CN101789333A - 具有电子式短路自锁功能的交流接触器 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种具有电子式短路自锁功能的交流接触器，其包括：一交流接触器本体，所述的交流接触器本体包括：一壳体，所述的壳体内部设置有一短路自锁部；所述的短路自锁部包括：一电流采集单元，用以采集相线的电流信号；一短路检测单元，获取表征所述电流信号的电压信号，并与一基准信号进行比较，在发生短路时输出一短路侦测信号；一短路自锁执行单元，获取所述的短路侦测信号触发所述的交流接触器本体产生并保持断路动作；一自锁解除单元，用以使所述的交流信接触器本体解除自锁并复位。

Description

具有电子式短路自锁功能的交流接触器
技术领域
本发明涉及的是一种具有保护功能的交流接触器，特别涉及的是一种具有电子式短路自锁功能的交流接触器。
背景技术
众所周知，在现有的控制设备中，交流接触器作为一种重要的器件广泛用在电力线路的开断和控制领域。通常其是利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。
交流接触器的接点，由银合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。
在本专利中，对于现有技术中能够实现基本的交流接触器功能的结构我们称之为交流接触器本体。
在现实的实际工作过程中，在工作时，所述的交流接触器在控制设备的指令下可以实现断路动作，在发生短路时，热继电器保护的动作不及时，造成接触器不能及时断开或电子保护设备不具备短路故障的自锁保护功能时，交流接触器本体通常会执行控制设备的指令吸合，造成设备损坏或发生火灾，并且这样的交流接触器本体发生短路事故产生断路动作，对于本领域技术人员而言仅仅看到了断路的结果，却并不知道断路的原因，为此也会给维修人员造成困惑。
基于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有电子式短路自锁功能的交流接触器，用以克服上述缺陷。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种具有电子式短路自锁功能的交流接触器，其包括：一交流接触器本体，所述的交流接触器本体包括：一壳体，所述的壳体内部设置有一短路自锁部；
所述的短路自锁部包括：
一电流采集单元，用以采集相线的电流信号；
一短路检测单元，获取表征所述电流信号的电压信号，并与一基准信号进行比较，在发生短路时输出一短路侦测信号；
一短路自锁执行单元，获取所述的短路侦测信号触发所述的交流接触器本体产生并保持断路动作；
一自锁解除单元，用以使所述的交流信接触器本体解除自锁并复位。
较佳的，所述的交流接触器本体还包括：
一电磁运动单元；
多组通断结构，每组所述的通断结构对应一条线路，其包括：
两个静触片以及一动触片，其中，所述的两个静触片分别与相线相连接；
所述的动触片，其与所述的两个静触片相对应，并且与电磁运动单元相连接，在通电状态下，所述的电磁运动单元带动所述的动触片与所述的两个静触片接触，从而实现所在线路的闭合。
其中，所述的电磁运动单元，其包括：一电磁铁，一复位弹簧、一动铁芯以及一控制开关，其中，
所述的动铁芯与所述的动触片相连接；
所述的控制开关为常闭开关，其与所述的电磁铁的线圈以及相线线路形成闭合回路；
所述的复位弹簧在所述的电磁铁失去磁性时，使所述的动铁芯复位，进而使所述的动触片和静触片分离。
其中，所述的电流采集单元具有两种实施方式，其中之一包括：
至少设置在一条相线上的电流互感器；
整流滤波电路，其与所述的电流互感器的输出端相连接，用以将其处理成表征所述电流信号的电压信号。
其中之二，所述的电流采集单元包括：
分别设置在一条相线上的锰铜片；
整流滤波电路，其与所述的锰铜片的两端相连接，用以将其处理成表征所述电流值的电压信号。
