專利名稱：用于對(duì)電路進(jìn)行高功率開(kāi)關(guān)的接觸器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本主題內(nèi)容總體上涉及用于電路的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器，尤其涉及接觸器組件。
背景技術(shù)：
一些已知的電路包括控制電路中電流流動(dòng)的接觸器。接觸器通過(guò)斷開(kāi)或閉合貫穿接觸器的導(dǎo)電線路來(lái)控制電路中電流流動(dòng)，從而相應(yīng)地?cái)嚅_(kāi)或閉合電路。在傳輸相對(duì)高水平直流電的電路中，當(dāng)接觸器從斷開(kāi)狀態(tài)切換到閉合狀態(tài)以閉合電路時(shí)，在接觸器內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生電弧。當(dāng)接觸器從所述斷開(kāi)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到所述閉合狀態(tài)時(shí)，當(dāng)電流開(kāi)始流經(jīng)觸頭時(shí)電弧可能從接觸器中的觸頭輻射出來(lái)。電弧可以是相對(duì)高能量的。如果電弧具有足夠高的能量，電弧就能夠損壞和/或污染接觸器中的觸頭。電弧還能夠?qū)⒂|頭相互焊接起來(lái)。例如，電弧可能將觸頭熔焊在一起，這樣接觸器就不能分開(kāi)觸頭而使接觸器所連接的電路斷開(kāi)。一些已知的能夠經(jīng)受相對(duì)大電流的接觸器是巨大、笨重和制造昂貴的。這些接觸器包括笨重和/或生產(chǎn)成本昂貴的相對(duì)大的觸頭、致動(dòng)器機(jī)構(gòu)和/或電弧耗散單元。由于電弧的巨大影響，其它更小和/或更輕的接觸器經(jīng)受不住相對(duì)大的電流。這些接觸器中的觸頭和/或電弧耗散單元更易被從觸頭輻射出的電弧損壞。另外，當(dāng)觸頭先彼此進(jìn)入接觸時(shí)，一些觸頭就可能彼此分開(kāi)從而造成電路斷開(kāi)。如果電弧沒(méi)有被快速耗散，那么從觸頭發(fā)出的電弧就會(huì)吹刮觸頭使其彼此分離。

發(fā)明內(nèi)容
將要解決的問(wèn)題是需要這樣的較小、較輕和/或便宜的接觸器能夠安全地開(kāi)啟和關(guān)閉相對(duì)大的電流，并且能夠避免熔焊和過(guò)量的電弧對(duì)接觸器中觸頭的損害。通過(guò)一種接觸器組件提供解決方案。該接觸器組件適合于對(duì)具有電源的電路進(jìn)行功率開(kāi)關(guān)。該接觸器組件包括殼體、負(fù)載觸頭和電弧觸頭。殼體限定出內(nèi)部隔間，且包括用于在隔間內(nèi)部橫向地延伸以限定出保護(hù)室的內(nèi)室壁。負(fù)載觸頭布置在殼體的保護(hù)室內(nèi)。負(fù)載觸頭包括從殼體突出的且設(shè)定用于閉合電路的導(dǎo)電體。電弧觸頭以位于保護(hù)室外面的方式布置在殼體內(nèi)。電弧觸頭包括從殼體突出的且設(shè)定用于閉合電路的導(dǎo)電體。殼體的內(nèi)室壁防止當(dāng)電弧從一個(gè)或多個(gè)電弧觸頭發(fā)出時(shí)從一個(gè)或多個(gè)電弧觸頭釋放出的材料污染一個(gè)或多個(gè)負(fù)載觸頭。在另一個(gè)實(shí)施例中提供了另一種接觸器組件。接觸器組件包括殼體，負(fù)載觸頭， 電弧觸頭和磁鐵。殼體包括具有相對(duì)的橫向周界壁(opposing transverse perimeter walls)的內(nèi)部隔間和從每個(gè)橫向周界壁延伸出來(lái)的相對(duì)的內(nèi)室壁(opposing internal chamber walls)。負(fù)載觸頭布置在位于殼體內(nèi)的室壁之間的內(nèi)部隔間中。負(fù)載觸頭包括從殼體突出以閉合具有電源的電路的導(dǎo)電體。負(fù)載觸頭設(shè)定成電氣互聯(lián)(electrically interconnected)以閉合電路。電弧觸頭布置在橫向周界壁之間的內(nèi)部隔間中，且通過(guò)室壁與負(fù)載觸頭分隔。每個(gè)電弧觸頭通過(guò)內(nèi)部隔間的滅弧腔(blowout pockets)而與橫向周界壁分隔。電弧觸頭包括設(shè)定成電氣互聯(lián)以閉合電路的導(dǎo)電體。磁鐵布置在殼體內(nèi)，且在電弧觸頭上給予磁通量。當(dāng)電路穿過(guò)電弧觸頭提供電流時(shí)，室壁防止從一個(gè)或多個(gè)電弧觸頭發(fā)出的電弧延伸至負(fù)載觸頭，磁鐵將電弧導(dǎo)入滅弧腔，并且將電弧導(dǎo)離一個(gè)或多個(gè)負(fù)載觸頭。


下面參考附圖通過(guò)例子來(lái)描述本發(fā)明，附圖中圖I是包括本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件的電路示意圖。圖2是圖I所示的本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件的局部剖視圖。圖3是本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件沿著圖2所示的線A-A的橫截面視圖。圖4是本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件沿著圖2所示的線4-4的橫截面視圖。圖5是圖I所示的本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件的剖視圖。圖6是圖I所示的本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件在斷開(kāi)狀態(tài)的局部剖視圖。圖7是圖I所示的本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件在局部閉合狀態(tài)的局部首1J視圖。圖8是圖I所示的本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件在閉合狀態(tài)的局部剖視圖。