CN209804562U - 一种气电混动双驱接触器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气电混动双驱接触器，所述接触器包括电磁部分、辅助驱动部分、绝缘部分、触头部分、手分杆、拉杆及接入主回路的动导电排和静导电排，其中：电磁部分由上磁缸盖、磁缸、下磁缸盖、静铁芯、动铁芯、线圈、导磁环、永磁、合闸弹簧组成；辅助驱动部分由气缸盖、气缸、气体发生器、压块、橡胶垫、挡板、活塞、轴承、复位弹簧组成；绝缘部分由绝缘子、内套和超程弹簧组成；触头部分包含动触头、静触头、气密绝缘外壳、波纹管；手分杆水平装设在拉杆上；拉杆贯穿并连接电磁部分和绝缘部分；动导电排与动触头连接，静导电排与静触头相连。该接触器采用两种不同驱动原理，降低了主驱动、辅助驱动同时拒动的概率，可靠性更高。

Description

一种气电混动双驱接触器

技术领域

本实用新型属于接触器设计领域，涉及一种为考虑合闸可靠性的气电混动双驱保险式接触器。

背景技术

接触器，作为远距离频繁接通和断开交直流主电路及大容量控制电路的自动控制电器，在光伏发电、新能源、电力***、石油、化工、煤矿、冶金和电气化铁道等各个领域发挥着不可或缺的作用，其合闸可靠性关系到整个电路***的安全运行。传统的接触器为单磁路结构，若唯一驱动结构的信号触发、线圈上电环节出现问题，引起接触器拒动，***的安全稳定运行将受到影响。

实用新型内容

为了解决传统接触器存在的上述问题，本实用新型提供了一种气电混动双驱接触器。该接触器采用两种不同驱动原理，降低了主驱动、辅助驱动同时拒动的概率，可靠性更高。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种气电混动双驱接触器，包括电磁部分、辅助驱动部分、绝缘部分、触头部分、手分杆、拉杆及接入主回路的动导电排和静导电排，其中：

所述电磁部分由上磁缸盖、磁缸、下磁缸盖、静铁芯、动铁芯、线圈及其骨架(以下简称线圈)、导磁环、永磁、合闸弹簧组成；所述上磁缸盖、磁缸、下磁缸盖同轴上下依次相连围成空心圆柱；所述静铁芯紧贴上磁缸盖下端，外侧环绕线圈，下方是同轴相对可上下移动的动铁芯；所述动铁芯外侧环绕导磁环；所述导磁环外侧紧贴永磁；

所述辅助驱动部分由气缸盖、气缸、气体发生器、压块、橡胶垫、挡板、活塞、轴承、复位弹簧组成；所述气缸盖、气缸围成空心柱状，包围气体发生器下端、挡板、活塞、轴承、复位弹簧；所述气缸的上部一侧侧壁上设有凸台状圆孔，下部内壁嵌有轴承，底端中心设有圆孔，并向上延伸凸起形成圆柱形环状，供活塞穿过；所述压块的中间有凸台状圆孔；气体发生器下端穿入气缸侧壁的凸台状圆孔，接触处夹有橡胶垫加强气密性，上端穿入压块的凸台状圆孔，压块和气缸通过螺钉固定，夹紧气体发生器；所述活塞为凸台状，外侧与嵌入到气缸内壁的轴承紧贴，释放状态下，上端紧贴挡板，下端空心部分装有复位弹簧；

所述绝缘部分由绝缘子、内套和超程弹簧组成；所述绝缘子与内套均呈凵状嵌套在一起，半包围在超程弹簧外侧，开口处由开槽螺母封口；

所述触头部分包含动触头、静触头、气密绝缘外壳、波纹管；所述波纹管连接气密绝缘外壳与同轴相对的动触头、静触头围成真空灭弧室，可提高耐压等级及防污染等级；所述动触头与静触头的接触及分开动作实现接触器的分合闸功能；

