(gòu)可對串連在控制電源和控制電路中的一對機械控制觸頭進 行人為操作。受控于操作機構(gòu)的機械控制觸頭可接受人為的或自動的控制信號，通過控制 電路操作電磁系統(tǒng)，實現(xiàn)接通或分斷CPS的主電路。這種CPS還同時帶有短路保護脫扣系 統(tǒng)(即短路故障檢測單元和高速電磁系統(tǒng))，短路故障發(fā)生時通過機械方式直接作用于主電 路。對于由電子式保護裝置構(gòu)成的CPS，按保護裝置是否作用于脫扣機構(gòu)又有兩種不 同的方案。一種是保護裝置由獨立的一般故障檢測單元和短路故障檢測單元組成，一般故障 不通過機械方式直接作用于操作機構(gòu)(如圖1 C所示)，而對與控制電路串聯(lián)的一對機械控 制觸頭(如圖1 c中的機械控制觸頭2)進行操作，通過控制機械控制觸頭2的分與合，實現(xiàn) 通過控制電路操作電磁系統(tǒng)的分與合；通過短路保護脫扣系統(tǒng)(即短路故障檢測單元和高 速電磁系統(tǒng))實現(xiàn)短路故障保護，短路保護的方式是通過機械方式直接作用于主電路。另一種是保護裝置由單一的故障檢測處理單元組成(如圖Id所示)，一般故障和短 路故障均由該單一故障檢測處理單元進行檢測和處理，不同故障發(fā)生時，處理單元通過脫 扣控制觸點和通斷控制觸點對脫扣電磁鐵和控制電路的控制進行故障保護，并通過脫扣電 磁鐵和電磁系統(tǒng)的動作先后次序?qū)σ话愎收虾投搪饭收线M行區(qū)分。專利文獻ZL 00813988. 1中提及的接觸器-斷路器，屬于保護裝置由單一的故障 檢測處理單元組成的CPS (圖Id所示類型，其結(jié)構(gòu)示意圖見文獻ZL 00813988. 1中圖1，以 下描述中所述的相關(guān)序號為該文獻圖1中相關(guān)序號)，但存在以下問題
雖解決了接觸器模式下的可靠工作與斷路器模式下的高斷路速度的協(xié)調(diào)問題，但其機械和電氣的布局使得觸頭滅弧系統(tǒng)難以居中對稱布局，即電源端與負載端側(cè)的滅弧室空間 不相等，無法最大程度的利用滅弧室內(nèi)部的有效空間縮小外部的飛弧距離，使用時需要更 大的空間并可能帶來安全隱患。保護和控制裝置一方面通過線夾或插頭與主電路連接，一 方面進行電壓轉(zhuǎn)換，前者的接觸電阻和后者的AC/DC轉(zhuǎn)換均會產(chǎn)生較大的發(fā)熱，導致發(fā)熱 相對集中，不利于電子元器件的正常。工作電磁鐵缺少狀態(tài)反饋環(huán)節(jié)，降低了使用的可靠 性。作為接觸器功能使用時，當外部控制電源頻繁通斷時，由于保護裝置和控制裝置的電源 同時被頻繁通斷，可能會導致部分電子元器件的壽命降低。因此，有必要提供新的一體式模塊化的多功能控制與保護開關(guān)電器。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多功能控制與保護開關(guān)電器，兼具接觸器 的控制功能、斷路器的短路分斷功能以及過載繼電器的過載保護功能。