模塊化電氣開關(guān)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電氣開關(guān)（400），該電氣開關(guān)包括多個電氣開關(guān)模塊（100，200），至少一個驅(qū)動組件（300），以及用于耦合多個電氣開關(guān)模塊（100，200）的耦合裝置（402）。所述耦合裝置（402）耦合多個電氣開關(guān)模塊（100，200）使得多個電氣開關(guān)模塊（100，200）的操作基本上同步。
【專利說明】模塊化電氣開關(guān)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于打開并關(guān)閉電源與電負載之間的導電路徑的電氣開關(guān)。尤其地，本發(fā)明涉及一種基于模塊化設計的電氣開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)電氣開關(guān)中，一組動觸點相對于一組固定觸點位移以建立或斷開電源側(cè)固定觸點和負載側(cè)固定觸點之間的導電路徑。電源側(cè)固定觸點和負載側(cè)固定觸點分別與電源和電氣負載連接。設置驅(qū)動組件以使得動觸點從正常位置位移至驅(qū)動位置。
[0003]當動觸點從對應的一對固定觸點脫離時，電源與電氣負載之間的導電路徑被斷開。該位置被稱為“打開位置”。另一方面，當動觸點與對應的這對固定觸點接觸時，建立了電源和電氣負載之間的導電路徑。該位置被稱為“閉合位置”。
[0004]相應地，電氣開關(guān)可被歸類為常開式和常閉式電氣開關(guān)。就常開電氣開關(guān)而言，驅(qū)動組件將動觸點從打開位置位移至閉合位置。當除去驅(qū)動力時，各種偏置裝置使動觸點返回至打開位置，由此斷開導電路徑。該操作在常閉電氣開關(guān)的情況下被逆轉(zhuǎn)。
[0005]在如上所述的傳統(tǒng)電氣開關(guān)中，電氣開關(guān)的尺寸基于電氣開關(guān)的額定電功率，即，期望電氣開關(guān)在其操作期間所用的操作電流和/或操作電壓的強度。因為操作電流和/或操作電壓增加，電氣開關(guān)的尺寸也必須由此增加。
[0006]電氣開關(guān)中包括的各種組成元件，比如固定觸點和動觸點、載體組件、驅(qū)動組件、殼體結(jié)構(gòu)等，必須根據(jù)電氣開關(guān)尺寸的增大按比例擴大。因此，大電氣開關(guān)需要巨大磁鐵、具有足夠機械強度的巨大塑料殼體來支撐各種組成元件，等等。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)水平中，采用專用大尺寸的成型工具和機器來制造大尺寸的電氣開關(guān)所需的巨大殼體結(jié)構(gòu)。這會不利地影響制造大尺寸電氣開關(guān)的成本。
[0008]而且，用于制造并組裝較小的電氣開關(guān)中使用的金屬部件的各個特別的工具不可以用于制造并組裝大型電氣開關(guān)所需的對應金屬部件，因為用于擴大規(guī)模的成本過高。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)水平，大尺寸電氣開關(guān)通常是定制的并進行人工組裝。這會導致大尺寸電氣開關(guān)的各種機械和電氣特性不一致且精度低，該大尺寸電氣開關(guān)隨后在操作期間會導致不太滿意的性能，并且在極端情況下，在操作期間會導致電氣開關(guān)出現(xiàn)故障。鑒于前文，需要提供一種電氣開關(guān)設計，其適用于在無需定制設計且無需制造各種組成元件的情況下制造具有聞額定電功率的電氣開關(guān)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]因此，本發(fā)明的目的是提供一種電氣開關(guān)設計，其適用于在無需定制設計且無需制造各種組成元件的情況下來制造具有高額定電功率的電氣開關(guān)。
[0010]本發(fā)明的目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)來實現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中提出本發(fā)明的進一步實施例。
[0011]根據(jù)前述目的，本發(fā)明提供了一種電氣開關(guān)，該電氣開關(guān)包括:多個電氣開關(guān)模塊，至少一個驅(qū)動組件，以及用于耦合多個電氣開關(guān)模塊的耦合裝置。每個電氣開關(guān)模塊包括觸點組件以及載體組件。所述觸點組件包括用于連接至電源和電氣負載的至少一對固定觸點以及用于建立至少一對固定觸點之間的電氣路徑的至少一個動觸點。至少一個所述動觸點相對于對應的至少一對固定觸點可位移。載體組件耦合至至少一個動觸點并配置為相對于至少一對固定觸點將至少一個動觸點位移至第一位置和第二位置。第一和第二位置的至少一個動觸點分別打開并關(guān)閉對應的固定觸點之間的導電路徑。所述至少一個驅(qū)動組件選擇地提供驅(qū)動力以實現(xiàn)在多個電氣開關(guān)模塊的至少一個中的載體組件在至少一個動觸點的位移的第一方向上的位移。所述耦合裝置耦合多個電氣開關(guān)模塊，使得在多個電氣開關(guān)模塊的每一個中的每個載體組件的位移基本上同步，即，多個電氣開關(guān)模塊中的每個載體組件相對于多個電氣開關(guān)模塊中的任何其他載體組件在相同方向上移動最小的相對位移，使得多個電氣開關(guān)模塊中的至少一個動觸點在無不良電氣現(xiàn)象發(fā)生的短時窗內(nèi)位移至第一和第二位置。