本發(fā)明涉及電器領(lǐng)域,尤其涉及采用尖端放電技術(shù)的?“采用尖端放電單元的接觸器”。
背景技術(shù):
1、接觸器是一種應(yīng)用非常廣泛的電器。我國(guó)在線運(yùn)行的接觸器以每年新增2億只以上的速度遞增。其工作原理是利用電磁鐵帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)閉合或分離,達(dá)到合閘接通或分閘切斷電路的目的。它適用于起動(dòng)或控制電動(dòng)機(jī)或其它用電設(shè)備。
2、圖1為傳統(tǒng)接觸器的工作原理圖。這種傳統(tǒng)接觸器主要由動(dòng)鐵芯m、靜鐵芯g、復(fù)位彈簧f、勵(lì)磁線圏l、動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)組成。當(dāng)勵(lì)磁線圏l的a1、a2端接通ac220v、ac110v、ac380v或dc電壓(以下通稱ac220v、ac110v、ac380v或dc電壓為勵(lì)磁電源)時(shí),?動(dòng)鐵芯m受勵(lì)磁線圏l產(chǎn)生的磁力作用而與靜鐵芯g閉合,?與動(dòng)鐵芯m聯(lián)動(dòng)的動(dòng)觸點(diǎn)也隨之與靜觸點(diǎn)閉合,外電路便因此而接通-----稱此過(guò)程為合閘過(guò)程;當(dāng)勵(lì)磁線圏上的勵(lì)磁電源斷開(kāi)時(shí),動(dòng)鐵芯m失磁并受復(fù)位彈簧f的作用而與靜鐵芯g分離,動(dòng)觸點(diǎn)也隨之復(fù)位而與靜觸點(diǎn)分離,外電路便隨之被切斷-----稱此過(guò)程為分閘過(guò)程。
3、分析這種傳統(tǒng)接觸器的工作過(guò)程,不難發(fā)現(xiàn)其存在以下的缺點(diǎn):
4、在合閘過(guò)程中,動(dòng)觸點(diǎn)趨近靜觸點(diǎn)但兩者未閉合的δt1時(shí)間段內(nèi),動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)之間會(huì)產(chǎn)生打火電弧而使該兩個(gè)觸點(diǎn)受燒蝕;
5、在分閘過(guò)程中,動(dòng)觸點(diǎn)離開(kāi)靜觸點(diǎn)但兩者距離尚較近的δt2時(shí)間段內(nèi),動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)之間也會(huì)產(chǎn)生打火電弧而使該兩個(gè)觸點(diǎn)受燒蝕;
6、針對(duì)傳統(tǒng)接觸器以上的缺點(diǎn),有必要學(xué)習(xí)借鑒避雷針的原理。避雷針的原理是:利用尖端放電,將地球大氣層雷雨云中的電荷通過(guò)避雷針釋放至地球地面,避免其過(guò)分的電荷積累而引發(fā)巨大的雷擊事故,達(dá)到保護(hù)建筑物或設(shè)備的目的。
7、如圖1、圖2所展示,導(dǎo)電梁的兩端各設(shè)有由動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)組成的一組觸點(diǎn),若要接通外電路即接通圖2中的ac或dc電源,則必須同時(shí)接通兩組觸點(diǎn)。這樣,與本發(fā)明的圖6、圖7所展示的僅設(shè)單組觸點(diǎn)的接觸器相比較,這種傳統(tǒng)接觸器的觸點(diǎn)故障率將成倍增加;
8、動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)之間未設(shè)定位裝置,易使兩者發(fā)生左右或前后偏移而減小兩者的有效接觸面積、導(dǎo)致增加了兩者間的接觸阻抗。
9、圖3為傳統(tǒng)真空接觸器的工作原理圖。這種傳統(tǒng)的真空接觸器將靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)置于抽了真空的玻璃殼內(nèi)。這樣雖然可以減少靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)接通或斷開(kāi)時(shí)打火電弧的強(qiáng)度,但所述的靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)接通或斷開(kāi)時(shí),仍然會(huì)打火。置于靜觸點(diǎn)上端的屏蔽罩就是為了減輕打火電弧污染玻璃殼而設(shè)置的。
