[發(fā)明專利]具有串阻式電路分合系統(tǒng)的交(直)流無弧接觸器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510735814.4
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN106653492A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 茆敦華
• 申請（專利權(quán)）人: 茆敦華
• 主分類號: H01H50/30
• 分類號: H01H50/30;H01H50/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及負(fù)載開關(guān)控制電器領(lǐng)域，具體是一種具有串聯(lián)電阻式電路分合系統(tǒng)的交流(直流)CWJ(Z)無弧接觸器。

背景技術(shù)

接觸器是工業(yè)電氣自動控制中極其重要的基礎(chǔ)元件，其功能是根據(jù)傳入的控制信號，對交、直流主線路頻繁地進(jìn)行遠(yuǎn)距離的自動切換。

現(xiàn)今普遍使用的是傳統(tǒng)的機(jī)械式接觸器，其核心結(jié)構(gòu)就是觸頭滅弧系統(tǒng)。該系統(tǒng)由動、靜觸頭和滅弧室組成。當(dāng)負(fù)載電路需要接通電源時，接觸器中的電磁鐵通電吸合，銜鐵帶動動觸頭與靜觸頭發(fā)生壓力接觸，完成接通任務(wù)。當(dāng)需要分?jǐn)嘭?fù)載時，電磁鐵失電，吸力消失，銜鐵復(fù)位，觸頭分離。而在觸頭剛分瞬間，其間的介質(zhì)(通常是空氣)被高電壓(u＝L*di/dt)所擊穿便引發(fā)了電弧。直到電弧在滅弧室中熄滅，負(fù)載電路才算徹底分?jǐn)唷Ｈ绻\(yùn)行的負(fù)載是強(qiáng)容性的，則由于容性電壓不能突變，因而在接通瞬間會發(fā)生超過額定值數(shù)十倍的沖擊電流，這就必須附設(shè)抑流裝置加以限制。

傳統(tǒng)的機(jī)械式接觸器在運(yùn)行中難以避免如下缺陷：

1、分?jǐn)嘭?fù)載電路時總會引發(fā)電弧。反復(fù)引發(fā)電弧會使觸頭不斷受到燒灼而產(chǎn)生熔蝕凹點(diǎn)和表面積炭，導(dǎo)致接觸的可靠性不斷下降而產(chǎn)生運(yùn)行故障。因此，設(shè)計人員在采用新合金和新工藝提高觸頭耐弧抗熔性能的同時，還對滅弧室的器壁材料和弧腔設(shè)計不斷改進(jìn)以增強(qiáng)其滅弧性能。可是滅弧能力過強(qiáng)，分?jǐn)鄷r熄弧過快甚至不能起弧，便成了截流，而截流所產(chǎn)生的反向過電壓對運(yùn)行線路同樣具有危險性。這一矛盾一直困擾著國內(nèi)外接觸器、斷路器的設(shè)計者和制造商。

2、對于交流，還由于分?jǐn)喑跸嘟堑牟淮_定性，即使設(shè)計的滅弧能力適度，也無法根本杜絕截流現(xiàn)象的發(fā)生。所以在運(yùn)行的線路中，時有電容器、半導(dǎo)體及線路絕緣被擊穿的情況出現(xiàn)。

3、在接通強(qiáng)容性電路時，必須增加投資和安裝空間用于附設(shè)抑流裝置。

上世紀(jì)后期，由于半導(dǎo)體器件的迅猛發(fā)展，電子電力開關(guān)(固態(tài)接觸器)應(yīng) 運(yùn)而生。這種開關(guān)對控制信號反應(yīng)迅速，有極高的操作頻率，無觸點(diǎn)、無機(jī)械運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)了無弧分?jǐn)唷１M管固態(tài)接觸器有如此優(yōu)異的技術(shù)性能，可是它至今也不能取代傳統(tǒng)接觸器在電器市場中的霸主地位，原因是它的不足之處也是十分突出的：

1、通態(tài)熱耗很大，其運(yùn)行功耗是傳統(tǒng)接觸器的10-20倍。

2、因需要足夠容量的散熱器，其安裝體積是傳統(tǒng)接觸器的8-15倍。

3、負(fù)載分?jǐn)鄷r，與電源沒有電氣絕緣間隔，這給設(shè)備檢修帶來不便。

4、易受電網(wǎng)擾動的影響，其運(yùn)行也能對電網(wǎng)產(chǎn)生干擾。

5、價格貴，是傳統(tǒng)接觸器的10-15倍。

因此，固態(tài)接觸器一直只能局限于某些特殊需要的場合，且一般是定制或自制的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，是在普通接觸器的價位上提供一種能夠無弧分?jǐn)嗟慕佑|器，以代替百年不變的滅弧分?jǐn)嗟膫鹘y(tǒng)接觸器。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

具有串阻式電路分合系統(tǒng)的CWJ交流無弧接觸器，包括有底座、固接于底座中心上的電磁鐵、沿電磁鐵外圍呈120度均布且與底座垂直固接的三組絕緣導(dǎo)筒、三組輸入輸出端子、三組固定阻值的耗能散熱電阻和安放在電磁鐵上方的輔助觸點(diǎn)模塊。而對于CWZ直流無弧接觸器，只需二組對稱于電磁鐵安放的絕緣導(dǎo)筒、一付輸入輸出端子、一組固定阻值的耗能散熱電阻。其特征在于：每組絕緣導(dǎo)筒內(nèi)分別設(shè)置一組匹配于額定容量的動、靜觸頭。靜觸頭墊以緩沖彈簧安置在導(dǎo)筒底部，動觸頭則通過導(dǎo)電桿與銜鐵連接板鉸接，可隨銜鐵的升降而沿導(dǎo)筒內(nèi)壁上下滑動。各絕緣導(dǎo)筒壁上均設(shè)置有等量的多個彈性電觸點(diǎn)。每個彈性觸點(diǎn)分別通過相應(yīng)阻值的耗能散熱電阻與所在導(dǎo)筒內(nèi)的靜觸頭有固定的電氣連接，且能與滑行時的動觸頭逐次發(fā)生可靠的電接觸。如此便構(gòu)成串阻式電路分合系統(tǒng)。

所述絕緣導(dǎo)筒壁上的一組彈性電觸點(diǎn)按螺旋軌跡等距分置，且豎向間隔略小于動觸頭的有效厚度；最接近底部的彈性觸點(diǎn)在動、靜觸頭徹底分開前必須和動觸頭稍為超前電接觸。

所述每組耗能散熱電阻，其各段阻值必須保證接觸器在額定電壓等級額定 負(fù)載容量的分?jǐn)噙^程中，線路電流的下降速率不得引發(fā)超過線路絕緣所允許的反電勢；且在額定狀況下的一次分?jǐn)啵鞫坞娮璧臏厣怀^5K。

所述絕緣導(dǎo)筒內(nèi)的動、靜觸頭已無需使用耐弧抗熔的貴金屬合金制造，用黃銅和紫銅加工后于接觸面搪錫即可。

本發(fā)明中，其核心結(jié)構(gòu)擯棄了傳統(tǒng)的觸頭滅弧系統(tǒng)，取而代之的是獨(dú)特的設(shè)計——串阻式電路分合系統(tǒng)。串阻式電路分合系統(tǒng)由絕緣導(dǎo)筒壁上的多個彈性電觸點(diǎn)及其各自連接的固定電阻構(gòu)成，導(dǎo)筒內(nèi)的動、靜觸頭分別與對應(yīng)的輸入(電源)輸出(負(fù)載)端子有可靠的電氣連接。