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，每個電氣開關(guān)模塊與單個驅(qū)動組件相關(guān)聯(lián)。單個驅(qū)動組件選自至少一個驅(qū)動組件。因此，每個電氣開關(guān)模塊包括用于實現(xiàn)載體組件在第一方向上的位移的驅(qū)動組件。該技術(shù)特征確保每個電氣開關(guān)模塊產(chǎn)生用于使各個載體組件位移的驅(qū)動力。在該實施例中，耦合裝置只用于使多個電氣開關(guān)模塊中的載體組件的位移同步。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，每個電氣開關(guān)模塊包括用于容納觸點組件的殼體結(jié)構(gòu)。因為根據(jù)該技術(shù)特征每個電氣開關(guān)模塊都設置有單個殼體結(jié)構(gòu)，該技術(shù)特征避免了需要制造大尺寸殼體結(jié)構(gòu)而將電氣開關(guān)的所有組成元件容納在單個殼體中，并且該技術(shù)特征因此有利地避免了需要根據(jù)電氣開關(guān)的總尺寸設計專用模制結(jié)構(gòu)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，至少一個驅(qū)動組件包括配置為產(chǎn)生磁場的驅(qū)動線圈，該驅(qū)動線圈提供驅(qū)動力以實現(xiàn)在多個電氣開關(guān)模塊的至少一個中的載體組件在第一方向上的位移。該技術(shù)特征使得容易使用低壓電路來控制電氣開關(guān)的操作。該低壓電路從主電路電氣隔離，其由電氣開關(guān)打開或關(guān)閉。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，所述電氣開關(guān)進一步包括配置為通過利用驅(qū)動線圈調(diào)節(jié)線圈電流來調(diào)節(jié)至少一個驅(qū)動組件的控制模塊。所述控制模塊相對來說是與主電路電氣隔離的低壓電路，其由電氣開關(guān)打開或閉合。因此，該技術(shù)特征有利地使得容易利用相對的低壓電路來控制電氣開關(guān)的操作。進一步地，使用單個控制模塊來調(diào)節(jié)至少一個驅(qū)動組件便于使電氣開關(guān)模塊中的載體組件的位移同步。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，電氣開關(guān)進一步包括用于實現(xiàn)在多個電氣開關(guān)模塊的至少一個中的載體組件在第二方向上的的位移的偏置裝置。該技術(shù)特征便于在除去由驅(qū)動組件提供的驅(qū)動力之后使動觸點恢復到正常位置，即，常開電氣開關(guān)中的打開位置以及常閉電氣開關(guān)中的閉合位置。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，耦合裝置耦合多個電氣開關(guān)模塊中的載體組件。該技術(shù)特征確保在多個電氣開關(guān)模塊中的載體組件的位移基本上同步，即，多個電氣開關(guān)模塊中的每個載體組件相對于多個電氣開關(guān)模塊中的任何其他載體組件在相同方向上移動最小的相對位移，使得多個電氣開關(guān)模塊中的至少一個動觸點在無不良電氣現(xiàn)象發(fā)生的短時窗內(nèi)位移至第一和第二位置。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，每個電氣開關(guān)模塊包括一對固定觸點。該技術(shù)特征確?？梢詫蜗嚯姎忾_關(guān)模塊集成以組裝多相電氣開關(guān)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，每個電氣開關(guān)模塊包括三對固定觸點。該技術(shù)特征確?？梢詫⑷嚯姎忾_關(guān)模塊集成以組裝具有高于單個電氣開關(guān)模塊的額定電功率的所期望的電功率的電氣開關(guān)。
[0020]每對固定觸點包括電源側(cè)固定觸點以及負載側(cè)固定觸點。根據(jù)本發(fā)明的再一實施例，電氣開關(guān)進一步包括至少一對終端板。每對終端板包括第一終端板以及第二終端板。第一終端板耦合至多個電源側(cè)固定觸點，并且第二終端板耦合至對應的多個負載側(cè)固定觸點。根據(jù)該技術(shù)特征，終端板直接與多個固定觸點連接。根據(jù)該技術(shù)特征，使得固定觸點與終端之間的中間連接結(jié)構(gòu)是不必要的，其在現(xiàn)有技術(shù)水平中使用并在電源與負載之間的導電路徑中引入額外的電阻。因此，該技術(shù)特征防止了電氣開關(guān)的電氣特性劣化。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的再一實施例，多個電源側(cè)固定觸點和對應的多個負載側(cè)固定觸點選自至少兩個相鄰定位的電氣開關(guān)模塊。該技術(shù)特征確保電源側(cè)固定觸點和對應的多個負載側(cè)固定觸點經(jīng)最佳組合以使得所期望的數(shù)量的終端分別連接至電源和負載。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的再一實施例，電氣開關(guān)包括基板。