CN103811229B - 一种单极嵌裝式电磁开关 - Google Patents

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系统，所述电磁系统下方设有一触头系统，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、电磁系统和触头系统的定位槽，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

一种单极嵌裝式电磁开关

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，系统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，如机车系统中的开关电器，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。

在交流三相供电系统中，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，一个电磁系统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系统，所述电磁系统下方设有一触头系统，所述触头系统包括一个动触桥、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系统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系统电气连接；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、电磁系统和触头系统的定位槽，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，所述电磁系统包括一静铁心，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系统电气连接具体为：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，所述触头系统中动触头支架两侧的动触头、静触头以及动触头与静触头形成的触头间隙所在区域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系统上面，而触头系统则安装在电磁系统下面，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下方设有一电磁系统，所述电磁系统下方设有一触头系统，所述触头系统包括一个动触桥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与所述电磁系统的动铁心支架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与所述电磁系统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、电磁系统和触头系统的定位槽，且所述前壳体和后壳体之间通过卡槽实现直接装配。所述触头系统为桥式触头系统，电磁系统为双E型电磁系统，触头系统和电磁系统为左右对称结构，图1和图2中，并未显示左侧的触头系统（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）。

所述电磁系统包括一静铁心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与所述电磁系统电气连接具体为：所述智能控制模块32连接所述激磁线圈26。

特别的，所述触头系统的动触桥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，进入触头系统的超程阶段，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系统，所述电磁系统下方设有一触头系统，所述触头系统包括一个动触桥、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系统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系统电气连接；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、电磁系统和触头系统的定位槽，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：所述电磁系统包括一静铁心，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系统电气连接具体为：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：所述触头系统中动触头支架两侧的动触头、静触头以及动触头与静触头形成的触头间隙所在区域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。