CN103811229A - 一种单极嵌裝式电磁开关 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单极嵌裝式电磁开关，其特征在于：包括一智能控制模块，所述智能控制模块下方设有一电磁***，所述电磁***下方设有一触头***，还包括一外壳体，所述外壳体由一前壳体和一后壳体组成，所述前壳体和后壳体分别对应设置有用于固定所述智能控制模块、电磁***和触头***的定位槽，且所述前壳体和后壳体之间通过卡槽实现直接装配。本发明采用嵌裝式结构以后，极大的简化了生产工艺，提高了开关产品的可靠性和动作一致性。
Description
技术领域
本发明涉及电磁开关领域，尤其是一种单极嵌裝式电磁开关。
背景技术
电磁开关是一种被大量采用的控制开关，如量大面广的电磁式交直流接触器、各种控制继电器等。随着智能电网的高速发展，***自动化程度的不断提高，对开关的要求也越来越高，电磁开关的可靠性、一致性、长寿命得到广泛的重视。同时，将智能化控制技术引入低压电器，对开关电器的本体也提出了新的要求，良好的控制技术和控制策略，需要精致的开关电器本体与之配合。
由于电磁开关是一种频繁操作的控制电器，需要连续工作，并且使用环境恶劣，如机车***中的开关电器，必须承受连续不断的震动和冲击，如果采用螺丝部件，那么极易造成部件松动，产生触头之间的振动和电弧，影响电器的使用寿命。本发明设计了一种单极嵌裝式电磁开关，改变了传统电磁开关的结构模式，静触头、静铁芯、激磁线圈等部件的安装全部采用了新颖的嵌裝式安装结构，去掉了结构中大量采用螺丝安装的结构部件，直接由前后壳体固定各零部件；采用嵌裝式结构以后，极大的简化了生产工艺，提高了开关产品的可靠性和动作一致性。
将智能控制技术引入低压电器的控制中，在吸合、吸持、分断过程，均可以通过智能控制模块来实现其过程控制。可是，虽然电子元器件的工作时间为微秒级，时间准确，但是由于电磁开关的动作机构具有分散性，动作时间相差较大，造成控制难度增加，并且，随着工作次数的增加，开关的动作时间将发生改变，极易造成控制失败。因此，本发明中结构紧凑的嵌裝式结构给智能控制奠定了良好的结构基础。同时采用了倒装式的结构模式，为智能控制模块的更换和功能拓展提供了方便。
在交流三相供电***中，由于各相之间的电压、电流都存在着相位差，如果采用传统的三相交流开关电器，一个电磁***控制三相主触头的工作模式，无法实现三相触头的无弧吸合、无弧分断控制。而本发明设计的单极电磁开关本身可以独立工作，也可以根据用户需求，在智能控制模块的配合下，形成多极控制开关；通过结构螺栓的连接，可以形成两极、三极交直流电磁开关，甚至形成多极回路的控制开关使用，灵活方便、工作可靠。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种单极嵌裝式电磁开关，极大的简化了生产工艺，提高了开关产品的可靠性和动作一致性。
本发明采用以下方案实现：一种单极嵌裝式电磁开关，其特征在于：包括一智能控制模块，所述智能控制模块下方设有一电磁***，所述电磁***下方设有一触头***，所述触头***包括一个动触桥、两个动触头、两个静触桥和两个静触头，所述两个动触头分别固定于所述动触桥两侧，同时，所述动触桥固定于一动触头支架上，所述动触头支架与所述电磁***的动铁心支架固定连接，所述两个静触桥分别与所述两个静触头对应相连，同时，所述两个静触桥分别设置于所述动触头支架两侧，且相应的动触头和静触头之间分别具有对应的触头开距，所述两个静触桥还分别连接一进线端导电排和一出线端导电排；所述智能控制模块设有与外部控制电源连接的接线端子，并且所述智能控制模块与所述电磁***电气连接；还包括一外壳体，所述外壳体由一前壳体和一后壳体组成，所述前壳体和后壳体分别对应设置有用于固定所述智能控制模块、电磁***和触头***的定位槽，且所述前壳体和后壳体之间通过卡槽实现直接装配。