多個電氣開關(guān)模塊安裝在基板上。該技術(shù)特征確?？梢詸C械地將多個電氣開關(guān)模塊集成以形成電氣開關(guān)，每個電氣開關(guān)模塊具有其獨立的殼體結(jié)構(gòu)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的再一實施例，電氣開關(guān)包括用于機械地遮蔽多個電氣開關(guān)模塊的頂蓋。該技術(shù)特征確保在獨立殼體結(jié)構(gòu)外面的電氣開關(guān)的各種組成元件可以從外部環(huán)境中被機械地遮蔽。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的電氣開關(guān)有利地基于模塊化設計，使得通過多個電氣開關(guān)模塊的適合組合來實現(xiàn)所期望的電氣開關(guān)的額定電功率。單個電氣開關(guān)模塊可以大量生產(chǎn)并且可以組合適合數(shù)量的電氣開關(guān)模塊以實現(xiàn)所期望的電氣開關(guān)的額定電功率。因為單個電氣開關(guān)模塊可以利用精密工具和機器進行制造，所以與定制的電氣開關(guān)相比這些電氣開關(guān)模塊的精度和可靠性明顯更高，因此所產(chǎn)生的電氣開關(guān)的精度和可靠性也明顯更高。因此，本發(fā)明使得用于制造額定電功率較高的電氣開關(guān)的成本明顯降低。因此，本發(fā)明提供了從定制設計至模塊化設計的有利典范轉(zhuǎn)移，從而使技術(shù)可行性和經(jīng)濟可行性明顯提高。
[0025]進一步地，本發(fā)明使得容易提供驅(qū)動組件，該驅(qū)動組件根據(jù)所期望的用于使載體組件在多個電氣開關(guān)模塊的每一個中位移的驅(qū)動力，僅對應于包括在電氣開關(guān)中的所選的一組電氣開關(guān)模塊。由于在所選的一組電氣開關(guān)模塊中提供驅(qū)動組件，進一步降低了電氣開關(guān)的總成本。
[0026]此外，基于所期望的操作電氣參數(shù)可以制造不同尺寸的組裝根據(jù)本發(fā)明的電氣開關(guān)所需的各種組成元件，比如連接桿、基板以及頂蓋?？商娲?，這些組成元件還可以基于模塊化設計由較小的單元組裝。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]在下文中參照附圖中示出的所描述的實施例進一步描述本發(fā)明，其中:
[0028]圖1A-1D示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的三相電氣開關(guān)模塊的一組組成元件，
[0029]圖2A-2D示出根據(jù)本發(fā)明的替代實施例的單相電氣開關(guān)模塊的一組組成元件，
[0030]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的驅(qū)動組件的透視圖，[0031]圖4A-4B示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電氣開關(guān)的透視圖和側(cè)視圖，
[0032]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電氣開關(guān)的前視截面圖，
[0033]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電氣開關(guān)的側(cè)視截面圖，
[0034]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電氣開關(guān)的頂視截面圖。
【具體實施方式】
[0035]參照附圖描述各種實施例，其中類似的參考編號在全文中用于參考類似元件。在以下描述中，出于解釋的目的，列舉出多個具體細節(jié)以對一個或多個實施例進行更徹底的理解。可以顯而易見的是，即使沒有這些具體細節(jié)也可實施這些實施例。
[0036]圖1A至ID示出根據(jù)本發(fā)明的三相電氣開關(guān)模塊100的一組組成元件。尤其地，圖1A示出三相電氣開關(guān)模塊100的分解視圖。三相電氣開關(guān)模塊100包括殼體結(jié)構(gòu)102、觸點組件104、載體組件106以及中蓋108。殼體結(jié)構(gòu)102包括兩個端壁110、兩個側(cè)壁112以及三對槽114。觸點組件104包括三對動觸點118。圖1B、圖1C以及圖1D分別示出載體組件106的透視圖、側(cè)視圖以及分解視圖。載體組件106包括三個載體120。每個載體120包括安裝插座122以及耦合插座124。中蓋108包括三個槽126。
[0037]殼體結(jié)構(gòu)102包圍觸點組件104以及載體組件106的一部分。中蓋108安裝在殼體結(jié)構(gòu)102的頂部上以提供由殼體結(jié)構(gòu)102包圍的空間的物理及電氣隔離。
[0038]殼體結(jié)構(gòu)102包括兩個端壁110。每個端壁110還包括三對槽114。一個或多個終端板(圖中未示出)通過槽114向內(nèi)延伸以連接至兩個或更多的固定觸點116。兩個側(cè)壁112用于在根據(jù)本發(fā)明組裝多個電氣開關(guān)模塊100的同時,將電氣開關(guān)模塊110與相鄰的電氣開關(guān)模塊100在物理上分離，如將結(jié)合圖4A和圖4B所解釋的一樣。
