一種用于智能電能表的內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種負(fù)荷開關(guān)，尤其是用在智能電能表中作為接通或斷開負(fù)載的內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]負(fù)荷開關(guān)是智能電能表中的關(guān)鍵元器件，按國家電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)的要求，內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)除了應(yīng)滿足額定負(fù)載包括過載的規(guī)定通斷次數(shù)和長期承載、以及承受和切換規(guī)定的故障電流和短路電流外，還需要滿足智能電能表新的功能需求，特別是抗恒定磁場干擾、電壽命過程中保持低而穩(wěn)定的接觸電阻和溫升以及承受和切換故障電流和短路電流應(yīng)滿足IEC62055-31:2005標(biāo)準(zhǔn)中負(fù)載類型UC2的要求。
[0003]目前現(xiàn)有的智能電能表使用的內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)大都采用的是磁保持繼電器，磁保持繼電器是電磁繼電器中的一種，其特征是內(nèi)部除設(shè)置有電磁磁路外，還設(shè)置有一種永磁磁路，當(dāng)需要觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)以脈沖激勵(lì)線圈，電磁磁路與永磁磁路的磁通量疊加，所產(chǎn)生的吸力克服繼電器動(dòng)簧片產(chǎn)生的反力，通過絕緣推桿帶動(dòng)接觸動(dòng)簧片動(dòng)作，動(dòng)作結(jié)束后可由永久磁路使觸點(diǎn)保持在激勵(lì)后的狀態(tài)，此時(shí)即使線圈取消激勵(lì)，觸點(diǎn)也不會(huì)改變狀態(tài)，就是所謂的磁保持，可節(jié)能。
[0004]由于磁保持繼電器本身的特性，用在智能電能表中時(shí)存在以下問題:
[0005]1、由于磁保持繼電器是依靠電磁磁路和永磁磁路與反力的配合來實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的，因此外部強(qiáng)磁場的干擾可能導(dǎo)致繼電器磁路的配合失調(diào)，從而導(dǎo)致誤動(dòng)作或不動(dòng)作，從基本原理上講磁保持繼電器無法抵抗外部強(qiáng)磁場干擾。改進(jìn)措施通常是添加磁短路裝置即導(dǎo)磁材料制成的外罩，使外部強(qiáng)磁場不進(jìn)入或少進(jìn)入繼電器內(nèi)部，以達(dá)到抵抗外部強(qiáng)磁場的作用。這樣做既增加了制造成本，而且抗磁強(qiáng)度是有限可達(dá)200mT，不能從根本是解決抵抗外部強(qiáng)磁場的問題。
[0006]2、磁保持繼電器的觸點(diǎn)動(dòng)作是一種加速運(yùn)動(dòng)，觸點(diǎn)接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的碰撞，導(dǎo)致觸點(diǎn)接觸后產(chǎn)生回跳，由于回跳的距離很短，在大電流下會(huì)產(chǎn)生很大的電弧并持弧不斷，弧區(qū)中心溫度可達(dá)上千度以上，這會(huì)使觸點(diǎn)表面分子迅速升華，加劇觸點(diǎn)的磨損，同時(shí)使繼電器觸點(diǎn)的溫升升高，回跳對(duì)觸點(diǎn)壽命和接觸電阻的影響是很大的，磁保持繼電器可以從結(jié)構(gòu)上改進(jìn)以減少觸點(diǎn)回跳，但很難根本消除，因此給觸點(diǎn)接觸可靠性帶來隱患。
[0007]3、磁保持繼電器動(dòng)作時(shí)，電磁磁路和永磁磁路都會(huì)起作用，兩種磁路的磁通量需要與反力配合才能正常工作，由于體積的限制，電磁磁路產(chǎn)生的吸力是有限的，導(dǎo)致觸點(diǎn)壓力不能太大，一般為300克，否則繼電器無法動(dòng)作，永磁磁路對(duì)觸點(diǎn)狀態(tài)的保持力也不能太大，因而接觸電阻會(huì)比較大；另外，觸點(diǎn)壓力一部分是來自于彈性動(dòng)簧片的預(yù)變形，在壽命期間溫升和疲勞會(huì)使簧片預(yù)變形會(huì)隨著動(dòng)作次數(shù)的增加而逐漸變小，導(dǎo)致觸點(diǎn)壓力逐漸變小，因而接觸電阻變大且不穩(wěn)定，而溫升提高又會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致持弧時(shí)間延長，從而形成惡性循環(huán)，最終使觸點(diǎn)燒蝕粘結(jié)，造成失效。