在本发明一实施例中，所述电磁***包括一静铁心，所述静铁心固定于一静铁心卡槽上，所述静铁心内设有一线圈骨架，所述线圈骨架上缠绕有一激磁线圈，同时，所述线圈骨架下端部设有一线圈固定板，所述静铁心卡槽两边分别具有一反力弹簧，所述反力弹簧通过弹簧卡槽与所述动铁心支架连接，所述动铁心支架内设有一动铁心。
在本发明一实施例中，所述智能控制模块与所述电磁***电气连接具体为：所述智能控制模块连接所述激磁线圈。
在本发明一实施例中，所述触头***的动触头和静触头区域分别设有金属栅片灭弧室。
在本发明一实施例中，所述进线端导电排上还设置一电流互感器，且所述电流互感器与所述智能控制模块连接。
在本发明一实施例中，所述智能控制模块还连接一电压互感器，所述电压互感器一输入端连接所述进线端导电排，所述电压互感器另一输入端连接所述出线端导电排。
在本发明一实施例中，所述进线端导电排末端设有一进线端接线螺栓，所述出线端导电排末端设有一出线端接线螺栓。
在本发明一实施例中，所述前壳体和后壳体之间通过四个螺栓实现多极开关的连接。
在本发明一实施例中，所述外壳体下端部的两侧端分别设有一安装螺栓。
本发明与现有技术相比具有以下突出特点：
（1）采用了嵌裝式结构。静触头安装、静铁心安装、激磁线圈安装均采用嵌裝式的结构工艺，改变了传统交流电磁开关的结构模式，去掉了结构中大量采用螺丝安装的结构部件，直接由上下盖板（前壳体和后壳体）固定各零部件，极大的简化了生产工艺，提高了开关产品的可靠性和动作一致性，为智能控制模块奠定了良好的结构基础。同时，为装备自动化提供了良好的发展空间；
（2）采用了倒装式结构。将智能控制模块放置在电磁***上面，而触头***则安装在电磁***下面，这种结构便于智能控制模块的更换和装配，并且减少了铁心、触头的机构运动对电子元件的冲击作用，提高了控制模块的可靠性和稳定性；
（3）具有模块化功能。单极电磁开关可以独立的单独工作，也可以根据用户需求，在智能控制模块的配合下，形成多极控制开关。通过结构螺栓的连接，可以形成两极、三极交流电磁开关，甚至形成多极回路的控制开关使用，灵活方便、工作可靠。
（4）通过智能控制模块控制以后，电磁机构的铁心可以采用整块钢结构也可以采用迭片结构，铁心端面无须安装短路环，提高了工作的可靠性和机械寿命。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的立体示意图。
图示说明：1-动触桥，2-动触头，3-静触头，4-静触桥，5-第一结构螺栓，6-出线端接线螺栓，7-动触头支架，8-金属栅片灭弧室，9-第二结构螺栓，10-电流互感器，11-进线端接线螺栓，12-进线端导电排，13-出线端导电排，14-动铁心支架，15-动铁心，16-第一反力弹簧，17-第三结构螺栓，18-控制电源第一接线端，19-控制电源第二接线端，20-第二反力弹簧，21-第四结构螺栓，22-静铁心，23-电流互感器走线槽，24-电压互感器第一接线槽，25-线圈固定板，26-激磁线圈，27-激磁线圈走线槽，28-线圈骨架，29-电压互感器第二走线槽，30-第一安装螺栓，31-第二安装螺栓，32-智能控制模块，33-静铁心卡槽。