专利名称：装有电弧自旋消除器的电流开关装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种接通或关断例如直流(DC)电的电流的装置，更具体地，涉及具有一种用于熄灭开关触头分开时其间形成的电弧的机构的装置。
直流电被利用在多种应用中，例如电池供电系统，电机驱动器和直流辅助电路，在这些应用中利用接触器接通和断开负载电流。在研制接触器时，重量、可靠性及高直流电压的切换和切断能力是重要的考虑事项。而且，在许多应用中必须接通或断开相当大的直流电流，这将在接触器触头分开时产生电弧，因此需要一个用于灭弧的机构。
以前的直流接触器和开关装有一个或多个灭弧室，通常称为例如美国专利第5，416，455号中所述的“灭弧沟”，用来熄灭开关触头间形成的电弧。灭弧室可以包括一系列间隔开的导电隔板。在直流开关装置中，一系列隔板的侧面上的永磁体建立一个穿过灭弧室的磁场，该磁场将电弧引入到隔板结构中。电弧则从一系列中的一个隔板扩散到另一隔板，并且最后电弧跨过多个隔板间隙，从而产生足够的电压熄灭电弧。
直流开关装置中的电弧可以被稳定在给定隔板的一点上。集中到一点上的能量会烧蚀金属板，尤其当出现感性负载电弧持续时间相对长时。
本发明总的目的是提供一个装有熄灭开关触头分开时产生的电弧的机构的电流开关装置。
另一目的是减少电弧对灭弧机构部件的烧蚀。
本发明的又一目的是通过促使电弧在灭弧机构的隔板表面移动来减少烧蚀。
这些和其它目的通过一个用于类型为具有第一和第二触头并选择性地彼此连接来接通电路的电流开关装置的灭弧机构来实现。灭弧机构包括多个邻近第一和第二触头的导电隔板，最好是一个隔板的主表面对着相邻隔板的主表面的一组叠层。每个主表面具有一个带有间隙的开环，其中相邻隔板间产生的电弧绕着环移动。在含有较多断电次数的电路中，电弧在被熄灭前跳过间隙并重复移动。
在最佳实施例中，每个隔板由导电材料的壳体组成，该壳体由一对彼此分开通过一个朝向第一和第二触头的侧面部分连接的平面部分构成。每个平面部分含有一个与侧面部分连接并展延的远侧区域，并含有一个与远侧区域连接并展延形成环形的弯曲区域。该弯曲区域终止于与该远侧区域具有间距并形成间隙的一端。壳体的侧面部分最好具有从水平部分向第一和第二触头弯曲的凸状。
由于电弧不断绕着每个隔板的环移动，电弧根部不会驻留在一点处足够长时间以造成严重熔化并伴随着烧蚀隔板，这样导致装置寿命增长。
图1为装有本发明灭弧室的一个直流接触器的剖视图；图2为沿图1中的2-2线的灭弧室剖面图；图3为本发明灭弧室的另一实施例的剖面图；图4为本发明的隔板的分解等角视图；图5为该隔板又一个实施例的等角视图。
参照图1，密封电磁单极接触器10具有一个带有第一和第二电源接线柱14和16的塑料外壳12。第一电源接线柱14连接至固定在该外壳上的第一静触头15，第二电源接线柱16连接至第二静触头17。
电磁筒形线圈18嵌套在外壳12内表面的凹槽内。电磁线圈18具有环形线圈20，铁心21和位于中心孔24内的衔铁22。衔铁22包括轴26，该轴穿过铁心21并连接至动触头连杆28，当接触器处于闭合状态时连杆28桥接静触头15和17并接通电源接线柱14和16之间的电路。动触头连杆28的每个末端具有一个触垫30，其在闭合状态时紧接在静触头15或17上的与动触头连杆该端相关的一个配合触垫32上。一个弹簧组33加偏压到动触头连杆28和衔铁22上，以便当环形电磁线圈20断电时接触器10处于常开状态，如图1所示。
