CN210167287U - 双向开关触点装置 - Google Patents

双向开关触点装置 Download PDF

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Abstract

根据本实用新型的一实施例，提供一种直流开关触点装置，涉及具有灭弧功能的开关触点装置，包括：用于施加直流电源的一对固定触点；两端部能够与一对固定触点接触的可移动的可动触点；为实现灭弧靠近一对固定触点配置的至少一对永久磁铁；形成有供永久磁铁***的空间的电弧盖；以及在上部具有开口部的密封用轭。

Description

双向开关触点装置
技术领域
本实用新型涉及用于控制锂电池等二次电池的电力的开关触点装置(contactdevice)。更具体地，本实用新型涉及能够在充放电时，对正向与反向电流都能够进行切断及控制的双向开关触点装置。
背景技术
双向开关触点装置能够用于太阳能发电、储能装置、电动巴士快充装置、UPS(uninterruptible power system，不间断供电***)等直流输电***。
UPS与储能装置从商用电源获得电流对电池进行充电，在使用电池时通过双向逆变器将充电后的能量供应至商用电源，或者该能量能够起到向负载提供电源的作用。
双向开关装置能够用在电池与逆变器之间作为绝缘开关，或者起到切断故障电流的作用。对于电池反复充放电的电路来说，电流以正向或反向在开关装置流动。由于在充电与放点模式中均使用双向开关装置，因此需要一种开关，能够切断正向与反向电流。
在先技术文献
专利文献
(专利文献1)KR10-1649703 B1
实用新型内容
要解决的技术问题
本实用新型的目的在于提供一种双向开关触点装置，在电池的充放电时对正向与反向电流都能够进行切断及控制。
并且，本实用新型的目的在于提供一种开关触点装置，通过将灭弧永久磁铁设置在两个固定触点之间，确保固定触点之间的距离，通过将灭弧永久磁铁靠近固定触点防止灭弧能力降低。
并且，本实用新型的目的在于提供一种小型化的双向开关触点装置，防止在切断双向电流时可能发生的破坏绝缘的现象，通过将灭弧永久磁铁设置于固定触点之间，在增加可动触点与固定触点之间的磁通量密度的同时有效地利用空间。
并且，本实用新型的目的在于，通过向开关触点装置的线圈供应电源而移动可动触点，由此，在连接于固定触点的电源与负载线之间实现负载电流的安全通电与切断。
并且，本实用新型的目的在于提供一种双向电流切断装置，在例如UPS的储能装置等同时具有充电状态与放电状态的装置中，即使电流方向发生变化，也不会在切断电流及进行控制时发生问题。
本实用新型所解决的技术问题并非受限于上述言及的内容，未言及的其他技术问题将通过以下说明由本领域普通技术人员所明确理解。
解决问题的技术方案
根据本实用新型的一实施例，提供一种开关触点装置，涉及具有灭弧功能的开关触点装置，包括：用于施加直流电源的一对固定触点；两端部能够与所述一对固定触点接触的可移动的可动触点；为灭弧靠近所述一对固定触点配置的至少一对永久磁铁；形成有供所述永久磁铁***的空间的电弧盖；以及在上部具有开口部的密封用轭。
开关触点装置还包括位于所述电弧盖内侧的一对灭弧陶瓷腔，通过所述一对灭弧陶瓷腔形成两个分离的灭弧空间，所述固定触点分别配置于各个所述灭弧陶瓷腔的中心。
并且，一对永久磁铁全部配置于所述一对固定触点之间。并且，各个所述永久磁铁的两端部包括在与长度方向垂直的方向延伸的一对延长部，在所述一对延长部之间形成供所述可动触点移动的空间。
并且，所述可动触点的形状形成为其两端部具有朝向所述固定触点延伸的一对延长部。并且，所述一对永久磁铁配置为，当在所述可动触点与所述固定触点之间产生电弧时，使得基于所述一对永久磁铁的磁通量的方向与电弧电流方向直角相交。
并且，使用陶瓷对所述开关触点装置的上端进行密封，通过所述密封用轭与焊接形成密封(sealing)。
实用新型的效果
根据本使用新型，能够提供一种双向开关触点装置，在电池的充放电时对正向与反向电流都能够进行切断及控制。
并且，根据本实用新型，能够提供一种开关触点装置，通过将灭弧永久磁铁设置在两个固定触点之间，确保固定触点之间的距离，通过将灭弧永久磁铁靠近固定触点防止灭弧能力降低。
并且，根据本实用新型，能够提供一种小型化的双向开关触点装置，防止在切断双向电流时可能发生的破坏绝缘的现象，通过将灭弧永久磁铁设置于固定触点之间，在增加可动触点与固定触点之间的磁通量密度的同时有效地利用空间。
并且，根据本实用新型，通过向开关触点装置的线圈供应电源而移动可动触点，由此，在连接于固定触点的电源与负载线之间实现负载电流的安全通电与切断。
并且，根据本实用新型，能够提供一种双向电流切断装置，在例如UPS的储能装置等同时具有充电状态与放电状态的装置中，即使电流方向发生变化，也不会在切断电流及进行控制时发生问题。
本实用新型的效果并非受限于上述言及的内容，未言及的其他效果将通过以下说明由本领域普通技术人员所明确理解。
附图说明