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明提供一种单极嵌裝式电磁开关，包括一智能控制模块32，所述智能控制模块32下方设有一电磁***，所述电磁***下方设有一触头***，所述触头***包括一个动触桥1、动触头2、图中未显示的另一个动触头、静触桥4、静触头3、图中未显示的静触桥和静触头，所述动触头2和图中未显示的另一个动触头分别固定于所述动触桥1两侧，同时，所述动触桥1固定于一动触头支架7上，所述动触头支架7里含有触头反力弹簧，所述动触头支架7与所述电磁***的动铁心支架14固定连接，所述静触桥4与静触头3相连，图中未标出的静触桥与未标出的静触头相连，所述静触头3与动触头2之间具有一触头开距B，同样，图中未标出的动静触头之间也具有相同的触头开距B，同时，所述静触桥4和图中未显示的静触桥分别设置于所述动触头支架7两侧，所述静触桥4连接一出线端导电排13，所述未标出的静触桥连接一进线端导电排12，用于与外电路进行连接；所述智能控制模块32设有与外部控制电源连接的接线端子（控制电源第一接线端18和控制电源第二接线端19），并且所述智能控制模块32与所述电磁***通过激磁线圈走线槽27中的连接线进行电气连接；还包括一外壳体，所述外壳体由一前壳体和一后壳体组成，所述前壳体和后壳体分别对应设置有用于固定所述智能控制模块、电磁***和触头***的定位槽，且所述前壳体和后壳体之间通过卡槽实现直接装配。所述触头***为桥式触头***，电磁***为双E型电磁***，触头***和电磁***为左右对称结构，图1和图2中，并未显示左侧的触头***（包括动触桥、动触头、静触桥、静触头）部分，和右侧的灭弧室（金属栅片灭弧室）。
所述电磁***包括一静铁心22，所述静铁心22固定于一静铁心卡槽33上，所述静铁心22内设有一线圈骨架28，所述线圈骨架28上缠绕有一激磁线圈26，同时，所述线圈骨架28下端部设有一线圈固定板25，所述静铁心卡槽33两边分别具有一反力弹簧（第一反力弹簧16和第二反力弹簧20），所述反力弹簧通过弹簧卡槽与所述动铁心支架14连接，所述动铁心支架14内设有一动铁心15。所述智能控制模块32与所述电磁***电气连接具体为：所述智能控制模块32连接所述激磁线圈26。
特别的，所述触头***的动触桥1、动触头2、静触头3、静触桥4装有一金属栅片灭弧室（图中未标出），图中未标出的另一动触桥、动触头、静触头、静触桥装有金属栅片灭弧室8。所述进线端导电排12上还设置一电流互感器10，且所述电流互感器10通过电流互感器走线槽23与所述智能控制模块32连接，将触头回路电流信号提供给智能控制模块32。所述智能控制模块32还连接一电压互感器（图中未示出），所述电压互感器一输入端通过电压互感器第一接线槽24连接所述进线端导电排12，所述电压互感器另一输入端通过电压互感器第二接线槽29连接所述出线端导电排13，给智能控制模块32提供控制所需的触头回路电压信号。所述进线端导电排12末端设有一进线端接线螺栓11，所述出线端导电排13末端设有一出线端接线螺栓6。所述前壳体和后壳体之间通过结构卡槽直接安装，并且通过四个螺栓实现多极开关本体的联接。所述外壳体下端部的两侧端分别设有一安装螺栓（第一安装螺栓30和第二安装螺栓31）。
线圈固定板25压在线圈骨架28上，是用来固定激磁线圈26的；第一结构螺栓5、第二结构螺栓9、第三结构螺栓17和第四结构螺栓21是在联接极与极之间开关时采用的，按照需求可以多极组合；第一安装螺栓30和第二安装螺栓31是在产品安装固定时采用的。
本发明电磁开关的主要回路：外电路通过进线端接线螺栓11与进线端导电排12相连接，经过进线端的静触桥、静触头、触头开距、动触头和动触桥（图中被灭弧室遮住部分），与出线端的静触桥1、静触头2、触头开距B、动触头3和动触桥4相连，再通过出线端接线螺栓6将出线端导电排13与外电路相连，形成通断回路。图中装配在静触桥1、静触头2、触头开距B、动触头3、动触桥4区域的灭弧室未标出。
本发明的工作原理如下：
