CN103943384A - 一种多极切换开关装置的转换触头 - Google Patents

Abstract

一种多极切换开关装置的转换触头，属于低压电器技术领域。包括第一、第二固定触点组件以及可动触点组件，第一、第二固定触点组件包括第一、第二固定导体和第一、第二固定导磁体，在第一、第二固定导体上设第一、第二固定触点，特点：可动触点组件包括一可动导体和一中空的截面形状呈O型的导磁体，可动导体的一端固定有一对可动触点，可动导体的另一端连接到多极切换开关装置的进线端子，可动导体具有相互平行的第一、第二导杆，第一、第二导杆分别穿过导磁体的中空型腔且两者上的电流方向相反。优点：使转换触头能在较大的短路电流下也不会斥开，同时结构简单、加工制造方便、成本低。

Description

一种多极切换开关装置的转换触头

技术领域

 本发明属于低压电器技术领域，具体涉及一种多极切换开关装置的转换触头。

背景技术

多极切换开关装置一般与一主开关电器配合使用，其通过进线端子连接到主开关电器，并通过负载端子与电机等的负载连接，进线端子和负载端子之间构成有多个负载路径，多极切换开关装置的至少两个极上分别设置有两个负载路径，通过电磁铁驱动转换触头，可在两个负载路径中切换，从而实现负载的换向、变速、星-三角转换、双速等功能。

为了保证发生短路时转换触头的动静触点间在接触时的安全性能，中国发明专利授权公告号CN1214428C，名称为“多极电磁转换模块”中公开了一种转换电极，每个转换电极包括两个固定触点组件和一个设置在两个固定触点组件之间的可动触点组件，可动触点组件包括两个并行的且连接到电线接头（进线端子）上的环形可动导体，每个可动导体上设置有一个可动触点，每个固定触点组件包括一个固定导体，在固定导体上设置有一个固定触点，固定导体同样呈环形并且与负载接头（负载端子）连接，可动触点组件上还固定有磁芯（导磁体），两个并行的环形可动导体彼此相距足够远以使磁芯能够容放在它们之间，固定触点组件上同样固定有磁芯，通过可动触点组件和固定触点组件上的对应磁芯间所产生的吸引力，来保证可动触点和固定触点两者在闭合位置上的可靠接触，但这种结构存在的不足是：由于可动触点组件包括两个并行的环形可动导体，两个并行的环形可动导体之间容放磁芯，使得结构复杂且难于装配。

针对上述存在问题，中国发明专利申请公布号CN102956375A，名称为“在出现高电流时具有电动补偿的电力接触装置”中又公开了另一种结构的转换触头，它包括静止接触元件和可动接触元件，该两个元件呈两个并置盘绕弯转的形式，设置为在打开位置彼此面对。每个盘绕弯转都由导磁和导流的材料制造，以构成用作电力接触的单件，作为产生感应磁场的线圈，并且作为执行加强且引导所述磁场的磁路。这种结构的转换触头，其静止接触元件和运动接触元件均采用既导电又导磁的材料一次成型为盘绕弯转状，由于中间去除了磁芯，为了保证静止、运动接触元件两者在闭合位置上的可靠接触，其接触元件的厚度需要作相应的增加。该专利文献所提供的技术方案，虽然解决了原来要在两个呈环形且并行的可动导体之间容放磁芯而导致的结构复杂且难于装配的问题，但还存在以下欠缺：首先，由于既导电又导磁的材料比较稀少，价格昂贵，造成制造成本较高；其次，动、静接触元件为不规则形状，增加了加工制造的难度。

鉴于上述已有技术，有必要对现有多极切换开关装置中的转换触头结构加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务是要提供一种多极切换开关装置的转换触头，其能保证动触点和静触点两者在闭合位置上的可靠接触，且结构简单、加工制造方便、成本低。