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種多功能控制與保護開 關(guān)電器，包括動力模塊，所述動力模塊包括主電路、控制電磁鐵、脫扣電磁鐵和操作機構(gòu)，所 述操作機構(gòu)通過機械控制觸頭通斷控制電磁鐵的供電回路，所述操作機構(gòu)與信報觸頭模塊 和脫扣電磁鐵機械關(guān)聯(lián)，所述操作機構(gòu)通過傳動機構(gòu)實現(xiàn)主電路的分斷與閉合；保護模塊， 所述保護模塊包括脫扣電磁鐵驅(qū)動電路和電流傳感器；所述電流傳感器的一次回路通過線 夾或插頭與主電路連接，電流傳感器的二次回路的感應(yīng)信號和信號處理控制單元相連，從 而實現(xiàn)對主電路電流的檢測和判斷；電源模塊，所述電源模塊包括電源轉(zhuǎn)換電路，分別提供 電源給控制電磁鐵驅(qū)動電路、脫扣電磁鐵驅(qū)動電路和信號處理控制單元。上述的多功能控制與保護開關(guān)電器，其中，所述動力模塊包括有反饋觸頭模塊，所 述反饋觸頭模塊的觸頭支持與傳動機構(gòu)關(guān)聯(lián)，檢測判斷控制電磁鐵是否按照要求正常閉合 或斷開，反饋觸頭模塊的輸出端和信號處理控制單元相連，若控制電磁鐵未正常動作，則信 號處理控制單元會發(fā)出報警信號或通過脫扣電磁鐵驅(qū)動電路使得脫扣器脫扣分斷主電路。上述的多功能控制與保護開關(guān)電器，其中，所述信號處理控制單元包括短路檢測 電路，當主電路出現(xiàn)短路故障后，所述短路檢測電路直接發(fā)出命令觸發(fā)脫扣電磁鐵驅(qū)動電 路分斷主電路；當出現(xiàn)一般故障時，所述信號處理控制單元通過軟件分析發(fā)出命令觸發(fā)脫 扣電磁鐵驅(qū)動電路分斷主電路。上述的多功能控制與保護開關(guān)電器，其中，所述主電路包含動觸頭和靜觸頭用于 接通和分斷主電路，所述動觸頭、靜觸頭和滅弧室相連，所述滅弧室用于快速熄滅接通和分 斷瞬間在動、靜觸頭間產(chǎn)生的電弧；靜觸頭通過導電板分別連接到電源端和負載端，負載端 設(shè)有斷點，該斷點通過線夾或插頭與電流傳感器連接，動觸頭布局在橋形觸頭上，橋形觸頭 的一端和彈簧相連，另一端通過觸頭支持和傳動機構(gòu)相連。上述的多功能控制與保護開關(guān)電器，其中，所述操作機構(gòu)和控制電磁鐵位于開關(guān) 電器的中間位置，所述保護模塊位于開關(guān)電器的負載端一側(cè)，所述電源模塊位于開關(guān)電器 的電源端一側(cè)。上述的多功能控制與保護開關(guān)電器，其中，所述控制電磁鐵驅(qū)動電路的電源輸入 端設(shè)置有機械控制觸點，所述機械控制觸點通過輔助按鈕、旋鈕和電源相連，使得所述控制 電磁鐵的電源與保護模塊的電源分離。
本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本發(fā)明提供的多功能控制與保護開關(guān)電 器，通過采用一體式模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提供兼具接觸器的控制功能、斷路器的短路分斷功 能以及過載繼電器的過載保護功能的開關(guān)電器。此外，本發(fā)明通過設(shè)置反饋觸頭，用于判斷 控制電磁鐵是否按照要求正常閉合或斷開，提高控制的可靠性。
圖Ia為現(xiàn)有的由分立的開關(guān)電器組成的電氣系統(tǒng)示意圖Ib為現(xiàn)有的由電磁式保護裝置構(gòu)成的集成化控制與保護開關(guān)電器組成的電氣系統(tǒng) 示意圖Ic為現(xiàn)有的由電子式保護裝置構(gòu)成的集成化控制與保護開關(guān)電器組成的電氣系統(tǒng) 示意圖Id為現(xiàn)有的由單一故障檢測處理單元構(gòu)成的控制與保護開關(guān)電器組成的電氣系統(tǒng) 