CN101477922A - 一种控制保护电器的母板电气连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种控制保护电器的母板电气连接结构，包括一个用于连接各模块的线路板，至少带有一个转换机械信号和电信号的触点，至少带有一个可以和电源模块的接口，一个控制保护模块的接口，至少带有一个线路板。接插件(1、3、4、5)，及控制触头(2)，安装在母板之上，母板是电路板或布线板，为电源线和信号线提供通道。线路板作为整个开关系统的连接方式的基础，系统化、集成化的统一的解决了开关系统的连接，并且将机械信号转化成电信号，实现机械系统同电子系统的通讯，完成电子模块的供电，信号的传输。解决了控制与保护电器由于其功能多，模块化而带来的需要传输的信号多，布线繁琐，布线占用空间大，容易相互影响的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制保护电器整体连接布局方式，更确切地说涉及集成化、多功能的控制保护电器的母板电气连接结构，属于低压电器技术领域。
背景技术
低压电器电气系统的结构主要有两种方式：一种是由分别实现保护作用(保护电器，主要为断路器)与控制作用(控制电器，主要为接触器)的分立式的开关电器构成，各自独立安装，两种电器串联，连接在电源和负载之间(如图1a所示)。
保护电器的操作机构接受检测控制单元的故障信号而脱扣并分断保护电器的主电路，控制电器的控制电路接受人为的或自动的控制信号而操作电磁系统并接通或分断控制电器的主电路。其中，保护电器的操作机构所实现的功能包括：主触头的通断控制(正常、故障)加工作状态(正常、故障)的信报接口控制加手柄的面板指示(接通、断开、脱扣、再扣)，是以主电路为主的3合1的操作机构。
另一种是同时带有控制与保护作用的集成化的多功能电器，即控制与保护开关电器，简称为CPS。
中国专利ZL 03103144.7“用于电动机保护和控制的设备”涉及一种“具有接触器和断路器功能的装置”(即控制与保护开关电器CPS)的操作机构，其实现正常工作的接通与分断、故障的分断与再扣采用的是两套独立的四连杆机构，故其不涉及到相互间的连接问题，其缺点是增加了机构零件的数量、制造工艺复杂。
专利文献ZL 00813988“接触器—断路器”涉及一种接触器—断路器，包括控制磁铁和保护装置，它们各自能够通过一个多极装置分别响应人为控制和电气故障探测而作用在动触头上。
专利文献ZL200410089208“电动机控制保护装置”，揭示了一种电动机控制保护装置，串接于电动机工作电路，包括：断路器；接触器；电流监测模块；控制保护模块，与电流监测模块、断路器和接触器相连，还连接到计算机网络。集成了原来由各个分离的元件实现的过载、断相、三相不平衡、热敏保护、短路保护等多种控制和保护功能，且将它们集成在一个器件中以使上述保护特性能协调配合，并可实现全面的数据通信。
从上述现有技术看出，不同的电气系统、不同的CPS实现方式，都与各个模块的相互连接构成密切相关，整体连接布局方式对于各部件模块协作完成CPS功能起着重要的作用，采用不同设计的整体连接布局方式将会影响构成整个机构系统的零部件的数量、加工工艺、乃至整个电器设备的功能和性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保护电器的母板电气连接结构，这种控制保护电器整体连接布局方式，使各个模块协同工作相互连锁，完成控制与保护电器的功能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种控制保护电器的母板电气连接结构，包括一个用于连接各模块的线路板，至少带有一个转换机械信号和电信号的触点，至少带有一个可以和电源模块的接口，一个控制保护模块的接口，至少带有一个线路板。线路板作为整个开关系统的连接方式的基础，系统化、集成化的统一的解决了开关系统的连接，并且将机械信号转化成电信号，实现机械系统同电子系统的通讯，完成电子模块的供电，信号的传输。
本发明的有益效果：CPS作为一种高度集成化的电器产品，需要传输的信号，需供电的模块都比较多。无论应用软线，硬线连接，都会出现导线线过多，占体积很大，如果线布的过密则还有可能造成短路等故障。采用本发明的整体连接布局方式，不仅能够避免此中不利，而且还可以完成机械信号转化为电信号，从整体的系统的布线，使连接安全可靠，同时有利于模块化互换的实现。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1a为现有技术的分立式开关电器构成的电气系统内部框图；
图1b为由CPS构成的电气系统带有独立的短路保护脱扣分断系统，其它故障保护单元为热磁式内部框图；
图1c为由CPS构成的电气系统带有独立的短路保护脱扣分断系统，其它故障保护单元为电子式内部框图；
图1d为由CPS构成的电气系统不带有独立的短路保护脱扣分断系统，为单一的综合型式的故障保护脱扣系统内部框图；
图2为本发明的控制保护电器的母板电气连接结构布局的控制与保护开关电器(CPS)系统原理框图；
