一種航空智能交流接觸器的製作方法

2023-09-20 08:40:00

本實用新型涉及航空電氣設計技術領域，具體為一種航空智能交流接觸器。

背景技術：

在航空航天領域，交流接觸器可以用於航空電源系統和航空配電系統，主要實現了負載通斷控制和對電流的分配與保護。

應用於航空領域的交流接觸器必須滿足國軍標的要求，有些指標根據主機要求還會高於國軍標要求。對交流接觸器的指標要求主要體現在功能、性能、體積、重量和機械環境(振動、加速度、衝擊、墜撞等)、自然環境(高低溫、溫度衝擊、低氣壓、溫度高度、溼熱、黴菌、鹽霧等)、安全性、維修性、保障性、可靠性上。

目前在航空領域中使用的大功率(100A以上)交流接觸器都是機械非智能型，在結構上主要為轉換型，在大電流通斷時容易出現拉弧現象，而且現有的結構拆裝困難，維修性差。隨著技術進步，尤其是計算機與數字控制、計算機通信網絡及現代傳感器技術的發展，新型的接觸器開始朝高性能，網絡化和智能化方向發展。目前在一些民用領域，出現了智能型的交流接觸器，但都是應用於小功率使用環境下，而且其設計指標無法滿足航空領域的嚴苛要求。

隨著多電飛機的快速發展，對飛機電氣系統維修性的要求也越來越高，迫切需要研製滿足航空領域指標要求的便於維修的大功率智能交流接觸器。

本實用新型就是將交流接觸器、智能控制模塊(雙單片機系統、通信系統、控制電路等組成)和信號採集模塊集成在一起，做到了體積小、重量輕、模塊化，提高了產品的可靠性和維修性。

技術實現要素：

為了解決現有技術中接觸器維修性差、安裝拆卸複雜的問題，本實用新型在傳統交流接觸器的基礎上，結合互感器、微處理器和可控電子器件進行模塊化集成化設計，提出了一種航空智能交流接觸器，可以有效提高接觸器的維修性，便於安裝拆卸，併到達減重和減少體積的目的。

本實用新型的技術方案為：

所述一種航空智能交流接觸器，其特徵在於：包括控制單元、信號採集模塊和執行元件；

所述控制單元為方形結構，其底端和上部側面具有矩形電連接器；控制單元通過不脫出螺釘固定在信號採集模塊中部，並通過控制單元底端的矩形電連接器與信號採集模塊的矩形電連接器配合；

所述信號採集模塊包括底座和接線端子；

所述底座包括殼體、印製板、匯流條、電流互感器以及矩形電連接器；

所述電流互感器分為三個採集接觸器主觸點三相交流電信號的電流互感器和一個採集三相不平衡交流電信號的電流互感器，其中三個採集接觸器主觸點三相交流電信號的電流互感器封裝在殼體與印製板內，並套在輸出接線端子的三個接線柱上，三根匯流條將輸出接線端子與轉接接線端子連接，且三根匯流條穿過一個採集三相不平衡交流電信號的電流互感器中心，並在三根匯流條之間以及三根匯流條與電流互感器之間通過橡膠件支撐和絕緣；

所述轉接接線端子與執行元件連接；

屬於底座的矩形電連接器固定在印製板上。

進一步的優選方案，所述一種航空智能交流接觸器，其特徵在於：所述輸出接線端子的三個接線柱固定在殼體上，三個採集接觸器主觸點三相交流電信號的電流互感器通過玻璃膠粘接固定在殼體上。所述採集三相不平衡交流電信號的電流互感器通過支架固定在印製板上。

進一步的優選方案，所述一種航空智能交流接觸器，其特徵在於：三個採集接觸器主觸點三相交流電信號的電流互感器的引出端，以及採集三相不平衡交流電信號的電流互感器的引出端均連接在印製板上，並通過印製板的一個矩形電連接器連接到控制單元；印製板的另一個矩形電連接器連接到執行元件。

有益效果

本實用新型的一種航空智能接觸器的設計能夠滿足航空用交流接觸器性能、電磁 兼容、體積和重量和維修性的要求，該結構設計大大提高了接觸器的可操作性、維修性，產品結構緊湊，縮小了體積，減輕了重量。

本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1：智能接觸器原理框圖；

圖2：智能接觸器的結構圖；

其中：1輸出接線端子、2智能接觸器控制單元、3交流接觸器、4輸入接線端子、5帶互感器的底座；

圖3：智能接觸器結構圖(底部看)；

其中：11、轉接接線端子；

圖4：去掉印製板後的底座結構圖；

其中：6、採集三相不平衡交流電信號的電流互感器(GFI互感器)、7、匯流條、8、採集接觸器主觸點交流電信號的電流互感器(I2t互感器)、9、印製板、10、絕緣襯套。

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例是示例性的，旨在用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