示意圖2為本發(fā)明多功能控制與保護開關(guān)電器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明控制電磁鐵處于閉合位置時的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明的短路檢測電路原理圖5為本發(fā)明帶輔助觸頭和按鈕的多功能控制與保護開關(guān)電器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中
1動力模塊2電源模塊3保護模塊
12控制電磁鐵13脫扣電磁鐵14操作機構(gòu)
15傳動機構(gòu)15a直接與控制電磁體關(guān)聯(lián)的傳動機構(gòu)部分
15b直接與操作機構(gòu)關(guān)聯(lián)的傳動機構(gòu)部分16信報觸頭模塊
17輔助觸頭模塊18反饋觸頭模塊21電源轉(zhuǎn)換電路
22機械控制觸頭23控制電磁鐵驅(qū)動電路31脫扣電磁鐵驅(qū)動電路
32電流傳感器33信號處理控制單元 33a短路檢測電路
101動觸頭102靜觸頭103橋形觸頭
104導電板105彈簧106觸頭支持
107反饋觸頭模塊的觸頭支持 108第二彈簧 109滅弧室 110第二輔助觸頭111輔助按鈕 112旋鈕(或按鈕)
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。圖2為本發(fā)明多功能控制與保護開關(guān)電器結(jié)構(gòu)示意圖。請參見圖2，本發(fā)明提供的多功能控制與保護開關(guān)電器包括動力模塊1，所述動力 模塊包括主電路、控制電磁鐵12、脫扣電磁鐵13和操作機構(gòu)14，所述操作機構(gòu)14通過機械 控制觸頭22通斷控制電磁鐵12的電源回路，所述操作機構(gòu)14與信報觸頭模塊16和脫扣 電磁鐵13機械關(guān)聯(lián)，所述操作機構(gòu)14通過傳動機構(gòu)15實現(xiàn)主電路的分斷與閉合；保護模塊3，所述保護模塊包括信號處理控制單元33、脫扣電磁鐵驅(qū)動電路31和電流 傳感器32 ；所述電流傳感器32的一次回路通過線夾或插頭與主電路連接，電流傳感器的二 次回路的感應(yīng)信號和信號處理控制單元33相連，從而實現(xiàn)對主電路電流的檢測和判斷；
電源模塊2，所述電源模塊包括電源轉(zhuǎn)換電路21，分別提供電源給控制電磁鐵驅(qū)動電 路23、脫扣電磁鐵驅(qū)動電路31和信號處理控制單元33。本發(fā)明提供的一體式模塊化的多功能控制與保護開關(guān)電器包括動力模塊1、保護 模塊3、電源模塊2三部分，各模塊在機械、電氣方面相互關(guān)聯(lián)、協(xié)調(diào)配合，可提供兼具接觸 器的控制功能、斷路器的短路分斷功能以及過載繼電器的過載保護功能的開關(guān)電器。為了增加反饋控制功能，動力模塊1可以包括有反饋觸頭模塊18。請參見圖3，傳 動機構(gòu)15—般包括兩部分，分別是直接與控制電磁鐵關(guān)聯(lián)的傳動機構(gòu)15a以及直接與操作 機構(gòu)關(guān)聯(lián)的傳動機構(gòu)15b。所述反饋觸頭模塊18的觸頭支持107與傳動機構(gòu)15關(guān)聯(lián)，可檢 測判斷控制電磁鐵12是否按照要求正常閉合或斷開，反饋觸頭模塊18的輸出端與信號處 理控制單元33電氣連接，若控制電磁鐵12未正常動作，則信號處理控制單元33會發(fā)出報 警信號或通過脫扣電磁鐵驅(qū)動電路31使得脫扣電磁鐵13脫扣分斷主電路。