圖9是圖I所示的本發(fā)明公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件沿著線A-A的橫截面視圖。圖10是圖I所示的接觸器組件沿著圖9所示的線10-10的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式圖I是包括本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件102的電路100的示意圖。電路100包括電源104，該電源104通過(guò)導(dǎo)電線路108、110、112和接觸器組件102而與一個(gè)或多個(gè)電力負(fù)載106電連接。電源104可以是供應(yīng)電流以驅(qū)動(dòng)電力負(fù)載106的多種系統(tǒng)、裝置和設(shè)備中的任何一種。例如，電源104可以是為電力負(fù)載106供應(yīng)直流電(DC)或者交流電(AC)的電池。在一個(gè)實(shí)施例中，電源104是為航空器的一個(gè)或多個(gè)電子元件供應(yīng)電流的較高電壓直流電池。舉例來(lái)說(shuō)，電源104可供應(yīng)至少大約270伏特和/或6000安培的直流電。導(dǎo)電線路108-112可包括能夠傳導(dǎo)電流的多種導(dǎo)電體中的任何一種。例如，導(dǎo)電線路108-112可包括電線、電纜、匯流條、觸頭、連接器等。接觸器組件102是控制在電路 100中傳送功率的繼電器或者開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器。接觸器組件102通過(guò)導(dǎo)電線路108、110與電源 104和電力負(fù)載106連接。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，匯流條114耦合導(dǎo)電線路108、110與接觸器組件102。可替換地，不同量的匯流條114可以用于或者不同的元件或組件可以用于電連接接觸器組件102和電路100。接觸器組件102在斷開(kāi)和閉合狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。在閉合狀態(tài)中，接觸器組件102在導(dǎo)電線路108、110之間或者在匯流條114之間提供導(dǎo)電橋，以閉合電路100從而允許電源104供應(yīng)電流到電力負(fù)載106。在斷開(kāi)狀態(tài)中，接觸器組件102移除位于導(dǎo)電線路108、110之間或者匯流條114之間的導(dǎo)電橋，從而斷開(kāi)電路100，使電流不能通過(guò)接觸器組件102從電源104供應(yīng)到電力負(fù)載106。如圖I所示，接觸器組件102包括沿著縱軸122在相對(duì)的端部118、120之間延伸的外殼體116。雖然外殼體116以近似圓柱罐的形狀顯示，但是可替換地，外殼體116可具有不同形狀。外殼體116可包括電介質(zhì)材料或者由電介質(zhì)材料組成，比如一個(gè)或多個(gè)聚合物。在另一個(gè)實(shí)施例中，外殼體116可包括導(dǎo)電材料或者由導(dǎo)電材料組成，比如一種或多種金屬合金。如下所述，接觸器組件102包括一組負(fù)載觸頭202、204(圖2所示)和一組在接觸器組件102中傳輸電流的電弧觸頭206、208(圖2所示)。負(fù)載觸頭和電弧觸頭202-208 閉合和斷開(kāi)電路100。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)負(fù)載觸頭和電弧觸頭202-208閉合電路100時(shí)， 電弧觸頭206、208先于負(fù)載觸頭202、204閉合電路100。在電弧觸頭206、208上的由電源 104供應(yīng)的相對(duì)高電流的初始傳遞能夠?qū)е码娀∮|頭206、208起電弧，或者導(dǎo)致產(chǎn)生在接觸器組件102內(nèi)，從一個(gè)或多個(gè)電弧觸頭206、208延伸出來(lái)的電弧。例如，在接觸器組件102 內(nèi)包裹電弧觸頭206、208的氣體或大氣可能電擊穿，從而允許涌出電弧觸頭206、208的電荷在氣體或大氣內(nèi)躍遷或者移動(dòng)。起電弧會(huì)引起正在進(jìn)行的等離子體放電，等離子體放電是因電流流過(guò)諸如氣體或大氣的通常非導(dǎo)電的介質(zhì)而產(chǎn)生的。起電弧導(dǎo)致非常高的溫度， 從而幾乎能夠熔化、汽化或損壞接觸器組件102內(nèi)的元件，比如負(fù)載觸頭202、204。根據(jù)這里描述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，接觸器組件102具有這樣的特性將電弧從負(fù)載觸頭202、204 導(dǎo)離和/或使電弧耗散，從而使電弧不會(huì)損壞或污染負(fù)載觸頭206、208。圖2是本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件102的局部剖視圖，顯示了移除外殼體116的端部118的一部分后的接觸器組件102。端部118包括幾個(gè)開(kāi)口 200，負(fù)載觸頭 202、204和電弧觸頭206、208貫穿開(kāi)口。負(fù)載觸頭和電弧觸頭202-208貫穿開(kāi)口 200以與連接到電路100(圖I所示)的導(dǎo)電體配合，比如匯流條114(圖I所示)。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，負(fù)載觸頭202和電弧觸頭206與匯流條114之一配合,而負(fù)載觸頭204和電弧觸頭 208與另一個(gè)匯流條114配合。接觸器組件102包括布置在外殼體116內(nèi)的內(nèi)殼體210。內(nèi)殼體210可沿著縱軸 122在相對(duì)的端部212、214之間延伸。如圖2所示，負(fù)載觸頭和電弧觸頭202-208伸出內(nèi)殼體210的端部212，呈現(xiàn)在外殼體116的端部118處。