CN102683119A - 电动机驱动超大电流继电器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动机驱动超大电流继电器，它包括绝缘支架，绝缘支架连接有连接有至少第一组接线端子，所述第一组接线端子包括间隔设置的第一接线端子，第二接线端子和第三接线端子；第一接线端子，第二接线端子和第三接线端子均穿过绝缘支架，每个接线端子的另一端设置导电螺母，每个导电螺母同轴设置；绝缘轴穿过每个导电螺母，绝缘轴上连接有第一导电丝杆，第一导电丝杆与其中一个接线端子上导电螺母连接；绝缘轴端部连接有可与一同转动，又能相对移动的联轴器，联轴器的另一端与电机减速机构的输出端连接。本发明电机每次都是单向动作，不存在抖动问题，有利于减少拉弧现象。可以很容易做到100A以上的导通电流。
Description
技术领域
本发明属于电器元件，具体涉及一种适于大电流的开关继电器。
背景技术
传统机械式继电器一般都采用电磁线圈吸合和释放衔铁，通过衔铁的动作带动衔铁上的动触点去接触其它静触点，从而实现继电器的功能。
由于采用点接触，此类继电器很难用于超大电流(比如100A以上)应用场合。其它缺点包括大电流工作时触点发热严重；动作噪音大；触点动作会发生抖动和打弧烧连；线圈绕组需要比较大的维持电流，没有中间稳定状态等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动机驱动超大电流继电器，以解决上述问题。
本发明的技术方案是：电动机驱动超大电流继电器，它包括绝缘支架，绝缘支架连接有连接有至少第一组接线端子，所述第一组接线端子包括间隔设置的第一接线端子，第二接线端子和第三接线端子；第一接线端子，第二接线端子和第三接线端子均穿过绝缘支架，每个接线端子的另一端设置导电螺母，每个导电螺母同轴设置；绝缘轴穿过每个导电螺母，绝缘轴上连接有第一导电丝杆，第一导电丝杆与其中一个接线端子上导电螺母连接；绝缘轴端部连接有可与一同转动，又能相对移动的联轴器，联轴器的另一端与电机减速机构的输出端连接。
所述联轴器包括套筒，套筒一端与电机减速机构的输出端连接，套筒另一段的径向截面形状为包括圆弧段，圆弧段的两端是直线段。
第一导电丝杆的长度实现第二接线端子上第二导电螺母与第一接线端子上第一导电螺母连接导通或实现第二接线端子上第二导电螺母与第三接线端子上第三导电螺母连接导通。
绝缘支架连接有连接有第二组接线端子，第二组接线端子包括间隔设置的第四接线端子，第五接线端子和第六接线端子；第四接线端子，第五接线端子和第六接线端子均穿过绝缘支架，每个接线端子的另一端设置导电螺母，每个导电螺母同轴设置；绝缘轴穿过每个导电螺母；绝缘轴上设有第二导电丝杆，第二导电丝杆与其中一个接线端子上的导电螺母连接。
第二导电丝杆的长度实现第五接线端子上第五导电螺母与第四接线端子上第四导电螺母连接导通或实现第五接线端子上第五导电螺母与第六接线端子上第六导电螺母连接导通。
绝缘支架上还设有监测绝缘轴位移的位移传感器。
绝缘支架上还设有监测绝缘轴位移限位开关。
本发明采用绝缘轴上设置至少一段导电丝杆，通过丝杆与接线端子上的导电螺母的的啮合，控制两个端子之间的通断。
由于螺母丝杆连接为多图螺纹咬合，接触面积相比传统继电器的点接触要大得多，而且咬合力度比较大，所以接触电阻非常小，可以很容易做到100A以上的导通电流，在实际应用中，1000A的导通电流也没有任何问题。
传统继电器不能适于大电流使用还有一个原因就是散热问题，因为点接触接触电阻大，过大电流时会严重发热。由于触点都固定在比较薄的簧片上，热量很难耗散。热量累积的结果就是烧毁触点。本发明所说超大电流继电器采用的螺母丝杆均为铜质大型固件，较之传统继电器的触点热容量大，导热快。由于接触电阻小，同样电流产生的热量很小。即使在很大电流情况下有较多热量产生也能迅速耗散。