輔助觸頭模塊 17的工作原理和方式與反饋觸頭模塊18相同，在此不再一一詳述。為了能夠快速輸出控制和保護信號，信號處理控制單元33可以包括短路檢測電 路33a，當主電路出現(xiàn)短路故障后，所述短路檢測電路33a直接發(fā)出命令觸發(fā)脫扣電磁鐵驅(qū) 動電路31分斷主電路；當出現(xiàn)一般故障時，所述信號處理控制單元33通過軟件分析發(fā)出命 令觸發(fā)脫扣電磁鐵驅(qū)動電路31分斷主電路。請繼續(xù)參見圖4，本發(fā)明用于檢測短路電流的短路檢測電路33a組成如下，電壓比 較器U3D根據(jù)參考電壓VR+，判定輸入信號IAl最大值超出閾值與否，若超出則輸出脫扣 信號反之則不輸出，電壓比較器U3C根據(jù)參考電壓VR-，判定輸入信號IAl最小值超出閾值 與否，若超出則輸出脫扣信號反之則不輸出，電壓比較器U3A、U4A原理同電壓比較器U3D， 電壓比較器U3B、U4B原理同電壓比較器U3C。電壓比較器U3A、U3B、U3C、U3D、U4A、U4B輸 出并聯(lián)，當有1個或以上電壓比較器輸出脫扣信號則此短路檢測電路33a輸出短路脫扣信 號。下面接著詳細介紹各其它主要單元模塊的構(gòu)成 1)主電路的構(gòu)成
控制與保護開關(guān)電器的動觸頭101和靜觸頭102用于接通和分斷主電路，滅弧室109 用于快速熄滅接通和分斷瞬間在動、靜觸頭間產(chǎn)生的電弧。靜觸頭102通過導電板104分 別連接到電源端和負載端，負載端一側(cè)設(shè)有斷點，該斷點通過線夾或插頭與電流傳感器32 連接，動觸頭101布局在橋形觸頭103上，橋形觸頭103受到彈簧105的作用力使得動靜觸 頭閉合，同時傳動機構(gòu)15施加作用力在觸頭支持106上時，橋形觸頭103會帶著動觸頭101 發(fā)生位置的變化，當傳動機構(gòu)15施加的作用力大于彈簧105的作用力時，動靜觸頭斷開；當 傳動機構(gòu)15不對觸頭支持106施加作用力時，動靜觸頭在彈簧105的作用下閉合。動靜觸頭閉合時，控制與保護開關(guān)電器內(nèi)部的電流流向為從電源端流經(jīng)動靜觸 頭、線夾或插頭、電流傳感器到達負載端。為了減少發(fā)熱，所述操作機構(gòu)14和控制電磁鐵12最好位于開關(guān)電器的中間位置， 所述保護模塊3位于開關(guān)電器的負載端一側(cè)(后部)，所述電源模塊2位于開關(guān)電器的電源端一側(cè)(前部)。由于電源模塊2與保護模塊3均勻地分布在產(chǎn)品的前后部，使得操作機構(gòu) 14和控制電磁鐵12能夠較為居中地布局在產(chǎn)品長度方向，因此產(chǎn)品的觸頭可以在產(chǎn)品長 度方向居中，即滅弧室109居中對稱，可以有效地利用產(chǎn)品內(nèi)部的滅弧空間縮小外部的飛 弧距離。此外，由于電源模塊2與保護模塊3分別位于產(chǎn)品的前部與后部，使得保護模塊中 連接主電路的線夾或插頭與電源模塊中電源轉(zhuǎn)換電路21中的AC/DC轉(zhuǎn)換電路部分距離較 遠，即將線夾或插頭這一發(fā)熱源與AC/DC轉(zhuǎn)換電路部分這一發(fā)熱源有效隔離，使產(chǎn)品內(nèi)部 的發(fā)熱源均勻分布提高了散熱效率和效果，有利于電子元器件等安全、可靠地工作。2)接觸器控制功能的實現(xiàn)