所述手分杆为辅助手动分闸合闸作用，手分杆水平装设在拉杆上；

所述拉杆的下端贯穿并连接电磁部分和绝缘部分，上端与活塞的下端留有一定气隙；

所述动导电排与动触头连接，静导电排与静触头相连。

本实用新型为接触器可靠合闸的双触发冗余设计：在正常触发信号启动线圈，接触器触头未动作情况下，立即启动辅助驱动结构，点火电路给出触发信号，引爆气体发生器，短时间内在气缸内产生大量气体，作用在气缸、气缸盖内壁，推动唯一可移动部件活塞克服复位弹簧压力向下运动，带动动铁芯、绝缘部分结构及动触头完成接触器合闸动作；一次性的气体发生器引爆作废后，通过简单拆卸便可完成更换。

相比于现有技术，本实用新型具有如下优点：

1、区别于传统接触器的单一驱动，采用双驱动的模式，在接触器主磁路出现问题拒动的情况下，仍可保证触点动作合闸；

2、采用气动原理与电磁原理相结合的新形式，不同驱动原理合闸可靠性更高；

3、结构的设计具有便捷更换性，考虑了在启动了辅助驱动结构的情况下，对一次性的气体发生器进行更换的问题，装置的设计上既保证气体发生器的固定夹紧，又方便拆卸、替换。

附图说明

图1为气电混动双驱接触器的整体结构侧视剖面图；

图2为气电混动双驱接触器的整体结构后视剖面图；

图3为动铁芯剖面图；

图4为电磁部分磁通路径示意图，线圈未通电情况下衔铁保持在释放位置；

图5为电磁部分磁通路径示意图，线圈通电情况下衔铁移向吸合位置；

图6为辅助驱动结构部分剖面图，气体发生器未引爆情况下活塞保持在释放位置；

图7为辅助驱动结构部分剖面图，气体发生器引爆后瞬间活塞移向吸合位置；

图8为拉杆结构示意图；

图9为气缸等轴测的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本实用新型技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的保护范围中。

本实用新型提供了一种新型气电混动双驱接触器，如图1-3、图8-9所示，所述气电混动双驱接触器包括电磁部分、辅助驱动部分、绝缘部分、触头部分、手分杆19、拉杆30及接入主回路的动导电排24和静导电排29，其中：

所述电磁部分由上磁缸盖1、磁缸2、下磁缸盖3、静铁芯4、动铁芯5、线圈及其骨架6(以下简称线圈6)、导磁环7、永磁8、合闸弹簧9组成，其中：磁缸2为环状，上、下表面分别与上磁缸盖1、下磁缸盖3螺钉紧固，侧璧上有孔，配合线圈6引线输出；上磁缸盖1上下面均为平面，中心有孔，下表面与静铁芯4螺钉紧固。静铁芯4为圆柱状，外侧紧贴线圈6，中心有孔供拉杆30及合闸弹簧9穿过，上表面与上磁缸盖1螺钉紧固，下表面与动铁芯5在接触器分闸情况下贴合；动铁芯5上表面为梯形面，与静铁芯4贴合在接触器分闸情况下，呈现主副极面状态，且中心留有放置合闸弹簧9的凹孔；动铁芯5下表面为梯形结构，与下磁缸盖3贴合在合闸状态下，呈现主副极面情况，中心有孔，如图3动铁芯剖面图所示，与拉杆30螺纹紧固。线圈6的内侧紧贴静铁芯4，外侧环绕磁缸2，上端面紧贴上磁缸盖1的下端面，并配合上磁缸盖1下的凹槽有一凸包，防止线圈6转动，其引出线由磁缸2壁上的孔引出，下端面与永磁8及导磁环7贴合。永磁8分块贴合在导磁环7外侧构成环状，径向充磁的分块永磁8上表面紧贴线圈6，外侧紧贴磁缸2。导磁环7为环状柱体，围绕在动铁芯5外侧，并与动铁芯5留有一定气隙避免运动时产生摩擦；上表面与线圈6贴合；外侧紧贴永磁8。