其中，所述的短路检测单元包括：
一电源电路，其从至少一相线电路上获取电压信号，并经过整流、滤波、稳压和分压处理，从而输出电源信号；
至少一比较器，其一输入端与所述的整流滤波电路输出端相连接，获取所述的表征电流信号的电压信号，其一基准端与所述的电源电路相连接，获取所述的电源信号，所述的比较器的输出端输出所述的短路侦测信号。
其中，所述的短路自锁执行单元包括：
一触发元器件，获取所述的短路侦测信号后产生一触发动作，其与所述的控制开关产生联动关系，当短路发生时，所述的触发元器件动作使所述的控制开关断开；
一二极管，其设置于所述的比较器的输出端和输入端之间，在产生所述的短路侦测信号时使其保持输出的电位。
其中，所述的自锁解除单元包括：
一复位开关；
一与所述的比较器输入端相连接的二极管，其通过所述的复位开关接地。
较佳的，还包括：一指示单元，其与所述的短路检测单元相连接，用以接收所述的短路侦测信号，对发生短路的相线进行指示。
较佳的，所述的指示单元包括：至少一发光二极管，其设置于所述的比较器输出端和所述的触发元器件之间。
较佳的，所述的触发元器件为继电器。
与现有技术比较本发明的有益效果在于，能够在发生短路故障时产生自锁动作，从而只有通过人工的方式才能实现解锁，最终达到的用电的安全，同时对短路故障具有指示作用。
附图说明
图1为本发明具有电子式短路自锁功能的交流接触器的功能结构框图；
图2为本发明具有电子式短路自锁功能的交流接触器一实施例立体分解示意图；
图3为本发明具有电子式短路自锁功能的交流接触器一实施例剖视结构示意图；
图4为本发明具有电子式短路自锁功能的交流接触器一实施例立体结构示意图；
图5为本发明具有电子式短路自锁功能的交流接触器一实施例电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
请参阅图1为本发明具有电子式短路自锁功能的交流接触器的功能结构框图；所述的具有电子式短路自锁功能的交流接触器包括：一交流接触器本体，
所述的交流接触器本体a包括：一壳体，所述的壳体内部设置有一短路自锁部；其中，所述的交流接触器本体就是用以实现交流接触器基本的通断功能的结构。
所述的短路自锁部包括：
一电流采集单元b，其设置于所述的相线A、B、C上，其用以采集所在相线A、B、C上的电流信号；
一短路检测单元c，其与所述的电流采集单元b相连接，用以获取所述的表征电流信号的电压信号，并与一基准信号进行比较，在发生短路时输出一短路侦测信号；
一短路自锁执行单元d，获取所述的短路侦测信号触发所述的交流接触器本体a产生并保持断路动作，即将所述的交流接触器本体a处于断路状态；
一自锁解除单元e，用以使所述的交流信接触器本体a解除自锁并复位，这里所指的复位是指所述的交流接触器能够闭合实现电流导通(原理见图2所示)。
请参阅图2所示，其为本发明具有电子式短路自锁功能的交流接触器一实施例主剖视示意图。本发明的要义在于，通过对现有的交流接触器的改进，使其达到新的安全标准。所述的壳体包括上盖10和底座11，其中在所述的壳体内包括：一电磁运动单元，用以在电力导通状态产生电磁动作，所述的电磁运动单元，其包括：一电磁铁243，一复位弹簧241、一动铁芯242以及一控制开关(图中未示)，其中，所述的动铁芯242与所述的动触片21相连接；所述的控制开关为常闭开关，其与所述的电磁铁243的线圈以及相线A线路形成闭合回路(参见图5)；即只要交流接触器本体所在的线路上有电流流过，所述的电磁铁243就能将所述的动铁芯242吸引下来，从而使所述的复位弹簧241处于压缩状态。所述的复位弹簧241在所述的电磁铁243失去磁性时，使所述的动铁芯242向上复位。