本實施例中智能接觸器由控制單元(包含由輸入、中央控制、輸出和通信四大模塊)，信號採集模塊，以及作為執行元件的交流接觸器組成。設置過載和短路保護功能(以下簡稱：I2t保護)，根據需要，設置接地保護功能(以下簡稱：GFI保護)，具有內部自檢測功能(BIT)，傳送I2t保護、GFI保護和自檢測狀態信號給供電控制管理計算機，具有斷開和接通負載的能力。

智能接觸器結構上主要有一個智能接觸器控制單元、底座(帶互感器等檢測電路)和三相交流接觸器組成。採用模塊化設計，可以對智能接觸器進行快速的故障定位， 並可以及時的更換消除故障，提高了對產品維修和測試的效率，為產品的後勤保障提供了便利。根據智能接觸器的電流的信號採樣需求，將每一路的電流互感器嵌入到接線端子中，這樣設計可節省了交流配電裝置的空間和重量，同時使其裝配更加簡單。

智能接觸器控制單元是智能接觸器的控制核心，負責信號採集處理和對接觸器的保護和控制功能以及與供電管理計算機的通信。交流接觸器是執行部分，實現對負載的分斷與接通，它可以是不同型號的交流接觸器。信號檢測部分(互感器)主要實現對負載電流情況的敏感與採集。

為了滿足航空電器的功能、重量、體積、維修性、智能化及耐環境要求等，對傳統的接觸器進行了優化設計，結構設計上採用模塊化設計，即交流接觸器、智能接觸器控制單元以及信號檢測部分等形成獨立的可更換部件，提高智能接觸器的更換時間，提高其維修性能。

根據智能接觸器的電流的信號採樣需求，將每一路的電流互感器嵌入到接線端子中，這樣設計可節省了交流配電裝置的空間和重量，同時使其裝配更加簡單。

智能接觸器的結構如圖2所示，此圖中給出的的智能接觸器主要有一個智能接觸器控制單元、帶互感器的底座和交流接觸器組成。採用模塊化設計，可以對智能接觸器進行快速的故障定位，並可以及時的更換消除故障，提高了對產品維修和測試的效率，為產品的後勤保障提供了便利。

圖3可以看出三個匯流條和交流接觸器連接了輸入接線端子和輸出接線端子，三個匯流條穿過GFI互感器，實現三相不平衡的檢測。去掉底座上的印製板後如圖4可以看出，在三個匯流條中間綁定有一個絕緣襯套，既增加了匯流條之間的絕緣也起到了支撐作用，輸出接線端子上套了三個I2t互感器，來實現對每相交流電的過流檢測。將每一路的I2t互感器嵌入到輸出接線端子中，這樣設計大大節省了交流配電裝置的空間和重量，同時使其裝配更加簡單。

通過上述附圖說明，下面給出本實施例中航空智能交流接觸器的整體結構描述：

航空智能交流接觸器包括控制單元、信號採集模塊和執行元件(交流接觸器)。

所述控制單元為方形結構，其底端和上部側面具有矩形電連接器；控制單元通過 不脫出螺釘固定在信號採集模塊中部，並通過控制單元底端的矩形電連接器與信號採集模塊的矩形電連接器配合。

所述信號採集模塊包括底座和接線端子。

所述底座包括殼體、印製板、匯流條、電流互感器以及矩形電連接器。

所述電流互感器分為三個採集接觸器主觸點三相交流電信號的電流互感器和一個採集三相不平衡交流電信號的電流互感器，其中三個採集接觸器主觸點三相交流電信號的電流互感器封裝在殼體與印製板內，並套在輸出接線端子的三個接線柱上，三根匯流條將輸出接線端子與轉接接線端子連接，且三根匯流條穿過一個採集三相不平衡交流電信號的電流互感器中心，並在三根匯流條之間以及三根匯流條與電流互感器之間通過橡膠件支撐和絕緣。

所述轉接接線端子與執行元件連接。

屬於底座的矩形電連接器固定在印製板上。

所述輸出接線端子的三個接線柱固定在殼體上，三個採集接觸器主觸點三相交流電信號的電流互感器通過玻璃膠粘接固定在殼體上。所述採集三相不平衡交流電信號的電流互感器通過支架固定在印製板上。

三個採集接觸器主觸點三相交流電信號的電流互感器的引出端，以及採集三相不平衡交流電信號的電流互感器的引出端均連接在印製板上，並通過印製板的一個矩形電連接器連接到控制單元；印製板的另一個矩形電連接器連接到執行元件。

本專利的航空智能接觸器設計在國內航空配電領域屬首次使用，並應用到DZH-67A/68A/69A/70A交流配電盒中，均為一次配電裝置，其主要構成為負載控制執行機構及與之連接的匯流條，實現電源到飛機上匯流條和機上匯流條到負載之間的電能傳輸，地面試驗和飛行試驗證明，智能接觸器具有不可替代的優勢。智能接觸器可以實現狀態的實時監測，智能化和模塊化設計提高了接觸器的可靠性與維修性，也為未來實現分布式自動配電打下基礎。

儘管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本實用 新型的原理和宗旨的情況下在本實用新型的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。