动触头连杆的每个末端延伸到一个分离的灭弧室中。这两个灭弧室彼此镜像，其中一个灭弧室34可见于图1中。灭弧室34由有间距的隔板40的叠层36和38组成，两叠层之间具有区域39。请注意，内侧叠层36的顶部隔板通过一条金属丝编织物连接到另一个电源接线柱上而不是连接到该叠层上方的接线柱上。例如，位于第二电源接线柱16下面的内侧叠层36中的顶部隔板40a由金属丝编织物42连接至第一电源接线柱14。另一条金属丝编织物47将第一电源接线柱14下面的灭弧室的一个隔板连接至第二电源接线柱16。
参照附图1和附图2，每个隔板40具有一个外侧U形的带有由弯曲侧面50相连接的一对相同平面部分43和45的壳体44。每个隔板40的弯曲侧面50对向灭弧室34的中央区域39。隔板40的平面部分43和45是相同的，并且在图2所示的取向具有类似阿拉伯数字9的镜像的曲线形状。具体地，部分43和45各含有从弯曲侧面50的一侧伸出并朝着隔板40的一个水平侧面渐减的远侧区域48。远侧区域48变换为弯曲区域52，其朝自身向里弯绕并终止于通过间隙56与远侧区域48间隔开的边缘54。远侧和弯曲区域48和52形成一个带有内径孔55的开环。
每个隔板40的壳体44由诸如铜的导电材料形成，并围绕一个诸如钢的磁体46展延。该物体46嵌套在U形壳体44的开口内并具有外部尺寸与壳体内侧相配合的矩形形状。
因为接触器10接通或关断直流电，利用磁场将电弧移入灭弧室34。参照图2，该磁场由永磁铁组件60产生并穿过灭弧室34的中央区域39。该组件包括一个位于灭弧室34的塑料外壳64的外部沿该室高度方向的永磁铁62。永磁铁62与一对紧靠在该磁铁的外表面并伸展绕过该灭弧室34的相对侧面的铁制U形件66和68磁耦合。一对塑料固定夹70和72把隔板40和42夹持在塑料外壳64的凹槽内并封闭该外壳。永磁铁62与U形件66和68的耦合建立了一个穿过灭弧室34的磁场(在图2中竖直的)，其把触垫30和32之间形成的电弧引导到隔板40，如将说明的那样。
参照附图1，当接触器10断开时，衔铁22和所连接的触头连杆28离开静触头15和17，这将导致触垫30和32分离并移动到所示位置。当触垫30和32分离时，两者之间可能形成电弧77。由电弧流与永磁铁62的磁场(图2)的相互作用产生的力使得电弧77从触垫32沿着静触头17向外朝着灭弧室34的隔板外叠层38移动。同时，电弧离开另一触垫30到动触头连杆28的端部上。
电弧77沿静触头17扩展到外叠层38的顶部隔板40。接着电弧桥连外叠层38中的相邻隔板40之间竖直的间隙。最后电弧77向下到达外叠层38此刻电弧另一端移动到的内叠层36的顶部隔板40a。当电弧77连接到内叠层36的顶板40a，用于静触头15的另一灭弧室中的电弧短路并完全熄灭，因为该顶板40a由金属丝编织物42连接到相对的电源接线柱14上。
然而，当时电弧77没有被熄灭并继续向下扩展到叠层36和38中其后的每个隔板40上。这一动作在相邻的隔板40之间的竖直间隙内形成独立的子弧。最后电弧77跨过隔板间足够数目的间隙，产生很大的电弧电压并熄灭电弧。
一旦在相邻的隔板40之间产生电弧，其受到洛仑兹力，洛仑兹力使电弧从交界的曲面50沿远侧和弯曲区域48和52移动，如图2中的箭头所示。电弧一到达弯曲区域52的末端的边缘54就跳过间隙56回到远侧区域48并重复循环移动。由于电弧在隔板40的表面不断移动，电弧的根部不能在一点处驻留足够长时间以致于严重地熔化并连带的烧蚀隔板，这样导致装置寿命加长。另外，电弧移动使接触器能够容许与经常长时间的直流断路相关的更多的断电次数。电弧受到的洛仑兹力通过设置在壳体44的两部分43和45之间的磁性钢体46得以增强。
为了防止电弧通过磁性钢体46短路，可以通过在物体46的每一侧面插入绝缘片49电绝缘该物体，如图4所示，或用一种绝缘材料镀在该物体46上。在另一可供选择的方法中，物体46可能包括两个磁性钢片51和53。如图5所示。这样即使钢片51和53彼此物理上接触，并与壳体44接触，每个钢片与壳体之间的以及两钢片之间的空气间隙提供足够的阻力，以使得电弧流不穿过物体46，而是穿过铜壳体44，即阻力最小的路径。从而钢片51和53相当于一个自励聚能器，其使电弧根部处的促使电弧分裂并旋转的洛仑兹力达到最大值。