另一方面要達(dá)到滿足IEC62055-31:2005標(biāo)準(zhǔn)中負(fù)載類型UC2的要求，必須加大觸點(diǎn)壓力，以抵抗大電流下觸點(diǎn)之間產(chǎn)生的電動(dòng)斥力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服磁保持繼電器作為負(fù)荷開關(guān)用于智能電能表中所出現(xiàn)在抗恒定磁場干擾方面、觸點(diǎn)接觸后產(chǎn)生回跳方面、接觸電阻大且電壽命期間不穩(wěn)定和觸點(diǎn)壓力小方面的不足，本發(fā)明提供了一種用于智能電能表的內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:采用一種微型永磁直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，通過設(shè)置的蝸桿與蝸輪和直齒齒輪與扇形齒輪所構(gòu)成的兩級(jí)減速機(jī)構(gòu)以及設(shè)置的C形彈性連接片，將所述微型永磁直流電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)簧片組的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能，驅(qū)使動(dòng)簧片組上設(shè)置的雙動(dòng)觸點(diǎn)與對(duì)應(yīng)位置設(shè)置的靜簧片上的雙靜觸點(diǎn)完成合閘或分閘動(dòng)作。
[0010]當(dāng)智能電能表發(fā)出正向脈沖或反響脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述微型永磁直流電機(jī)產(chǎn)生正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，通過所述兩級(jí)減速機(jī)構(gòu)減速后，帶動(dòng)所述扇形齒輪在設(shè)置的角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置在所述扇形齒輪上的連接柱與動(dòng)簧片組彈性連接并可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱藙?dòng)簧片的擺動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)設(shè)置在動(dòng)簧片上的雙動(dòng)觸點(diǎn)與相對(duì)應(yīng)位置靜簧片上的雙靜觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)接通或斷開負(fù)載的目的，智能電能表發(fā)出脈沖后到下一次發(fā)出脈沖前，雙動(dòng)觸點(diǎn)和雙靜觸點(diǎn)保持前次脈沖驅(qū)動(dòng)后的狀態(tài)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:在保持原有負(fù)荷開關(guān)脈沖驅(qū)動(dòng)和動(dòng)作后保持觸點(diǎn)狀態(tài)的節(jié)能技術(shù)前提下，提高抗恒定磁場干擾能力一倍，消除了觸點(diǎn)回跳現(xiàn)象，增大觸點(diǎn)壓力，接觸電阻小而且穩(wěn)定不變，從而保證了智能電能表用內(nèi)置負(fù)荷開關(guān)的安全性和可靠性。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0013]圖中，1.上蓋，2.動(dòng)簧片組，3.分流片，4.靜簧片，5.雙靜觸點(diǎn)，6.雙動(dòng)觸點(diǎn)，7.C形彈性連接片，8.扇形齒輪，9.轉(zhuǎn)軸定位塊，10.轉(zhuǎn)軸，11.蝸輪齒輪副，12.底座，13.蝸桿，14.靜負(fù)'引出片，15.微型永磁直流電機(jī)，16.動(dòng)負(fù)'引出片，17.小弓片，18.中弓片，19.大弓片。
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的原理結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖2為微型永磁直流電機(jī)傳動(dòng)和兩級(jí)減速機(jī)構(gòu)示意圖
[0016]圖3為雙動(dòng)觸點(diǎn)和動(dòng)負(fù)'片組結(jié)構(gòu)不意圖
