具有開閉機構的電流接觸器的製作方法

2023-12-02 00:10:26

專利名稱：具有開閉機構的電流接觸器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電流接觸器，更具體地說，涉及一種具有開閉機構的低功耗的電流接觸器。
背景技術：
電流接觸器是一種使用廣泛工業控制電器，屬於低壓電器範疇，隨著國家對節能環保工作力度的深入，其能耗水平越來越受到政府部門的重視。近年來我國出臺了相關的國家標準GB 21518-2008「交流接觸器能效限定值及能效等級(Minimum allowable valuesof energy efficiency and energy efficiency grades for AC contactors)，，，與家用電器產品一樣，電流接觸器的能效等級分成5級,等級數值越小,級別越高,能效也就越高。所以I級為低能耗產品，被鼓勵研發生產。而5級為高能耗產品，被限制使用而淘汰。研製開 發低能耗的產品與中國的十二五規劃相符，必將受到政府認可，從而擁有更大的市場。目前，電流接觸器都採用直接電磁鐵吸合的方法來保持接觸器的閉合。即電磁鐵需要克服「開斷彈簧」的反力及觸頭壓力來保持電流接觸器觸頭的閉合。由於觸頭閉合所必需的觸頭壓力及開斷彈簧的反力都很大，從而要求電磁鐵有足夠的能量來保持這種吸合。這種保持觸頭閉合所要求的電磁鐵的能耗就是電流接觸器的能耗的主要成分。由此可見，電流接觸器的能耗與它的開斷彈簧的反力與觸頭壓力的和正相關，並且數值很大。正是因為這個原因，現有產品的能耗都較大，有些規格的產品是沒有能效等級為I級的。現有技術的電流接觸器主要有以下二種類型圖I示出了第一種類型的電流接觸器的簡化原理圖。如圖I所示，當電磁鐵線圈被接通時，動觸頭2經由槓桿9在動鐵芯3的拉動下快速與客戶端子10的靜觸頭I閉合併克服觸頭壓力(未示出)及開斷彈簧(未示出)的反力，並被保持在閉合位置；當電磁鐵線圈被斷開時，動觸頭2在開斷彈簧和觸頭彈簧的雙重作用下，快速到達斷開位置。由於驅動觸頭閉合的開始，電磁鐵氣隙很大，需要很大的電流才能實現這種驅動，而當觸頭閉合後，電磁鐵線圈電流還是保持在這種較大的狀態，所以這種接觸器的能耗很高。第二種類型的電流接觸器設置有主線圈和輔線圈。當用戶接通控制電路後，內置電子線路板給電磁鐵主線圈供電，以實現觸頭快速閉合。幾十毫秒後(此時接觸器已閉合)，線路板停止給主線圈供電，轉為給輔線圈供電。此時電磁鐵需要的最小能量為開斷彈簧的反力及觸頭壓力之和，所以這種接觸器的能耗較高。除此之外，此類產品由於電子線路板的存在，還具有對電網電壓質量及電磁幹擾有較高要求的缺陷。因此，現有技術的電流接觸器存在能耗高的問題，並且第二種類型的電流接觸器容易受到線路電壓及電磁幹擾的影響，可靠性差。

實用新型內容本實用新型是鑑於上述現有技術的問題而作出，本實用新型的目的在於提供一種低能耗的電流接觸器。本實用新型主要是通過改變保持電流接觸器觸頭閉合的方法，即由傳統的電磁鐵保持觸頭閉合轉變為機械保持觸頭閉合，來實現電流接觸器的低能耗。由於本實用新型的能耗水平大大低於現有的產品，因此它必將能有效地提升現有能效等級的標準，使擁有本技術的產品更有競爭力。