图1为说明根据现有技术的双向开关触点装置的结构的附图。
图2为说明根据本实用新型的一实施例的双向开关触点装置的结构及动作的截面图。
图3为说明根据本实用新型的一实施例的双向开关触点装置的配置有固定触点、可动触点及灭弧永久磁铁的结构的附图。
图4为说明根据本实用新型的一实施例的灭弧永久磁铁的作用的附图。
图5为说明根据本实用新型的一实施例的灭弧永久磁铁的形状的附图。
图6为说明根据本实用新型的一实施例的电弧盖及灭弧陶瓷腔结构的附图。
图7为说明根据本实用新型的一实施例的双向开关触点装置的详细构成要素的结合关系的附图。
附图标记说明
101：磁化线圈 102：可动铁芯
103：固定铁芯 104：轭
105：轭板 106：移动轴
107：可动触点 108：固定触点
109：触压弹簧 110：灭弧永久磁铁
111：电弧盖 112：复位弹簧
113：绝缘电弧底座 114：陶瓷板
115：灭弧陶瓷腔 116：永久磁铁盖
具体实施方式
下面，将参照附图对本实用新型进行详细说明,使本实用新型所属技术领域的普通技术人员易于实施本实用新型。本实用新型能够以多种不同形态体现，并非受限于在此说明的实施例。
本说明书中使用的术语仅用于说明实施例，并非用于限定本实用新型。在说明书中没有特别说明的情况下，单数表达包括复数含义。
在本说明书中，当使用“包括(comprises，comprising)”时，所言及的构成要素、步骤、操作，和/或元件不排除包括或者附加有其他构成要素、步骤、操作，和/或元件。
并且，本实用新型使用的带有第一或第二等序数的术语能够用于说明构成要素，然而，构成要素并非限定于上述术语。上述术语仅用于将一个构成要素区别于其他构成要素。并且，在对本实用新型进行说明的过程中，当判断对于相关公知技术的具体说明会不必要地混淆本实用新型的思想时，省略其详细说明。
并且，为显示各结构的具有不同特征的功能，独立地示出本实用新型的各个结构，但这并非代表各结构以分离的硬件或一个软件为单位构成。即，为了方便说明，以罗列的方式对各结构进行描述，但各个结构能够是由至少两个结构组成的一个结构，或者，一个结构能够分为多个结构来执行功能。上述各结构的统一和分离的实施例，在不脱离本实用新型的本质的前提下均属于本实用新型的权利范围。
下面，参照附图对本实用新型的实施例进行详细说明。本实用新型的结构及其作用效果将通过以下说明更加明确。
图1为说明根据现有技术的双向开关触点装置的结构的附图。
如图1所示，现有的双向开关装置在可动触点07两端外部设置作为用于灭弧的永久磁铁的灭弧磁铁10，将灭弧磁铁10固定在附图中的位于上部的电弧盖11的内侧。
当向线圈01施加电源时，能够基于线圈01的电流移动的可动铁芯02、固定铁芯03、轭04及轭板05得到磁化，可动铁芯02朝向轭板05移动。此时，在结构上连接的可动铁芯02与移动轴06一起移动，通过接触移动轴06从而可移动的可动触点07能够与位于上部的固定触点08接触。在固定触点08与可动触点07接触的瞬间，触压弹簧09起到施加接触压力的作用。
一方面，当关闭(OFF)线圈01的电源时，可动铁芯02、固定铁芯03、轭04及轭板05得到消磁，可动铁芯02基于复位弹簧12的力恢复原状，可动触点07与固定触点08在结构上分离。
当在固定触点08与可动触点07之间有电流流动时，若固定触点08与可动触点07分离，会在其之间产生电弧。此时，在灭弧磁铁10的作用下移动电弧从而实现灭弧。
然而，现有的双向开关装置在可动触点07的外部配置一对灭弧磁铁10，由于两个灭弧磁铁10之间的距离大存在灭弧能力下降的问题。并且，由于固定触点08之间的距离较近，会在结构上引起破坏绝缘等的绝缘问题。
图2为说明根据本实用新型的一实施例的双向开关触点装置的结构及动作的截面图。
在本实用新型中，当向磁化线圈101施加电源时，在磁化线圈101的电流作用下在可动铁芯102产生磁通量，从而朝向轭板105移动，在结构上连接于可动铁芯102的移动轴106朝上部移动。此时，通过触压弹簧109，固定在移动轴106的可动触点107朝上部移动，从而将一对固定触点108的两端在结构上进行连接，由于固定触点108与可动触点107为导体，因此实现电性连接。
一方面，为切断负载电流而去掉在磁化线圈101流动的电流时，则可动铁芯102得到消磁，可动铁芯102与可动触点107在触压弹簧106与复位弹簧112的力的作用下回到下部，在可动触点107与固定触点108之间产生绝缘空间。
此时，在固定触点108与可动触点107分离的瞬间，由于切断大电流会产生高温电弧。通过配置于一对固定触点108内侧的用于灭弧的灭弧永久磁铁110，能够迅速移动高温电弧电流从而消除高温电弧，恢复固定触点108与可动触点107之间的绝缘。
由此，根据本实用新型的双向开关触点装置，通过将灭弧永久磁铁110配置于两个固定触点108之间，使得磁通量的方向与电弧电流的方向直角相交，对灭弧部进行设置，使电弧电流为一侧是从地面出来的方向，另一侧是进入地面的方向，使电弧电流不会相遇。并且使电弧电流方向在电流方向发生改变时也发生改变，对于直流开关装置来说，实现简化与小型化装置使其能够切断双向电流。
