CN104143455B - 一种多功能无弧开关及实现无弧闭合与断开的措施 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多功能无弧开关及实现无弧闭合与断开的措施。属于工业电气控制器件，具体是控制电路的开关及实现其功能的方法。通过新的线路结构组成，实现开关工作时无弧闭合与断开，避免产生拉弧及其所造成的危害。本发明由主触头、集成控制单元、辅助触头和线圈构成。当线圈得电时集成控制单元先导通，主回路电流从此通过，此时主触头无电流通过，随后主触头无弧闭合，主触头向负载供电，集成控制单元自动断开，实现开关的无弧闭合。工作结束后，线圈失电，主触头开始断开的同时集成控制单元导通，主触头上无电流通过，随即断开，随后集成控制单元断开，主触头断开时其上已无电流通过，实现了开关的无弧断开。本发明用于电路系统的控制线路。
Description
技术领域
本发明涉及工业电器控制器件，特别涉及控制电路的开关及其实现其功能的方法。
背景技术
开关是工业电气控制中常用的控制元件，广泛应用于各类控制电路。实际应用过程中，开关闭合或断开时会产生拉弧现象，从而造成极大的危害。表现在：(1)电弧的存在延长了电路出现故障时开关闭合与断开的时间，加重了电路系统短路故障的危害；(2)电弧产生的高温，会使触头表面熔化和蒸化，烧坏绝缘材料，严重影响带载能力；(3)由于电弧在电动力和热力作用下能移动，很容易造成飞弧短路和伤人，给用电电路带来种种安全隐患，如着火、爆炸等事故。现有开关采取的灭弧措施是将灭弧介质及灭弧材料依不同的特性制成相应的灭弧装置，这类装置的缺点是结构复杂，对灭弧部位材料性能要求高，制造成本高、而灭弧效果还不理想。另外现有的开关无防爆功能，所用防爆开关均为专用开关，结构复杂、体积大，应用不便。现有开关的另一个缺点是只具有闭合与断开功能，无故障分断作用，因而安装开关的电路系统中，都要加装断路器，这既增加了成本，又使整个电路系统的安全性和可靠性降低。
中国专利申请“以智能有触点交流单相开关为基础的多功能开关”，公开号为CN102157912.A是以有触点过零投切的交流单相多功能模块组成的，每个模块都包括：一个微控制器、三相电力系统的三相电压、若干个单向开关以及由它控制的对象等，这是一个由多部件组成的控制系统，不能作为单独的开关元件使用。
综上所述，现有的开关实现其功能的原理复杂、使用电子元件多、理论上可行，但存在诸多缺陷，要转化为开关产品难度很大，因而不能适应现代化工业生产的需要，本发明的技术是以填补此项空白。
发明内容
为克服现有开关的缺点，本发明提供一种既有开关功能，又有断路器功能，且实现无弧动作的多功能无弧开关及实现无弧闭合与断开的措施，以适应工业电器控制电路的要求。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现，多功能无弧开关包括触头、控制元件，所述触头有主触头和辅助触头，与主触头并联有集成控制单元，开关结构内安装有辅助触头和线圈，线圈一端接辅助回路的开关，一端通过辅助触头与集成控制单元相联，触头、集成控制单元和线圈构成完整的开关产品。
本发明实现无弧闭合与断开的措施是：开关的闭合：由电路系统的辅助回路给开关的线圈供电，线圈得电时，通过辅助触头使集成控制单元先导通，此时主触头上无电流通过，随后控制单元使主触头闭合，系统的主回路通过主触头向负载供电，主触头正常工作后，集成控制单元自动断开，由于主触头是在没有电流通过的状态下闭合的，故实现了开关的无弧闭合；开关的断开，使线圈失电，主触头开始断开的同时，使集成控制单元导通，主触头上无电流通过，随即自动断开，主触头断开后，集成控制单元在电流过零时自动断开，由于主触头断开时，其上已无电流通过，从而实现开关的无弧断开。
本发明的集成控制单元在电路系统出现过流、过压、欠压、缺相时能及时分断，使主触头迅速断开，起到断路器的作用，实现对电路系统的保护功能。
