CN100570787C - 直流和交流运行接触器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流和交流运行接触器，其具有至少一个接触点，接触点具有一个固定接触片和一个移动接触片；至少一个永久磁体，相邻接触点布置，用于产生永久吹熄磁场；以及至少一个线圈，其相邻接触点布置，用于产生吹熄电磁场，将接触点打开时形成的电弧吹入至少一个电弧腔内。该接触器就是提供一快速可靠的接触片分离，从而快速可靠消灭电弧，并使得接触器结构设计简单、容易制造。因此，该接触器具有至少两个接触点，其中移动接触片布置在接触桥上，至少一个永久磁体相邻每个接触点布置，分配到两个接触点上的该永久磁体被相反方向极化。

Description

直流和交流运行接触器

技术领域

本发明涉及一直流和交流运行接触器，其具有至少一个接触点，至少一个永磁体以及至少一个线圈。该接触点有一个固定接触片和一个移动接触片。该永磁体紧靠接触点布置，用于产生永久吹熄磁场。该线圈紧靠接触点布置，用于产生吹熄电磁场，将打开接触点时形成的电弧吹到至少一个电弧腔。

背景技术

这种接触器在诸如铁道系统上应用，用于切换负荷以及用于中断强电流或高电压的电路。在切换操作时，即接触点打开的时候，电弧在固定接触片和移动接触片之间形成了。接触片之间的电流由于形成的电弧而继续保持。此外，形成的电弧释放大量的热量，结果导致接触片腐蚀，从而导致接触器的使用寿命降低。还有，整个受电弧影响的设备区域要经受一个非常大的热负荷。因此，需要将形成的电弧快速消灭掉。

根据各个应用领域，已经有各种用于消灭电弧的方法：一种用于具有电流恒定方向的直流电运行的接触器，一般具有永久吹熄磁场，其布置使磁场方向与电弧垂直。吹熄磁场在电弧上施加了一个力，即洛仑兹力，通过这个磁力，将电弧向电弧腔的方向驱赶。

对于双向直流运行，已知如，具有许多交互活动电弓的电车或内燃机(ICEs)。对于交流电的运行，因为电弧内电流方向交互改变，不能纯粹使用永磁场。因此，在这些领域中，习惯上使用所谓的吹熄线圈，该线圈产生一个吹熄电磁场。吹熄电磁场的方向由电流的方向确定。不论电流的方向如何，结果是在每种情况下都能在电弧上施加一个正确的力。

然而，线圈的使用带来了一系列缺点。如果高电流长时间流入线圈，尽管在铁道部门是这样做，结果线圈明显受热。从而在线圈电流关闭前延迟激活线圈的时间。然而，线圈形成了具有延时的吹熄电磁场(E-函数)，结果导致电弧在接触器的接触区域内的驻留时间延长了。

如果电流较小，线圈只能形成一个小的吹熄电磁场。结果导致吹熄电磁场不足以驱使电弧进入电弧腔，从而不足以消灭电弧(临界电流范围)。

DE298 23 717U1介绍了单遮断断路器，其中永久磁体和线圈组合用于产生吹熄场。断路器的接触片或断点包括一个固定接触片和一个移动接触片，通过电线固定接触片与第一输入引线连接，移动接触片与第二输入引线连接。永磁体和吹熄线圈布置在接触点周围的区域，其中，吹熄线圈连接着与移动接触片相同的输入引线。当接触点打开时，移动接触片移动到接受器，其与线圈电连接。出现的电弧通过吹熄场吹熄，吹熄场在接受器方向上由永久磁体产生，并跳到该接受器。因为接受器与线圈电连接，从而线圈被激活。线圈形成吹熄电磁场，将电弧吹入电弧斜槽。

移动接触片一定通过软线连接到输入引线，且移动接触片有一个很大的打开行程，这是断路器的损坏的因素。此外，接受器为一个复杂的几何体，必须围绕移动接触片的至少两个相对侧面。

发明内容

本发明的目的就是提供一种接触器，其能够用于直流运行，双向直流运行以及交流运行，并且能够达到迅速消灭电弧而不考虑临界电流的效果。同时，结构设计简单，节省制造成本。

本发明可以达到上述目的，其特征在于接触器有至少两个接触点，其中，移动接触片布置在接触桥上，至少一个永磁体相邻每个接触点布置，并且分配到两个接触点的永磁体被相反方向极化。