所述辅助驱动部分由气缸盖10、气缸11、气体发生器12、压块13、橡胶垫14、挡板15、活塞16、轴承17、复位弹簧18组成，其中：气缸盖10上下表面均为平面，与气缸11螺纹紧固。气缸11外侧呈长方体状，上方开口，内侧空心处呈阶梯形结构，水平截面为圆形轮廓，气缸11上表面有圆环状的凹槽配合放置橡胶垫14以便和气缸盖10螺钉紧固时紧密贴合，加强气密性。气缸11上部一侧侧壁上有凸台状圆孔，供气体发生器12穿过。气缸11内侧中部阶梯平面与三块挡板15螺钉紧固。气缸11下部内壁嵌有圆柱形环状轴承17。气缸11底端中心有圆孔，并向上延伸凸起形成圆柱形环状，供活塞16穿过。压块13为长方体状，中间有凸台状圆孔，配合气体发生器12穿过，与气缸11侧壁螺钉紧固。气体发生器12中部柱状突起，固定在压块13与气缸11侧壁之间；上部穿过压块13中心的凸台状圆孔，从气体发生器12顶端引出电路连接点；下部穿过气缸11侧壁，并在接触处有橡胶垫14填补缝隙加强气密性，底端是出气孔。挡板15为三块围绕气缸轴心均匀分布的小长方体，与气缸11内侧中部阶梯平面螺钉紧固。轴承17为圆柱形环状，外侧嵌入气缸11内壁，内侧贴合活塞16。活塞16也是凸台状，释放状态下，上端紧贴挡板15，下端面圆环凹槽紧贴复位弹簧18，外侧则贴合于轴承17内表面，减小运动过程中产生的摩擦。复位弹簧18安放在气缸底端凸起处，一侧压在活塞16上，一侧压在气缸底端，处于压缩状态。

所述绝缘部分由绝缘子20、内套21和超程弹簧23组成，其中：绝缘子20呈凵状紧密嵌套在内套21外侧；内套21也呈凵状紧密嵌套在绝缘子20内侧，半包围超程弹簧23，开口处与开槽螺母22螺纹紧固。开槽螺母22为环状柱体，中心有孔供拉杆30穿过，外侧与内套21螺纹紧固，上表面有凹槽，配合夹具以方便旋进旋出，下表面与拉杆30末端圆盘贴合于接触器分闸状态下。超程弹簧23放置在内套21内部，一端是拉杆30末端圆盘，另一端是内套21，始终处于压缩状态。

所述触头部分包含动触头25、静触头26、气密绝缘外壳28、波纹管27，其中：静触头26为柱体，下表面与静导电排29贴合，上表面与动触头25相对。动触头25为柱体，上表面与动导电排24贴合，下表面与静触头26贴合于接触器合闸情况下。动触头25与静触头26的接触及分开动作实现接触器的分合闸功能。气密绝缘外壳28为陶瓷材料，利用其促进熄弧及保持真空状态。波纹管27连接动触头25及气密绝缘外壳28，呈波纹状。波纹管27连接气密绝缘外壳28与同轴相对的动触头25、静触头26围成一个真空灭弧室。

所述拉杆30的下端贯穿电磁部分、绝缘部分，上端与活塞16的下端留有一定气隙，具体情况为：电磁部分结构中，拉杆30的下端穿过电磁部分的上磁缸盖1、静铁芯4、合闸弹簧9、下磁缸盖3，且与动铁芯5螺纹紧固，绝缘部分结构中，拉杆30穿过开槽螺母22，末端处的圆盘伸入到内套21里，圆盘上端面与开槽螺母22贴合于接触器分闸情况下，下端面贴合压缩状态的超程弹簧23。导电排用于连入主回路，其中：动导电排24与动触头25连接，静导电排29与静触头26相连。手分杆19水平装设在拉杆30上，利用杠杆原理实现接触器手动分闸合闸作用。

图4-7所示，本实用新型接触器的工作原理如下：

分块永磁8产生磁场，由N极出发形成两条闭合磁通路径回到S极，一条从永磁8出发经由导磁环7、动铁芯5、静铁芯4、上磁缸盖1、磁缸2回到永磁8，产生使动铁芯5、静铁芯4间气隙减小的电磁吸力F₁；另一条从永磁8出发经由导磁环7、动铁芯5、下磁缸盖3、磁缸2回到永磁8，产生使动铁芯5、下磁缸盖3间气隙减小的电磁吸力F₂。由于分闸情况下，动铁芯5、静铁芯4间的气隙是远小于动铁芯5、下磁缸盖3间气隙的，所以F₁>F₂，动铁芯5保持在气隙小的那侧，克服合闸弹簧9的压力F_N以及真空灭弧室的自闭力，接触器处于释放状态。