本发明的任务是这样来完成的，一种多极切换开关装置的转换触头，包括两个结构相同且彼此面对面呈对称设置的第一固定触点组件、第二固定触点组件以及一个设置在第一固定触点组件、第二固定触点组件之间的可动触点组件，可动触点组件通过多极切换开关装置的电磁铁驱动，并在第一固定触点组件、第二固定触点组件之间切换，第一固定触点组件包括一第一固定导体和一与第一固定导体相固定的第一固定导磁体，第二固定触点组件同样包括一第二固定导体和一与第二固定导体相固定的第二固定导磁体，在第一固定导体上设有第一固定触点，在第二固定导体上设有第二固定触点，所述第二固定触点的位置与所述第一固定触点的位置相对应，第一固定导体、第二固定导体分别呈环形并且连接到多极切换开关装置的负载端子，其特点是：所述的可动触点组件包括一个可动导体和一个中空的截面形状呈O型的导磁体，所述可动导体的一端固定有一对分别用于与第一固定触点、第二固定触点接触配合的可动触点，可动导体的另一端连接到多极切换开关装置的进线端子，所述的可动导体具有相互平行的第一导杆和第二导杆，所述的第一导杆与所述的第二导杆分别穿过所述导磁体的中空型腔且两者上的电流方向相反。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的可动触点组件还包括一固定件和一塑料件，所述的固定件用于将所述的导磁体固定在所述的可动导体上，所述的可动导体固定在塑料件上，并且使所述的一对可动触点位于可动触点组件长度方向的一端，而在可动触点组件长度方向的另一端构成有回转轴。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的可动触点组件上装配有U型或针型的触头弹簧，并通过电磁铁中的动铁芯驱动所述的可动触点组件。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的可动导体的一端由两片导电板焊接而成，所述的一对可动触点对称地固定在两片导电板彼此背对背的面上。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的回转轴有一对，分别设在可动触点组件长度方向另一端的上、下方。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的第一固定触点组件、第二固定触点组件还包括有第一弧片、第二弧片， 第一弧片、第二弧片的一端分别与第一固定导体、第二固定导体固定，第一弧片、第二弧片的另一端分别对应于导电板。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的第一固定导磁体、第二固定导磁体的截面形状为E型。

本发明由于采用上述结构后，具有的有益效果：多极切换开关装置的动、静触点组件中由于采用了O型的导磁体与E型的导磁体相互配合工作，且可动导体中的第一、第二导杆上的电流方向相反，使转换触头的动触点和静触点两者在闭合位置上可靠接触而不斥开，且结构简单、加工制造方便、成本低。

附图说明

图1 为本发明所述的可动触点组件的结构示意图。

图2 为本发明所述转换触头的立体结构分解图。

图3 为本发明所述转换触头的应用例示意图。

图4 为本发明所述的固定触点组件、外壳基座的立体分解图。

图5 为本发明所述的可动触点组件、固定支架的立体分解图。

图6 为图3所示应用例的多极切换开关装置的立体分解图。

图7 为本发明所述的转换触头的工作原理图。

图8 为所述的弧片的结构图。

图9为本发明所述的可动触点组件的局部分解图。

图10为本发明所述的固定触点组件的分解图。

图中：10.可动触点组件、101.导磁体、1011.一端、1012.另一端、102.回转轴、1021.凸台、103.固定件、1031.一端、1032.卡脚、104.塑料件、105.可动导体、1051.第一导杆、1052.第二导杆、1053.台阶、1054.折弯件、106.软性连接线、107.进线导电板、108.可动触点、109.导电板、1010.轴；20.第一固定触点组件、201.第一固定导体、2011.导体部分、2012.导体部分、2013.第一折弯导体、202.第一弧片、2021.第一接触块、203.第一固定导磁体、2031.第一腔体、2032.第二腔体、204.第一固定触点、20’.第二固定触点组件、201’.第二固定导体、2011’.导体部分、2012’.导体部分、2013’.第二折弯导体、202’.第二弧片、2021’.第二接触块、203’.第二固定导磁体、2031’.第一腔体、 2032’.第二腔体、204’.第二固定触点；30.导电板；40.后盖；50.负载接线排；60.固定支架、600.绝缘罩、601.窗口、602.第一孔、602’.第二孔、603.凸起；70.屏蔽板；80.外壳基座、801.空间、802.卡口；90.触头弹簧、901.一作用臂、902.另一作用臂；100.直连排。

具体实施方式

    为了使公众能充分了解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本发明的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本发明构思作形式而非实质的变化都应当视为本发明的保护范围。

