CN104051166A - 单极开关单元及包括一个这样单元的开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括电气开关装置的单极开关单元（80），该电气开关装置包括两个静触点（320）和动触点（330），该动触点包括具有每个都能够与静触点（320）配合的两个端部的桥。动触点（330）包括设计成分别连接两个静触点（320）且可相对彼此运动的第一分支（331）和第二分支（332），以使得：-第一分支（331）与静触点（320）分离，而第二分支（332）在触点打开时仍然与所述静触点接触；-第二分支（332）与静触点（320）接触，而第一分支（331）在触点闭合时与所述触点分离。

Description

单极开关单元及包括一个这样单元的开关装置

技术领域

本发明涉及一种包括电气开关装置的单极开关单元，该电气开关装置包括：

-两个静触点，其分别连接至电垫，用于连接至所述单一单元；

-动触点，其包括桥，该桥具有沿纵向轴线伸长的主体，并且具有在所述单元的触点的闭合位置每个都能够与静触点配合的两个端部。

该单极开关单元还包括用于致动包括动触点保持件的动触点的装置。

本发明还涉及一种电气开关装置，其包括至少一个单一电流开关单元。

背景技术

通常，将接触器的尺寸确定成执行建立和中断充电中电流的大量动作。然而，一些不用于这种类型的应用，而是作为电流循环器，采用少量动作用于建立和中断电流。例如，这是用于与作为用于调节器的短路元件的速度调节器组合使用或提供电气绝缘的接触器的情况。

在这种情况下，为此目的不会对接触器的大小当前进行优化。实际上，用于这种类型应用的接触器的电接触垫通常过大，这些电接触垫的体积被提供，以执行大量的动作。这种过大可能会导致安装的额外费用。此外，也没有接触器的“电流通路线”进行优化，以保证连续电流在最小体积中的最大通路。“电流通路线”指的是由与动触点相关联的静触点形成的组件。

发明内容

因此，本发明的目的是解决现有技术状态的缺点，从而提出了一种开关单元，其包括有效且紧凑的开关装置。

根据本发明的单极开关单元的电气开关装置的动触点包括设计成在触点的闭合位置分别连接两个静触点的第一分支和第二分支。所述第一和第二分支可相对彼此运动，以使得：

第一电流通路分支与两个静触点分离，而第二分支在所述单元的触点打开时仍然与所述静触点接触；

第二电流开关分支与两个静触点接触，而第一分支在所述单元的触点闭合时与静触点分离。

根据本发明的一实施例，所述第一通路分支可平移地安装在两个所谓的接触压力位置之间的动触点保持件上，第一接触压力弹簧施加第一接触压力力。所述第二开关分支可平移地安装在可在两个所谓的接触压力位置之间移动的触点保持件上，第二接触压力弹簧施加第二接触压力力。