[0039]如前所述，觸點組件104包括三對固定觸點116以及對應的三個動觸點118。
[0040]每對固定觸點116包括電源側(cè)固定觸點以及負載側(cè)固定觸點。電源側(cè)固定觸點以及負載側(cè)固定觸點設置在載體組件106的任意一側(cè)上。電源側(cè)固定觸點以及負載側(cè)固定觸點與輸入和輸出終端板連接，這些輸入和輸出終端板接著分別與電源以及電氣負載連接，如將結(jié)合圖4A和圖4B所解釋的一樣。
[0041]每個動觸點118相對于對應的一對固定觸點116是能夠位移的，使得當動觸點118與該對固定觸點116接觸時，在電源與電氣負載之間建立導電路徑；并且當動觸點118沒有與這對固定觸點116接觸時，在電源與電氣負載之間斷開導電路徑。
[0042]載體組件106包括三個載體120。每個載體120包括安裝插座122以及耦合插座124。載體120在組裝在電氣開關(guān)模塊100中時垂直延伸。每個載體120包括用于接收并支撐動觸點118的安裝插座122。載體120進一步包括用于接合連接桿(未示出)的耦合插座124，使得載體組件106可以耦合至驅(qū)動組件，如稍后將要解釋的一樣。每個載體120的在安裝插座122與耦合插座124之間的部分通過中蓋108中的槽126從殼體結(jié)構(gòu)102向外延伸。
[0043]中蓋108安裝在每個電氣開關(guān)模塊100上以將包圍在殼體結(jié)構(gòu)102內(nèi)的觸點組件104與電氣開關(guān)100的剩余部分物理隔離。中蓋108包括允許載體組件106的至少一部分延伸超過殼體結(jié)構(gòu)102的一個或多個槽126。載體組件106的延伸超過殼體結(jié)構(gòu)102的部分用于將電氣開關(guān)模塊100耦合至驅(qū)動組件(未示出)。[0044]載體組件106配置為相對于對應的一對固定觸點116將動觸點118位移至第一位置和第二位置。第一位置可以是動觸點118與對應的一對固定觸點116沒有接觸的，并因此斷開該對固定觸點116之間的導電路徑的位置(打開位置)。類似地，第二位置可以是動觸點118與對應的一對固定觸點116接觸的，并因此建立起這對固定觸點116之間的導電路徑的位置(閉合位置)。
[0045]如圖所示，安裝在載體組件106的安裝插座122中的動觸點118與這對固定觸點116對準。在施加驅(qū)動力之后，載體組件106經(jīng)歷向下運動并使動觸點118與各對固定觸點116接觸，由此建立每對固定觸點116中的兩個固定觸點之間的導電路徑。當除去驅(qū)動力時，偏置裝置(該偏置裝置將結(jié)合圖4A和圖4B解釋)會導致載體組件106的向上運動以斷開每對固定觸點116中的兩個固定觸點之間的導電路徑。
[0046]在載體組件106的運動期間，中蓋108中的槽126使得容易維持載體組件106與固定觸點116對準，并相應地便于維持動觸點118與固定觸點116對準。
[0047]圖2A至2D示出根據(jù)本發(fā)明的單相電氣開關(guān)模塊200的一組組成元件。尤其地，圖2A示出單相電氣開關(guān)模塊200的分解視圖。單相電氣開關(guān)模塊200包括殼體結(jié)構(gòu)202、觸點組件204、載體組件206以及中蓋208。殼體結(jié)構(gòu)202包括兩個端壁210、兩個側(cè)壁212以及一對槽214。觸點組件204包括一對固定觸點216以及對應的一個動觸點218。圖2B、圖2C以及圖2D分別示出載體組件206的透視圖、側(cè)視圖以及分解視圖。載體組件206包括載體220。每個載體220包括安裝插座222以及耦合插座224。中蓋208包括槽226。
[0048]在如結(jié)合圖1解釋的三相電氣開關(guān)模塊100中使用的各種元件適用于單相電氣開關(guān)模塊200以支撐單對固定觸點以及單個動觸點，如對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的一樣。為了簡潔起見，未提供詳細的解釋。
[0049]在下文中將參照三相電氣開關(guān)模塊100描述本發(fā)明。然而，如下文描述的本發(fā)明的各種實施例同樣適用于單相電氣開關(guān)模塊200。
[0050]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動組件300的透視圖。
[0051]驅(qū)動組件300包括靜子組件以及動子組件。靜子組件包括基板302、磁軛304以及線軸306。動子組件包括保持件308、銜鐵(anker) 310以及樞軸316。保持件308包括樞轉(zhuǎn)臂312以及耦合臂314。
[0052]基板302提供以安裝磁軛304的平臺。該磁軛304接著為線軸306提供支撐。類似地，保持件308為銜鐵310提供支撐。樞轉(zhuǎn)臂312與樞軸316連接。耦合臂314提供接合載體組件106的裝置。如前所述，在本發(fā)明的示例性實施例中，連接桿用于通過耦合插座224結(jié)合耦合臂314與載體組件106。靜子組件和動子組件設置為使得磁軛304以及銜鐵310以本領(lǐng)域眾所周知的互補方式進行組裝。
[0053]在本發(fā)明的各種實施例中，可以采用任意合適的磁軛設計。在圖3中所示的示例性實施例中，磁軛304根據(jù)已知技術(shù)利用鐵磁性材料的層壓板以三腿結(jié)構(gòu)的形式構(gòu)建。在磁軛304的中腿上，安裝有線軸306。因此，磁軛304為線軸306提供機械支撐，并同樣用于增強由線軸306建立的磁場。