內(nèi)殼體210可包括電介質(zhì)材料或者由電介質(zhì)材料組成，比如一個(gè)或多個(gè)聚合物。在另一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)殼體210可包括導(dǎo)電材料或者由導(dǎo)電材料組成，比如一個(gè)或多個(gè)金屬合金。圖3是本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件102沿著圖2所示的線A-A的橫截面視圖。圖4是本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件102沿著圖2所示的線4-4的橫截面視圖。圖4所示的視圖中，移除了外殼體116。內(nèi)殼體210包括幾個(gè)內(nèi)部壁300、302、304、306、314 (圖3所示)、400 (圖4所示)， 以限定出接觸器組件102的內(nèi)部隔間308 (圖3所示)。例如，內(nèi)部隔間308可由內(nèi)部壁 300-314、400定界或圍住。內(nèi)部壁300-314、400可包括電介質(zhì)材料或者由電介質(zhì)材料組成， 比如一個(gè)或多個(gè)聚合物。在另一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)部壁300-314、400可包括導(dǎo)電材料或者由導(dǎo)電材料組成，比如一個(gè)或多個(gè)金屬合金。內(nèi)部壁300-306可被稱為周界壁，內(nèi)部壁314、400可分別被稱為頂壁和底壁。周界壁300-306沿著縱軸122在底壁314和頂壁400之間延伸。周界壁300-306也圍繞內(nèi)部隔間308(圖3所示)的外圍，在側(cè)向和橫向方向延伸。例如，周界壁300、302可被稱為側(cè)向周界壁300、302，在與側(cè)軸310(圖3所示)平行的方向延伸。周界壁304、306可被稱為橫向周界壁304、306，在與橫軸312 (圖3所示)平行的方向延伸。如圖3所示，側(cè)向周界壁 300,302彼此相對(duì)，且位于內(nèi)部隔間308的相對(duì)兩側(cè)。橫向周界壁304、306彼此相對(duì)，且位于內(nèi)部隔間308的相對(duì)兩側(cè)。側(cè)向周界壁300、302在橫向周界壁304、306之間側(cè)向延伸， 且與橫向周界壁互相連接或交叉。橫向周界壁304、306在側(cè)向周界壁300、302之間橫向延伸，且與側(cè)向周界壁互相連接或交叉。雖然周界壁300-306以定向?yàn)橐唤M平行壁300/302 和304/306的平面顯示，但是可替換地，與圖示的實(shí)施例所示相比，壁300-306可以具有不同的形狀和/或定向不同。如圖3所示，負(fù)載觸頭和電弧觸頭202-208布置在內(nèi)部隔間308內(nèi)。內(nèi)部隔間308 可被密封和裝滿惰性和/或絕緣氣體，比如六氟化硫、氮?dú)獾?。周界?00-306、頂壁400 (圖 4所示)和底壁314(圖3所示)圍住負(fù)載觸頭和電弧觸頭202-208，如此，任何從負(fù)載觸頭和/或電弧觸頭202-208延伸出來(lái)的電弧被抑制在內(nèi)部隔間308內(nèi)，且電弧不能從內(nèi)部隔間308伸出而損壞接觸器組件102的其它元件或電路100(圖I所示)。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，內(nèi)部隔間308包括內(nèi)室壁402、404、406、408 (圖4所示)。室壁402、404彼此相對(duì)，且從橫向周界壁306朝向相對(duì)的橫向周界壁304延伸。室壁406、408 彼此相對(duì)，且從橫向周界壁304朝向相對(duì)的橫向周界壁306延伸。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，室壁402-408從橫向周界壁304、306延伸至外邊緣410 (圖4所示)。室壁402、404的每個(gè)外邊緣410通過(guò)沿著側(cè)軸310(圖3所示)定向的缺口 418與室壁406、408的外邊緣410相分隔。在沿著或平行于橫軸312定向的方向上，電弧觸頭206、208與缺口 418線性地對(duì)齊?？商鎿Q地，電弧觸頭206、208可位于其它位置。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，雖然室壁402-408不從一個(gè)橫向周界壁304、306延伸到另一個(gè)橫向周界壁304、306，但是可替換地，室壁402-408 可從一個(gè)橫向周界壁304、306延伸到另一個(gè)橫向周界壁304、306。室壁402-408可從底壁 314 (圖3所示)延伸到頂壁400 (圖4所示)。室壁402-408可包括電介質(zhì)材料或者由電介質(zhì)材料組成，比如一個(gè)或多個(gè)聚合物。在另一個(gè)實(shí)施例中，室壁402-408可包括導(dǎo)電材料或者由導(dǎo)電材料組成，比如一個(gè)或多個(gè)金屬合金。室壁402-408(圖4所示)為負(fù)載觸頭202、204限定出保護(hù)室414、416。保護(hù)室 414、416可彼此分隔開(kāi)，或者可認(rèn)為是負(fù)載觸頭202、204布置于其中的單一保護(hù)室。保護(hù)室 414、416是內(nèi)部隔間308的區(qū)段或部分，負(fù)載觸頭202、204布置在保護(hù)室內(nèi)且保護(hù)室不包括電弧觸頭206、208。保護(hù)室414、416為負(fù)載觸頭202、204提供保護(hù)以屏蔽從一個(gè)或多個(gè)電弧觸頭206、208發(fā)出的電弧。沒(méi)有保護(hù)室414、416，從電弧觸頭206、208發(fā)出的電弧會(huì)在電弧觸頭206、208和負(fù)載觸頭202、204之間前進(jìn)最短可能的距離或直線。有室壁402-408 時(shí)，電弧觸頭206、208之間的直線路徑被室壁402-408阻斷或妨礙。