优选地，所述第一和第二分支包括大致平行的在动触点的运动方向上相对彼此偏移的纵向轴线，所述运动在垂直于纵向轴线的方向上是可平移的运动。

根据本发明的一优选实施例，所述两个静触点与第二分支在接触区域成J形状，从而使得在触点的闭合位置，在静触点中流通的电流的方向与在第二分支中流通的电流的方向相反。

根据本发明的一优选实施例，所述两个静触点与第一分支在接触区域具有直的形状，从而使得在静触点中流通的电流的方向与在第一分支中流通的电流的方向相同。

优选地，所述单极开关单元包括两个第一电流通路分支，其被驱动成使得同时从它们的打开位置转至它们的闭合位置，反之亦然，所述第一分支布置成彼此平行。

优选地，每个第一分支可平移地安装在两个所谓的接触压力位置之间的动触点保持件上，第一接触压力弹簧施加第一接触压力力于每个第一分支上。

根据本发明的一优选实施例，所述第一和第二分支分别包括两个端部，所述两个端部包括能够与静触点的接触区域配合的接触区域。

优选地，所述第二分支的接触区域包括接触垫，并且设计成与第二分支的接触区域接触的静触点的接触区域包括接触垫。

优选地，所述第一分支的接触区域和设计成与第一分支的接触区域接触的静触点的接触区域分别覆盖有银或银碳层。

根据本发明的一特定实施例，所述动触点保持件包括磁体U，其具有两个分支，布置成使得它们在运动方向上延伸，以包围至少部分的第一分支。

根据本发明的开关装置包括相单元，所述相单元包括由作用于单一相单元的致动装置上的致动单元控制的至少一个单极开关单元，用于同步控制触点的打开。

附图说明

根据本发明特定实施例的以下说明，其它的优点和特征将会变得更加清楚，这些实施例作为非限制性示例并在附图中示出，其中：

图1示出了根据本发明一实施例的在电力接触器的闭合位置的开关单元的透视图；

图2示出了在根据图1的开关单元的打开位置的透视图；

图3A示出了根据本发明实施例的开关单元的在电力接触器的闭合位置的开关装置的视图；

图3B示出了根据图3A的开关单元的开关装置的剖视图；

图4A和4B分别示出了在根据本发明一实施例的开关单元的打开位置和闭合位置的开关装置的剖视图；

图5A和5B分别示出了在根据图1所示的一实施例的开关单元的闭合和打开位置的开关装置的透视图；

图6和7示出了根据图1的开关单元的静触点和动触点的详细视图；

图8示出了根据图3B的开关单元的开关装置的剖视图；以及

图9示出了根据本发明一实施例的开关装置的透视图。

具体实施方式

如图1所示，单极开关单元80包括其中布置有电触点的由模制的塑料材料制成的壳体。优选地，所述壳体由两个半壳80A构成，半壳被组装以形成沿着纵向平面XZ发展的基本上为平行六面体组件。壳体则包括定位成平行于中间纵向平面XZ的两个主表面。所述壳体还包括两个侧表面、上表面和下表面。

在接触器的情况下，电磁体（未示出）作用于致动机构34上，以控制电触点的闭合和打开。

根据如图1、2和3A所示的本发明的一优选实施例，单极开关单元80包括电气开关装置，其包括分别含有电接触区域37、39的两个静触点320。开关装置还包括动触点330，其包括桥，所述桥具有沿纵向轴线X伸长的主体和分别包括在所述单元的触点320、330的闭合位置能够与静触点320的接触区域37、39配合的接触区域36、40的两个端部。在闭合位置，弹性装置41、42，特别是比如螺旋弹簧，使得有可能提供接触区域36、40与37、39之间有足够的接触压力，以保证良好条件下的电流的通路。

连接垫45分别将所述静触点320连接至电气端子（未示出）。

可动触点桥330可以在致动装置34的作用下平移。实际上，致动机构34通过在垂直于纵向轴线X的方向上平移可动触点桥330来控制电触点的打开。动触点桥330在电触点的打开位置与闭合位置之间移动。动触点330的致动装置34包括动触点保持件38。

两个开口容积35因此限定成对应于其中布置有动触点320的接触区域37、39和与动触点330相关联的接触区域36、40。

根据本发明的一特定实施例，每个开口容积35可以与弧控制装置24相关联。在开口容积35上打开的每个弧控制装置24由置于中间纵向平面XZ的任一侧上的两个平行的侧凸缘限制。这两个侧凸缘被定位成使得在打开位置与关闭位置之间的其所有移动过程中围绕动桥330的一部分。换句话说，这两个侧凸缘彼此间隔开，以允许动触点桥330移动。弧控制装置24的平行侧凸缘可以包括覆盖有气体产生材料的内表面。

根据如图6和7所示的本发明一优选实施例，动触点330包括至少一个第一所谓的电流通路分支331和第二所谓的电流开关分支332。所述第一和第二分支331、332被设计成分别连接在触点330、320的闭合位置的两个静触点320。所述至少一个第一通路分支331包括两个端部，这两个端部分别包括能够与静触点320的接触区域39配合的接触区域40。此外，第二开关分支332包括两个端部，这两个端部分别包括能够与静触点320的接触区域37配合的接触区域36。

根据本发明的一特定实施例，动触点330优选地包括两个第一通路分支331，其被驱动成使得同时从它们的打开位置转至它们的闭合位置，反之亦然。如图3B和5A所示，所述第一分支331定位成相互平行。处于平行（不是仅一个第一分支）的两个第一分支331的这种放置使得可以在给定的容积中通过更高的电流。

所述第一和第二分支331、332可相对于彼此移动。此外，第一和第二分支331、332被固定至触点保持件38。

因此，作为示例实施例，使用在给定容积中处于平行的两个第一通路分支331和一个第二开关分支332使得可以获得电流承载能力的40％的增益。通过使用具有单个移动分支的动桥，与已知的接触器比较，估计此增益。