與接觸器類似，控制與保護開關(guān)電器具有控制電磁鐵及其傳動機構(gòu)和用于指示主觸頭 狀態(tài)的輔助觸頭。當外部控制電源Us滿足額定值要求時，電源轉(zhuǎn)換電路21將Us通過AC/DC變換， 將Us至少轉(zhuǎn)換為3路電源，分別提供給控制電磁鐵驅(qū)動電路23、信號處理控制單元33和脫 扣電磁鐵驅(qū)動電路31?？刂齐姶盆F12的線圈得電后(此時機械控制觸頭22處于閉合位置，操作機構(gòu)未施 加作用力于傳動機構(gòu)15b上，傳動機構(gòu)15b僅受到第二彈簧108的作用，與觸頭支持106 分離不會向觸頭支持106施加作用力)，動靜鐵芯吸合，傳動機構(gòu)15a通過傳動機構(gòu)15b接受 第二彈簧108的作用，也不會向觸頭支持106施加作用力，即傳動機構(gòu)15a與傳動機構(gòu)15b 均未施力在觸頭支持106上，則動靜觸頭閉合。同時，輔助觸頭模塊17的觸頭支持和反饋 觸頭模塊18的觸頭支持107均未受到傳動機構(gòu)15b的作用，也均未受到傳動機構(gòu)15a通 過傳動機構(gòu)15b傳遞的作用力，其內(nèi)部的觸頭狀態(tài)與常態(tài)相比發(fā)生了變化，如常閉觸頭轉(zhuǎn) 為斷開，常開觸頭轉(zhuǎn)為閉合(此處的常態(tài)與控制電磁鐵斷開位置相對應(yīng))?？刂齐姶盆F12的線圈失電后(可能是機械控制觸頭22斷開或Us斷電引起，此 處僅說明Us斷電的情況)，控制電磁體12的動靜鐵芯處于釋放位置，動鐵芯帶動傳動機構(gòu) 15a運動并推動傳動機構(gòu)15b作用在觸頭支持106上，使得主電路的動觸頭101和靜觸頭 102斷開，同時，在傳動機構(gòu)15a推動傳動機構(gòu)15b時，傳動機構(gòu)15b施加作用力在輔助觸 頭模塊17的觸頭支持和反饋觸頭模塊18的觸頭支持107上，輔助觸頭模塊17和反饋觸頭 模塊18內(nèi)部的觸頭狀態(tài)恢復(fù)為常態(tài)。輔助觸頭17外接電源和指示燈后，可用于運行狀態(tài)的指示，也可用于二次控制線 路中的電氣互鎖，還可用于在外接按鈕控制Us通斷時的自鎖等?？刂齐姶盆F12是DC型電磁鐵，無論產(chǎn)品的Us為何種電源，電源模塊均將其轉(zhuǎn)換 為一特定的電源，如吸合觸動期間提供IA電流，鐵芯閉合后的保持狀態(tài)時，提供200mA的恒 定電流，即Us為任意額定值時，控制電磁鐵(含線圈)均可為一種型式而無需調(diào)整。3)斷路器短路保護和過載繼電器一般故障保護功能的實現(xiàn)
控制與保護開關(guān)電器主電路閉合通電后(此時控制電磁鐵12閉合，傳動機構(gòu)15a受到 傳動機構(gòu)15b傳遞的彈簧105的作用力，不向觸頭支持106傳遞任何作用力)，若電流傳感 器32檢測到線路中發(fā)生短路故障，信號處理控制單元33將接收到故障電流轉(zhuǎn)變?yōu)楣收闲?號，并直接通過短路檢測電路33a對比判斷為短路故障，此時硬件電路一方面直接觸發(fā)脫 扣器驅(qū)動電路31使得脫扣電磁鐵13帶動操作機構(gòu)14以最快的速度分斷主電路(操作機構(gòu) 對傳動機構(gòu)15b施加作用力使得觸頭支持106帶著動觸頭101與靜觸頭102分離)，同時操作機構(gòu)14的動作帶動機械控制觸頭22斷開使得控制電磁鐵12斷開，另一方面，故障信號 送給信號處理控制單元33，進行軟件計算、分析后報警并記錄。