CN107424874A - 单相智能总线驱动磁保持交流接触器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单相智能总线驱动磁保持交流接触器，属一种交流接触器，包括壳体，壳体上安装开关拨柄，壳体内部有动触臂支架，动触臂支架上安装有金属动触臂，动触臂支架与开关拨柄的端部相连接，金属动触臂的下端与金属定触臂相对应，金属定触臂也安装在壳体的内部，金属定触臂与金属动触臂的接触面上均设有合金接触点；单相智能总线驱动磁保持交流接触器不是电保而是磁保持其工作状态，所以持通过拔动延伸至壳体外的拨柄必要时超越系统程控实现就地人工操控干预，也避免了控制系统停止工作时接触器无法工作带来的缺陷；单相智能总线驱动磁保持交流接触器自身带有开关驱动功能，实现驱动和执行一体化，减少了安装位置及烦琐的安装接线等。

Description

单相智能总线驱动磁保持交流接触器

技术领域

本发明涉及一种交流接触器，更具体的说，本发明主要涉及一种单相智能总线驱动磁保持交流接触器。

背景技术

目前，照明和一些生活用电使用的交流接触器都是电保持的，这种电保持交流接触器都是三相三线制可三相四线制，常用来控制电动机等交流电器在设备，而单相的照明或生活用电没有远控功能的单相交流接触器，也没有类似带安全保护的接触器，而且常规的交流接触器在无驱动电源情况下无法手动超驰控制其通断开关，并且无法在起到超负载安全保护，且接线复杂，因此有必要针对此类接触器的结构做进一步的研究和创造。

发明内容

本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种单相智能总线驱动磁保持交流接触器，以期望解决现有技术中交流接触器在无驱动电源情况下无法手动超驰控制其通断开关，且在无外配驱动器的情况下本身不具有远程遥控功能等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种单相智能总线驱动磁保持交流接触器，包括壳体，所述壳体上安装有开关拨柄，壳体的内部设有动触臂支架，所述动触臂支架上安装有金属动触臂，所述动触臂支架与开关拨柄的端部相连接，所述金属动触臂的下端与金属定触臂相对应，金属定触臂也安装在壳体的内部，所述金属定触臂与金属动触臂的接触面上均设有银氧化锡合金接触点，所述金属动触臂与金属定触臂用于分别接入外部负载电缆的两个接线端子；所述壳体的内部还安装有触发线圈，所述触发线圈的内部安装有运动铁芯，所述运动铁芯的端部与动触臂支架相连接，所述触发线圈的外侧还安装有永磁铁，所述永磁铁的外部还安装有导磁铁板；所述触发线圈通过线圈驱动电路接入主处理器，所述主处理器还接入电源信号分离电路，所述电源信号分离电路分别接入无极性总线端口与电源处理电路；所述触发线圈与主处理器也分别接入电源处理电路；所述主处理器与触发线圈之间还安装有微动行程开关。

作为优选，进一步的技术方案是：所述金属定触臂上还安装有电流采集装置，所述电流采集装置通过电流采集电路接入主处理器。

更进一步的技术方案是：所述合金接触点的材质是银氧化锡合金；且所述金属动触臂与金属动触臂均分别接入外部负载电缆的两个接线端子。

更进一步的技术方案是：所述主处理器、电源处理电路与微动行程开关安装在第一线路板上，所述电源信号分离电路、电流采集电路与无极性总线端口安装在第二线路板上，所述第一线路板与第二线路板均安装在壳体的内部，且所述第一线路板与第二线路板之间进行电连接。

更进一步的技术方案是：所述壳体上设有2芯接线端子，所述无极性总线端口接入所述2芯接线端子。

更进一步的技术方案是：所述主处理器的内部设有负载电流阈值，用于由电流采集装置采集当前金属定触臂与金属动触臂之间接触点的负载电流值，并传输至主处理器，由主处理器判断当前负载值是否超出负载电流阈值，如判断结果为是，则向线圈驱动电路输出控制关断指令使金属动触臂上的合金接触点离开金属定触臂。

更进一步的技术方案是：所述主处理器还用于通过电源信号分离电路接收远端控制器或服务器发出命令，进而通过线圈驱动电路控制行程微动开关的断开与闭合；并将当前金属定触臂与金属动触臂的接触状态以及负载电流值由电源信号分离电路传输至远端控制器或服务器。

更进一步的技术方案是：金属动触臂与动触臂支架之间还安装有弹簧体。

更进一步的技术方案是：所述壳体的下部设有C型卡槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要为：

1、单相智能总线驱动磁保持交流接触器不是电保而是磁保持其工作状态的，所以持通过拔动延伸至壳体外的拨柄必要时可超越系统程控实现就地人工操控干预，也避免了控制系统停止工作时接触器无法工作带来的缺陷；

2、单相智能总线驱动磁保持交流接触器自身带有开关驱动功能，无需外总驱动模块对其控制驱动，实现驱动和执行一体化，减少了安装位置及烦琐的安装接线等；

3、单相智能总线驱动磁保持交流接触器增加了辅助控制功能，如开关分合状态、负载电流大小测量、电流过载保护、跳闸报警等；

4、单相智能总线驱动磁保持交流接触器主处理器通过电源信号分离电路接入总线端口，无极性通信总线避免了安装时布线的复杂问题，因为总线除了传输数字通信信号外还配有24V-36V AC/DC链路电源，提供了单相智能总线驱动磁保持交流接触器工作电源，使用极为简单；

5、单相智能总线驱动磁保持交流接触器具有正常工作负载电流整定功能，在负载电流超过其整定电流阀值或负载短路时立即关断负载供电，并发出报警信号给远端控制系统。

附图说明

图1为用于说明本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为用于说明本发明一个实施例的内部结构示意图；