10、針對(duì)包括傳統(tǒng)真空接觸器在內(nèi)的傳統(tǒng)接觸器存在的缺點(diǎn),本發(fā)明要達(dá)到的目標(biāo)是:秉著應(yīng)用包括避雷針避雷和尖端放電原理在內(nèi)的電子技術(shù),改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的宗旨,設(shè)計(jì)一種可以提高接觸器技術(shù)性能,特別是可以有效降低觸點(diǎn)打火電弧危害的新型接觸器,即“采用尖端放電單元的接觸器”。
11、為方便敘述,以下合稱傳統(tǒng)接觸器中的動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)為“觸點(diǎn)系統(tǒng)”;為區(qū)別機(jī)械連接與電學(xué)連接,以下稱用導(dǎo)線或?qū)w的連接為?“電連接”。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、一款采用尖端放電單元的接觸器,包括傳統(tǒng)接觸器與尖端放電單元兩部份,?其特征在于:尖端放電單元與傳統(tǒng)接觸器中由動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)組成的觸點(diǎn)系統(tǒng)是相并聯(lián)的,并且所述的尖端放電單元中至少含有一根下端是大曲率尖端的直圓錐體放電錐。
2、結(jié)合圖4、圖5:作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案之一,其特征是:
3、(1)所述的尖端放電單元由放電錐21、動(dòng)敞口筒22、靜敞口筒23、電坪24組成;其中所述的放電錐21通過(guò)導(dǎo)電梁18與動(dòng)觸點(diǎn)12實(shí)現(xiàn)電連接,其下端是大曲率尖端的直圓錐體放電錐;所述的動(dòng)敞口筒22、靜敞口筒23均為端口敞開(kāi)的圓桶;所述的電坪24與靜觸點(diǎn)11也作電連接;
4、(2)接觸器的左端和右端各設(shè)有一套尖端放電單元,并且左端的尖端放電單元與左端由靜觸點(diǎn)11、動(dòng)觸點(diǎn)12組成的觸點(diǎn)系統(tǒng)相并聯(lián),右端的尖端放電單元與右端的觸點(diǎn)系統(tǒng)相并聯(lián);左端的尖端放電單元與右端的尖端放電單元軸對(duì)稱,左端的觸點(diǎn)系統(tǒng)與右端的觸點(diǎn)系統(tǒng)軸對(duì)稱;
5、(3)斷開(kāi)從a1、a2端輸入的勵(lì)磁電源、動(dòng)觸點(diǎn)復(fù)位、接觸器分閘結(jié)束之后,若動(dòng)觸點(diǎn)12與靜觸點(diǎn)11的距離為l1,放電錐21的錐尖到電坪24的距離為l2,動(dòng)敞口筒22的端口到靜敞口筒23的端口的距離為l3,則l2、l3與l1的大小關(guān)系應(yīng)遵循下述原則:l2≧l1、l3≧l1。
6、(4)所述的放電錐21、所述的電坪24均優(yōu)先采用耐高溫的導(dǎo)電材料例如工具鋼制作;所述的動(dòng)敞口筒22、靜敞口筒23優(yōu)先采用耐高溫的絕緣材料制作,它們的作用為:防止放電錐21放電打火時(shí)產(chǎn)生的飛濺物溢出。
7、結(jié)合圖6,作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案之二,其特征是:
8、(1)接觸器的左端設(shè)有一套由下端是大曲率尖端的直圓錐體放電錐21、動(dòng)敞口筒22、靜敞口筒23、電坪24組成的尖端放電單元,其與左端由靜觸點(diǎn)11、動(dòng)觸點(diǎn)12組成的觸點(diǎn)系統(tǒng)相并聯(lián);
9、(2)右端設(shè)有定位栓71、連接導(dǎo)線72,并且,用所述的定位栓71、連接導(dǎo)線72取代了右端的觸點(diǎn)系統(tǒng)與右端的尖端放電單元;
10、(3)所述的定位栓71采用耐磨、有韌性、導(dǎo)電率低的材料制作。
11、結(jié)合圖8、圖9,作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案之三,其特征是:
12、(1)所述的尖端放電單元由動(dòng)放電錐26、動(dòng)敞口筒22、靜敞口筒23、靜放電錐25組成;其中,所述的動(dòng)放電錐26通過(guò)導(dǎo)電梁18與動(dòng)觸點(diǎn)12實(shí)現(xiàn)電連接,其下端是大曲率尖端的直圓錐體放電錐;所述的靜放電錐25與靜觸點(diǎn)11也作電連接,其上端為直圓錐體;