请参阅图1、图2、图5和图9，一种多极切换开关装置的转换触头，包括一可动触点组件10，该可动触点组件10包括一个可动导体105和一个中空的截面形状呈O型的导磁体101。导磁体101为导磁材料，例如：纯铁。所述的可动导体105设计成环形，具有相互平行的第一导杆1051和第二导杆1052，所述的第一导杆1051与所述的第二导杆1052分别穿过所述导磁体101的中空型腔且两者上的电流方向相反。可动导体105的一端由两片导电板109焊接而成，一对可动触点108对称地固定在两片导电板109彼此背对背的面上，当然，上述两片带有可动触点108的导电板109也可一体成型，即两片导电板109也可由一个导电体构成，导电体的两个面上固定可动触点108。所述的可动触点组件10还包括一固定件103和一塑料件104，所述的固定件103用于将所述的导磁体101固定在所述的可动导体105上，具体是：所述导磁体101的一端1011抵靠在可动导体105的台阶1053上，固定件103的一端1031与导磁体101的另一端1012抵靠、固定件103的另一端上设置有卡脚1032，卡脚1032勾配在可动导体105中部的折弯件1054上，从而将可动导体105和导磁体101两者构为固定连接。可动导体105固定在塑料件104上，具体是：塑料件104包覆在所述的可动导体105、导磁体101以及固定件103外，一对可动触点108露出塑料件104外并位于可动触点组件10长度方向的一端，而在可动触点组件10长度方向的另一端的上、下方由塑料件104各构成有一回转轴102，可动触点组件10能绕着一对回转轴102实现来回摆动，且一对可动触点108相对于可动导体105的回转轴102对称布置。可动触点组件10通过可动导体105另一端上的柔性连接线106连接到进线导电板107上。

如图2、图3，两个结构相同的第一固定触点组件20、第二固定触点组件20’彼此面对面对称布置在可动触点组件10的两侧，第一固定触点组件20包括一第一固定导体201和一第一固定导磁体203，第二固定触点组件20’同样包括一第二固定导体201’和一第二固定导磁体203’，在第一固定导体201上设有第一固定触点204，在第二固定导体201’上设有第二固定触点204’。具体地，所述的第一固定导体201、第二固定导体201’设计成环形，在第一固定导体201的头部焊接有第一固定触点204，在第二固定导体201’的头部焊接有第二固定触点204’,所述第二固定触点204’的位置与所述第一固定触点204的位置相对应，且分别与可动触点组件10上的一对可动触点108的位置相对应；在第一固定导体201、第二固定导体201’背对可动触点组件10的一面设置有截面形状为E型的第一固定导磁体203、第二固定导磁体203’，所述的第一固定导体201、第二固定导体201’埋设在第一固定导磁体203、第二固定导磁体203’中，两者通过铆接的方式构为固定连接。具体是：如图7、图10，第一固定导体201具有两个流过相反方向电流的导体部分2011、2012，上述两个流过相反方向电流的导体部分2011、2012之间通过第一折弯导体2013连接，截面为E型的第一固定导磁体203上构成有第一腔体2031和第二腔体2032，一个导体部分2011埋设在第一腔体2031内，另一个导体部分2012埋设在第二腔体2032内；同样，第二固定导体201’具有两个流过相反方向电流的导体部分2011’、2012’，上述两个流过相反方向电流的导体部分2011’、2012’之间通过第二折弯导体2013’连接，截面为E型的第二固定导磁体203’上构成有第一腔体2031’和第二腔体2032’，一个导体部分2011’埋设在第一腔体2031’内，另一个导体部分2012’埋设在第二腔体2032’内。第一固定触点组件20、第二固定触点组件20’分别通过第一固定导体201、第二固定导体201’由导电板30连接到负载连接排50上。

多极切换开关装置一般与一主开关电器配合使用，其通过进线端子连接到主开关电器，并通过负载端子与电机等的负载连接，进线端子和负载端子之间构成有多个负载路径，多极切换开关装置的至少两个极上设置有本发明所述的转换触头，转换触头通过一电磁铁驱动，使得可动触点组件10与第一固定触点组件20或第二固定触点组件20’交替闭合，而第一固定触点组件20、第二固定触点组件20’分别通过导电板30连接到两个不同极的负载连接排50上（如图3、图4所示），从而在两个负载路径中切换，实现负载的换向、变速、星-三角转换、双速等功能。

如图3、图4，本实施例为可实现可逆换向功能的多极切换开关装置。本实施例的多极切换开关装置的第一和第三极上设置有本发明所述的转换触头，中间极的负载侧与进线侧之间直接连接。当然也可在多极切换开关装置的三个极上均设置转换触头，从而实现变速、星-三角转换、双速等功能。

