電接觸器及控制其觸頭延時閉合與打開的方法、限制或阻止觸頭顫動與燃弧時間的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電接觸器，特別是但不限于應(yīng)用于現(xiàn)代電表，也就是“智能電表”的線圈驅(qū)動的直流開關(guān)接觸器，在正常的國內(nèi)市電供電下，通常為100?250V的交流電，具有負(fù)載斷開保護(hù)的功能。
[0002]本發(fā)明還涉及一種中電流直流電開關(guān)的電接觸器，其在短路故障時觸頭不會熔接。在短路故障時觸頭熔接的情況下，輸出的電流不可計量，若本來應(yīng)該斷開的負(fù)載仍然與230V的交流電連接，如此很可能會導(dǎo)致致命的電擊。
[0003]術(shù)語“中電流”是指電流小于或等于120Amps.
[0004]另外，還要求精確控制中電流開關(guān)的觸頭的斷開與閉合的時間，減少或避免電弧放電損害，進(jìn)而延長其使用壽命。
【背景技術(shù)】
[0005]眾所周知的，許多電接觸器能夠?qū)崿F(xiàn)在額定電流，如10Amps下在大量的開關(guān)負(fù)載周期內(nèi)的進(jìn)行開關(guān)切換。開關(guān)觸頭使用合適的銀合金，避免形成點焊以及不必要的電弧。承載動觸頭的活動臂應(yīng)該設(shè)計得容易驅(qū)動以便能夠斷開，并且在額定電流下具有最小自熱。
[0006]無焊的級別要求非常具有挑戰(zhàn)性，無論開關(guān)是閉合還是有短路電流。在大多數(shù)情況下，在短路時單個觸頭的接觸點的電流密度非常高，由此很容易產(chǎn)生點焊。
[0007]眾所周知地，為減少高電流的自熱，單個的活動臂可以分為兩個。然而，這樣并不能克服隨之產(chǎn)生的同步驅(qū)動活動臂或閘刀以打開與閉合觸頭的問題。這樣會導(dǎo)致觸頭以及驅(qū)動器的一系列的不平衡問題，甚至?xí)?dǎo)致振動以及使觸頭顫動增強。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明致力于提供上述問題的解決方案。
[0009]一方面，本發(fā)明提供一種電接觸器，包括一第一端子、一第二端子、至少一動觸頭以及一雙線圈驅(qū)動機構(gòu)，所述第一端子具有一固定件，所述固定件上設(shè)有至少一定觸頭，所述雙線圈驅(qū)動機構(gòu)包括一第一驅(qū)動線圈以及一第二非驅(qū)動線圈，所述第一驅(qū)動線圈可被驅(qū)動以打開或閉合所述定觸頭與動觸頭，所述第二非驅(qū)動線圈反饋接線感生反向磁通以削弱(temper)并穩(wěn)定凈磁通(nutt flux)，從而使觸頭打開與閉合的延時時間得以控制到或靠近相應(yīng)的負(fù)載交流電流的過零點。
[0010]控制觸頭打開與閉合的時間使其與相應(yīng)的負(fù)載交流電流的過零點重合或靠近，可以減少甚至避免電弧放電以及接觸侵蝕。盡管下文的描述是關(guān)于被稱之為“blow-on/blow-off"的觸頭結(jié)構(gòu)，其原理適用于使用或不使用母線與/或彈性動臂的單個或多個動觸頭。
[0011]優(yōu)選地，所述雙線圈驅(qū)動機構(gòu)包括一磁保持驅(qū)動器，所述驅(qū)動器在第一驅(qū)動線圈的作用下使動觸頭與定觸頭打開或閉合。所述驅(qū)動器的電樞的磁力固定，本案中在凸塊的前進(jìn)位置以及回撤位置，在上述位置時對直流驅(qū)動線圈的能量需求降低，減少能源消耗。
