WO2011097774A1 - 具有电子式短路自锁功能的交流接触器 - Google Patents

具有电子式短路自锁功能的交流接触器 Download PDF

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WO2011097774A1
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locking
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万家盛
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湖北盛佳电器设备有限公司
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    • H01H71/68—Power reset mechanisms actuated by electromagnet
    • H01H71/685—Power reset mechanisms actuated by electromagnet in which the excitation of the electromagnet is interrupted by abnormal conditions

Definitions

  • the invention relates to an AC contactor with protection function, in particular to an AC contactor with an electronic short circuit self-locking function.
  • AC contactors are widely used as an important device in the field of power line breaking and control.
  • the main contact is used to open and close the circuit, and the auxiliary contact is used to execute the control command.
  • the main contacts generally have only normally open contacts, while the auxiliary contacts often have two pairs of contacts with normally open and normally closed functions. Small contactors are often used as intermediate relays in conjunction with the main circuit.
  • the contact of the AC contactor made of silver alloy, has good electrical conductivity and high temperature ablation resistance.
  • the structure that enables the basic AC contactor function in the prior art is referred to as an AC contactor body.
  • the AC contactor can realize the breaking action under the instruction of the control device.
  • the action of the thermal relay protection is not timely, and the contactor cannot be disconnected in time or
  • the AC contactor body usually performs the command-induction of the control device, causing damage to the device or a fire, and such a short-circuit accident of the AC contactor body generates an open circuit action.
  • Those skilled in the art only see the result of the open circuit, but do not know the cause of the open circuit, and this will also cause confusion to the maintenance personnel.
  • An object of the present invention is to provide an AC contactor having an electronic short-circuit self-locking function for overcoming the above drawbacks.
  • an AC contactor having an electronic short-circuit self-locking function, comprising: an AC contactor body, the AC contactor body comprising: a housing, a short circuit self-locking portion is disposed inside the housing;
  • the short circuit self-locking portion includes:
  • a current collecting unit for collecting a current signal of the phase line
  • a short circuit detecting unit obtains a voltage signal representing the current signal, and compares with a reference signal, and outputs a short circuit detecting signal when a short circuit occurs;
  • a short-circuit self-locking execution unit acquiring the short-circuit detection signal to trigger the AC contactor body to generate and maintain an open circuit action
  • a self-locking release unit is configured to release the self-locking and resetting of the AC-contactor body.
  • the invention has the beneficial effects that the self-locking action can be generated in the event of a short-circuit fault, so that the unlocking can be achieved only by manual means, and finally the safety of the power consumption is achieved, and at the same time, the short-circuit fault is indicated.
  • FIG. 1 is a functional block diagram of an AC contactor having an electronic short-circuit self-locking function according to the present invention
  • FIG. 2 is a perspective exploded view of an embodiment of an AC contactor having an electronic short-circuit self-locking function according to the present invention
  • FIG. 3 is a cross-sectional structural view showing an embodiment of an AC contactor having an electronic short-circuit self-locking function according to the present invention
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing an embodiment of an AC contactor having an electronic short-circuit self-locking function according to the present invention
  • Fig. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of an AC contactor having an electronic short-circuit self-locking function according to the present invention. detailed description
  • FIG. 1 is a functional block diagram of an AC contactor having an electronic short-circuit self-locking function according to the present invention
  • the AC contactor having an electronic short-circuit self-locking function includes: an AC contactor body, the AC contact
  • the body a includes: a housing, the housing is internally provided with a short-circuit locking portion; wherein the AC contactor body is a structure for realizing the basic on-off function of the AC contactor.
  • the short circuit self-locking portion includes:
  • a current collecting unit b is disposed on the phase lines A, B, and C for collecting current signals on the phase lines, B, and C;
  • a short circuit detecting unit c which is connected to the current collecting unit b, for obtaining the voltage signal representing the current signal, and comparing with a reference signal, and outputting a short circuit detecting signal when a short circuit occurs;
  • a short-circuit self-locking execution unit d obtaining the short-circuit detection signal to trigger the AC contactor body a to generate and maintain an open-circuit action, that is, the AC contactor body a is in an open state;
  • a self-locking release unit e for releasing the self-locking and resetting of the AC contactor body a.
  • the reset referred to herein means that the AC contactor can be closed to achieve current conduction (the principle is shown in FIG. 2) Show).
  • FIG. 2 it is a schematic cross-sectional view of an embodiment of an AC contactor having an electronic short-circuit self-locking function according to the present invention.
  • the essence of the invention is to achieve new safety standards by improving existing AC contactors.
  • the housing includes an upper cover 10 and a base 11, wherein the housing includes: an electromagnetic movement unit for generating an electromagnetic action in a power conducting state, the electromagnetic movement unit comprising: an electromagnetic Iron 243, a return spring 241, a moving iron core 242, and a control switch (not shown), wherein the moving iron core 242 is connected to the moving contact piece 21; the control switch is a closed switch, which forms a closed loop with the coil of the electromagnet 243 and the phase A line (see FIG.
  • the electromagnet 243 can be attracted to cause the return spring 241 to be in a compressed state.
  • the return spring 241 resets the moving iron core 242 upward when the electromagnet 243 loses its magnetism.