永磁体在两个接触点的区域内产生一个永久吹熄磁场，所述的吹熄场极化(磁场)方向相反。然后，永久吹熄磁场可立刻作用在接触点打开时形成的两个电弧上。因为在第一个接触点形成的电弧的电流方向与第二个接触点形成的电弧的电流方向相反，两个电弧由两个永久吹熄磁场向同一方向驱赶。这样，其中一个电弧总是通过永久吹熄电磁场被吹向吹熄电磁区域和电弧腔，而与电流的方向没有关系。

因为有两个移动接触片，所以相对于单遮断来说，只需要一半的打开行程。因此，可以消除因为扩大磁力驱动的工作行程而带来的成本和机械空间损耗。因为接触桥上布置移动接触片，这就使得直线打开移动成为可能，而且也不再需要用软线了。

在一个实施例中，提供一个电弧导板，其相邻于每个接触点布置，并且与固定接触片绝缘，吹熄线圈分别与固定接触片和电弧导板电连接。线圈在电弧被强永久吹熄磁场驱动并从固定接触片跳到电弧导板之前不会激活，电弧在接触点打开时产生。这就可以使用相对较小的线圈，避免了过热现象。

根据另一个实施例，相邻接触点布置的极板可以作为永久性磁体。这样布置的极板可以产生一个放大的、一致的永久吹熄磁场，特别作用在接触点的区域。结果，永久性吹熄磁场立刻作用在接触片打开时形成的电弧上，并且快速将电弧驱出接触点，从而降低了接触腐蚀。

此外，还可以将极板作为吹熄线圈，这些极板与电弧导板相邻布置。电弧经永久磁性区域驱使跳到电弧导板上时线圈才被激活。线圈的极板在电弧导板区域和电弧消灭区域形成了均匀的吹熄电磁场。然后将电弧导板上的电弧从永久性磁场中驱走，并独立拉伸电流方向。

根据另一个实施例，相邻电弧导板只布置一个电弧腔。拉伸电弧的吹熄场将电弧驱入电弧腔，然后电弧降温，最后消灭。例如，电弧腔可以包括电弧消灭板或瓷体，这些板或瓷体平行一个接一个布置。因为依靠电流的方向，两个接触点的电弧吹入了同一电弧腔，可以制造节省空间的接触器结构。

结合附图将对本发明的下述实施例做出更详细的介绍。

附图说明

图1为接触点打开时接触器的局部透视图；

图2为在第一吹熄线圈激活后接触器的局部透视图；

图3为在第二吹熄线圈激活后接触器的局部透视图。

具体实施方式

图1显示了接触器1内部透视图。该接触器包括两个接触点2、3，每个接触点都有一个固定接触片4、5，而且每个接触点都有一个移动接触点6、7。移动接触片6、7布置在一个接触桥8上。接触桥8可以通过磁性驱动器(未显示)移动，并能够从关闭位置向打开位置转移，其中关闭位置为移动接触片6、7接触固定接触片4、5，打开位置为移动接触片6、7从固定接触片4、5分离。电弧导板9、10相邻固定接触片4、5布置在每个接触点2、3位置。每个电弧导板9、10与固定接触片4、5由一个空气间隙11、12绝缘，此外，至少一个永久磁体13、14布置在每个接触点2、3上。永久磁体13、14布置的方式为：其磁场与接触点2、3打开时产生的电弧15、16垂直。布置在接触点2上的永久磁体13的磁场方向与布置在接触点3上的永久磁体14的磁场方向相反。

接触器1还包括两个线圈17、18，线圈相邻永久磁体13、14布置。线圈17与接触点2的固定接触片4和相邻与接触片布置的电弧导板9电连接。线圈18同样与接触点3的固定接触片5以及电弧导板10电连接。

电弧导板9、10相邻与接触点2、3形成一电弧引导轴19，其大体与接触桥8垂直运转，通过该轴，线圈17、18形成的吹熄场吹动电弧15、16。电弧导板9、10延伸到该电弧导轴19。电弧腔24相邻电弧导板9、10布置。

一对极板20可以用作永久磁体13，布置在接触点2，两个极板位于接触桥8的相对两侧。因为接触点3的布置基本与接触点2类似，一对极板21同样用作永久磁体14，两极板位于接触桥8的相对两侧。图1仅显示了每个接触点2、3上的一对极板20、21的其中一个。成对极板20、21由可磁化材料制成，并分别用永久磁体13或永久磁体14极化，从而产生一个均匀永久吹熄磁场。成对极板20、21形成的磁场穿透接触点2、3的区域。

成对极板22用作线圈17，成对极板23用作线圈18。成对极板22、23的极板特别延伸到电弧导轴19和电弧导板9、10的区域上方。因为第一电弧根跳到电弧导板9、10其中之一上后线圈17、18才激活，吹熄电磁场就是作用在这个区域。