图3为说明根据本实用新型的一实施例的双向开关触点装置的配置有固定触点、可动触点及灭弧永久磁铁的结构的附图。
如图3所示，根据本实用新型，灭弧永久磁铁110位于一对固定触点108之间，可动触点107位于灭弧永久磁铁110下部，由此该结构不仅能够提高灭弧功能，还能够充分利用小型开关装置的有限的空间。
可动铁芯102通过磁化线圈101的力向上部移动，例如，形成为U字形的可动触点107接触固定触点108时，固定触点108保持电性通电状态，一方面，磁化线圈101被关闭(off)后，可动铁芯102向下部移动时，可动触点107从固定触点108分离。当有电流在负载流动时，当固定触点108与可动触点107相互分离时，在固定触点108与可动触点107之间会产生电性电弧，此时存在于两个固定触点108内部的灭弧永久磁铁110迅速消除所产生的电弧。
图4为说明根据本实用新型的一实施例的灭弧永久磁铁的作用的附图。
基于灭弧永久磁铁110的磁通量与电流交叉确定电弧移动的路径。如图4所示，负载电流I与灭弧磁铁的磁通量交叉产生的力F1与力F2始终在相反方向起作用，因此，由于电弧电流不会相遇，使得在电弧之间不会发生短路。由于灭弧永久磁铁110在相同方向保持磁通量，当电流方向发生变化时，电弧移动方向不同，即使电流方向发生变化，也不会发生灭弧方面的问题。
并且，上述结构使得电流方向发生变化时电弧电流方向也发生变化，对于直流开关装置来说，由于灭弧永久磁铁配置成对双向电流均进行切断，能够更加简化与小型化双向开关触点装置。
图5为说明根据本实用新型的一实施例的灭弧永久磁铁的形状的附图。
如图5所示，灭弧永久磁铁110形成有供可动触点上下移动的中间空间110a。例如，为形成中间空间110a，灭弧永久磁铁110能够构成为U字形，作为一示例，灭弧永久磁铁110在两端部包括在与长度方向垂直得方向延长的一对延长部110b，在一对延长部110b之间形成供可动触点移动的中间空间110a。
在此，灭弧永久磁铁110的中间空间110a形成可供可动触点107上下移动的空间，从而易于接近，两外侧的如同腿部的延长部110b起到增大磁通量从而迅速消除在触点产生的电弧的作用。
图6为说明根据本实用新型的一实施例的电弧盖及灭弧陶瓷腔结构的附图。
如图6所示，在电弧盖111内侧一对灭弧陶瓷腔115设置在两侧，固定触点108位于各个灭弧陶瓷腔115的中心。各个灭弧陶瓷腔115内的固定触点108的两侧空间能够用于灭弧。
并且，灭弧陶瓷腔115能够构成为密封电弧盖111包裹的5面。
而且，在电弧盖111内部设置有供可动触点107移动的空间111a。
在双向开关装置切断双向电流时发生的金属蒸汽容易破坏内部绝缘，但本实用新型的灭弧陶瓷腔115包裹整个空间，防止金属蒸汽进入其他固定触点108，阻断破坏绝缘的现象。
图7为说明根据本实用新型的一实施例的双向开关触点装置的详细构成要素的结合关系的附图。
如图7所示，本实用新型能够由容纳全部结构部件的金属材料的轭104，以及构成磁路的固定铁芯103、磁化线圈101、可动铁芯102、轭板105、移动轴106、可动触点107、固定触点108、触压弹簧109、灭弧永久磁铁110、电弧盖111、复位弹簧112、绝缘电弧底座113、两个陶瓷板114、两个灭弧陶瓷腔115、永久磁铁盖116等。
固定铁芯103位于磁化线圈101内，可动铁芯102与固定铁芯103位于同一个轴，在其上端配置有轭板105。在轭板105上配置有用于绝缘的绝缘电弧底座113，在其上端，陶瓷板114与灭弧陶瓷腔115相对配置。在之上是包裹灭弧陶瓷腔115，并起到绝缘与固定装置作用的电弧盖111。
从电弧盖111上方***两个灭弧永久磁铁110，使用螺丝对永久磁铁盖116进行固定，防止灭弧永久磁铁110发生脱离。
接下来对开关的操作进行说明，当有电流在磁化线圈101流动时，固定铁芯103、轭104、轭板105、可动铁芯102得到磁化，可动铁芯102朝向上部移动而紧贴于轭板105，在结构上连接的可动铁芯102与可动轴106一起移动，在可动轴106上端配置有支撑触压弹簧109的限位端，在其上端配置有触压弹簧109。之后，可动触点107位于触压弹簧109上，使得随着可动铁芯102的移动可动触点107接触固定触点108。
相反，当关闭(off)施加至磁化线圈101的电流时，全部得到消磁，在位于可动铁芯102与轭板105之间的复位弹簧112的作用下可动铁芯102远离轭板105，可动触点107从固定触点108分离。
如前所述，当负载电流通过固定触点108与可动触点107流动时，可动触点107从固定触点108分离时会在可动触点107与固定触点108之间形成电弧，在灭弧陶瓷腔115与陶瓷板114之间进行灭弧。
本实用新型的说明书中所示的实施例仅作为示例，本实用新型并非受限于上述实施例。本实用新型的范围应基于权利要求进行解释，与其属于等同范围的全部技术均应解释为属于本实用新型的范围。