[0054]線軸306包括配置為產(chǎn)生磁場以向載體組件210提供驅(qū)動力的驅(qū)動線圈。磁場通過施加線圈電流來產(chǎn)生。因此,在磁軛304中建立磁通。銜鐵310用于通過向磁軛304中的磁通提供返回路徑來完成磁回路。[0055]在沒有線圈電流時，動子組件(尤其是銜鐵310)由于偏置裝置(將結(jié)合圖4A和圖4B解釋)與靜子組件(尤其是磁軛304)分離。動子組件的位置參考為打開位置。當施加線圈電流時，由于通過磁軛304形成了磁場，銜鐵310被磁性地拉向磁軛304，因此，動子組件(尤其為銜鐵310)朝向靜子組件(尤其為磁軛304)移動，使得銜鐵310與磁軛304接觸。動子組件的這個位置參考為閉合位置。
[0056]因為載體組件210通過耦合臂314以及連接桿耦合至動子組件，動子組件的運動導致載體組件210從打開位置相應位移至閉合位置。
[0057]應注意的是，基板302是可選的元件。在本發(fā)明的替代實施例中，除基板302之外的驅(qū)動組件300的各種組成元件可以以類似的方式直接組裝在中蓋108上。
[0058]圖4A和圖4B示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的電氣開關(guān)400的透視圖和側(cè)視圖。電氣開關(guān)400包括兩個電氣開關(guān)模塊IOOa和100b、兩個驅(qū)動組件300a和300b、連接桿402、偏置彈簧404、基板406以及頂蓋408。電氣開關(guān)400還包括輸入終端板410、輸出終端板412、兩個隔板414以及控制模塊416a和416b (分別參考為控制模塊416)。
[0059]電氣開關(guān)400提供用于打開并關(guān)閉電源與電氣負載(圖中未示出)之間的導電路徑的裝置。
[0060]如結(jié)合圖1所解釋的一樣，三相電氣開關(guān)模塊100包括殼體結(jié)構(gòu)102、觸點組件104、載體組件106以及中蓋108。殼體結(jié)構(gòu)102包圍觸點組件104以及載體組件106的一部分。中蓋108安裝在殼體結(jié)構(gòu)102的頂部上以提供由殼體結(jié)構(gòu)102所包圍的各種組成元件的物理及電氣隔離。
[0061]驅(qū)動組件300安裝在中蓋108上，并耦合至電氣開關(guān)模塊100。驅(qū)動組件300提供驅(qū)動力以實現(xiàn)載體組件106的位移，以便通過電氣開關(guān)400打開并關(guān)閉導電路徑。
[0062]如圖4A所示，驅(qū)動組件300a和300b通過連接桿402分別耦合至電氣開關(guān)模塊IOOa和100b。在示例性實施例中，連接桿402跨越電氣開關(guān)模塊IOOa和IOOb使得連接桿402不僅用于分別將驅(qū)動組件300a和300b耦合至電氣開關(guān)模塊IOOa和100b，而且還用于率禹合電氣開關(guān)模塊100,使得每個載體組件106在電氣開關(guān)模塊IOOa和IOOb中的位移基本上同步。因此，連接桿402提供耦合電氣開關(guān)模塊100的耦合裝置。在圖4A所示的本發(fā)明的實施例中，連接桿402耦合電氣開關(guān)模塊100中的載體組件106。在本發(fā)明的替代實施例中，可以以相同的技術(shù)效果耦合其他元件比如驅(qū)動組件300的可移動部分。進一步地，在各種替代實施例中，可以采用任意合適的機械結(jié)構(gòu)比如矩形板、除圓形剖面(如圖4A所描述的)之外的任意合適的剖面的桿等來耦合電氣開關(guān)模塊100。
[0063]在本發(fā)明的實施例中，如圖4A和圖4B所示，每個電氣開關(guān)模塊100耦合至對應的驅(qū)動組件300。然而，在本發(fā)明的替代實施例中，只有所選的一組電氣開關(guān)模塊100設置有對應的驅(qū)動組件300。因為剩余電氣開關(guān)模塊100中的載體組件106耦合至所選的一組電氣開關(guān)模塊100中的載體組件106，載體組件106的所需運動在電氣開關(guān)400中包括的所有電氣開關(guān)模塊100中實現(xiàn)。
[0064]應注意的是，僅為了清晰起見，驅(qū)動組件300已經(jīng)被解釋為在電氣開關(guān)模塊100外面的隔開的組件。在本發(fā)明的各種實施例中，如本文所述，驅(qū)動組件300，當存在的時候，可以設想驅(qū)動組件300形成除觸點組件104和載體組件106之外的對應電氣開關(guān)模塊100的主要部分。[0065]偏置彈簧404提供偏置裝置用于將驅(qū)動組件300的動子組件恢復至正常位置，并相應地將載體組件106和動觸點118恢復至正常位置。在電氣開關(guān)400為常開的情況下，正常位置為打開位置。類似地，在電氣開關(guān)400為常閉的情況下，正常位置為閉合位置。根據(jù)如圖4A所示的本發(fā)明的示例性實施例，偏置彈簧404接合驅(qū)動組件300的耦合臂314。在本發(fā)明的各種替代實施例中，可以將偏置彈簧404與電氣開關(guān)400的其他可移動部件耦合，比如載體組件106。
[0066]基板406提供支撐件，該支撐件用于以相鄰的方式安裝電氣開關(guān)模塊100，使得對電氣開關(guān)模塊100進行組裝以形成電氣開關(guān)400。根據(jù)本發(fā)明的實施例，殼體結(jié)構(gòu)102包括在其中形成有孔徑的水平的和垂直的邊緣(或壁)。水平邊緣用于將電氣開關(guān)模塊100固定至基板406并且垂直邊緣用于鄰接電氣開關(guān)模塊IOOa和100b?；?06可以基于單片設計或模塊化設計進行制造。在后者的實施例中，每個單個的基板對應于單個電氣開關(guān)模塊100的尺寸，并且多個這樣的基板例如利用螺母和螺栓或其他類似裝置來機械結(jié)合，以便生成尺寸適當?shù)幕?06。