如图5，所述可动触点组件10上还设有凸台1021、轴1010，U型的触头弹簧90折弯处夹装在凸台1021上、两端抵靠在轴1010上。当然，U型触头弹簧也可加工成针型，一端固定在可动触头组件10上、另一端通过固定支架60上的驱动窗口601驱动。可动触点组件10连同触头弹簧90一起安装在固定支架60上，并且使可动触点组件10上的一对回转轴102与固定支架60上的第一孔602、第二孔602’相铰接。起绝缘作用的绝缘罩600套装在可动触点组件10外，用于可动触点组件10与第一固定导体201、第二固定导体201’之间的隔断，从而提高电气间隙。

如图1、图4、图5和图6，外壳基座80通过其上的卡口802与固定支架60上的突起603卡合而构为固定连接，在外壳基座80的型腔内分隔成有三个独立的空间801，中间相通过一直连排100将负载侧与进线侧连接，另外两相的第一固定触点组件20、第二固定触点组件20’分别埋设在紧贴每个独立空间801的两侧内壁上，并各自通过导电板30向外连接到负载接线排50上，可动触点组件10随固定支架60一起安装到外壳基座80内的各相内腔中，并通过柔性连接线106与进线连接排107相连，屏蔽板70布置在中间相直连排100的两侧，相对应其余两相的触点位置，并封装在后盖40与外壳基座80形成的内腔中，用于中间相在大的短路电流下，消除其电流产生的磁场力对其余两相触头压力的影响。 

作为多极切换开关装置进线端子的进线导电板107与上级通断主开关电器的负载端相连（图中未示出），作为多极切换开关装置负载端子的负载接线排50与负载电机相连。由于多极切换开关不能承受电弧电压，在切换时，必须让主开关电器先断开电路，多极开关切换开关再切换，在多极切换开关动作到位后，再合上主开关电器。因此多极切换开关在整个切换过程中不直接参与通断主电路。

用于驱动可动触点组件10动作的电磁铁有两个稳定的极限位置，对应可动触点组件10有两个工作位置。当电磁铁由一个极限位置运动到另一个极限位置时，电磁铁中与动铁芯一体的滑块，通过固定支架60的操作窗口601，带动U型的触头弹簧90的一作用臂901一起动作，从而使触头弹簧90的另一作用臂902带动可动触点组件10，使可动触点组件10绕着回转轴102转动，实现与第一固定触点204或第二固定触点204’的交替闭合，并形成触头压力。当主回路通电时，电流从可动导体105流向第一固定导体201或第二固定导体201’。由于环形设计的导电回路，使电流在可动导体105与第一固定导体201或第二固定导体201’中产生电动吸力，如图7，电流流过可动和固定两个环形导体，产生磁场，使得O型的导磁体101与E型的第一固定导磁体203或第二固定导磁体203’之间产生电磁吸力，从而使可动触点和固定触点闭合的触头压力得以加强，上述电磁吸力完全可以补偿在可动触点108与第一固定触点204或第二固定触点204’之间所产生的电动斥力，保证可动触点108与第一固定触点204或第二固定触点204’之间即使在大的短路电流下也能可靠接触。

原有技术的结构：可动触点组件具有两个并行的环形可动导体，每个可动导体上设置有一个可动触点，两个并行的环形可动导体间容放磁芯，其具体装配方式是：将磁芯固定在一个塑料件上，将两个并行的环形可动导体分别容放在磁芯的两侧，并通过固定磁芯的塑料件对可动导体进行定位，然后再将两个可动导体的未设置可动触点的端部焊接起来，这种方式不仅结构复杂且焊接可能会导致塑料件发生融化，加工制造困难。相比上述原有技术，本发明的可动触点组件10中通过固定件103将可动导体105和导磁体101两者构为固定连接的方式，结构简单且加工制造方便。