图3示出体现本发明的另一种变形的灭弧室80。在这个装置中，电弧82从断续器外壳85中单组隔板84叠层的中点处进入灭弧室80。具体地，电弧82在静触头86和动触头88之间形成。静触头86与下电弧导板90结合成单件装置，其中下电弧导板延伸到隔板84叠层的下面。上电弧导板92邻近动触头88，但与动触头88分离，并延伸到隔板84叠层的上面。
每个隔板84与图1和图2中实施例的隔板40在设计上相同。具体地，每个隔板84具有一个外侧U形的、其闭合弯曲面面对着两触头86和88的壳体44，一个磁性钢体94位于U形壳体内。在第二个变形中，每个物体94具有一个孔96，其定尺寸和定位与相关的隔板84的环孔55相对应。两个电弧导板90和92分别具有相同的定位孔98和99。从而，形成一个中央通道100并穿过隔板84叠层和物体94。该中央通道100通向在接触器外壳85中形成的、分别位于隔板84上面和下面的排气通道102和104。
在许多应用中，排气通道102和104可以直接排气到外壳85的外部，并通过诸如网屏的适当防护装置防止外部物体进入与接触器的导电部件接触。在诸如军用设备的其它应用中，噪声是一个关心的问题，可把消音器106和108安装在排气通道102和104的排气口上。每个消音器106和108可以在设计上同用于单缸内燃机上的消音器相类似，例如美国威斯康星州斯托顿镇的Nelson Mufflers公司生产的消音器。设计依据与内燃机消音器的设计依据相似，并涉及在用隔音板充分隔音并延长排气气道从而消除电弧产生的声音和容许充足的空气流过消音器从而不阻碍电弧在灭弧室中移动之间的折衷。
权利要求
1．一种灭弧机构(34)包括多个由导电材料构成、主表面彼此相对的隔板(40)，并且每个隔板(40)形成带有间隙(56)的一个开环；在多个隔板(40)的一些相邻隔板之间引入的电弧在被熄灭前绕着开环移动。
2．如权利要求1所述的灭弧机构(34)，其特征在于多个隔板(40)中的每个包括具有侧面(50)的第一区域(48)，用于接收电弧；和第二区域(52)，其与第一区域(48)连接并弯曲形成开环。
3．如权利要求2所述的灭弧机构(34)，其特征在于第二区域(52)具有与第一区域(48)有间距以形成间隙(56)的末端。
4．如权利要求3所述的灭弧机构(34)，其特征在于在多个隔板(40)的一些相邻隔板之间引入的电弧在被熄灭前绕着开环并跳过间隙重复移动。
5．如权利要求1所述的灭弧机构(34)，其特征在于多个隔板(40)中的每一隔板由壳体(44)组成，该壳体(44)具有一对有间距的、所述主表面由侧面部分(50)连接的水平部分(43，45)，每个有间距的水平部分(43，45)从侧面部分(50)展延，以形成带有间隙(56)的开环。
6．如权利要求5所述的灭弧机构(34)，其特征在于每个有间距的水平部分(43，45)包括一个远侧区域(48)，它与侧面部分(50)连接并自该处展延；和一个弯曲区域(55)，它以形成开环的曲线与该远侧区域(48)连接并自该处展延，并具有一端(54)与远侧区域(48)有间距形成间隙(56)。
7．如权利要求5所述的灭弧机构(34)，其特征在于壳体(44)的侧面部分(50)具有从水平部分(43，45)弯曲的凸形。
8．如权利要求5所述的灭弧机构(34)，其特征在于多个隔板(40)中的每个隔板包括一个磁性材料物体(46)，其设置在有间距的水平部分(43，45)之间。