例如，當(dāng)電弧觸頭206、 208初始閉合電路100(圖I所示)時(shí)，保護(hù)室414、416能夠物理保護(hù)負(fù)載觸頭202、204，以屏蔽從電弧觸頭206、208輻射出的電弧。室壁402-408可防止電弧觸頭206、208的耐高溫材料污染負(fù)載觸頭202、204。例如，從電弧觸頭206、208發(fā)出的電弧會(huì)使電弧觸頭206、208的耐高溫材料從電弧觸頭206、 208釋放出。室壁402-408阻斷和防止這種材料到達(dá)和污染負(fù)載觸頭202、204。電弧觸頭 206,208的耐高溫材料對(duì)負(fù)載觸頭202、204的污染會(huì)增加負(fù)載觸頭202、204的電阻。室壁402-408可隔離負(fù)載觸頭和電弧觸頭202、204、206、208的正極和負(fù)極，以消除從電弧觸頭 206、208發(fā)出的電弧。例如，當(dāng)電路100(圖I所示)由電弧觸頭206、208閉合時(shí)，電弧觸頭206和負(fù)載觸頭202可與電源104(圖I所示)的正極端子連接，而電弧觸頭208和負(fù)載觸頭204與負(fù)極端子連接。可替換地，電弧觸頭206和負(fù)載觸頭202可與電源104的負(fù)極端子連接，電弧觸頭208和負(fù)載觸頭204與正極端子連接。為了耗散電弧，室壁402-408可阻斷電弧從與電源104的一個(gè)端子連接的電弧觸頭206、208到與電源104的另一個(gè)端子連接的電弧觸頭206、208或負(fù)載觸頭202、204的通道。室壁402-408也可為周界壁300-306 提供額外的保護(hù)以屏蔽從負(fù)載和/或電弧觸頭202-208釋放出的材料。例如，從電弧觸頭 206、208發(fā)出的電弧會(huì)使觸頭202-208中的導(dǎo)電材料釋放出來(lái)。室壁402-408可阻斷這種材料到達(dá)和涂覆周界壁300-306。使周界壁300-306免于被涂覆從觸頭202-208釋放出的導(dǎo)電材料能夠有助于耗散從電弧觸頭206、208發(fā)出的電弧，因?yàn)殡娀≡谥芙绫?00-306上沒(méi)有能使其朝向周界壁延伸的大導(dǎo)電涂層。電弧觸頭206、208位于保護(hù)室414、416的外面。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，每個(gè)電弧觸頭206、208位于與每個(gè)相對(duì)的橫向周界壁304、306大約等距的位置。來(lái)自電弧觸頭206、 208的電弧能夠被阻斷延伸到負(fù)載觸頭202、204，從而避免損壞或污染負(fù)載觸頭202、204。 在一個(gè)實(shí)施例中，室壁402-408將從電弧觸頭206、208發(fā)出的電弧轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)離或者物理導(dǎo)向遠(yuǎn)離負(fù)載觸頭202、204。提供室壁402-408以阻斷或阻止電弧從一個(gè)或多個(gè)電弧觸頭206、 208傳播到一個(gè)或多個(gè)負(fù)載觸頭202、204而使接觸器組件102所增加的成本、復(fù)雜性和/或制造相對(duì)較少。例如，相比其它用于防止電弧在電弧觸頭206、208和負(fù)載觸頭202、204之間傳播的方法和方式，裝配室壁402-408較便宜，需要額外元件。如圖4所示，電弧觸頭206、208位于電弧耗散室420、422內(nèi)。電弧耗散室420、422 是內(nèi)部隔間308的子集或區(qū)段，不包括保護(hù)室414、416和負(fù)載觸頭202、204。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，內(nèi)部隔間308的總體積或空間在電弧耗散室420、422和保護(hù)室414、416之間被分割，而沒(méi)有提供其它室或分隔區(qū)段?？商鎿Q地，可以提供一個(gè)或多個(gè)其它室、隔間等。電弧耗散室420在沿著或平行于側(cè)軸310(圖3所示)的方向，在橫向周界壁304、306之間延伸，且在沿著或平行于橫軸312(圖3所示)的方向，在側(cè)向周界壁302和室壁402、406之間延伸。例如，電弧耗散室420可從側(cè)向周界壁302延伸到由室壁402、406限定的平面，此平面與縱軸122和側(cè)軸310平行。電弧耗散室422在沿著或平行于側(cè)軸310的方向上在橫向周界壁304、306之間延伸，并且在沿著或平行于橫軸312的方向上在側(cè)向周界壁300和室壁404、408之間延伸。電弧耗散室422可從側(cè)向周界壁300延伸到由室壁404、408限定的與縱軸122和側(cè)軸310平行的平面。電弧耗散室420、422(圖4所示)包括滅弧腔316、318、320、322 (圖3所示)，滅弧腔位于每個(gè)電弧觸頭206、208的相對(duì)兩側(cè)。滅弧腔316-322是由在電弧觸頭206、208 和相應(yīng)的周界壁300-306之間延伸的電弧耗散室420、422從底壁314(圖3所示)到頂壁 400(圖4所示)所包圍的體積的區(qū)段或部分。例如，滅弧腔316包括電弧耗散室422內(nèi)部的空間，此空間由頂壁400、底壁314、側(cè)向周界壁300、橫向周界壁304和電弧觸頭206定界。滅弧腔318包括電弧耗散室422內(nèi)部的空間，此空間由頂壁400、底壁314、側(cè)向周界壁 300、橫向周界壁306和電弧觸頭206定界。滅弧腔320包括電弧耗散室420內(nèi)部的空間， 此空間由頂壁400、底壁314、側(cè)向周界壁302、橫向周界壁304和電弧觸頭208定界。滅弧腔322包括電弧耗散室420內(nèi)部的空間，此空間由頂壁400、底壁314、側(cè)向周界壁302、橫向周界壁306和電弧觸頭208定界?？梢哉J(rèn)為電弧觸頭206、208為滅弧腔316-322提供了邊界，因?yàn)閳D3和圖4所示的電弧觸頭206、208所在的位置能夠看作是沿著縱軸122和橫軸 312延伸的平面?？梢哉J(rèn)為這個(gè)平面是滅弧腔316-322的邊界之一。滅弧腔316-322(圖3所示)為耗散或“吹熄”從電弧觸頭206、208輻射出的電弧提供空間或體積。