若電流傳感器32檢測到線路中發(fā)生一般故障，信號處理控制單元33將接收到故 障電流轉(zhuǎn)變?yōu)楣收闲盘枺ㄟ^短路檢測電路33a比較后判斷為一般故障，故障信號被送給 信號處理控制單元33，進行軟件計算、分析后觸發(fā)脫扣電磁鐵驅(qū)動電路31使得脫扣電磁鐵 13帶動操作機構(gòu)分斷主電路，同時操作機構(gòu)的動作帶動機械控制觸頭22斷開使得控制電 磁鐵12斷開，另一方面，報警并記錄本次故障。發(fā)生故障后脫扣電磁鐵13動作，會帶動信報觸頭模塊16中的一組或多組(常閉或 常開)觸頭動作，即內(nèi)部的觸頭狀態(tài)發(fā)生變化，如常閉觸頭轉(zhuǎn)為斷開，常開觸頭轉(zhuǎn)為閉合，信 報觸頭模塊16可通過外接電源和指示燈等指示線路中出現(xiàn)故障。4 )操作機構(gòu)的手動操作
前面描述了操作機構(gòu)的自動動作，即故障情況下的自由脫扣動作，操作機構(gòu)處于脫扣 狀態(tài)，此時，傳動機構(gòu)15b推動觸頭支持106使得主電路動靜觸頭斷開，脫扣電磁鐵13處于 釋放狀態(tài)。還可以通過旋鈕112 (或按鈕)對操作機構(gòu)14進行手動控制，當手動控制使得操作 機構(gòu)14處于合位置時，傳動機構(gòu)15b與觸頭支持106脫離、機械控制觸頭22閉合，控制電 磁鐵12通過傳動機構(gòu)15a推動傳動機構(gòu)15b對主電路的通斷進行控制，此時信報觸頭模 塊16中的一組或多組與手動控制聯(lián)動的觸頭狀態(tài)保持在常開或常閉狀態(tài)；當手動控制使 得操作機構(gòu)14處于關(guān)位置狀態(tài)時，脫扣電磁鐵13處于閉合位置，傳動機構(gòu)15b推動觸頭支 持106使得主電路動、靜觸頭斷開，機械控制觸頭22斷開，此時，控制電磁鐵12也處于斷開 狀態(tài)，傳動機構(gòu)15a通過傳動機構(gòu)15b也施加作用力在觸頭支持106上，即傳動機構(gòu)15a 與傳動機構(gòu)15b共同施加作用力在觸頭支持106上，此時信報觸頭模塊16中的一組或多組 與手動控制聯(lián)動的觸頭狀態(tài)與操作機構(gòu)14處于合位置時相反，信報觸頭模塊16中的一組 或多組與脫扣電磁鐵13聯(lián)動的觸頭與操作機構(gòu)14處于脫扣狀態(tài)時相反。操作機構(gòu)14還 可以通過手動操作將脫扣狀態(tài)的操作機構(gòu)14恢復(fù)到合位置。具體的操作機構(gòu)可以采用現(xiàn) 有各種的操作機構(gòu)或改進的操作機構(gòu)，如本申請人提出的申請?zhí)枮?00610119125. 1，名稱 為“帶有鎖定裝置的開關(guān)操作機構(gòu)”的申請文件，在此不再詳述。5)控制電磁鐵和脫扣電磁鐵的實施
本發(fā)明多功能控制與保護開關(guān)電器中控制電磁鐵12和脫扣電磁鐵13的實施可以采用 現(xiàn)有各種實施方案，如本申請人提出的申請?zhí)枮?00810202045. 1，名稱為“一種特性優(yōu)化的 低壓電器用電磁鐵”的申請文件，申請?zhí)枮?00810202043. 2，名稱為“一種低壓電器的脫扣 器電磁鐵裝置”的申請文件，在此不再詳述。圖5為本發(fā)明帶輔助觸頭和按鈕的多功能控制與保護開關(guān)電器結(jié)構(gòu)示意圖。