9．如权利要求8所述的灭弧机构(34)，其特征在于该物体(46)是钢制的，壳体(44)是铜制的。
10．如权利要求8所述的灭弧机构(34)，其特征在于多个隔板(40)中的每个隔板包括设置在物体(46)和壳体(44)之间的电绝缘材料(49)。
11．如权利要求8所述的灭弧机构(34)，其特征在于物体(46)包括彼此毗连的钢片(51，53)，钢片设置在有间距的水平部分(43，45)之间。
12．如权利要求1所述的灭弧机构(34)，其特征在于还包括包围多个隔板(40)的外壳(85)，并具有开口(98，99)，电弧气体能穿过开口(98，99)从外壳排出。
13．如权利要求12所述的灭弧机构(34)，其特征在于还包括与开口(98，99)相连接的消音器(106，108)，用于消去外壳(85)中电弧产生的声音。
14．如权利要求12所述的灭弧机构(34)，其特征在于多个隔板(40)具有孔(96)，电弧废气穿过该孔(96)流向开口(98，99)。
15．一种用于类型为具有第一和第二触头(17，28)并选择性地彼此连接来接通电路的电流开关装置的灭弧机构(34)，所述灭弧机构包括邻近第一和第二触头(17，28)的多个隔板(40)并由导电材料构成，多个隔板(40)中的每个隔板含有一个磁性材料物体(46)和一个壳体(44)，该壳体(44)具有位于上述物体相对侧面上的并由邻近第一和第二触头(17，28)的侧面部分(50)相连接的一对平面部分(43，45)，每个平面部分(43，45)以具有一个间隙(56)的开环自侧面部分(50)展延；其特征在于多个隔板(40)中的一些相邻隔板间引入的电弧在被熄灭前绕着开环移动。
16．如权利要求15所述的灭弧机构(34)，其特征在于每个平面部分(43，45)包括一个远侧区域(48)，它与侧面部分(50)连接并自侧面部分(50)展延；和一个弯曲区域(55)，它以形成开环的曲线与远侧区域(48)连接并自远侧区域(48)展延，并具有一端与远侧区域(48)有间距以形成间隙(56)。
17．一种灭弧隔板(40)由导电材料组成，具有间隔开的并由侧面部分(50)连接的两水平部分(43，45)，每个水平部分自侧面部分(50)展延成带有间隙(56)的一个开环。
18．如权利要求17所述的灭弧隔板(40)，其特征在于两个水平部分(43，45)中的每一个含有一个连接侧面部分(50)并自侧面部分(50)展延的远侧区域(48)；和一个与该远侧区域(48)连接并自该远侧区域(48)以曲线展延成开环的弯曲区域(55)，并含有与远侧区域(48)有间距以形成间隙(56)的一端。
19．如权利要求17所述的灭弧隔板(40)，还包括一个设置在水平部分(43，45)之间的磁性材料的物体(46)。
20．一种灭弧方法包括将电弧引入到一个隔板(40)上；并产生电磁场的相互作用，使电弧在隔板(40)上的环路中重复移动直到被熄灭。
全文摘要
一种灭弧机构(34)用于类型为具有一对触头并选择性地连接来接通电路的电流开关装置。该机构包括邻近触头并由导电材料组成的多个隔板(40)。每个隔板含有一个导电材料的物体和一个壳体(44),该壳体(44)含有位于物体相对两侧并由弯曲侧面部分(50)连接的一对平面部分。侧面部分(50)邻近触头,并有平面部分自该侧面部分(50)展延成带有间隙(56)的开环。在相邻隔板(40)之间引入的任何电弧在被熄灭前绕着开环移动,从而电弧不会在一点处驻留足够长时间以致于熔化并烧蚀该隔板。
文档编号H01H33/59GK1205530SQ98116019
公开日1999年1月20日 申请日期1998年7月13日 优先权日1997年7月14日
发明者赫门特·库玛·莫迪, 彼得·克劳斯·马尔多瓦, 詹姆斯·克莱顿·范德·米尔, 斯洛博丹·克里斯蒂克 申请人:尹顿公司