本實用新型通過提供用於電流(交流或直流)接觸器中的一種既能在觸頭閉合後隨即通過切換成較小的電流來繼續保持觸頭閉合同時又能在電磁鐵完全斷電的情況下讓觸頭快速打開的開閉機構，從而提供一種低能耗的電流接觸器。本實用新型的目的是通過提供一種電流接觸器予以實現的，該電流接觸器包括靜觸頭，該靜觸頭固定設置在所述電流接觸器的殼體上；動觸頭，該動觸頭被設置成可在與該靜觸頭閉合和分離的位置之間移動；動鐵芯，該動鐵芯被設置成可以在其吸合位置和分開位置之間移動；以及開閉機構，該開閉機構響應所述動鐵芯在所述吸合位置和所述分開位置之間的移動使得所述動觸頭在閉合位置和分離位置之間移動，該開閉機構包括連杆機構和脫扣機構，所述脫扣機構包括鎖扣和脫扣杆，該脫扣杆可以被所述鎖扣閉鎖，所述連杆機構包括第一連杆和第二連杆，所述第一連杆的第一端與其上設置動觸頭的動觸頭支架樞轉連接，所述第二連杆的第一端與所述第一連杆的第二端可樞轉連接並且所述第二連杆 的第二端與所述脫扣杆可樞轉連接，所述脫扣機構與所述連杆機構相協作，以將所述動觸頭保持在所述閉合位置。在本實用新型的優選的實施方式中，所述脫扣杆具有可樞轉地設置在所述電流接觸器的殼體上的第一端和可被所述鎖扣鎖止的第二端。在本實用新型的優選的實施方式中，所述鎖扣可樞轉地設置在所述電流接觸器的殼體上，以在鎖止所述脫扣杆的第二端的閉鎖位置和釋放所述脫扣杆的第二端的解鎖位置之間轉動。在本實用新型的優選的實施方式中，響應於所述動鐵芯在所述吸合位置和所述分開位置之間移動，所述鎖扣在所述閉鎖位置和所述解鎖位置之間轉動。在本實用新型的優選的實施方式中，所述動鐵芯設置有頂杆，所述頂杆推動所述鎖扣在所述閉鎖位置和所述解鎖位置之間轉動。在本實用新型的優選的實施方式中，所述脫扣杆與所述連杆機構樞轉連接，以藉助於所述連杆機構，將所述動觸頭保持在所述閉合位置。在本實用新型的優選的實施方式中，所述電流接觸器還包括設置在所述電流接觸器的殼體和所述動觸頭之間用於驅動所述動觸頭開斷動作的開斷彈簧和設置在所述電流接觸器的殼體和所述動鐵芯之間用於使所述動鐵芯復位的復位彈簧。在本實用新型的優選的實施方式中，所述電流接觸器還包括用於驅動所述動鐵芯運動的主線圈和輔線圈，所述主線圈被供電以使所述動鐵芯克服所述開斷彈簧和所述復位彈簧的反力從所述分開位置向所述吸合位置移動；所述輔線圈被供電以使所述動鐵芯克服所述復位彈簧的反力保持在所述吸合位置。在本實用新型的優選的實施方式中，所述電流接觸器還包括微動開關，所述微動開關被所述連杆機構、所述脫扣機構和所述動鐵芯中的任一個驅動，在向所述主線圈供電和向輔線圈供電之間進行切換。利用本實用新型的電流接觸器，由於在動觸頭閉合位置，動鐵芯僅需要克服自身復位彈簧的反力，因此，動鐵芯需要的能量降低，由此，降低了整個電流接觸器所需的能量。
本實用新型的其他目的、特徵和工業及技術重要性將通過
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
的詳細描述而變得更容易理解，圖中圖I是根據現有技術的電流接觸器的實施例的動作原理示意圖；圖2A至圖2D是示出根據本實用新型的具有開閉機構的電流接觸器的實施例的動作原理示意圖，圖2A是示出動觸頭與靜觸頭處於閉合前狀態的視圖，圖2B是示出動觸頭與靜觸頭處於閉合狀態，且開閉機構處於保持狀態的視圖，圖2C是示出動觸頭與靜觸頭處於閉合狀態，且開閉機構處於脫扣狀態的視圖，圖2D是示出動觸頭與靜觸頭處於分開完成狀態的視圖；以及圖3是根據本實用新型的具有開閉機構的電流接觸器的實施例的示意性的結構圖。