例如，利用室壁402-408(圖4所示)引導(dǎo)從電弧觸頭206發(fā)出的電弧離開(kāi)負(fù)載觸頭202、204而進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)滅弧腔316、318，以抑制和消除電弧。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，在內(nèi)部隔間308(圖3所示)的相對(duì)兩側(cè)提供有磁鐵424。例如，永久磁鐵424可以位于內(nèi)部隔間308的外面，沿著側(cè)向周界壁300、302的邊或鄰近側(cè)向周界壁?？商鎿Q地，磁鐵424可以是電磁體或者其它磁通量源，和/或磁鐵424可以位于接觸器組件102的另外位置。磁鐵424產(chǎn)生延伸穿過(guò)或包圍電弧觸頭206、208的磁通量或磁場(chǎng)。例如，磁鐵424的磁極可以彼此匹配，從而產(chǎn)生大致沿著箭頭324的方向從磁南極延伸到磁北極的磁通量或磁場(chǎng)。來(lái)自磁鐵324的磁通量可以將從一個(gè)或多個(gè)電弧觸頭206、208 輻射出的電弧側(cè)向?qū)霚缁∏?16-322。例如，由磁鐵324產(chǎn)生的磁通量或磁場(chǎng)可以將電弧導(dǎo)離負(fù)載觸頭202、204，由此增加了電弧為了從電弧觸頭206、208傳播或前進(jìn)到一個(gè)或多個(gè)負(fù)載觸頭202、204而需要行進(jìn)的有效距離。磁通量將電弧“吹”到電弧觸頭206、208的一側(cè)或另一側(cè)，大致沿著一個(gè)或多個(gè)相反方向326、328。吹動(dòng)電弧或?qū)б娀〉姆较?26、 328取決于電弧中流動(dòng)的電流極性。沒(méi)有磁通量，電弧通常在電弧觸頭206、208和負(fù)載觸頭 202、204之間前進(jìn)最短可能距離，即直線。在有磁通量的情況下，通量將電弧路徑導(dǎo)引為大致拋物線，因此有效增加了電弧必須行進(jìn)的距離。引起電弧的條件可以通過(guò)所施加的通量而減少。圖5是本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件102的剖視圖。圖5所示的接觸器組件102移除了外殼體116 (圖I所示)和內(nèi)殼體210(圖2所示)。電弧觸頭206、208是在配合端500和接合端502之間延伸的縱長(zhǎng)體。負(fù)載觸頭202、204是在配合端504和接合端506之間延伸的縱長(zhǎng)體。配合端500、504與電路100(圖I所示)耦合以使接觸器組件 102與電路100電耦合。例如，配合端500、504可與匯流條114(圖I所示)連接。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，接合端502、506包括傳導(dǎo)墊508、510。傳導(dǎo)墊508、510包括導(dǎo)電材料或者由導(dǎo)電材料組成，比如一個(gè)或多個(gè)金屬或金屬合金。電弧觸頭206、208的傳導(dǎo)墊508可包括與負(fù)載觸頭202、204的傳導(dǎo)墊510不同的材料或者由這些材料組成?？商鎿Q地，傳導(dǎo)墊 508,510可包括相同的材料或者由相同的材料組成。傳導(dǎo)墊508可由比組成傳導(dǎo)墊510的材料具有更好的耐熱性和/耐磨性的金屬或金屬合金組成。例如,傳導(dǎo)墊508可由耐高溫的金屬或耐高溫的金屬合金組成，比如鈦(Ti)、·凡(V)、鉻(Cr)、錯(cuò)(Zr)、銀(Nb)、鑰(Mo)、 鉿(Hf)、鉭(Ta)、鎢(W)或錸(Re)。可替換地，傳導(dǎo)墊508可由不同的導(dǎo)電材料組成。傳導(dǎo)墊510可由比組成傳導(dǎo)墊508的材料具有更好的導(dǎo)電性的金屬或金屬合金組成。舉例來(lái)說(shuō)，傳導(dǎo)墊510可由銀(Ag)合金組成。銀合金的應(yīng)用可防止傳導(dǎo)墊510熔焊到致動(dòng)器分組件512的傳導(dǎo)墊518上。致動(dòng)器分組件512布置在外殼體116(圖I所示)內(nèi)，位于外殼體116的端部 120 (圖I所示)和內(nèi)殼體210 (圖2所示)的內(nèi)部隔間308 (圖3所示)之間。致動(dòng)器分組件512沿著縱軸或在與縱軸122平行的方向移動(dòng)，使電弧觸頭206、208彼此電耦合，負(fù)載觸頭202、204彼此電耦合。致動(dòng)器分組件512包括兩個(gè)相對(duì)于彼此橫向定位的耦合元件514、 516。例如，耦合元件514、516可以是細(xì)長(zhǎng)桿形狀，彼此交叉擺放。耦合元件514、516包括導(dǎo)電材料或者由導(dǎo)電材料組成，比如一個(gè)或多個(gè)金屬或金屬合金。稱合元件514包括位于稱合元件514相對(duì)兩端的傳導(dǎo)墊518。稱合元件516包括位于耦合元件516相對(duì)兩端的傳導(dǎo)墊520。傳導(dǎo)墊518可包括與負(fù)載觸頭202、204的傳導(dǎo)墊510相同的材料，或者由這些材料組成?？商鎿Q地，組成傳導(dǎo)墊510、518的材料可以不同。傳導(dǎo)墊520可包括與電弧觸頭206、208的傳導(dǎo)墊508相同的材料，或者由這些材料組成?？商鎿Q地，傳導(dǎo)墊508、520的材料可以不同。致動(dòng)器分組件512在沿著縱軸122的兩相反方向上移動(dòng)，以使耦合元件514、 516朝向和背向負(fù)載觸頭和電弧觸頭202-208移動(dòng)。例如，致動(dòng)器分組件512可朝向觸頭 202-208的接合端502、506移動(dòng)，從而朝向接合端502、506提升耦合元件514、516。致動(dòng)器分組件512使耦合元件514、516向上移動(dòng)，使耦合元件514的傳導(dǎo)墊518與負(fù)載觸頭202、 204的傳導(dǎo)墊510相配合，且使耦合元件516的傳導(dǎo)墊520與電弧觸頭206、208的傳導(dǎo)墊 508相配合。傳導(dǎo)墊508、510、518、520、觸頭202-208、耦合元件514、516等可制造成所需尺寸，使得耦合元件516與電弧觸頭206、208的配合先于耦合元件514與負(fù)載觸頭202、204 的配合。