本发明的目的是防止第一分支331的接触区域40在电触点320、330的闭合和/或打开过程中与开关电弧接触。

第一和第二分支331、332可相对彼此运动这一事实允许在所述单元的触点330、320的打开过程中第一通路分支331与两个静触点320分离而第二开关分支332仍然与所述静触点320接触的事实。此外，两个分支331、332可相对彼此运动的事实允许在所述单元的触点330、320的闭合过程中第二分支332与两个静触点320接触而第一分支331仍然与静触点320分离的事实。

换句话说，由于动触点保持件38的作用，第一移动通路分支331和第二开关分支332以接触器的闭合顺序以偏移方式移动，以便首先关闭第二开关分支332。所述第一和第二分支331、332以接触器的打开顺序以偏移方式移动，以便最后打开第二开关分支332。因此，第一通路分支331的接触区域40从未遇到电弧。

如图3B所示，由于所述移动分支在动触点保持件38中的相对定位，在第一和第二分支331、332的移动中的时间偏移得以进行。当电触点330、320闭合时，第一操作间隙J1将第一通路分支331与动触点保持件38分离且第二操作间隙J2将第二开关分支332与动触点保持件38分离。所述第一和第二间隙J1、J2的相对尺寸使得可以获取在电触点320、330的打开和闭合过程中在分支的运动中的时间偏移。因此，根据本发明的此实施例，第一操作间隙J1比第二操作间隙J2更小，以使得通路分支331首先打开、最后关闭。

根据如图3B所示的本发明的一优选实施例，第一分支331可平移地安装在两个所谓的接触压力位置之间的动触点保持件38上。第一接触压力弹簧41施加第一接触压力力F1。根据此示例实施例，每个第一分支331可平移地安装在两个所谓的接触压力位置之间的动触点保持件38上。第一接触压力弹簧41施加第一接触压力力F1于每个第一分支331上。

根据本发明的此优选实施例，第二分支332可平移地安装在两个所谓的接触压力位置之间的动触点保持件38上，第二接触压力弹簧42施加第二接触压力力F2。

根据本发明的此优选实施例，第一分支331设计成用于额定电流（所谓的正常运行）的通路，第二通路分支332旨在建立和中断电流。

这种架构则使得可以优化每个分支331、332的大小，以实现其预定的功能。

如图8所示，在静触点320的一示例实施例中，意在与动触点330的第二开关分支332配合的静触点320与第二分支332在接触区域37是J形的。因此，在触点320、330的闭合位置，在静触点320中流通的电流的方向与在第二分支332中流通的电流的方向相反。这就是为什么此J形设计成有利于电流的开关。此外，设计成与第二分支332的接触区域36接触的静触点320的接触区域37包括接触垫。第二分支332的接触区域36还包括接触垫。然而，就少量的开关操作来说，相对于那些传统的接触器，这些垫很小。

设计成与动触点的第一分支331配合的静触点320与第一分支331在接触区域39具有直的形状。因此，在触点320、330的闭合位置，在静触点320中流通的电流的方向与在第一分支331中流通的电流的方向相同。这就是为什么这一直的形状设计成大大降低电动斥力的风险。此外，假设的是，置于动触点330的第一接触分支331的接触区域40对面的静触点320的接触区域39不经受与电弧相关的改变。所述区域39、40由覆盖有银Ag或银碳合金AgC精细层的铜构成。“精细层”是指材料层的厚度例如包括在10微米至几十微米之间。特别地，这使得可以大大降低存在于接触器中的接触垫的银的体积。这样，随着储备的耗尽，原料的消耗将大大减少，同时装置的成本也得到降低。

所述第一和第二分支331、332包括基本平行的在动触点330的移动方向Z上相对彼此偏移的纵向轴线。支承第一和第二分支331、332的动触点保持件38的平移在垂直于纵向轴线X的方向上得以进行。

当接触器与熔断器或断路器型的保护部件相关联时，如果一个人希望即使在高水平短路电流（50至100千安）后保证该产品的正确运行，则可以将系统添加至上述架构，用于补偿在移动通路触点上的磁力。这些系统，其目的是通过使用在其自身中流通的电流来加强触点的闭合力，可以假定不同的形状，这取决于产品的口径，其中最常见的是U形铁磁部件，其包围第一移动分支331并固定至动触点保持件38。

根据如图5B和7所示的单极开关单元的一替代实施例，动触点保持件38具有磁体U55，其带有两个分支，定位成使得它们在移动方向Z上延伸，以包围至少一部分的第一分支331。