[0012]優(yōu)選地，所述第二非驅(qū)動線圈反饋接線至所述兩線圈的公共接點。所述第二非驅(qū)動線圈的反饋接線對施加于第一驅(qū)動線圈上的驅(qū)動電壓的振幅的振動自動校正，進(jìn)而校正觸頭的動態(tài)閉合時間。
[0013]優(yōu)選地，還包括有一母線，所述母線與第二端子電性連接，一導(dǎo)電的動臂設(shè)置于所述母線的尾端或靠近母線的尾端設(shè)置，所述至少一動觸頭設(shè)置于動臂上。所述母線線對于動臂來說有利于提供反向電流，因此生成斥力推動動觸頭與定觸頭緊密閉合。
[0014]優(yōu)選地，所述母線上還連接有另一導(dǎo)電的動臂，所述另一導(dǎo)電的動臂上設(shè)有另一動觸頭。如此可以分擔(dān)電流，相應(yīng)地降低了短路情況下的熱效應(yīng)
[0015]在多個動臂或者多個閘刀的情況下，所述一動臂是預(yù)成型的并被施加預(yù)緊力，自然地內(nèi)偏朝向所述至少一定觸頭傾斜，所述另一動臂是預(yù)成型的并被施加預(yù)緊力，自然地外偏朝向遠(yuǎn)離所述至少一定觸頭的方向傾斜。此種設(shè)計使得接觸斥力與磁力更加平衡。
[0016]另一方面，本發(fā)明提供一種控制根據(jù)本發(fā)明第一方面的電接觸器的觸頭閉合與打開的延時的方法，包括以下步驟:驅(qū)動一雙線圈驅(qū)動器的一第一線圈，使電接觸器的觸頭打開或閉合；以及感生反向磁場穿過反饋接線的一第二線圈，抵消并穩(wěn)定驅(qū)動器的凈磁通，從而控制觸頭打開與閉合的延時時間。
[0017]再一方面，本發(fā)明提供一種限制或阻止根據(jù)本發(fā)明第一方面的電接觸器的觸頭顫動與燃弧時間的方法，包括以下步驟:驅(qū)動一雙線圈驅(qū)動器的一第一線圈，使電接觸器的觸頭打開或閉合；以及感生反向磁場穿過反饋接線的一第二線圈，抵消并穩(wěn)定驅(qū)動器的凈磁通，從而使觸頭打開與閉合的延時時間得以控制到或靠近相應(yīng)的負(fù)載交流電流的過零點。
[0018]本發(fā)明再一方面提供一種控制觸頭閉合與打開的延時的方法，包括以下步驟:驅(qū)動一雙線圈驅(qū)動器的一第一線圈，使一電接觸器的觸頭打開或閉合；以及感生反向磁場穿過反饋接線的一第二線圈，抵消并穩(wěn)定驅(qū)動器的凈磁通，從而控制觸頭打開與閉合的延時時間。
[0019]本發(fā)明再另一方面提供一種限制或阻止觸頭顫動與燃弧時間的方法，包括以下步驟:驅(qū)動一雙線圈驅(qū)動器的一第一線圈，使一電接觸器的觸頭打開或閉合；以及感生反向磁場穿過反饋接線的一第二線圈，抵消并穩(wěn)定驅(qū)動器的凈磁通，從而使觸頭打開與閉合的延時時間得以控制到或靠近相應(yīng)的負(fù)載交流電流的過零點。
[0020]優(yōu)選地，所述雙線圈驅(qū)動器為直流雙線圈驅(qū)動器，所述第一線圈為直流驅(qū)動使所述觸頭打開或閉合。
【附圖說明】
[0021]以下將結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]圖1為本發(fā)明電接觸器第一實施例的平面示意圖，包括有可移動的觸頭組件，圖示中觸頭處于打開狀態(tài)。
[0023]圖2與圖1類似，圖示中電接觸器的觸頭處于閉合的狀態(tài)。
[0024]圖3a為圖1所示電接觸器的觸頭組件的兩活動臂的平面視圖。