具體實施方式
下面參照附圖詳細描述本實用新型的優選實施方式。圖2A至圖2D是根據本實用新型的具有開閉機構的電流接觸器的優選實施方式的動作原理示意圖，其中圖2A是示出動觸頭與靜觸頭處於分開狀態的視圖，圖2B是示出動觸頭與靜觸頭處於閉合狀態，且開閉機構處於保持狀態的視圖，圖2C是示出動觸頭與靜觸頭處於閉合狀態，但開閉機構處於脫扣狀態的視圖，圖2D是示出動觸頭與靜觸頭處於分開狀態的視圖。且圖3是根據本實用新型的具有開閉機構的電流接觸器的實施例的示意性的結構圖。如圖3所示，根據本實用新型的開閉機構由連杆機構和脫扣機構構成，連杆機構為相對於動觸頭支架13對稱分布的兩組，但是，本實用新型並不局限於此。為了簡潔，下面將僅以一組為例對本實用新型進行描述。由圖3可以清楚地看到，根據本實施例的電流接觸器包括設置在電流接觸器的殼體(未示出)上的靜觸頭I ;可在與靜觸頭I閉合和分離的位置之間移動的動觸頭2，動觸頭2設置在動觸頭支架13上，與靜觸頭I相對；可以在其吸合位置和分開位置之間移動的動鐵芯3，動鐵芯3以與現有技術中相同的方式設置在電流接觸器的殼體上，以便動鐵芯3可以相對於電流接觸器的殼體移動以打開和閉合動觸頭2和靜觸頭I ;固定在電流接觸器的殼體(未示出)上用於吸合動鐵芯3的靜鐵芯11 ;以及響應動鐵芯3在其吸合位置和分開位置之間的移動使得動觸頭在閉合位置和分離位置之間移動的開閉機構，該開閉機構包括連杆機構和脫扣機構，連杆機構與其上設置動觸頭2的動觸頭支架13樞轉連接，脫扣機構被構造成與連杆機構相協作，以將動觸頭保持在閉合位置。如圖3所示，所述連杆機構包括第一連杆5以及第二連杆6，第一連杆5的第一端與動觸頭支架13樞轉連接並且第一連杆5的第二端與第二連杆6的第一端樞轉連接。所述脫扣機構包括圍繞B軸相對於電流接觸器的殼體可轉動的鎖扣7和在第一端圍繞固定於電流接觸器的殼體上的第一軸A可轉動的脫扣杆4。該脫扣杆4的第二端為鎖止端41，所述鎖扣7在與所述鎖止端相對應的位置設置有鎖槽71，該鎖止端41可以插入到鎖槽71內。所述第二連杆6的第二端可樞轉地連接到所述脫扣杆4的大致中間位置，由此使脫扣機構與所述連杆機構相協作，從而將所述動觸頭保持在所述閉合位置。在所述動鐵芯3上還設置有頂杆8，該頂杆8的位置大致對應於所述鎖扣7的一偵牝以便可以推動鎖扣7圍繞B軸轉動。另外，本實用新型的電流接觸器還設置有設置在電流接觸器的殼體和動觸頭2之間用於驅動所述動觸頭開斷動作的開斷彈簧和設置在電流接觸器的殼體和動鐵芯3之間用於使所述動鐵芯3復位的復位彈簧，以及設置在動觸頭支架13與動觸頭2之間用於使動觸頭與靜觸頭緊緊閉合的觸頭彈簧12，其中設置在電流接觸器的殼體和動觸頭2之間的開斷彈簧對動觸頭組件(動觸頭支架13 (參見圖3)，動觸頭2以及觸頭彈簧12等)作用一向上的力，當機構解扣後，促使動觸頭組件向上快速運動以分斷電流。由於這些結構與現有技術中的相同，在此不再贅述。另外，在本實用新型的電流接觸器中，還設置有微動開關(未示出)，該微動開關可被上述提及的任一部件驅動，例如可以被上述連杆機構中的任一連杆或者脫扣機構的鎖扣7和脫扣杆4所驅動。並且，還包括用於驅動動鐵芯3運動的主線圈(未示出)和輔線 圈(未示出)，主線圈和輔線圈之間的切換可以由相應微動開關的動作來實現。