另外，在大的短路电流下，由于可动导体105的两个流过相反方向电流的第一导杆1051、第二导杆1052分别穿过导磁体101的中空型腔，因而电流流过第一导体1051、第二导杆1052在导磁体101上所产生的磁场会相互抵消，而第一固定导体201的两个流过相反方向电流的导体部分2011、2012在O型的导磁体101和E型的第一固定导磁体203上分别产生磁场A和B或者是第二固定导体201’的两个流过相反方向电流的导体部分2011’、2012’在O型的导磁体101和E型的第二固定导磁体203’上分别产生磁场A和B(如图7所示），而现有技术中，可动导体会在与自身相固定的E型导磁体中产生例如A和B的磁场，同时固定导体也会在与自身相固定的E型导磁体中产生例如A和B的磁场。因而，本发明的转换触头的O型的导磁体101和E型的第一固定导磁体203或第二固定导磁体203’之间产生电磁吸力，相对于现有技术的两个E型导磁体之间产生电磁吸力来说，不会因短路电流的上升而过大升高，从而在保证可动触头和固定触头可靠接触的前提下，也不会使固定导体或可动导体在大的短路电流下产生形变。而在小电流下，由于可动触点与固定触点之间斥力大于触头弹簧和环形导电回路共同作用后的触头压力，使得可动触头与固定触头产生斥开现象，为防止触头斥开引起电弧烧损触点，在第一固定触点组件20、第二固定触点组件20’上还固定有第一弧片202、第二弧片202’。如图2、图8所示，当可动触点与固定触点闭合时，第一弧片202另一端的第一接触块2021或第二弧片202’另一端的第二接触块2021’与可动触点组件10的导电板109的表面相抵触，并使第一弧片202或第二弧片202’绕着铆接点产生一定的变形量，从而保证当可动触点与固定触点斥开时，第一弧片202或第二弧片202’仍与可动触点组件10的导电板109相接触，因而不会产生电弧烧损触点。

Claims (7)

1.一种多极切换开关装置的转换触头，包括两个结构相同且彼此面对面呈对称设置的第一固定触点组件(20)、第二固定触点组件(20’)以及一个设置在第一固定触点组件(20)、第二固定触点组件(20’)之间的可动触点组件(10)，可动触点组件(10)通过多极切换开关装置的电磁铁驱动，并在第一固定触点组件(20)、第二固定触点组件(20’)之间切换，第一固定触点组件(20)包括一第一固定导体(201)和一与第一固定导体(201)相固定的第一固定导磁体(203)，第二固定触点组件(20’)同样包括一第二固定导体(201’)和一与第二固定导体(201’)相固定的第二固定导磁体(203’)，在第一固定导体(201)上设有第一固定触点(204)，在第二固定导体(201’)上设有第二固定触点(204’)，所述第二固定触点(204’)的位置与所述第一固定触点(204)的位置相对应，第一固定导体(201)、第二固定导体(201’)分别呈环形并且连接到多极切换开关装置的负载端子，其特征在于：所述的可动触点组件(10)包括一个可动导体(105)和一个中空的截面形状呈O型的导磁体(101)，所述可动导体(105)的一端固定有一对分别用于与第一固定触点(204)、第二固定触点(204’)接触配合的可动触点(108)，可动导体(105)的另一端连接到多极切换开关装置的进线端子，所述的可动导体(105)具有相互平行的第一导杆(1051)和第二导杆(1052)，所述的第一导杆(1051)与所述的第二导杆(1052)分别穿过所述导磁体(101)的中空型腔且两者上的电流方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种多极切换开关装置的转换触头，其特征在于所述的可动触点组件(10)还包括一固定件(103)和一塑料件(104)，所述的固定件(103)用于将所述的导磁体(101)固定在所述的可动导体(105)上，所述的可动导体(105)固定在塑料件(104)上，并且使所述的一对可动触点(108)位于可动触点组件(10)长度方向的一端，而在可动触点组件(10)长度方向的另一端构成有回转轴(102)。

3.根据权利要求1所述的一种多极切换开关装置的转换触头，其特征在于所述的可动触点组件(10)上装配有U型或针型的触头弹簧(90)，并通过电磁铁中的动铁芯驱动所述的可动触点组件(10)。

4.根据权利要求1所述的一种多极切换开关装置的转换触头，其特征在于所述的可动导体(105)的一端由两片导电板(109)焊接而成，所述的一对可动触点(108)对称地固定在两片导电板(109)彼此背对背的面上。

5.根据权利要求2所述的一种多极切换开关装置的转换触头，其特征在于所述的回转轴(102)有一对，分别设在可动触点组件(10)长度方向另一端的上、下方。

6.根据权利要求4所述的一种多极切换开关装置的转换触头，其特征在于所述的第一固定触点组件(20)、第二固定触点组件(20’)还包括有第一弧片(202)、第二弧片(202’)， 第一弧片(202)、第二弧片(202’)的一端分别与第一固定导体(201)、第二固定导体(201’)固定，第一弧片(202)、第二弧片(202’)的另一端分别对应于导电板(109)。

7.根据权利要求1所述的一种多极切换开关装置的转换触头，其特征在于所述的第一固定导磁体(203)、第二固定导磁体(203’)的截面形状为E型。