請參 見圖5，本實施例除了具有外部控制電源輸入端子(圖5中的A1、A2端子)外，還增加了控制 端子A3、A4，使用時，Al、A2端子接入外部控制電源Us，分別將電源送至電源轉(zhuǎn)換電路21 和控制電磁鐵驅(qū)動電路23，至電源轉(zhuǎn)換電路21的電源直接注入(電源至電源轉(zhuǎn)換電路21后 經(jīng)過變換，分送至保護模塊3中的脫扣電磁鐵驅(qū)動電路31、信號控制處理單元33，并為電源 模塊中的控制電磁鐵驅(qū)動電路23提供電源)，至控制電磁鐵驅(qū)動電路23的電源還受到機械 控制觸點22和控制端子A3、A4的控制，僅當機械控制觸點22和控制端子A3、A4均接通時，控制電磁鐵驅(qū)動電路23才得電，即在操作機構(gòu)14處于合位置時(此時，機械控制觸點22閉 合)，A3、A4端子之間通過輔助按鈕111等其他可控制通斷的電器接通和分斷時，控制電磁 鐵驅(qū)動電路23則可得到或斷開電源使得控制電磁體12吸合或釋放，從而完成主電路的接 通與分斷。此時，可使用CPS的與控制電磁體12關(guān)聯(lián)的第二輔助觸頭110進行自鎖(如前 所述)。在這種典型的使用方式下，由于施加至保護模塊3中的脫扣電磁鐵驅(qū)動電路31和 信號控制處理單元33的電源與施加至控制電磁體12的電源分離，即不受輔助按鈕111的 控制，即使頻繁操作的情況，信號控制處理單元33和脫扣電磁特驅(qū)動電路31也始終處于工 作電源正常提供的狀態(tài)，即控制電磁鐵12的電源與保護模塊3的電源分離，控制電磁鐵12 斷電時保護模塊3可以不斷電，因此可方便地實現(xiàn)頻繁操作而不對電子元器件的壽命有任 何附加的不利影響。 雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護范 圍當以權(quán)利要求書所界定的為準。
權(quán)利要求
一種多功能控制與保護開關(guān)電器，其特征在于，包括動力模塊(1)，所述動力模塊包括主電路、控制電磁鐵(12)、脫扣電磁鐵(13)和操作機構(gòu)(14)，所述操作機構(gòu)(14)通過機械控制觸頭(22)通斷控制電磁鐵(12)的電源回路，所述操作機構(gòu)(14)與信報觸頭(16)和脫扣電磁鐵(13)機械關(guān)聯(lián)，所述操作機構(gòu)(14)通過傳動機構(gòu)(15)實現(xiàn)主電路的分斷與閉合；保護模塊(3)，所述保護模塊包括信號處理控制單元(33)、脫扣電磁鐵驅(qū)動電路(31)和電流傳感器(32)；所述電流傳感器(32)的一次回路通過線夾或插頭與主電路連接，電流傳感器的二次回路的感應(yīng)信號和信號處理控制單元(33)相連，從而實現(xiàn)對主電路電流的檢測和判斷；電源模塊(2)，所述電源模塊包括電源轉(zhuǎn)換電路(21)，分別提供電源給控制電磁鐵驅(qū)動電路(23)、脫扣電磁鐵驅(qū)動電路(31)和信號處理控制單元(33)，所述控制電磁鐵驅(qū)動電路(23)驅(qū)動控制電磁鐵(12)，所述脫扣電磁鐵驅(qū)動電路(31)驅(qū)動脫扣電磁鐵(13)。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能控制與保護開關(guān)電器，其特征在于，所述動力模塊(1)包 括有反饋觸頭模塊(18)，所述反饋觸頭模塊(18)的觸頭支持(107)與傳動機構(gòu)(15)關(guān)聯(lián)， 檢測判斷控制電磁鐵(12)是否按照要求正常閉合或斷開，反饋觸頭模塊(18)的輸出端和 信號處理控制單元(33)電氣連接，若控制電磁鐵(12)未正常動作，則信號處理控制單元 (33)會發(fā)出報警信號或通過脫扣電磁鐵驅(qū)動電路(31)使得脫扣電磁鐵(13)脫扣分斷主電 路。