图3为本发明的一种控制保护电器的母板电气连接结构的实施例示意图。
具体实施方式
图1a、图1b、图1c、图1d，为现有技术的低压电器系统与控制与保护开关电器(CPS)操作机构的原理框图。背景技术己经说明，这里不再重复。
参照图2，这是由本发明的整体连接布局方式连接的控制与保护开关电器(CPS)系统框图。
如图所示，CPS的外接端口分别连接控制电路的控制电源、连接主电路的主电源、连接受控的负载。用于控制保护模块的电源通过控制触头与外接控制电源相联，同时，用于控制电磁铁的电源也通过控制触头直接与外接控制电源相联。
CPS可接受来自外界的人为/自动控制信号，通过操作机构作用于控制电路的控制触头，并通过控制电路中的控制电磁铁与传动机构，可实现对主电路的正常接通、分断操作。
控制保护模块(信号检测、处理与输出单元)检测到各种故障并进行分析判断处理后，发控制信号给脱扣电磁铁，脱扣电磁铁直接作用于操作机构，使操作机构中动作并通过传动机构直接分断主电路，同时分断控制电路。
如上所述，CPS中的电源，信号，电源经电源模块进入CPS后，通过整体连接布局方式的母板，向电磁铁、脱扣电磁铁、控制保护模块等其它模块供电，对CPS的控制电源进行了整体的规划、布局增加了系统性、条理性。同时，通过安装在母板上的控制触头，操作机构可将来自外界的人为/自动控制机械信号转换为电信号，同控制保护模块进行连锁，完成CPS的整体功能。
控制保护电器整体连接布局方式，在控制与保护电器中形成了，控制电源的集中规划布局，各模块信号传递的集中规化布局，机械信号同电信号的传递及连锁，解决了控制与保护电器由于其功能多模块化而带来的需要传输的信号多，布线繁琐，布线占用空间大，容易相互影响的问题，提出了一种清晰简练集成化的控制保护电器整体连接布局方式。
参照图3，这是本发明的一种控制保护电器的母板电气连接结构的实施例示意图。
如图所示，各种接插件(1、3、4、5)，及控制触头(2)，安装在一块母板(6)之上，母板(6)可以是电路板，或其它的布线板，为各种电源线和信号线提供通道。接插件(1)为控制保护模块接口，其中包含为控制保护模块提供的电源，控制保护模块对其它模块的控制信号，和各种状态信号的输入；接插件(3)为脱扣电磁铁接口，当故障发生时，控制保护模块的发出脱扣信号，经由母板(6)接插件(3)传递至脱扣电磁铁，使其脱扣，同时带动操作机构断开主回路；接插件(4)为电磁铁接口，由电源模块供电，经由控制保护模块控制的电磁铁电源，经过母板集中实现供电和控制，完成电磁铁的吸合、断开主回路运动；接插件(5)连接电源模块接口，其通过母板实现对整个控制保护电器的各个模块进行供电；(2)为控制触头，其把机械信号，机构状态、电磁铁状态等转化为电信号，通过母板(6)传递给控制保护模块进行相应的控制操作。
从本实施例可以看出，通过这种整体连接布局方式，实现了控制与保护电器的各个模块的信号传递，电源供给，相互连锁。避免了复杂的接线，实现了整体连接的小型化，集成化。
虽然本发明已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本发明权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种控制保护电器的母板电气连接结构，用于电器产品整体连接布局，其特征在于：包括一个用于连接各模块的线路板，至少带有一个转换机械信号和电信号的触点，至少带有一个可以和电源模块接口接插件，一个控制保护模块的接口接插件；
线路板为整个开关系统的连接方式的基础，系统化、集成化的统一的解决了开关系统的连接，并且将机械信号转化成电信号，实现机械系统同电子系统的通讯，完成电子模块的供电，信号的传输。
2、如权利要求1所述的控制保护电器的母板电气连接结构，其特征在于：所述的线路板或母板(6)，为各种电源线和信号线提供通道，或采用布线板。
3、如权利要求1所述的控制保护电器的母板电气连接结构，其特征在于：所述的控制触头(2)，把机械信号，机构状态、电磁铁状态转化为电信号，通过母板(6)传递给控制保护模块进行相应的控制操作。
4、如权利要求1所述的控制保护电器的母板电气连接结构，其特征在于：所述的接插件，接插件(1)为为控制保护模块接口，接插件(3)为脱扣电磁铁接口，接插件(4)为电磁铁接口，接插件(5)为连接电源模块接口。
5、如权利要求1所述的控制保护电器的母板电气连接结构，其特征在于：所述的接插件(3)，为脱扣电磁铁接口，当故障发生时，控制保护模块的发出脱扣信号，经由母板(6)接插件(3)传递至脱扣电磁铁，使其脱扣，同时带动操作机构断开主回路。
6、如权利要求1所述的控制保护电器的母板电气连接结构，其特征在于：所述的接插件(4)，为电磁铁接口，由电源模块供电，经由控制保护模块控制的电磁铁电源，经过母板集中实现供电和控制，完成电磁铁的吸合、断开主回路运动。
7、如权利要求1所述的控制保护电器的母板电气连接结构，其特征在于：所述的接插件(5)，为电源模块接口，其通过母板(6)实现对整个控制保护电器的各个模块进行供电。
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