本发明还涉及一种开关装置1，特别是比如接触器。根据如图9所示的本发明的电气开关装置1包括与致动单元200相关联的相单元100。根据本发明的开关装置1的相单元100包括一个或多个电极。根据图9所示的实施例，接触器包括三个电极，且则被称为三极开关。单一相单元80则与每个电极相关联。这三个单一相单元80则以同步的方式由作用于单一相单元80的致动装置34上的致动单元200控制。开关装置1包括设计成连接至单一相单元80的连接垫45的连接接线端子500。

Claims (10)

1.一种用于电气开关装置的单极开关单元（80），包括

-电气开关装置，其包括：

-两个静触点（320），其分别连接至电垫（45），用于连接至所述单一单元；

-动触点（330），其包括桥，所述桥具有沿纵向轴线（X）伸长的主体，并且具有在所述单元的触点（320、330）的闭合位置每个都能够与静触点（320）配合的两个端部；

-装置（34），其用于致动包括动触点保持件（38）的动触点（330）；

动触点（330）包括设计成在触点（330、320）的闭合位置分别连接两个静触点（320）的第一分支（331）和第二分支（332），所述第一和第二分支（331、332）可相对彼此运动，以使得：

-第一电流通路分支（331）与两个静触点（320）分离，而第二分支（332）在所述单元的触点（330、320）打开时仍然与所述静触点（320）接触；

-第二电流开关分支（332）与两个静触点（320）接触，而第一分支（331）在所述单元的触点（330、320）闭合时与静触点（320）分离。

其特征在于，所述两个静触点（320）与第二分支（332）在接触区域（37）成J形状，从而使得在触点（320、330）的闭合位置，在静触点（320）中流通的电流的方向与在第二分支（332）中流通的电流的方向相反，并且在于，所述两个静触点（320）与第一分支（331）在接触区域（39）具有直的形状，从而使得在静触点（320）中流通的电流的方向与在第一分支（331）中流通的电流的方向相同。

2.根据权利要求1所述的单极开关单元，其特征在于：

-第一通路分支（331）可平移地安装在两个所谓的接触压力位置之间的动触点保持件（38）上，第一接触压力弹簧（41）施加第一接触压力力（F1）；

-第二开关分支（332）可平移地安装在可在两个所谓的接触压力位置之间移动的触点保持件（38）上，第二接触压力弹簧（42）施加第二接触压力力（F2）。

3.根据权利要求1所述的单极开关单元，其特征在于，所述第一和第二分支（331、332）包括大致平行的在动触点（330）的运动方向（Z）上相对彼此偏移的纵向轴线，所述运动在垂直于纵向轴线（X）的方向上是可平移的运动。

4.根据权利要求1所述的单极开关单元，其特征在于，其包括两个第一电流通路分支（331），其被驱动成使得同时从它们的打开位置转至它们的闭合位置，反之亦然，所述第一分支（331）布置成彼此平行。

5.根据前述权利要求中任一项所述的单极开关单元，其特征在于，每个第一分支（331）可平移地安装在两个所谓的接触压力位置之间的动触点保持件（38）上，第一接触压力弹簧（41）施加第一接触压力力（F1）于每个第一分支（331）上。

6.根据权利要求1所述的单极开关单元，其特征在于，所述第一和第二分支（331、332）分别包括两个端部，所述两个端部包括能够与静触点（320）的接触区域（37、39）配合的接触区域（36、40）。

7.根据前述权利要求中任一项所述的单极开关单元，其特征在于：

-第二分支（332）的接触区域（36）包括接触垫，以及

-设计成与第二分支（332）的接触区域（36）接触的静触点（320）的接触区域（37）包括接触垫。

8.根据权利要求6或7所述的单极开关单元，其特征在于，第一分支（331）的接触区域（40）和设计成与第一分支（331）的接触区域（40）接触的静触点（320）的接触区域（39）分别覆盖有银（Ag）或银碳（AgC）层。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的单极开关单元，其特征在于，动触点保持件（38）包括磁体U（55），其具有两个分支，布置成使得它们在运动方向（Z）上延伸，以包围至少部分的第一分支（331）。

10.一种包括至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的单极开关单元（80）的开关装置（1），其特征在于，其包括相单元（100），所述相单元（100）包括由作用于单一相单元（80）的致动装置（34）上的致动单元（200）控制的至少一个单极开关单元（80），用于同步控制触点（320、330）的打开。