例如，電弧觸頭206、208和耦合元件516的傳導(dǎo)墊508、520可以比負(fù)載觸頭202、 204和耦合元件514的傳導(dǎo)墊510、518大，從而使得傳導(dǎo)墊508、520的彼此接合先于傳導(dǎo)墊 510、518的彼此接合。耦合元件516與電弧觸頭206、208的配合先于耦合元件514與負(fù)載觸頭202、204 的配合，這導(dǎo)致電弧觸頭206、208和致動(dòng)器分組件512在致動(dòng)器分組件512與負(fù)載觸頭 202,204電耦合之前閉合電路100(圖I所示)。例如，由電源104(圖I所示)供應(yīng)的電流可在穿過(guò)負(fù)載觸頭202、204之前先穿過(guò)接觸器組件102的電弧觸頭206、208。結(jié)果，穿過(guò)電弧觸頭206、208的電流初始通道可導(dǎo)致任何電弧，當(dāng)電路100初始閉合時(shí)，電弧會(huì)形成且從電弧觸頭206、208傳播。一旦電弧觸頭206、208閉合電路100，電流也會(huì)通過(guò)致動(dòng)器分組件 512橫穿負(fù)載觸頭202、204。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，耦合元件514、516使觸頭202-208彼此連接，如此，電流可以在任一方向流過(guò)觸頭202-208和致動(dòng)器分組件512。結(jié)合公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，致動(dòng)器分組件512與觸頭202-208的配合和脫離配合如下所述。圖6是本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件102在斷開(kāi)狀態(tài)的局部剖視圖。致動(dòng)器分組件512包括沿著縱軸122定向的細(xì)長(zhǎng)柱塞600。在端部602處，耦合元件514、516 連接到柱塞600。箝制件604與端部602連接以防止耦合元件514、516從柱塞600上移開(kāi)。 箝制件604可以是墊圈、堅(jiān)固件或者其它可以防止耦合元件514、516從柱塞600的端部602 滑落的耦合零件。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，接觸器組件102處于斷開(kāi)狀態(tài)，因?yàn)橹聞?dòng)器分組件512與負(fù)載和電弧觸頭202-208分離。致動(dòng)器分組件512與觸頭202-208分隔，如此，耦合元件514、 516都不會(huì)使負(fù)載觸頭202、204或電弧觸頭206、208彼此互相連接或電連接。結(jié)果，電流不能穿過(guò)電弧觸頭206、208或負(fù)載觸頭202、204。致動(dòng)器分組件512包括耦合到柱塞600的端部612(圖7所示)的磁化體610，端部612與端部602相對(duì)。磁化體610可包括永久磁鐵，永久磁鐵產(chǎn)生沿著縱軸122定向的磁場(chǎng)或通量。接觸器組件102包括線圈體606,線圈體在外殼體116的端部120(圖I所示)和內(nèi)部隔間308的底壁314之間纏繞磁化體610。線圈體606可作為電磁體使用，沿著縱軸 122驅(qū)動(dòng)柱塞600的磁化體610。例如，線圈體606可包括導(dǎo)線或者其它纏繞磁化體610的元件。電流施加到線圈體606從而產(chǎn)生沿著縱軸122定向的磁場(chǎng)。根據(jù)穿過(guò)線圈體606的電流方向，由線圈體606引起的磁場(chǎng)可具有朝向外殼體116的端部118向上的磁北極或者朝向端部120向下的磁北極。為了朝向觸頭202-208驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器分組件512，給線圈體606通電以產(chǎn)生沿著縱軸122的磁場(chǎng)。磁場(chǎng)可沿著縱軸122，朝向觸頭202-208移動(dòng)致動(dòng)器分組件512的磁化體 610。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，柱塞彈簧608在磁化體610和內(nèi)部隔間308的底壁314之間延伸。柱塞彈簧608對(duì)柱塞600施加朝向外殼體116的端部120的向下方向的力。由柱塞彈簧608施加的力在線圈體606沒(méi)有產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，防止致動(dòng)器分組件512朝向觸頭202-208 移動(dòng)和與觸頭配合。由線圈體606產(chǎn)生的磁場(chǎng)足夠大或強(qiáng)，以至于克服由柱塞彈簧608施加到柱塞600上的力，從而朝向觸頭202-208驅(qū)動(dòng)柱塞600和致動(dòng)器分組件512。圖7是本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件102在局部閉合狀態(tài)的局部剖視圖。在如圖7所示的局部閉合狀態(tài)中，致動(dòng)器分組件512在接觸器組件內(nèi)沿著縱軸122移動(dòng)得足夠遠(yuǎn)，以至于耦合元件516已與電弧觸頭206、208配合，但是致動(dòng)器分組件沒(méi)有前進(jìn)足夠遠(yuǎn)以使耦合元件514與負(fù)載觸頭202、204配合。結(jié)果,致動(dòng)器分組件512已使電弧觸頭 206,208電耦合，從而在電弧觸頭206、208上閉合了電路100(圖I所示)。相反地，負(fù)載觸頭202、204彼此保持分離，這樣，電流不能穿過(guò)負(fù)載觸頭202、204。一旦致動(dòng)器分組件512 在電弧觸頭206、208上閉合了電路100，電流就可以經(jīng)由電弧觸頭206、208穿過(guò)接觸器組件102。穿過(guò)接觸器組件102的電流的初始電涌會(huì)產(chǎn)生從一個(gè)或多個(gè)電弧觸頭206、208發(fā)出的電弧。