多组通断结构，这里采用三组，其中每组所述的通断结构对应一条线路A(相线)，每一所述的通断机构包括：两个静触片以及一动触片21，其中，所述的两个静触片分别与一进线金属导电片23和出线金属导电片(相对侧)相连接，在其上设置有电流采集单元对应的电流互感器4；其中，所述的进线金属导电片23和出线金属导电片分别和相线A相连接；还设置有灭弧罩22，用以防止交流接触器本体在导通或是断开时产生的弧光对线路上的元件或是接触点产生损害。
所述的动触片21，其与所述的两个静触片相对应，并且与所述电磁运动单元中的动铁芯242相连接，在通电状态下，所述的动铁芯242带动所述的动触片21与所述的两个静触片接触，从而实现所在线路的闭合。
图3所示，其分别为本发明具有电子式短路自锁功能的交流接触器实施例剖视结构示意图；在所述的壳体内设置有一控制电路板3，所述的控制电路板3上设置有继电器32，并且具有所述的自锁解除单元对应的复位开关31；所述的控制开关31上设置有外部控制线33，并且与所述的电流互感器4相连接，并且壳体上设置有复位孔201，以及外部控制线进入孔30(参见图4)。
请参阅图5所示其为本发明具有电子式短路自锁功能的交流接触器实施例电路结构示意图。所述的电流采集单元包括：分别设置在一条相线上的电流互感器Ta、Tb、Tc(4)；由于本实施例要求对三条相线A、B、C每一条都进行检测，因此这里设置有三个电流互感器Ta、Tb、Tc(4)，一整流滤波电路，其与所述的电流互感器Ta、Tb、Tc(4)的输出端相连接，用以将其处理成一表征电流信号(这里针对的电流值)的电压信号，所述的整流滤波电路包括：分别设置于所针对的电流互感器Ta、Tb、Tc(4)后的整流二极管D4、D5、D6，用以进行滤波的电容C4-C9以及用以进行分压电阻R1-R6。本实施例是以电流互感器为例，但是针对本发明的采集形式不限于这种方式，只要能够采集相线A、B、C上的电流信号，并转换为电压信号都应属于保护的范围，如采用锰铜片代替电流互感器Ta、Tb、Tc(4)。
所述的短路检测单元包括：
一电源电路，其从至少一相线电路上获取电压信号，并经过整流、滤波、稳压和分压处理，从而输出电源信号，为了防止其中某一条相线出现故障，而无法提供电源信号，为此本实施例中从三根相线A、B、C上分别获取电源信号，其包括：分别设置于所针对的相线A、B、C采集端整流二极管D1、D2、D3，用以进行滤波的电容C1、C2、C3、用以进行分压电阻R7、R8以及稳压二极管DW1。还包括：用以调整基准值的元器件，这里采用的是变压电阻器w，所述的基准值根据需要进行调整。
至少一比较器，其一输入端与所述的整流滤波电路输出端相连接，获取所述的表征电流信号的电压信号，其一基准端与所述的电源电路相连接，获取所述的电源信号，较佳的采用变压电阻器w调整基准值，所述的比较器的输出端在发生电路时(当所述的输入端的电压信号高于所述的基准信号时)，输出所述的短路侦测信号；为了监控每一相线A、B、C短路故障，设置有三个比较器IC1-1、IC1-2、IC1-3。
所述的短路自锁执行单元包括：
一触发元器件，获取所述的短路侦测信号后产生一触发动作，其与所述的控制开关产生联动关系，当短路发生时，所述的触发元器件动作使所述的控制开关断开，这里采用的是继电器J(32)；
复数个二极管D8、D10、D12，其设置于所述的比较器IC1-1、IC1-2、IC1-3的输出端和输入端之间，二极管的数量和比较器的数量相一致，在产生所述的短路侦测信号后使其保持输出的电位，从而实现自锁功能，即及时外部控制信号要求合闸也不会产生导通的复位动作。
所述的自锁解除单元包括：
一复位开关REST；
与所述的比较器IC1-1、IC1-2、IC1-3输入端相连接的二极管D7、D9、D11，其通过所述的复位开关REST接地。
还包括：一指示单元，其与所述的短路检测单元相连接，用以接收所述的短路侦测信号，对发生短路的相线进行指示。