下面參照圖2A-2D解釋根據本實用新型的電流接觸器的動作原理首先，如圖2A所示，電流接觸器處於斷開狀態，此時，動觸頭2和靜觸頭I之間分開。當接通控制電路後，電磁鐵的主線圈被接通，使動鐵芯3沿著圖中的向下方向運動，從而推動動觸頭支架13向下運動，由此，實現了動觸頭2和靜觸頭I的快速閉合，如圖2B所示。同時，在動觸頭支架13向下運動時，動觸頭支架13向下拉動與其樞轉連接的第一連杆5以及與該第一連杆5樞轉連接的第二連杆6，脫扣杆4經由第二連杆6繞第一軸A順時針轉動，而使得脫扣杆4的鎖止端41進入鎖扣7的鎖槽71，使脫扣杆4、鎖扣7及第一和第二連杆5，6在開斷彈簧反力(未示出)及觸頭彈簧(未示出)的作用下自鎖，從而將電流接觸器觸頭保持在閉合位置，如圖2B所示。此時，微動開關(未示出)被觸發相對應的部件觸發，而在主線圈和輔線圈之間切換，即，斷開主線圈，同時接通電磁鐵輔線圈，以克服使動鐵芯3復位的復位彈簧的反力保持動鐵芯3處於吸合位置。由於此時電磁鐵只需要克服復位彈簧的反力，所以這種接觸器的能耗很低。然後，在需要斷開電流接觸器時，電磁鐵的輔線圈被斷開，動鐵芯3在動鐵芯復位彈簧的作用下沿著圖中的向上方向運動，設置在動鐵芯3上的頂杆8推動鎖扣7，使得鎖扣7圍繞B軸沿圖中順時針方向轉動，如圖2C所示。此時，鎖扣7的轉動使得鎖槽71和脫扣杆4的鎖止端41之間的閉鎖被解扣，脫扣杆4、鎖扣7及第一和第二連杆5，6的穩定結構被打破。動觸頭2在開斷彈簧和觸頭彈簧的雙重作用下，快速到達斷開位置，如圖2D所示。根據本實用新型的電流接觸器，動觸頭2和靜觸頭I的閉合由連杆機構和脫扣機構來保持，而動鐵芯3隻需要克服其自身復位彈簧的作用，因此，輔線圈所需的電流較小，降低了能耗。同時，由於取消了電子線路板，產品性能不受線路電壓及電磁幹擾的影響。以上描述了本實用新型的具有開閉機構的電流接觸器的結構及其操作原理和操作過程，為了驗證根據本實用新型的具有開閉機構的電流接觸器具有低能耗的特性，對現有技術的產品和應用本實用新型後的產品的能耗進行了計算現有技術中一個20A交流接觸器所需的觸頭閉合保持力電磁鐵所需提供的保持力Fl :12N[0040]應用由本實用新型技術的同樣規格的交流接觸器所需的脫扣力電磁鐵所需提供的保持力F2 3Nξ = F2/F1 = O. 25額定電流越大，則ξ值越小，本實用新型技術的優勢越明顯。儘管在上面參照本實用新型的優選實施方式詳細描述了本實用新型，但是本實用新型不限於上述具體實施方式
，例如，在上述實施方式中，脫扣機構藉助於連杆機構將動觸頭保持在閉合位置，但是，脫扣機構也可以包括單獨設置的部件，以獨立地將動觸頭保持在閉合位置。另外，在上述實施方式中，儘管脫扣杆為轉動形式，但是本領域技術人員也可以 採用其他形式的脫扣杆，只要能夠輔助將動觸頭機械保持在閉合位置即可。因此，本實用新型的範圍僅由所附的權利要求書及其等價物限定。