如上所述，接觸器組件102防止電弧從電弧觸頭206、208傳送到負(fù)載觸頭202、 204。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，致動(dòng)器分組件512包括內(nèi)彈簧700和外彈簧702。彈簧700、 702彼此同軸，且在耦合元件514、516和板704之間圍繞柱塞600延伸。在磁化體610上方，板從柱塞600徑向延伸出來(lái)。內(nèi)彈簧700從板704延伸到耦合元件514。外彈簧702從板704延伸到耦合元件516。一旦沿著縱軸122驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器分組件512以使耦合元件516 與電弧觸頭206、208配合，致動(dòng)器分組件512沿著縱軸122的連續(xù)運(yùn)動(dòng)就能壓縮在耦合元件516和板704之間的外彈簧702。圖8是本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件在閉合狀態(tài)的局部剖視圖。在如圖 8所示的閉合狀態(tài)中，致動(dòng)器分組件512在接觸器組件內(nèi)沿著縱軸122移動(dòng)得足夠遠(yuǎn)，以至于耦合元件516已與電弧觸頭206、208配合，耦合元件514已與負(fù)載觸頭202、204配合。 結(jié)果，致動(dòng)器分組件512使電弧觸頭206、208電耦合，并使負(fù)載觸頭202、204電耦合，從而在電弧觸頭206、208和負(fù)載觸頭202、204上閉合了電路100(圖I所示)。結(jié)果，穿過(guò)電路 100的電流能夠穿過(guò)或通過(guò)所有的觸頭202-208而流過(guò)接觸器組件102。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)耦合元件514、516與觸頭202-208配合后，柱塞600可沿著縱軸122朝向觸頭202-208繼續(xù)移動(dòng)，以使端部602和箝制件604同耦合元件514分隔。例如，箝制件604可懸掛在耦合元件514上方而與耦合元件分隔。為了斷開(kāi)電路100(圖I所示)，致動(dòng)器分組件512可沿著縱軸122向相反方向移動(dòng)。例如，致動(dòng)器分組件512可沿著縱軸122，朝向接觸器組件102的端部120(圖I所示)移動(dòng)。致動(dòng)器分組件512能夠通過(guò)減少穿過(guò)線圈體606的電流量、消除穿過(guò)線圈體606的電流流動(dòng)或者反轉(zhuǎn)穿過(guò)線圈體606 的電流方向來(lái)朝向端部120移動(dòng)。例如，可以減少或消除電流量，從而使壓縮的柱塞彈簧 608沿著縱軸122朝向端部120驅(qū)動(dòng)柱塞600和致動(dòng)器分組件512。在另一個(gè)例子中，電流穿過(guò)線圈體606的方向反轉(zhuǎn)，如此，由線圈體606產(chǎn)生的磁通量或磁場(chǎng)的方向或者方位會(huì)反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)的磁通量能夠?qū)е鲁蚨瞬?20驅(qū)動(dòng)磁化體610。圖9是本發(fā)明公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例的接觸器組件102沿著線A-A的橫截面視圖。 圖10是接觸器組件102沿著圖9所示的線10-10的橫截面視圖。在圖9和圖10所示的實(shí)施例，接觸器組件102包括在內(nèi)殼體210的內(nèi)室308中的電弧隔板900。在滅弧腔316-322內(nèi)提供有電弧隔板900。電弧隔板900包括幾個(gè)在與縱軸122平行的方向上疊放的板1000(圖 10所示)。如圖10所示，板1000至少部分彼此分隔，如此，空氣間隙1002存在于垂直鄰近的板1000之間。板1000可由非傳導(dǎo)性的或電介質(zhì)材料組成，比如陶瓷或聚合物?？商鎿Q地，板1000可以是金屬的。板1000有助于耗散從電弧觸頭206、208輻射出的電弧。例如， 板1000可耗散從電弧觸頭206、208發(fā)出的且通過(guò)磁鐵424導(dǎo)入滅弧腔316-322的電弧能量。電弧隔板900可通過(guò)冷卻滅弧腔316-322中的大氣溫度來(lái)耗散電弧，和/或當(dāng)電弧傳播進(jìn)滅弧腔316-322時(shí)，冷卻電弧溫度來(lái)耗散電弧。與不包括電弧隔板900的滅弧腔316-322 相比，冷卻大氣和/或電弧溫度能夠更快地驅(qū)散電弧。
權(quán)利要求
1.一種接觸器組件(102)，適合于對(duì)具有電源(104)的電路進(jìn)行功率開(kāi)關(guān)，所述接觸器組件(102)包括殼體(116)，限定出內(nèi)部隔間(308)，且包括用于在所述內(nèi)部隔間(308)內(nèi)部側(cè)向地延伸以限定出保護(hù)室(414,416)的內(nèi)室壁(402，404，406，408);負(fù)載觸頭(202，204)，布置在所述殼體(116)的保護(hù)室(414,416)內(nèi)，所述負(fù)載觸頭 (202, 204)包括從所述殼體(116)突出的且設(shè)定用于閉合所述電路(100)的導(dǎo)電體；和電弧觸頭(206, 208),以位于所述保護(hù)室(414,416)外面的的方式布置在所述殼體 (116)內(nèi)，所述電弧觸頭(206，208)包括從所述殼體(116)突出的且設(shè)定用于閉合所述電路 (100)的導(dǎo)電體，其中，所述殼體的內(nèi)室壁(402，404，406，408)防止當(dāng)電弧從一個(gè)或多個(gè)電弧觸頭(206，208)發(fā)出時(shí)從所述一個(gè)或多個(gè)電弧觸頭(206，208)釋放出的材料污染一個(gè)或多個(gè)負(fù)載觸頭(202，204)。