下面结合图1-3描述当接触点2、3打开时接触器1的操作。

图1显示了打开时的接触器。接触桥8通过磁性驱动器(未示出)向下移动，以使布置在该接触桥上的移动接触片6、7从固定接触片4、5上分离。这样，在接触点2、3的位置形成了电弧15、16。永久磁体13和极板20产生的永久吹熄磁场以及极性方向相反的永久磁体14和极板21产生的永久吹熄磁场立刻作用在电弧15、16上。

如图2显示，因为电弧15的电流方向与电弧16的电流方向相反，电弧15、16由永久吹熄磁场以相同的方向吹动，如图中显示的情况，向左吹动。接下来电弧16被吹向电弧导轴19的方向，并跳过空气间隙12。现在接触器的电路仍然关闭着，电流方向从固定接触片4经由电弧15、接触桥8、电弧16、电弧导板10以及线圈18到固定接触片5。线圈18最后由跳到电弧导板10的电弧16激活，并当即产生吹熄电磁场，该电磁场也是作用也电弧16上。这将导致电弧16的第二电弧根从接触桥8总体跳到电弧导板9(如图3)。电弧15被消灭。

接触器1的电路仍然关闭，电流方向从固定接触片4经由线圈17、电弧导板9、电弧16、电弧导板10以及线圈18到固定接触片5。在电弧16的第二电弧根从接触桥8跳到电弧导板9的情况下，线圈17同时被激活，其同样产生一个吹熄电磁场。在这种方式下，电弧16从电弧导轴19被吹出并在电弧导板9、10上延伸，最后在电弧腔24内消灭。

在电流非常小，同时电压非常高的情况下(临界电流范围)，可能发生线圈18的吹熄电磁场不足以使电弧16的第二电弧根从接触桥8跳到电弧导板9。在这种情况下电弧15不会立即消灭，电弧还将继续在产生电弧16的系列连接中燃烧。在这种情况下，电弧15进一步由永久磁体13的吹熄磁场拉伸一直到电弧消灭。电弧15消灭时，电弧16也消灭了。最后，永久磁体13优势控制临界电流的范围。

如果接触器打开时接触器内的电流方向与上述情况相反，电弧15，而不是电弧16，被导入电弧导轴19，而且首先跳到电弧导板9。接下来的电弧消灭处理类似于上述实施例继续进行。

接触器1也可以用于交流电运行，因为当电弧15、16其中一个跳到电弧导板9、10时，线圈17、18其中之一被激活，产生一个吹熄电磁场，该电磁场方向随着电流方向而改变，最终总会使相应的电弧15、16被驱入电弧腔24并在其中消灭。选择永久磁体13、14以使在交流电流运行中，在半波其间，或者电弧15或者电弧16吹到各自的电弧导板9、10上，对应的线圈17、18被激活。当电流方向在下一个半波改变时，吹熄电磁场的方向也反转，电弧进一步向电弧腔24的方向吹动。

Claims (5)

1、直流和交流运行接触器，其具有至少一个接触点(2、3)，接触点具有一个固定接触片(4、5)和一个移动接触片(6、7)；至少一个永久磁体(13、14)，相邻接触点(2、3)布置，用于产生永久吹熄磁场；以及至少一个线圈(17、18)，其相邻接触点(2、3)布置，用于产生吹熄电磁场，将接触点(2、3)打开时形成的电弧(15、16)吹入至少一个电弧腔(24)内，其特征在于：接触器(1)具有至少两个接触点(2、3)，其中，移动接触片(6、7)布置在接触桥(8)上，至少一个永久磁体(13、14)相邻每个接触点(2、3)布置，分配到两个接触点(2、3)上的该永久磁体(13、14)被相反方向极化。

2、根据权利要求1所述的接触器(1)，其特征在于：电弧导板(9、10)与每个接触点(2、3)相邻布置，并与固定接触片(4、5)绝缘，每个线圈(17、18)分别电连接到相应的固定接触片(4、5)和相应的电弧导板(9、10)上。

3、根据权利要求1或2所述的接触器(1)，其特征在于：相邻接触点(2、3)布置的与接触点相邻的极板(20、21)分配用作永久磁体(13、14)。

4、根据权利要求2所述的接触器(1)，其特征在于：与电弧导板相邻的极板(22、23)被分配用作线圈(17、18)并且这些与电弧导板相邻的极板(22、23)相邻电弧导板(9、10)布置。

5、根据权利要求2所述的接触器(1)，其特征在于：电弧腔(24)相邻电弧导板(9、10)布置。

Images