權利要求1.一種電流接觸器，包括 靜觸頭(I)，該靜觸頭固定設置在所述電流接觸器的殼體上； 動觸頭(2)，該動觸頭被設置成可在與該靜觸頭(I)閉合和分離的位置之間移動； 動鐵芯(3)，該動鐵芯被設置成可以在其吸合位置和分開位置之間移動；以及 開閉機構，該開閉機構響應所述動鐵芯(3)在所述吸合位置和所述分開位置之間的移動使得所述動觸頭(2)在閉合位置和分離位置之間移動，該開閉機構包括連杆機構和脫扣機構，所述脫扣機構包括鎖扣(7)和脫扣杆(4)，該脫扣杆(4)可以被所述鎖扣(7)閉鎖， 其特徵在於，所述連杆機構包括第一連杆(5)和第二連杆￠)，所述第一連杆(5)的第一端與其上設置動觸頭(2)的動觸頭支架(13)樞轉連接，所述第二連杆(6)的第一端與所述第一連杆(5)的第二端可樞轉連接並且所述第二連杆(6)的第二端與所述脫扣杆(4)可樞轉連接，所述脫扣機構與所述連杆機構相協作，以將所述動觸頭(2)保持在所述閉合位置。
2.如權利要求I所述的電流接觸器，其特徵在於，所述脫扣杆(4)具有可樞轉地設置在所述電流接觸器的殼體上的第一端和可被所述鎖扣(7)鎖止的第二端。
3.如權利要求2所述的電流接觸器，其特徵在於，所述鎖扣(7)可樞轉地設置在所述電流接觸器的殼體上，以在鎖止所述脫扣杆的第二端的閉鎖位置和釋放所述脫扣杆的第二端的解鎖位置之間轉動。
4.如權利要求3所述的電流接觸器，其特徵在於，響應於所述動鐵芯(3)在所述吸合位置和所述分開位置之間移動，所述鎖扣(7)在所述閉鎖位置和所述解鎖位置之間轉動。
5.如權利要求4所述的電流接觸器，其特徵在於，所述動鐵芯(3)設置有頂杆(8)，所述頂杆(8)推動所述鎖扣(7)在所述閉鎖位置和所述解鎖位置之間轉動。
6.如權利要求I至5中任一項所述的電流接觸器，其特徵在於，所述脫扣杆(4)與所述連杆機構樞轉連接，以藉助於所述連杆機構，將所述動觸頭(2)保持在所述閉合位置。
7.如權利要求I至5中任一項所述的電流接觸器，其特徵在於，所述電流接觸器還包括設置在所述電流接觸器的殼體和動觸頭(2)之間用於驅動所述動觸頭開斷動作的開斷彈簧和設置在所述電流接觸器的殼體和所述動鐵芯(3)之間用於使所述動鐵芯(3)復位的復位彈黃。
8.如權利要求7所述的電流接觸器，其特徵在於，所述電流接觸器還包括用於驅動所述動鐵芯(3)運動的主線圈和輔線圈，所述主線圈被供電以使所述動鐵芯(3)克服所述開斷彈簧和所述復位彈簧的反力從所述分開位置向所述吸合位置移動；所述輔線圈被供電以使所述動鐵芯(3)克服所述復位彈簧的反力保持在所述吸合位置。
9.如權利要求8所述的電流接觸器，其特徵在於，所述電流接觸器還包括微動開關，所述微動開關被所述連杆機構、所述脫扣機構和所述動鐵芯中的任一個驅動，在向所述主線圈供電和向輔線圈供電之間進行切換。
專利摘要本實用新型公開了一種具有開閉機構的電流接觸器，包括靜觸頭，該靜觸頭固定設置在接觸器殼體上；動觸頭，該動觸頭被設置成可在與靜觸頭閉合和分開的位置之間移動；動鐵芯，該動鐵芯被設置成可以在吸合位置和分開位置之間移動；以及響應動鐵芯在吸合位置和分開位置之間的移動使得動觸頭在閉合和分開位置之間移動的開閉機構。開閉機構包括連杆機構和脫扣機構，脫扣機構包括鎖扣和被該鎖扣閉鎖的脫扣杆，連杆機構包括第一連杆和第二連杆，第一連杆的第一端與動觸頭支架樞轉連接，第二連杆的第一端與第一連杆的第二端樞轉連接且第二連杆的第二端與脫扣杆樞轉連接，脫扣機構與連杆機構相協作，以將動觸頭保持在閉合位置。
文檔編號H01H50/64GK202549740SQ20122006950
公開日2012年11月21日 申請日期2012年2月28日 優先權日2012年2月28日
發明者劉振忠 申請人:施耐德電器工業公司