2.如權(quán)利要求I所述的接觸器組件(102)，其中，所述殼體(116)包括位于內(nèi)部隔間相對(duì)兩側(cè)的相對(duì)的橫向周界壁(304，306)，所述電弧觸頭(206，208)布置在所述保護(hù)室(414， 416)的相對(duì)兩側(cè)且位于所述橫向周界壁(304，306)之間，每個(gè)電弧觸頭(206，208)通過(guò)位于電弧觸頭(206，208)相對(duì)兩側(cè)的滅弧腔(316，318，320，322)而與所述橫向周界壁(304， 306)分隔。
3.如權(quán)利要求2所述的接觸器組件(102)，其中，所述殼體包括位于內(nèi)部隔間(308) 相對(duì)兩側(cè)的、且與所述橫向周界壁(304，306)互相連接的相對(duì)的側(cè)向周界壁(300，302)，所述滅弧腔(316,318,320,322)布置在所述內(nèi)室壁(402，404，406，408)和所述橫向周界壁(304.306)之間。
4.如權(quán)利要求2所述的接觸器組件(102)，其中，所述滅弧腔(316，318，320，322)提供位于電弧觸頭(206，208)相對(duì)兩側(cè)的空間，以耗散從一個(gè)或多個(gè)所述電弧觸頭(206，208) 延伸出來(lái)的電弧。
5.如權(quán)利要求2所述的接觸器組件(102)，進(jìn)一步包括用于感應(yīng)產(chǎn)生穿過(guò)所述電弧觸頭(206,208)的磁場(chǎng)的磁鐵(424)，所述磁場(chǎng)將從一個(gè)或多個(gè)所述電弧觸頭(206,208)延伸出來(lái)的電弧導(dǎo)入一個(gè)或多個(gè)所述滅弧腔(316，318，320，322)。
6.如權(quán)利要求2所述的接觸器組件(102)，進(jìn)一步包括布置在一個(gè)或多個(gè)滅弧腔(316， 318，320，322)內(nèi)的電弧隔板(900)。
7.如權(quán)利要求I所述的接觸器組件(102)，其中，所述殼體(116)包括位于內(nèi)部隔間(308)相對(duì)兩側(cè)的相對(duì)的橫向周界壁(304，306)，所述內(nèi)室壁(402,404，406, 408)從每個(gè)橫向周界壁(304，306)朝向所述相對(duì)的橫向周界壁(304，306)延伸，所述負(fù)載觸頭(202，204) 布置在所述內(nèi)室壁(402，404，406，408)之間。
8.如權(quán)利要求I所述的接觸器組件(102)，其中，所述內(nèi)室壁(402，404,406, 408)包括第一組室壁(402，404)和第二組室壁，所述殼體(116)包括位于內(nèi)部隔間(308)相對(duì)兩側(cè)的相對(duì)第一和第二橫向周界壁(304,306),所述第一組室壁(402,404)從第一橫向周界壁(304.306)朝向第二橫向周界壁(304，306)延伸，所述第二組室壁(406，408)從第二橫向周界壁(304，306)朝向第一橫向周界壁(304，306)延伸。
9.如權(quán)利要求I所述的接觸器組件(102)，其中，所述殼體(116)的內(nèi)部隔間(308)由相對(duì)的頂壁和底壁(314，400)、相對(duì)的橫向周界壁(304，306)和相對(duì)的側(cè)向周界壁(300，302)定界，所述橫向周界壁(304，306)和側(cè)向周界壁(300，302)彼此交叉且從所述頂壁(314)延伸到所述底壁(400)。
10.如權(quán)利要求I所述的接觸器組件(102)，其中，所述殼體(116)包括布置在保護(hù)室 (414.416)相對(duì)兩側(cè)的電弧耗散室(420，422)，每個(gè)電弧觸頭(206，208)位于不同的電弧耗散室(420，422)內(nèi)。
11.如權(quán)利要求I所述的接觸器組件(102)，進(jìn)一步包括致動(dòng)器分組件(512)，該致動(dòng)器分組件布置在所述殼體(116)的端部(120)之一與所述內(nèi)部隔間(308)之間，所述致動(dòng)器分組件(512)包括與所述負(fù)載觸頭(202，204)配合和電氣互連的第一耦合元件(514)和與所述電弧觸頭(206，208)配合和電氣互連的第二耦合元件(516)，其中，所述致動(dòng)器分組件(512)沿著縱軸(122)移動(dòng)，以在使所述負(fù)載觸頭(202，204)電耦合之前使所述電弧觸頭(206,208)電耦合。
12.如權(quán)利要求11所述的接觸器組件(102)，其中，所述負(fù)載觸頭(202，204)和所述電弧觸頭(206，208)具有分別與所述第一耦合元件和第二耦合元件(514，516)配合的傳導(dǎo)墊 (508，510)，所述負(fù)載觸頭(202，204)的傳導(dǎo)墊(508，510)包括銀合金，所述電弧觸頭(206， 208)的傳導(dǎo)墊(508，510)包括耐高溫的金屬。
全文摘要
一種接觸器組件(102)，適合于對(duì)具有電源的電路進(jìn)行功率開(kāi)關(guān)。接觸器組件(102)包括殼體、負(fù)載觸頭(202,204)和電弧觸頭(206,208)。殼體限定出內(nèi)部隔間(308)，且包括用于在隔間(308)內(nèi)部橫向地延伸以限定出保護(hù)室(414,416)的內(nèi)室壁。負(fù)載觸頭(202,204)布置在殼體的保護(hù)室(414,416)內(nèi)。負(fù)載觸頭(202,204)包括從殼體突出的且設(shè)定用于閉合電路的導(dǎo)電體。電弧觸頭(206,208)以位于保護(hù)室(414,416)外面的方式布置在殼體內(nèi)。電弧觸頭(206,208)包括從殼體突出的且設(shè)定用于閉合電路的導(dǎo)電體。殼體的內(nèi)室壁防止當(dāng)電弧從一個(gè)或多個(gè)電弧觸頭(206,208)發(fā)出時(shí)從一個(gè)或多個(gè)電弧觸頭(206,208)釋放出的材料污染一個(gè)或多個(gè)負(fù)載觸頭(202,204)。
文檔編號(hào)H01H51/06GK102612724SQ201080052297
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
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