[0067]頂蓋408在電氣開關(guān)400的上部分上延伸并為組裝以形成電氣開關(guān)400的各種組成元件提供機械罩蓋。頂蓋408可以基于單片設計或模塊化設計進行制造，與如上所述的基板406類似。
[0068]在圖4A和圖4B所示的示例性實施例中，三個輸入終端板410與電源側(cè)固定觸點連接并且三個輸出終端板412與負載側(cè)固定觸點連接。終端板410和412的每一個與兩個固定觸點連接。因此，電氣開關(guān)模塊100的三組兩個相鄰的電源側(cè)固定觸點的每一個耦合至輸入終端板410。類似地，電氣開關(guān)模塊100的三組兩個相鄰的負載側(cè)固定觸點的每一個耦合至輸出終端板412。
[0069]在安裝電氣開關(guān)400期間，電氣電纜固定至輸入終端板410和輸出終端板412以便建立分別至電源和電氣負載的電氣連接。
[0070]隔板414安裝在輸入終端板410之間，并且同樣安裝在輸出終端板412之間以便在其中提供電氣隔離。
[0071]控制模塊416配置為調(diào)節(jié)驅(qū)動組件300?？刂颇K416為與主電路電氣隔離的相對低壓電路，該主電路由電氣開關(guān)400電氣打開或關(guān)閉。在示例性實施例中，將控制模塊416實施為印刷電路板(PCB)?？刂颇K416同步觸發(fā)驅(qū)動組件300，并由此幫助同步電氣開關(guān)模塊100中的載體組件106的運動。
[0072]在操作電氣開關(guān)400期間，控制模塊416調(diào)節(jié)驅(qū)動組件300中的線圈電流。為了接通電氣開關(guān)300，控制模塊416接通線軸306的驅(qū)動線圈中的線圈電流。
[0073]必須提到的是，僅處于示例性目的而提及印刷電路板(PCB)。在本發(fā)明的各種替代實施例中，控制模塊416可以利用任意合適的部件來實現(xiàn)，如對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說顯而易見的一樣。
[0074]進一步地，應注意的是，在本發(fā)明的替代實施例中，可以包括多個控制模塊416。例如，每個驅(qū)動組件300可以與對應的控制模塊416相關(guān)聯(lián)。在多個控制模塊416的情況下，它們的操作是被同步的。
[0075]由于線圈電流而建立驅(qū)動力。在施加驅(qū)動力之后，驅(qū)動組件300的動子組件并且因此載體組件106進行向下運動，該向下運動可以被參考為第一方向。結(jié)果，動觸點118與各對固定觸點116接觸，由此建立每對固定觸點116中的兩個固定觸點之間的導電路徑。隨后，為了斷開電氣開關(guān)400，控制模塊416斷開線軸306的驅(qū)動線圈中的線圈電流。偏置彈簧404會導致驅(qū)動組件300的動子組件向上運動，并因此導致載體組件106向上運動。向上平移運動可以被參考為沿第二方向位移。結(jié)果，斷開每對固定觸點116中的兩個固定觸點之間的導電路徑。因此，如本文所使用的第一和第二方向沿直線或曲線路徑彼此相對。
[0076]在載體組件106的運動期間，中蓋108中的槽126使得容易維持載體組件106與固定觸點116對準，并相應的容易維持動觸點118與固定觸點116對準。
[0077]在圖4A和圖4B所示的示例性實施例中，已對兩個電氣開關(guān)模塊100進行組裝以形成電氣開關(guān)400。應注意的是，組裝以形成電氣開關(guān)400的電氣開關(guān)模塊100的實際數(shù)量取決于電氣開關(guān)模塊100的單個額定電流以及電氣開關(guān)400的所期望的額定電流。例如，如果每個電氣開關(guān)模塊100都具有1000安培的電氣額定電功率，并且電氣開關(guān)400的所期望的額定電功率為4000安培，則四個電氣開關(guān)模塊100可以組裝以形成電氣開關(guān)400。
[0078]進一步地,應注意的是，電氣開關(guān)模塊100中包括的固定觸點的對數(shù)，以及動觸點的對應數(shù)量根據(jù)需要變化。在圖4A和圖4B所示的示例性實施例中，已經(jīng)使用了電氣開關(guān)模塊100，每個模塊具有三對固定觸點。應理解，當兩個或兩個以上這樣的三相電氣開關(guān)模塊100組裝形成電氣開關(guān)400時，三相電氣開關(guān)模塊100的單個“相”不對應于電源的三個相，因為單個“相”被適當?shù)亟M合以產(chǎn)生所期望的電氣額定電功率的電氣開關(guān)400。在本發(fā)明的替代實施例中，使用電氣開關(guān)模塊200，每個模塊具有單對固定觸點。
[0079]如現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的，電氣開關(guān)被分為常開式和常閉式電氣開關(guān)。應注意的是，如本文所述的電氣開關(guān)400是常開電氣開關(guān)。然而，本發(fā)明的各種實施例同樣適用于在固定觸點和動觸點的相對位置具有適當修改的常閉電氣開關(guān)，如對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說顯而易見的一樣。