所述的指示单元包括：至少一发光二极管，其设置于所述的比较器IC1-1、IC1-2、IC1-3输出端和所述的继电器J之间，本实施例采用了三个发光二极管LEDa、LEDb、LEDc分别指示每一相线的短路动作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种具有电子式短路自锁功能的交流接触器，其包括：一交流接触器本体，其特征在于，
所述的交流接触器本体包括：一壳体，所述的壳体内部设置有一短路自锁部；
所述的短路自锁部包括：
一电流采集单元，用以采集相线的电流信号；
一短路检测单元，获取表征所述电流信号的电压信号，并与一基准信号进行比较，在发生短路时输出一短路侦测信号；
一短路自锁执行单元，获取所述的短路侦测信号触发所述的交流接触器本体产生并保持断路动作；
一自锁解除单元，用以使所述的交流信接触器本体解除自锁并复位。
2.根据权利要求1所述的具有电子式短路自锁功能的交流接触器，其特征在于，所述的交流接触器本体还包括：
一电磁运动单元；
多组通断结构，每组所述的通断结构对应一条线路，其包括：
两个静触片以及一动触片，其中，所述的两个静触片分别与相线相连接；
所述的动触片，其与所述的两个静触片相对应，并且与电磁运动单元相连接，在通电状态下，所述的电磁运动单元带动所述的动触片与所述的两个静触片接触，从而实现所在线路的闭合。
3.根据权利要求2所述的具有电子式短路自锁功能的交流接触器，其特征在于，所述的电磁运动单元，其包括：一电磁铁，一复位弹簧、一动铁芯以及一控制开关，其中，
所述的动铁芯与所述的动触片相连接；
所述的控制开关为常闭开关，其与所述的电磁铁的线圈以及相线线路形成闭合回路；
所述的复位弹簧在所述的电磁铁失去磁性时，使所述的动铁芯复位，进而使所述的动触片和静触片分离。
4.根据权利要求3所述的具有电子式短路自锁功能的交流接触器，其特征在于，所述的电流采集单元包括：
至少设置在一条相线上的电流互感器；
整流滤波电路，其与所述的电流互感器的输出端相连接，用以将其处理成表征所述电流信号的电压信号。
5.根据权利要求3所述的具有电子式短路自锁功能的交流接触器，其特征在于，所述的电流采集单元包括：
分别设置在一条相线上的锰铜片；
整流滤波电路，其与所述的锰铜片的两端相连接，用以将其处理成表征所述电流值的电压信号。
6.根据权利要求4或5所述的具有电子式短路自锁功能的交流接触器，其特征在于，所述的短路检测单元包括：
一电源电路，其从至少一相线电路上获取电压信号，并经过整流、滤波、稳压和分压处理，从而输出电源信号；
至少一比较器，其一输入端与所述的整流滤波电路输出端相连接，获取所述的表征电流信号的电压信号，其一基准端与所述的电源电路相连接，获取所述的电源信号，所述的比较器的输出端输出所述的短路侦测信号。
7.根据权利要求6所述的具有电子式短路自锁功能的交流接触器，其特征在于，所述的短路自锁执行单元包括：
一触发元器件，获取所述的短路侦测信号后产生一触发动作，其与所述的控制开关产生联动关系，当短路发生时，所述的触发元器件动作使所述的控制开关断开；
一二极管，其设置于所述的比较器的输出端和输入端之间，在产生所述的短路侦测信号时使其保持输出的电位。
8.根据权利要求6所述的具有电子式短路自锁功能的交流接触器，其特征在于，所述的自锁解除单元包括：
一复位开关；
一与所述的比较器输入端相连接的二极管，其通过所述的复位开关接地。
9.根据权利要求8所述的具有电子式短路自锁功能的交流接触器，其特征在于，还包括：一指示单元，其与所述的短路检测单元相连接，用以接收所述的短路侦测信号，对发生短路的相线进行指示。
10.根据权利要求9所述的具有电子式短路自锁功能的交流接触器，其特征在于，所述的指示单元包括：至少一发光二极管，其设置于所述的比较器输出端和所述的触发元器件之间。
11.根据权利要求10所述的具有电子式短路自锁功能的交流接触器，其特征在于，所述的触发元器件为继电器。
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