Claims (8)

1.一种开关触点装置，涉及具有灭弧功能的开关触点装置，其特征是，包括：
用于施加直流电源的一对固定触点；
两端部能够与所述一对固定触点接触的可移动的可动触点；
为灭弧靠近所述一对固定触点配置的至少一对永久磁铁；
形成有供所述永久磁铁***的空间的电弧盖；以及
在上部具有开口部的密封用轭。
2.根据权利要求1所述的开关触点装置，其特征是，
还包括位于所述电弧盖内侧的一对灭弧陶瓷腔，通过所述一对灭弧陶瓷腔形成两个分离的灭弧空间，所述固定触点分别配置于各个所述灭弧陶瓷腔的中心。
3.根据权利要求1所述的开关触点装置，其特征是，
所述一对永久磁铁全部配置于所述一对固定触点之间。
4.根据权利要求1所述的开关触点装置，其特征是，
各个所述永久磁铁在两端部包括在与长度方向垂直的方向上延伸的一对延长部，在所述一对延长部之间形成供所述可动触点移动的空间。
5.根据权利要求4所述的开关触点装置，其特征是，
所述可动触点具有在两端部包括朝向所述固定触点延伸的一对延长部的形状。
6.根据权利要求1所述的开关触点装置，其特征是，
所述一对永久磁铁配置为，当在所述可动触点与所述固定触点之间产生电弧时，使得基于所述一对永久磁铁的磁通量的方向与电弧电流方向直角相交。
7.根据权利要求1所述的开关触点装置，其特征是，
使用陶瓷对所述开关触点装置的上端进行密封，通过所述密封用轭与焊接形成密封。
8.一种开关触点装置，涉及具有灭弧功能的开关触点装置，其特征是，包括：
用于施加直流电源的一对固定触点；
两端部能够与所述一对固定触点接触的可移动的可动触点；
为灭弧靠近所述一对固定触点配置的一对永久磁铁；
形成有供所述永久磁铁***的空间的电弧盖；以及
在上部具有开口部的密封用轭，
所述一对永久磁铁全部并排配置在所述一对固定触点之间，
各个所述永久磁铁在两端部包括在与长度方向垂直的方向上延伸的一对延长部，在所述一对延长部之间形成供所述可动触点移动的空间，通过所述一对延长部在灭弧时增大磁通量。
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