[0080]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的電氣開關(guān)400的前視截面圖。該截面圖是沿著圖4A所示的1-1’線的。
[0081]如從前視截面圖可以看出，電氣開關(guān)400包括兩個電氣開關(guān)模塊IOOa和100b、兩個驅(qū)動組件300a和300b以及連接桿402。
[0082]已經(jīng)結(jié)合前述圖詳細解釋了各種組成元件。
[0083]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的電氣開關(guān)400的側(cè)視截面圖。該截面圖是沿著圖4A所示的2-2’線的。
[0084]側(cè)視截面圖不出觸點組件104的布局,尤其是電氣開關(guān)模塊100中包括的一對固定觸點116和動觸點118，以及載體組件106。
[0085]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的電氣開關(guān)100的頂視截面圖。該截面圖是沿著圖4A所示的3-3’線的。
[0086]如圖所不，電氣開關(guān)模塊IOOa包括電源側(cè)固定觸點116a以及負載側(cè)固定觸點116a’。類似地，電氣開關(guān)模塊IOOb包括電源側(cè)固定觸點116b以及負載側(cè)固定觸點116b’。圖7還示出輸入終端板410a、410b和410c，以及輸出終端板412a、412b和412c。
[0087]可以看出，輸入終端板410a與兩個電源側(cè)固定觸點116a連接,輸入終端板410b與兩個電源側(cè)固定觸點116a和116b連接，并且輸入終端板410c與兩個電源側(cè)固定觸點116b連接。輸出終端板412a、412b和412c以類似的方式耦合至負載側(cè)固定觸點116a’和116b，。
[0088]正如前面所指出的，圖4至圖7中所示的實施例在本質(zhì)上是示例性的并且任意所期望數(shù)量的電氣開關(guān)模塊102可以以類似的方式根據(jù)電氣開關(guān)模塊100或200的單個額定電功率和電氣開關(guān)400的所期望額定電功率進行組合。
[0089]根據(jù)本發(fā)明的電氣開關(guān)有利地基于模塊化設計，使得電氣開關(guān)的所期望額定電功率通過多個電氣開關(guān)模塊的合適的組合來實現(xiàn)。單個的電氣開關(guān)模塊可以大量生產(chǎn)并且可以組合合適的數(shù)量的電氣開關(guān)模塊以實現(xiàn)所期望額定電功率的電氣開關(guān)。因此，本發(fā)明在很大程度上使得容易制造具有明顯提高的電氣特征以及操作的精度和可靠性的電氣開關(guān)。本發(fā)明進一步使得容易降低額定電功率較高的電氣開關(guān)的制造成本。
[0090]盡管已經(jīng)參照某些實施例詳細描述了本發(fā)明，但是應了解，本發(fā)明不限于這些實施例。鑒于本發(fā)明，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可向本領(lǐng)域技術(shù)人員呈現(xiàn)多種修改和變更。因此，本發(fā)明的范圍由以下權(quán)利要求表示，而不是由前述描述表示。權(quán)利要求的等效性的意義和范圍內(nèi)的所有變化、修改以及變更將視為在其范圍內(nèi)。
[0091]附圖標記列表
[0092]100電接觸器模塊
[0093]102殼體結(jié)構(gòu)
[0094]104觸點組件
[0095]106載體組件
[0096]108 中蓋
[0097]110 端壁
[0098]112 側(cè)壁
[0099]114 槽對
[0100]116固定觸點
[0101]118動觸點
[0102]120 載體
[0103]122安裝插座
[0104]124耦合插座
[0105]126 槽
[0106]200電接觸器模塊
[0107]202殼體結(jié)構(gòu)
[0108]204觸點組件
[0109]206載體組件
[0110]208 中蓋
[0111]210 端壁
[0112]212 側(cè)壁
[0113]214 槽對
[0114]216固定觸點
[0115]218動觸點
[0116]220 載體[0117]222安裝插座
[0118]224耦合插座
[0119]226槽
[0120]300驅(qū)動組件
[0121]302基板
[0122]304磁軛
[0123]306線軸
[0124]308保持件
[0125]310銜鐵
[0126]312樞轉(zhuǎn)臂
[0127]314耦合臂
[0128]316樞軸
[0129]400電接觸器
[0130]100電接觸器模塊
`[0131]300驅(qū)動組件
[0132]402連接桿
[0133]404偏置彈簧
[0134]406基板
[0135]408頂蓋
[0136]410輸入終端板
[0137]412輸出終端板
[0138]414隔板
[0139]416控制模塊
【權(quán)利要求】