活塞16圆盘上有挡板15，下有复位弹簧18。分闸情况下，由复位弹簧的压力F′_N作用使得接触器辅助驱动结构保持在释放状态。

线圈6上电后，经由上磁缸盖1、磁缸2、下磁缸盖3、动铁芯5、静铁芯4产生与经由导磁环7、动铁芯5、静铁芯4、上磁缸盖1、磁缸2回到永磁8的磁通方向相反，与经由导磁环7、动铁芯5、下磁缸盖3、磁缸2回到永磁8的磁通方向相同的磁通，削弱了动铁芯5、静铁芯4间气隙磁通，电磁吸力F₁随之减小，当电磁吸力F₂与同方向的真空灭弧室自闭力、合闸弹簧弹力F_N之和大于F₁时，动铁芯5带动拉杆30、绝缘部分结构、动触头25向下运动，直至吸合合闸，连接的主回路导通。

由于合闸情况下，动铁芯5、下磁缸盖3间气隙是远小于动铁芯5、静铁芯4间的气隙的，所以F₂>F₁，动铁芯5保持在气隙小的那侧，在与合闸弹簧9的压力F_N以及真空灭弧室的自闭力的共同作用下，接触器处于吸合状态。

当主回路出问题拒动，在上述正常触发信号启动线圈6，接触器触头未正常接通情况下，立即启动辅助驱动结构进行气动合闸。当点火电路给出触发信号，引爆气体发生器，短时间内在气缸内产生大量气体，当作用在气缸内壁的气体推力F₃大于复位弹簧18的压力F′_N、电磁部分的磁力F₁与真空灭弧室自闭力的合力，将推动唯一可动部件活塞16克服复位弹簧18的压力F′_N带动拉杆30、动铁芯5、绝缘部分、动触头25向下运动，直至吸合合闸，连接的主回路导通。

本实用新型可采用上述电磁原理、气动原理两种驱动方式将接触器合闸，确保接触器在主回路出问题情况下可靠合闸。

Claims (10)

1.一种气电混动双驱接触器，其特征在于所述接触器包括电磁部分、辅助驱动部分、绝缘部分、触头部分、手分杆、拉杆及接入主回路的动导电排和静导电排，其中：

所述电磁部分由上磁缸盖、磁缸、下磁缸盖、静铁芯、动铁芯、线圈、导磁环、永磁、合闸弹簧组成；所述上磁缸盖、磁缸、下磁缸盖同轴上下依次相连围成空心圆柱；所述静铁芯紧贴上磁缸盖下端，外侧环绕线圈，下方是同轴相对可上下移动的动铁芯；所述动铁芯外侧环绕导磁环；所述导磁环外侧紧贴永磁；

所述辅助驱动部分由气缸盖、气缸、气体发生器、压块、橡胶垫、挡板、活塞、轴承、复位弹簧组成；所述气缸盖、气缸围成空心柱状，包围气体发生器下端、挡板、活塞、轴承、复位弹簧；所述气缸的上部一侧侧壁上设有凸台状圆孔，下部内壁嵌有轴承，底端中心设有圆孔，并向上延伸凸起形成圆柱形环状，供活塞穿过；所述压块的中间有凸台状圆孔；气体发生器下端穿入气缸侧壁的凸台状圆孔，接触处夹有橡胶垫加强气密性，上端穿入压块的凸台状圆孔，压块和气缸通过螺钉固定，夹紧气体发生器；所述活塞为凸台状，外侧与嵌入到气缸内壁的轴承紧贴，释放状态下，上端紧贴挡板，下端空心部分装有复位弹簧；