和现有同类产品比较，本发明的有益效果如下：1、由于实现了无弧闭合与断开，触头的触点大大减小，同时省去银触点，极大地降低了成本；2、由于实现了无弧闭合与断开，可减小触头的开合间距，这样吸合线圈及铁芯的体积同样减小，使得铁芯闭合平稳可靠，闭合后无噪音；3、由于实现了无弧闭合与断开，触头的触点不易烧损，使开关使用寿命显著提高；4、由于实现了无弧闭合与断开，能够在防火、防爆场合使用，以代替防爆开关；5、当电路系统出现过流、过压、欠压、缺相时能自动断开，起到断路器的作用，在电路系统设计时可省去断路器，既简化了电路，又节省成本；6、开关在制作时将控制单元封装成一个集成块，装于开关结构内，形成一完整产品，使用时直接装于电路系统，简单方便；7、由开关内部构件实施开关的无弧动作，因而实现开关的无弧闭合与断开的措施易行可靠。综上所述，本发明结构紧凑、体积小、构造简单成本低、性能稳定寿命长，是现有开关升级换代的优选产品。
附图说明
图1为多功能无弧开关线路原理图。
图面说明：
图中：1-主触头 2-集成控制单元 3-线圈 4-负载 5-辅助触头
具体实施方式
下面说明本发明的具体实施方式，多功能无弧开关包括触头1、集成控制单元2、线圈3、辅助触头5，主触头1为电路系统中向负载4供电的主回路部件，集成控制单元2是由集成控制单元封装的集成块，装于开关结构内，开关结构内装有辅助触头5和线圈3，线圈3一端接辅助回路的电源开关，另一端通过辅助触头5与集成控制单元2相联，线圈3从辅助回路得电，使开关开始工作，主触头1、集成控制单元2、线圈3、辅助触头5构成完整的开关产品，装于电路系统中。
本发明无弧闭合与断开的功能是通过开关结构组成元件协同工作来实现的。要开关闭合时，闭合辅助回路电源开关，线圈3从电路系统的辅助回路得电，通过辅助触头5使集成控制单元2先导通，主回路电流从此通过，此时主触头1上无电流通过，随后控制单元使主触头1闭合，系统的主回路通过主触头1向负载4供电，主触头1正常工作后，集成控制单元2自动断开，主触头1在没有电流通过的状态下闭合，闭合过程不会产生拉弧，从而实现了开关的无弧闭合。要开关断开时，断开辅助回路开关，使线圈3失电，主触头1在控制单元作用下开始断开，与此同时集成控制单元2导通，主触头1上便没有电流通过，随即断开，主触头1断开后，集成控制单元2在电流过零时自动断开，由于主触头1断开时其上已无电流通过，从而实现开关的无弧断开。
Claims (3)
1.一种多功能无弧开关，包括触头、控制元件，其特征在于触头有主触头(1)和辅助触头(5)，与主触头(1)并联有集成控制单元(2)，多功能无弧开关结构内安装辅助触头(5)和线圈(3)，线圈(3)一端接辅助回路的开关，另一端通过辅助触头(5)与集成控制单元(2)相联，触头、集成控制单元和线圈构成完整的多功能无弧开关产品；所述主触头在闭合时，由电路系统的辅助回路给多功能无弧开关的所述线圈(3)供电，所述线圈(3)得电时通过所述辅助触头(5)使所述集成控制单元(2)先导通，所述集成控制单元控制所述主触头(1)闭合，所述电路系统的主回路通过所述主触头(1)向负载(4)供电；所述主触头正常工作时，所述集成控制单元(2)自动断开；所述主触头断开时，所述线圈(3)失电，所述主触头(1)开始断开的同时，使所述集成控制单元(2)导通，主触头(1)上无电流通过，随即自动断开，主触头断开后，集成控制单元(2)在电流过零时自动断开；所述集成控制单元(2)在电路系统出现过流、过压、欠压、缺相时及时分断，使主触头迅速断开，起到断路器的作用，实现对电路系统的保护功能。
2.根据权利要求1所述的多功能无弧开关，其特征在于集成控制单元(2)为集成控制单元封装的集成块。
3.一种多功能无弧开关实现无弧闭合与断开的方法，其特征在于要使多功能无弧开关闭合时，由电路系统的辅助回路给多功能无弧开关的线圈(3)供电，线圈(3)得电时通过辅助触头(5)使集成控制单元(2)先导通，此时主触头(1)上无电流通过，随后所述集成控制单元使主触头(1)闭合，所述电路系统的主回路通过主触头(1)向负载(4)供电，主触头(1)正常工作后，集成控制单元(2)自动断开，由于主触头(1)是在没有电流通过的状态下闭合的，故实现多功能无弧开关的无弧闭合；要使多功能无弧开关断开时，使线圈(3)失电，主触头(1)开始断开的同时，使集成控制单元(2)导通，主触头(1)上无电流通过，随即自动断开，主触头断开后，集成控制单元(2)在电流过零时自动断开，由于主触头(1)断开时，其上已无电流通过，从而实现多功能无弧开关的无弧断开；所述集成控制单元(2)在电路系统出现过流、过压、欠压、缺相时及时分断，使主触头迅速断开，起到断路器的作用，实现对电路系统的保护功能。
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