首先，通过控制电源第一接线端18和控制电源第二接线端19将控制电源连接到智能控制模块32，智能控制模块32检测合闸指令，当电压在正常工作范围之内时，由激磁线圈走线槽27中的控制通路，通过智能控制模块32给激磁线圈26供电，控制激磁线圈26产生激磁磁势，通过静铁心22、动铁心15和工作气隙A组成磁路，产生电磁吸力，当电磁吸力大于第一反力弹簧16和第二反力弹簧20所产生的弹簧反力时，动铁心15开始动作，带动动铁心支架14、动触头支架模块7、动触头向吸合方向运动，当动触头2与静触头3之间的距离B小于触头吸合位置距离时，动铁心15克服此时的第一反力弹簧16、第二反力弹簧20、动触头支架7中的触头反力弹簧共同产生的反力，继续运动，进入触头***的超程阶段，当动铁心15和静铁心22之间的距离小于铁心吸合位置距离时，运动停止，开关进入吸持阶段。
当智能控制模块32接收到分闸指令时，控制激磁线圈26断电，机构在第一反力弹簧16、第二反力弹簧20、动触头支架7中的触头反力弹簧共同产生的反力作用下，返回到打开位置。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种单极嵌裝式电磁开关，其特征在于：包括一智能控制模块，所述智能控制模块下方设有一电磁***，所述电磁***下方设有一触头***，所述触头***包括一个动触桥、两个动触头、两个静触桥和两个静触头，所述两个动触头分别固定于所述动触桥两侧，同时，所述动触桥固定于一动触头支架上，所述动触头支架与所述电磁***的动铁心支架固定连接，所述两个静触桥分别与所述两个静触头对应相连，同时，所述两个静触桥分别设置于所述动触头支架两侧，且相应的动触头和静触头之间分别具有对应的触头开距，所述两个静触桥还分别连接一进线端导电排和一出线端导电排；所述智能控制模块设有与外部控制电源连接的接线端子，并且所述智能控制模块与所述电磁***电气连接；还包括一外壳体，所述外壳体由一前壳体和一后壳体组成，所述前壳体和后壳体分别对应设置有用于固定所述智能控制模块、电磁***和触头***的定位槽，且所述前壳体和后壳体之间通过卡槽实现直接装配。
2.根据权利要求1所述的一种单极嵌裝式电磁开关，其特征在于：所述电磁***包括一静铁心，所述静铁心固定于一静铁心卡槽上，所述静铁心内设有一线圈骨架，所述线圈骨架上缠绕有一激磁线圈，同时，所述线圈骨架下端部设有一线圈固定板，所述静铁心卡槽两边分别具有一反力弹簧，所述反力弹簧通过弹簧卡槽与所述动铁心支架连接，所述动铁心支架内设有一动铁心。
3.根据权利要求2所述的一种单极嵌裝式电磁开关，其特征在于，所述智能控制模块与所述电磁***电气连接具体为：所述智能控制模块连接所述激磁线圈。
4.根据权利要求1所述的一种单极嵌裝式电磁开关，其特征在于：所述触头***的动触头和静触头区域分别设有金属栅片灭弧室。
5.根据权利要求1所述的一种单极嵌裝式电磁开关，其特征在于：所述进线端导电排上还设置一电流互感器，且所述电流互感器与所述智能控制模块连接。
6.根据权利要求1所述的一种单极嵌裝式电磁开关，其特征在于：所述智能控制模块还连接一电压互感器，所述电压互感器一输入端连接所述进线端导电排，所述电压互感器另一输入端连接所述出线端导电排。
7.根据权利要求1所述的一种单极嵌裝式电磁开关，其特征在于：所述进线端导电排末端设有一进线端接线螺栓，所述出线端导电排末端设有一出线端接线螺栓。
8.根据权利要求1所述的一种单极嵌裝式电磁开关，其特征在于：所述前壳体和后壳体之间通过四个螺栓实现多极开关的连接。
9.根据权利要求1所述的一种单极嵌裝式电磁开关，其特征在于：所述外壳体下端部的两侧端分别设有一安装螺栓。
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