本发明所说超大电流继电器采用电动机驱动方式，通过电动机带动一根或多根铜丝杆旋转，以实现丝杆和螺母的连接。电机功率要求不高，相对于100A导通电流只需要3W的电机就够了。电机工作噪音远远小于传统大电流继电器的瞬间吸合的声音。
传统继电器的动触点是靠弹簧拉动的，在动作时存在很严重的抖动问题，这也是造成触点拉弧并烧蚀连接的重要原因，而且越是大电流继电器此现象越严重。而本技术方案里电机每次都是单向动作，不存在抖动问题，有利于减少拉弧现象。即使拉弧并造成烧蚀连接，因为电机动作力矩很大，可以轻易退出烧蚀连接状态，大幅度提高继电器的可靠性。
通过增减丝杆螺母数量可以实现单刀单掷、单刀双掷、多刀单掷、多刀双掷等各种继电器。
完成继电器动作后，电机会断电以节约能源。电机断电后继电器状态会得到保持。且具备很好的抗震性。当丝杆只和相当于动触点的那个螺母相连，没有和其它任何螺母相连时就是继电器的中间状态，如果此时电机停止工作，继电器就处于稳定的中间状态。
附图说明
图1电动机驱动超大电流继电器结构主视示意图。
图2电动机驱动超大电流继电器俯视示意图。
图3联轴器的结构图I。
图4联轴器的结构图II。
具体实施方式
如图其1所示，绝缘支架1是板式结构，可采用绝缘板。绝缘支架1上设有两组接线端子2，3，每组接线端子包括三个接线端子，分别是第一组中的接线端子2.1、2.2和2.3；第二组绝缘缎子中的3.1、3.2、3.3。每组绝缘端子可根据要求间隔设置。每个接线端子均穿过绝缘支架1，每个接线端子的另一端设置导电螺母，分别是导电螺母2.4、2.5、2.6和3.4、3.5、3.6，这样导通的导电螺母2.4、2.5、2.6、3.4、3.5、3.6，和接线端子2.1、2.2和2.3，3.1、3.2、3.3分别设在绝缘支架1(绝缘板)的两侧。同时导电螺母2.4、2.5、2.6、3.4、3.5、3.6同轴设置。
绝缘轴4穿过导电螺母2.4、2.5、2.6和3.4、3.5、3.6，可采用聚四氟乙烯材料或瓷棒制成。绝缘轴4上间隔设有两个丝杆5.1和5.2，导电螺母2.4、2.5、2.6和3.4、3.5、3.6和丝杆5.1、5.2采用铜质材料制成。
丝杆5.1与导电螺母2.4、2.5、2.6中一个在非导通状态下连接，本实施例中在非导通状态下丝杆5.1与导电螺母2.5连接。
丝杆5.1的长度实现接线端子2.2上导电螺母2.5与接线端子2.1上导电螺母2.4连接导通或实现接线端子2.2上导电螺母2.5与接线端子2.3上导电螺母2.6连接导通。
丝杆5.2与导电螺母3.4、3.5、3.6中一个在非导通状态下连接，本实施例中在非导通状态下丝杆5.2与导电螺母3.5连接。
丝杆5.2的长度实现接线端子3.2上导电螺母3.5与接线端子3.1上导电螺母3.4连接导通或实现接线端子3.2上导电螺母3.5与接线端子3.3上导电螺母3.6连接导通。
绝缘轴4端部与联轴器6连接，联轴器6采用绝缘材料制成。联轴器6的另一端与电机减速机构7的输出端连接。
联轴器6如图3、4所示，包括套筒6.1，套筒一端6.2与电机减速机构的输出端连接，套筒另一段设轴孔6.3，轴孔6.3径向截面形状包括圆弧段6.4，圆弧段的两端是直线段6.5。绝缘轴4的端部有一段与轴孔6.3相匹配的连接段4.1，绝缘轴4的连接段4.1径向截面形状为与圆弧段6.4相配合的圆弧段，以及与直线段6.5相配合的直线段，这样绝缘轴4的连接段4.1伸入到联轴器6的轴孔6.3中与联轴器6连接，即能实现与联轴器6一起转动，同时在绝缘轴4转动时，由于丝杆螺母的作用使得绝缘轴4能在轴孔6.3的导向作用下相对于联轴器6作直线的移动。