[0025]圖3b為圖3a所示偏移閉合的動臂在片簧的作用力下側(cè)視圖，與一片簧共同構(gòu)成以做動件。
[0026]圖4為電接觸器的電路圖，圖式中帶有反饋接線的驅(qū)動器被驅(qū)動使觸頭閉合。
[0027]圖5用圖形表示電接觸器的觸頭閉合時的附加控制。
[0028]圖6與圖4類似，為電接觸器的電路圖，圖式中帶反饋的雙線圈單元被驅(qū)動使觸頭打開。
[0029]圖7與圖5類似，用圖形表示電接觸器的觸頭打開時的附加控制。
[0030]圖8本發(fā)明電接觸器另一實施例的平面示意圖，包括有可移動的觸頭組件，圖示中觸頭處于閉合狀態(tài)。
【具體實施方式】
[0031]首先請參閱圖1至圖7，所示為本發(fā)明電接觸器10的第一實施例，為單級結(jié)構(gòu)，包括第一端子12、第二端子14、母線16、以及兩動臂18、20。本實施例中，所述動臂18、20安裝在母線16上。
[0032]所述第一、第二端子12、14從接觸器的殼座22伸出，并且安裝于殼座22的基板24或者側(cè)壁26。所述殼座22上的蓋子在圖示中未顯示，以清楚地顯示電接觸器10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0033]所述第一端子12包括一第一墊襯28以及一固定件30，所述固定件30優(yōu)選地可以導(dǎo)電，由第一墊襯28向殼座22內(nèi)延伸。至少一個定觸頭32設(shè)置在所述固定件30的末端或靠近固定件30的末端設(shè)置。本實施例中，所述定觸頭32為兩個。盡管本實施例中所述兩定觸頭32被分離設(shè)置，設(shè)置一長條狀的定觸頭匹配兩動臂18、20也是可行的，但如此設(shè)置可能會增加觸頭材料的用量，并非最優(yōu)。
[0034]所述第二端子14與第一端子12相分離，包括由殼座22延伸并電性連接至母線16的第二墊襯34。
[0035]所述母線16為一體結(jié)構(gòu)的細(xì)長剛性導(dǎo)電條，材料通常為金屬，所述第二墊襯34設(shè)置于殼座22的一側(cè)壁36上或靠近該側(cè)壁36設(shè)置，所述母線16由第二墊襯34朝向殼座22的另一相對側(cè)壁38延伸。為進(jìn)一步增加長度以利于動臂18、20的熱平衡，所述母線16遠(yuǎn)離第二墊襯34的尾端40彎曲至一第一端面42或靠近該第一端面42，所述固定件30優(yōu)選地由第一端面42向外延伸。
[0036]所述兩動臂18、20與所述母線16的尾端40或靠近尾端40的位置相連接，所述連接方式可以是任何適當(dāng)?shù)姆绞?，如電焊、硬焊、鉚接、或者甚至可以是鍵合，使動臂18、20與母線16電性連通。
[0037]請參照圖1至圖3，所述兩動臂18、20包括一共同的端部44以及由所述端部44向外延伸的縱長本體46，所述端部44與所述母線16連接，所述本體46相互平行間隔設(shè)置。所述每一動臂18、20的另一端形成一頭部48，所述頭部48上設(shè)置有動觸頭50。
[0038]所述兩動臂18、20共同的端部44朝向殼座22的第一端面42彎曲，以與母線16尾端40的彎曲相配合。所述彎曲可以部分延伸至所述動臂18、20的本體46。然而，所述本體46優(yōu)選地至少絕大部分呈直線狀延伸。另外，所述兩動臂18、20優(yōu)選地呈共面設(shè)置或基本上呈共面設(shè)置，如此在兩動臂18、20與母線1