[0017]圖4為扇形齒輪打滑機(jī)構(gòu)分閘位置結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖5為扇形齒輪打滑機(jī)構(gòu)合閘位置結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0019]在圖1中，在一種絕緣材料制成的封閉底座12和上蓋I中，設(shè)置有一種微型永磁直流電機(jī)15，一種兩級(jí)傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)，一種C形彈性連接片7和雙觸點(diǎn)接觸系統(tǒng)，其中所述微型永磁直流電機(jī)15的轉(zhuǎn)軸上以過盈配合方式安裝有一種蝸桿13，所述兩級(jí)傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)由所述蝸桿13、所述蝸輪齒輪副11、所述扇形齒輪8、所述轉(zhuǎn)軸10和轉(zhuǎn)軸定位塊9構(gòu)成，其中所述蝸輪齒輪副11由蝸輪和直齒齒輪構(gòu)成，所述兩級(jí)傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)的第一級(jí)減速由所述蝸桿13和所述蝸輪齒輪副11中的蝸輪構(gòu)成，第二級(jí)減速由所述蝸輪齒輪副11中的直齒齒輪和所述扇形齒輪8構(gòu)成，所述雙觸點(diǎn)接觸系統(tǒng)由所述雙動(dòng)觸點(diǎn)6、動(dòng)簧片組2、動(dòng)簧引出片19、雙靜觸點(diǎn)5、靜簧片4、分流片3和靜簧引出片14組成，所述蝸桿13與所述蝸輪齒輪副11的蝸輪嚙合，所述蝸輪齒輪副11的直齒齒輪與帶有向上延伸的連接柱的所述扇形齒輪8嚙合，所述蝸輪齒輪副11和所述扇形齒輪8的徑向中心設(shè)置有軸孔，對(duì)應(yīng)的軸孔位置設(shè)置有所述轉(zhuǎn)軸10，所述轉(zhuǎn)軸10的一端固定在所述底座12上，所述轉(zhuǎn)軸10的另一端固定一種U形轉(zhuǎn)軸定位塊9的對(duì)應(yīng)孔中，所述轉(zhuǎn)軸定位塊9安裝于所述底座12上，所述轉(zhuǎn)軸10與所述渦輪齒輪副11和所述扇形齒輪8的軸孔設(shè)置為動(dòng)配合，所述扇形齒輪8的連接柱與一種C形彈性連接片7的一端機(jī)械連接，所述C形彈性連接片7部分包裹所述扇形齒輪8的連接柱并可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述C形連接彈性片7的另一端通過設(shè)置的雙動(dòng)觸點(diǎn)6與設(shè)置的動(dòng)簧片組2的一端機(jī)械連接，所述動(dòng)簧片組2的另一端與固定在所述底座12中的動(dòng)簧引出端16的一端電氣并機(jī)械連接，所述動(dòng)簧引出端16的另一端延伸至所述底座12外面構(gòu)成一個(gè)負(fù)載連接端，所述動(dòng)簧引出端16在負(fù)載連接的位置設(shè)置有安裝園孔，所述雙動(dòng)觸點(diǎn)6在所述動(dòng)簧片組2的一端呈上下并左右分開排列，在所述雙動(dòng)觸點(diǎn)6的相對(duì)面位置設(shè)置有所述雙靜觸點(diǎn)5，所述雙靜觸點(diǎn)5固定在所述靜簧片4的一端上，所述靜簧片4的另一端向上延伸到所述上蓋I的外面并繼續(xù)沿所述動(dòng)簧引出片16的平行方向延伸并與所述分流片3的一端電氣并機(jī)械連接，所述靜簧片4固定在所述底座12的相應(yīng)位置，所述分流片3的另一端與所述靜簧引出片14的一端電氣并機(jī)械連接，所述靜簧引出片14的另一端延伸至所述底座12外面構(gòu)成另一個(gè)負(fù)載連接端，所述靜簧引出片14在負(fù)載連接的位置設(shè)置有安裝橢圓孔。
[0020]在圖1中，當(dāng)智能電能表發(fā)出正向脈沖或反響脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述微型永磁直流電機(jī)15對(duì)應(yīng)產(chǎn)生正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，通過由所述蝸桿13與蝸輪齒輪副11上的蝸輪和所述蝸輪齒輪副11上的直齒齒輪構(gòu)成的所述兩級(jí)減速機(jī)構(gòu)減速后，帶動(dòng)所述扇形齒輪8在設(shè)置的角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置在所述扇形齒輪8上的連接柱與動(dòng)簧片組2彈性連接并可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱藙?dòng)簧片組2的擺動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)設(shè)置在動(dòng)簧片組2上的雙動(dòng)觸點(diǎn)6與相對(duì)應(yīng)位置靜簧片4上的雙靜觸點(diǎn)5實(shí)現(xiàn)接通或斷開負(fù)載，智能電能表發(fā)出脈沖后到下一次發(fā)出反向脈沖前，雙動(dòng)觸點(diǎn)6和雙靜觸點(diǎn)5保持前次脈沖驅(qū)動(dòng)后的狀態(tài)。
[0021]在圖2中，所述微型永磁直流電機(jī)15安裝于所述底座12的相應(yīng)位置上，所述微型