13、(2)接觸器的左端和右端各設(shè)有一套尖端放電單元,并且,左端的尖端放電單元與左端由靜觸點(diǎn)11、動(dòng)觸點(diǎn)12組成的觸點(diǎn)系統(tǒng)相并聯(lián);右端的尖端放電單元與右端的觸點(diǎn)系統(tǒng)相并聯(lián);左端的尖端放電單元與右端的尖端放電單元軸對(duì)稱,左端的觸點(diǎn)系統(tǒng)與右端的觸點(diǎn)系統(tǒng)軸對(duì)稱;
14、(3)斷開(kāi)從a1、a2端輸入的勵(lì)磁電源、動(dòng)觸點(diǎn)復(fù)位之后,若動(dòng)觸點(diǎn)12與靜觸點(diǎn)11之間的距離為l1,動(dòng)放電錐26的錐尖與靜放電錐25的錐尖之間距離為l4,則l4與l1的大小關(guān)系應(yīng)遵循下述原則:l4≧l1。
15、(4)所述的動(dòng)放電錐26、所述的靜放電錐25均優(yōu)先采用耐高溫的導(dǎo)電材料例如工具鋼制作;
16、結(jié)合圖10、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案之四,其特征是:
17、(1)圖10中的真空接觸器之玻璃殼外的左側(cè)設(shè)有由下端是大曲率尖端的直圓錐體放電錐27、敞口筒28、電坪29組成的尖端放電單元,該尖端放電單元與所述的真空接觸器中由靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)組成的觸點(diǎn)系統(tǒng)是并聯(lián)的;并且,所述的尖端放電單元遵循下述原則:所述的真空接觸器分閘后,所述的放電錐27的錐尖到所述的電坪29的距離l5應(yīng)大于所述的真空接觸器中靜觸點(diǎn)到動(dòng)觸點(diǎn)之間的距離。
18、(2)所述的放電錐27、電坪29均優(yōu)先采用耐高溫的導(dǎo)電材料例如工具鋼制作;所述的敞口筒28優(yōu)先采用耐高溫的絕緣材料制作。
19、所述的放電錐21、動(dòng)放電錐26、放電錐27都是下端為大曲率尖端的直圓錐體放電錐。
20、在間隙距離相同、電壓相同的條件下,所述的擁有大曲率尖端的直圓錐體放電錐的放電單元與曲率甚小的觸點(diǎn)系統(tǒng)相比較,其率先放電。
21、應(yīng)用本發(fā)明之尖端放電單元,可以取得以下有益效果:
22、所述的尖端放電單元猶若接觸器中的?“避雷針”。避雷針用作保護(hù)建筑物或其他物件不受雷擊,接觸器中的?“避雷針”---尖端放電單元,則可保護(hù)動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)免遭打火電弧的燒蝕。
23、應(yīng)用本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例2,?可以取得以下有益效果:
24、1、因?yàn)樵谄渥蠖嗽O(shè)置了一個(gè)與觸點(diǎn)系統(tǒng)相并聯(lián)的尖端放電單元,所以可以保證觸點(diǎn)系統(tǒng)在合閘與分閘過(guò)程中免受打火電弧的損害;
25、2、因?yàn)闇p少了一組觸點(diǎn),所以與傳統(tǒng)接觸器相比較,可使觸點(diǎn)故障率下降50%;
26、3、因?yàn)樵O(shè)置了定位栓71,所以可避免發(fā)生動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)錯(cuò)位接觸的弊病。
27、應(yīng)用本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例3,可以取得以下有益效果:因?yàn)椴捎昧恕凹舛恕睂?duì)“尖端”的尖端放電形式,所以,在外電路的電壓較低、電流較大時(shí),也可保護(hù)觸點(diǎn)系統(tǒng)中的動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)免遭打火電弧的燒蝕。
28、應(yīng)用本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例4,可使真空接觸器之玻璃殼內(nèi)的動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)免遭打火電弧的燒蝕。