如图2所示，为了使得绝缘轴4的移动距离可控，在绝缘支架1上还设有监测绝缘轴位移的位移传感器或者行程限位开关。本实施例中，绝缘支架1上设有三组光电开关8，三组光电开关8的输出信号给控制电路9。三组光电开关8位于绝缘轴4的一端外。
减速电机转速大约每秒10转，也就是每秒丝杆向右或向左移动10个齿的距离，此继电器的动作时间在1-2秒内，通过改变电机的转速可以改变继电器动作时间。在保证相同转矩的前提下，动作时间越短则要求电机功率越大。
每个螺母相当于传统继电器里的触点，螺母底部有固定孔和接线端子。固定孔用于将螺母固定在绝缘基板上，而接线端子用于实际使用中的电路连接。
当电机反转时，两个铜丝杆跟着反向旋转，丝杆边旋转边向右移动。当光电传感器感知丝杆与右螺母完全咬合后，电路控制电机停止转动，此时丝杆连通了中间螺母和右螺母，继电器处于右通状态。反之，当电机正转时，丝杆边旋转边向左移动。当光电传感器感知丝杆与左螺母完全咬合后，电路控制电机停止转动，此时丝杆连通了中间螺母和左螺母，继电器处于左通状态。
传统继电器只有两个稳定状态，吸合和释放。本发明所说继电器有三个稳定状态，左通、右通和中间状态。附图1显示为处于中间状态的继电器。继电器处于何种状态由光电传感器感知并将信号传递到控制电路板。控制电路板根据目前传感器状态和外部指令来决定电机的启动和停止以及转动方向。
Claims (7)
1.一种电动机驱动超大电流继电器，它包括绝缘支架，其特征在于绝缘支架连接有连接有至少第一组接线端子，所述第一组接线端子包括间隔设置的第一接线端子，第二接线端子和第三接线端子；第一接线端子，第二接线端子和第三接线端子均穿过绝缘支架，每个接线端子的另一端设置导电螺母，每个导电螺母同轴设置；绝缘轴穿过每个导电螺母，绝缘轴上连接有第一导电丝杆，第一导电丝杆与其中一个接线端子上导电螺母连接；绝缘轴端部连接有可与一同转动，又能相对移动的联轴器，联轴器的另一端与电机减速机构的输出端连接；通过导电丝杆的旋转移动实现导电丝杆与两个导电螺母之间的连通导通。
2.如权利要求1所述电动机驱动超大电流继电器，其特征在于所述联轴器包括套筒，套筒一端与电机减速机构的输出端连接，套筒另一段的径向截面形状为包括圆弧段，圆弧段的两端是直线段。
3.如权利要求1所述电动机驱动超大电流继电器，其特征在于第一导电丝杆的长度实现第二接线端子上第二导电螺母与第一接线端子上第一导电螺母连接导通或实现第二接线端子上第二导电螺母与第三接线端子上第三导电螺母连接导通。
4.如权利要求1所述电动机驱动超大电流继电器，其特征在于绝缘支架连接有连接有第二组接线端子，第二组接线端子包括间隔设置的第四接线端子，第五接线端子和第六接线端子；第四接线端子，第五接线端子和第六接线端子均穿过绝缘支架，每个接线端子的另一端设置导电螺母，每个导电螺母同轴设置；绝缘轴穿过每个导电螺母；绝缘轴上设有第二导电丝杆，第二导电丝杆与其中一个接线端子上导电螺母连接。
5.如权利要求4所述电动机驱动超大电流继电器，其特征在于第二导电丝杆的长度实现第五接线端子上第五导电螺母与第四接线端子上第四导电螺母连接导通或实现第五接线端子上第五导电螺母与第六接线端子上第六导电螺母连接导通。
6.如权利要求1所述电动机驱动超大电流继电器，其特征在于绝缘支架上还设有监测绝缘轴位移的位移传感器。
7.如权利要求1所述电动机驱动超大电流继电器，其特征在于绝缘支架上还设有监测绝缘轴行程限位开关。
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