所述绝缘部分由绝缘子、内套和超程弹簧组成；所述绝缘子与内套均呈凵状嵌套在一起，半包围在超程弹簧外侧，开口处由开槽螺母封口；

所述触头部分包含动触头、静触头、气密绝缘外壳、波纹管；所述波纹管连接气密绝缘外壳与同轴相对的动触头、静触头围成真空灭弧室；

所述手分杆水平装设在拉杆上；

所述拉杆的下端贯穿并连接电磁部分和绝缘部分，上端与活塞的下端留有一定气隙；

所述动导电排与动触头连接，静导电排与静触头相连。

2.根据权利要求1所述的气电混动双驱接触器，其特征在于所述磁缸为环状，上、下表面分别与上磁缸盖、下磁缸盖螺钉紧固，侧璧上有孔，配合线圈引线输出；所述上磁缸盖上下面均为平面，中心有孔，下表面与静铁芯螺钉紧固。

3.根据权利要求1或2所述的气电混动双驱接触器，其特征在于所述静铁芯为圆柱状，外侧紧贴线圈，中心有孔供拉杆及合闸弹簧穿过，上表面与上磁缸盖螺钉紧固，下表面与动铁芯在接触器分闸情况下贴合；所述动铁芯上表面为梯形面，与静铁芯贴合在接触器分闸情况下，呈现主副极面状态，且中心留有放置合闸弹簧的凹孔，动铁芯下表面为梯形结构，与下磁缸盖贴合在合闸状态下，呈现主副极面情况，中心有孔，与拉杆螺纹紧固。

4.根据权利要求1所述的气电混动双驱接触器，其特征在于所述线圈的内侧紧贴静铁芯，外侧环绕磁缸，上端面紧贴上磁缸盖的下端面，并配合上磁缸盖下的凹槽有一凸包，其引出线由磁缸壁上的孔引出，下端面与永磁导磁环贴合；所述永磁分块贴合在导磁环外侧构成环状，径向充磁的分块永磁上表面紧贴线圈，外侧紧贴磁缸；所述导磁环为环状柱体，围绕在动铁芯外侧，并与动铁芯留有一定气隙避免运动时产生摩擦，上表面与线圈贴合，外侧紧贴永磁。

5.根据权利要求1所述的气电混动双驱接触器，其特征在于所述气缸盖上下表面均为平面，与气缸螺纹紧固，气缸外侧呈长方体状，开口向上，内侧空心处呈阶梯形结构，水平截面为圆形轮廓，气缸上表面有圆环状的凹槽配合放置橡胶垫。

6.根据权利要求1或5所述的气电混动双驱接触器，其特征在于所述气体发生器中部柱状突起，固定在压块与气缸侧壁之间；上部穿过压块中心的凸台状圆孔，从气体发生器顶端引出电路连接点；下部穿过气缸侧壁，并在接触处设有橡胶垫填补缝隙加强气密性，底端是出气孔；所述挡板为三块围绕气缸轴心均匀分布的长方体，与气缸内侧中部阶梯平面螺钉紧固。

7.根据权利要求1或5所述的气电混动双驱接触器，其特征在于所述轴承为圆柱形环状，外侧嵌入气缸内壁，内侧贴合活塞；所述复位弹簧安放在气缸底端凸起处，一侧压在活塞上，一侧压在气缸底端，处于压缩状态。

8.根据权利要求1所述的气电混动双驱接触器，其特征在于所述开槽螺母为环状柱体，中心有孔供拉杆穿过，外侧与内套螺纹紧固，上表面有凹槽，下表面与拉杆末端圆盘贴合于接触器分闸状态下。

9.根据权利要求1所述的气电混动双驱接触器，其特征在于所述静触头为柱体，下表面与静导电排贴合，上表面与动触头相对；所述动触头为柱体，上表面与动导电排贴合，下表面与静触头贴合于接触器合闸情况下；所述气密绝缘外壳为陶瓷材料。

10.根据权利要求1所述的气电混动双驱接触器，其特征在于所述电磁部分中，拉杆穿过上磁缸盖、静铁芯、合闸弹簧、下磁缸盖，与动铁芯螺纹紧固；绝缘部分中，拉杆穿过开槽螺母，末端处的圆盘伸入到内套里，圆盘上端面与开槽螺母贴合于接触器分闸情况下，下端面贴合压缩状态的超程弹簧。