3.如權(quán)利要求1所述的多功能控制與保護開關(guān)電器，其特征在于，所述信號處理控制 單元(33)包括短路檢測電路(33a)，當主電路出現(xiàn)短路故障后，所述短路檢測電路(33a)直 接發(fā)出命令觸發(fā)脫扣電磁鐵驅(qū)動電路(31)分斷主電路；當出現(xiàn)一般故障時，所述信號處理 控制單元(33)通過軟件分析發(fā)出命令觸發(fā)脫扣電磁鐵驅(qū)動電路(31)分斷主電路。
4.如權(quán)利要求1 3所述的任一多功能控制與保護開關(guān)電器，其特征在于，所述主電路 包含動觸頭(101)和靜觸頭(102)用于接通和分斷主電路，所述動觸頭(101 )、靜觸頭(102) 和滅弧室(109)相連，所述滅弧室(109)用于快速熄滅接通和分斷瞬間在動、靜觸頭間產(chǎn)生 的電??；靜觸頭通過導電板(104)分別連接到電源端和負載端，負載端設(shè)有斷點，該斷點通 過線夾或插頭與電流傳感器(32)連接，動觸頭(101)布局在橋形觸頭(103)上，橋形觸頭 (103)的一端和彈簧(105)相連，另一端通過觸頭支持(106)和傳動機構(gòu)(15)相連。 如權(quán)利要求1 3所述的任一多功能控制與保護開關(guān)電器，其特征在于，所述操作機 構(gòu)(14)和控制電磁鐵(12)位于開關(guān)電器的中間位置，所述保護模塊(3)位于開關(guān)電器的負 載端一側(cè)，所述電源模塊(2)位于開關(guān)電器的電源端一側(cè)。 如權(quán)利要求1 3所述的任一多功能控制與保護開關(guān)電器，其特征在于，所述控制電 磁鐵驅(qū)動電路(23)的電源輸入端設(shè)置有機械控制觸點(22)，所述機械控制觸點(22)通過 輔助按鈕(111)、旋鈕(112)和電源相連，使得所述控制電磁鐵(12)的電源與保護模塊(3) 的電源分離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多功能控制與保護開關(guān)電器，包括含主電路、控制電磁鐵、脫扣電磁鐵和操作機構(gòu)的動力模塊，所述操作機構(gòu)通過機械控制觸頭通斷控制電磁鐵的電源回路，所述操作機構(gòu)與信報觸頭模塊和脫扣電磁鐵機械關(guān)聯(lián)，所述操作機構(gòu)通過傳動機構(gòu)實現(xiàn)主電路的分斷與閉合；含脫扣電磁鐵驅(qū)動電路、電流傳感器和信號處理控制單元的保護模塊；以及分別提供電源給控制電磁鐵驅(qū)動電路、脫扣電磁鐵驅(qū)動電路和信號處理控制單元的電源模塊。本發(fā)明提供的多功能控制與保護開關(guān)電器，通過采用一體式模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提供兼具接觸器的控制功能、斷路器的短路分斷功能以及過載繼電器的過載保護功能的開關(guān)電器。
文檔編號H01H83/00GK101924344SQ20101025878
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者曾萍, 朱文灝, 胡景泰 申請人:上海電科電器科技有限公司;蘇州萬龍電氣集團股份有限公司;江蘇凱隆電器有限公司