  • a plurality of sets of on-off structures wherein three groups are used, wherein each of the on-off structures described in the group corresponds to one line A (phase line), and each of the on-off mechanisms includes: two static contact pieces and one movable contact piece 21, The two static contact pads are respectively connected to an incoming metal conductive piece 23 and an outgoing metal conductive piece (opposite side), and a current transformer 4 corresponding to the current collecting unit is disposed thereon; The incoming metal conductive sheet 23 and the outgoing metal conductive sheet are respectively connected to the phase line A; and an arc extinguishing cover 22 is also provided to prevent the arc contactor generated on the line when the AC contactor body is turned on or off. Damage to components or contact points.
  • the movable contact piece 21 corresponds to the two static contact pieces and is connected to the movable iron core 242 in the electromagnetic movement unit. In the energized state, the moving iron core 242 drives The movable contact piece 21 is in contact with the two static contact pieces to realize the closing of the line.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an AC contactor having an electronic short-circuit self-locking function according to the present invention
  • a control circuit board 3 is disposed in the housing, and the control circuit board 3 is provided.
  • a relay 32 is disposed thereon, and has a reset switch 31 corresponding to the self-lock release unit; the control switch 31 is provided with an external control line 33, and is connected to the current transformer 4, and the housing
  • a reset hole 201 is provided thereon, and an external control line enters the hole 30 (see Fig. 4).
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of an embodiment of an AC contactor having an electronic short-circuit self-locking function according to the present invention.
  • the current collecting unit includes: current transformers Ta, Tb, Tc ( 4 ) respectively disposed on one phase line; since this embodiment requires testing each of the three phase lines A, B, and C, There are three current transformers Ta, Tb, Tc ( 4 ), a rectifying and filtering circuit connected to the output ends of the current transformers Ta, Tb, Tc ( 4 ) for processing the current into a characteristic current a voltage signal of the signal (current value for the current value), the rectifying and filtering circuit includes: rectifier diodes D4, D5, and D6 respectively disposed after the current transformers Ta, Tb, and Tc (4) for performing Filtered capacitors C4-C9 and used to divide the resistors R1-R6.
  • a current transformer is taken as an example, but the acquisition form for the present invention is not limited to this manner, as long as the current signals on the phase lines A, B, and C can be collected and converted into voltage signals should belong to the protection range.
  • the short circuit detecting unit includes:
  • a power supply circuit that obtains a voltage signal from at least one phase line circuit, and performs rectification, filtering, voltage regulation, and voltage division processing to output a power signal, and in order to prevent a phase line from malfunctioning, a power supply signal cannot be provided.
  • the power supply signals are respectively obtained from the three phase lines A, B, and C.
  • the method includes: respectively, setting the rectifying diodes D1, D2, and D3 at the collecting ends of the phase lines AB and C for filtering.
  • the component used to adjust the reference value, here is the transformer resistor w, and the reference value is adjusted as needed.
  • At least one comparator an input end thereof is connected to the output end of the rectifying and filtering circuit, and the voltage signal representing the current signal is obtained, and a reference end is connected to the power supply circuit to obtain the power supply Signal, preferably using a transformer resistor w to adjust a reference value, the output of the comparator is when the circuit is generated (when the voltage signal of the input terminal is higher than the reference signal), outputting the ' Short circuit detection signal; in order to monitor the short circuit fault of each phase line A, B, C, three comparators IC1-1, I.C1-2, ICl-3 are set.
  • the short circuit self-locking execution unit includes:
  • a trigger component after acquiring the short circuit detection signal, generating a trigger action, and the The control switch generates a linkage relationship, when the short circuit occurs, the trigger component action causes the control switch to be disconnected, here a relay is used (32);
  • a plurality of diodes D8, D10, and D12 are disposed between the output terminals and the input terminals of the comparators IC1-1, ICl-2, and IC1-3, and the number of diodes is consistent with the number of comparators.
  • the short-circuit detection signal keeps the output potential after the short-circuit detection signal, thereby realizing the self-locking function, that is, the timely external control signal requires that the merging does not cause a conduction reset action.
  • the self-locking release unit includes:
  • Diodes D7, D9, D11 connected to the comparators IC1-1, ICl-2, IC1-3 inputs are grounded via the reset switch REST.
  • an indicating unit connected to the short-circuit detecting unit for receiving the short-circuit detecting signal to indicate a phase line in which the short-circuit occurs.
  • the indicating unit comprises: at least one light emitting diode disposed between the comparator IC1-1, ICl-2, the IC1-3 output end and the relay J, and the embodiment adopts three light emitting The diodes LEDa, LEDb, and LEDc respectively indicate the short-circuit action of each phase line.

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

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。
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；
确认本 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。
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 、 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 , —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 Rl-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 Dl、 D2、 D3， 用 以进行滤波的电容 Cl、 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、 I.C1-2, ICl-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』 （32 );
复数个二极管 D8、 D10、 D12 , 其设置于所述的比较器 IC1-1、 ICl-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 号要求合间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、 ICl-2、 IC1-3输入端相连接的二极管 D7、 D9、 Dll , 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、 ICl-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

权利要求
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， 用以釆集相线的电流信号；
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， 所述的电流釆集单元包括：
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 ^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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