1.一種電氣開關(guān)(400),所述電氣開關(guān)(400)包括: 多個電氣開關(guān)模塊(100，200)，每個所述電氣開關(guān)模塊(100，200)包括: -觸點組件(104，204)，所述觸點組件(104，204)包括至少一對固定觸點(116，216)以及至少一個動觸點(118，218)，至少一個所述動觸點(118，218)能夠相對于對應的至少一對所述固定觸點(116，216)位移，以及 -載體組件(106，206)，所述載體組件(106，206)耦合至至少一個所述動觸點(118，218)并配置為相對于至少一對所述固定觸點(116，216)將至少一個所述動觸點(118，218)位移至第一位置和第二位置，以分別斷開和建立所述固定觸點(116，216)對之間的導電路徑; 至少一個驅(qū)動組件(300)，至少一個所述驅(qū)動組件(300)選擇地提供驅(qū)動力以實現(xiàn)在多個所述電氣開關(guān)模塊(100，200)的至少一個中的所述載體組件(106，206)在所述動觸點(118, 218)位移的第一方向上的位移；以及 耦合裝置(402)，用于耦合多個所述電氣開關(guān)模塊(100，200)，使得在多個所述電氣開關(guān)模塊(100，200)的每一個中的每個所述載體組件(106，206)的位移基本上同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣開關(guān)(400)，其中每個所述電氣開關(guān)模塊(100，200)與單個驅(qū)動組件(300)相關(guān)聯(lián)，所述單個驅(qū)動組件(300)選自至少一個所述驅(qū)動組件(300)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電氣開關(guān)(400)，其中每個所述電氣開關(guān)模塊(100，200)進一步包括用于容納所述觸點組件(104，204)的殼體結(jié)構(gòu)(102，202)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的電氣開關(guān)(400)，其中至少一個所述驅(qū)動組件(300)包括驅(qū)動線圈(306)，所述驅(qū)動線圈配置為產(chǎn)生磁場，以實現(xiàn)在多個所述電氣開關(guān)模塊(100，200)的至少一個中的所述載體組件(106，206)在所述第一方向上的位移。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電氣開關(guān)(400)，進一步包括配置為調(diào)節(jié)所述驅(qū)動組件(300)的控制模塊(416)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的電氣開關(guān)(400)，進一步包括偏置裝置(404)，用于實現(xiàn)在多個所述電氣開關(guān)模塊(100，200)的至少一個中的所述載體組件(106，206)在第二方向上的位移。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的電氣開關(guān)(400)，其中所述耦合裝置(402)耦合在多個所述電氣開關(guān)模塊(100，200)中的所述載體組件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的電氣開關(guān)(400)，其中所述耦合裝置(402)包括連接桿(402)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的電氣開關(guān)(400)，其中每個所述電氣開關(guān)模塊(100.200)的每個所述觸點組件(104，204)包括一對所述固定觸點(116，216)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的電氣開關(guān)(400)，其中每個所述電氣開關(guān)模塊(100.200)的每個所述觸點組件(104，204)包括三對所述固定觸點(116，216)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的電氣開關(guān)(400)，其中每對所述固定觸點(116,216)包括電源側(cè)固定觸點(116，216)和負載側(cè)固定觸點(116，216)，并且其中所述電氣開關(guān)(400)進一步包括至少一對終端板，每對所述終端板包括耦合至多個所述電源側(cè)固定觸點(116，216)的第一終端板(410)和耦合至對應的多個所述負載側(cè)固定觸點(116，216)的第二終端板(412)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電氣開關(guān)(400)，其中多個所述電源側(cè)固定觸點(116,216)和對應的多個所述負載側(cè)固定觸點(116，216)選自至少兩個相鄰定位的所述電氣開關(guān)模塊(100，200)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的電氣開關(guān)(400)，進一步包括用于安裝多個所述電氣開關(guān)模塊(100，200)的基板(406)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的電氣開關(guān)(400)，進一步包括用于提供機械罩蓋的頂蓋(408)。
【文檔編號】H01H50/04GK103635985SQ201180072063
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月9日
【發(fā)明者】欽塔馬尼·比瓦爾卡爾, 諾厄·拉姆拉杰卡爾, 薩欽·庫爾庫列 申請人:西門子公司