图3为用于说明本发明一个实施例的电路连接结构示意框图；

图中，1为壳体、2为开关拨柄、3为金属定触臂、4为金属动触臂、5为弹簧体、6为触发线圈、7为运动铁芯、8为永磁铁、9为导磁铁板、10为电流采集装置、11为第一线路板、12为第二线路板、13为接线端子、14为C型卡槽、15为触臂支架、16为金属动触臂的合金接触点、17为金属定触臂的合金接触点。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

参考图1与图2所示，本发明的一个实施例是一种单相智能总线驱动磁保持交流接触器，包括壳体1，在壳体1上活动安装一个开关拨柄2，然后在壳体1的内部安装动触臂支架15，在动触臂支架15上安装有金属动触臂4，将前述动触臂支架15与开关拨柄2相连接，该金属动触臂4的下端与金属定触臂3相对应；而前述的金属定触臂3也需安装在壳体1的内部；此外，前述金属定触臂3与金属动触臂4的接触面上均设有合金接触点；该合金接触点最好采用银氧化锡合金的材质制成，通过较大的触点，使其能承受最高380V、20A的交流电源开关控制，而金属动触臂4与金属定触臂4可参考导体的常规材质，采用铜加工制成；前述的金属动触臂4与金属定触臂3的作用是分别接入外部负载电缆的两个接线端子；

正如图2中所示出的，在上述壳体1的内部还需安装一个触发线圈6，该触发线圈6的内部安装有运动铁芯7，该运动铁芯7的端部需与动触臂支架15相连接，动臂支架延伸至壳外的超驰开关拨柄2为一体，该触发线圈6的外侧还安装有永磁铁8，再在永磁铁8的外部安装导磁铁板9；通过前述的结构，前述的结构，在触发线圈6接入单脉冲电源后，产生瞬间电磁场，使其内部的运动铁芯7产生位移运动，不同方向的脉冲电流使运动铁芯发生不同的运动方向，进而推动动臂支架15及动触臂发生联动，实现动触点16和定触点17分合运动，并且联动开关拨柄2前后运动，以示开关位置状态，然后在一些情况下由人为手动拔动拨柄2带动金属动触臂4前后移动，直接使动触点16和定触点17分合运动，实现人为就地超驰控制。

结合图3所示，上述触发线圈6通过脉冲电流驱动动触臂运行，动臂支架和铜质动、定触臂及合金触点及手动超驰开关等构成主要机电执行机构，触发线圈6通过运程开关切换脉冲电流方向，使运动铁芯7推拉式往复动作，其脉冲的是由脉冲触发电路和主处理器CPU根据控制系统传送的指令分析运算后发生，电路将行程开关位置作为开关状态返馈给主处理器。具体来说，主处理器根据指令产生一个脉冲，其脉冲触发了线圈6来推动铁芯动作，触发方向由行程开关进行切换，行程开关不受指令控制，是靠开关动作时由动触臂支架联动，所以无论程序出错还是电路故障，都不会导致线圈长时间通电产生发热造成不良后果，而行程开关位置被处理器采集，无论手动超驰还是指令脉冲触发开关的通断，系统都会识别正确的开关位置状态，另外，在定臂侧设有电流感应采集装置10，将负载电流产生的感应电压传送到主处理器进行分析运算，产生一个与负载电流大小一致的电流值。该主处理器将采集到的诸如开关位置、电流大小等数据通过总线返馈至控制系统进行监测。

上述的无极性总线端口可以理解为一个通信芯片或通信模块，通过通信芯片或通信模块来接入无极性总线，然后经电源信号分离电路将通信信号和电源分离电路，分离出来的通信信号送入主处理器中进行数据运算处理和执行其指令，分离出来的24V或36V电压通过电源处理电路进行整流滤波后提供电子元件和电磁线圈总线工作电源，其中，电源处理电路向触发线圈6提供的是脉冲电源，具体来说，电源进入电源处理电路，由电源处理电路再整流出24VDC和3.3VDC两种电源，所述3.3VDC电源提供给电子器件，如主处理器与通信芯片等器件的工作电源，24VDC进入线圈驱动电路，提供触发线圈6的工作电源。

进一步的，仍参考图2所示，上述第二线路板12装有一个4芯的总线接线端口13接无极性之分的双绞线，连接远端控制系统服务器，总线上除了双向传送数字通信信号外还提供了24V-36V AC/DC的链路电源， 智能总线驱动磁保持交流接触器将总线接入电源信号分离电路，然后将电源和通信信号分离电路，分离出来的数字信号接入主处理器（CPU）进行运算分析和处理并执行控制指令，分离出来的24VDC电源提供执行机构的脉冲电源，作为驱动能量，另外分离出的3.3V电源提供主处理器（CPU）及其他电路元件的工作电源，接线较为简便，无需复杂的布线。

再参考图2与图3所示，在本发明用于解决技术问题更加优选的一个实施例中，为提升接触器的智能化程序，充分利用主处理器的运算功能本实施例中增加了负载电流整定功能，其原理为在单相智能总线驱动磁保持交流接触器正常开状态时按下本体上的一个行程微动开关，系统开始记住其正常的工作电流并加上10%的冗余值作为保护阀值，主处理器还能识别初始电流和正常工作电流之区别，防止某些电器开启时初始电流过大引起的误动作，接触摸器在使用中一旦检测到负载电流超过该整定值时（也可能是负载短路），单相智能总线驱动磁保持交流接触器迅速断开触点，起到保护接触器和外部供电电路运行安全目的。

进一步的，上述的功能亦可采用如下的原理实现：在上述金属定触臂3上再安装一个电流采集装置10，电流采集装置10通过电流采集电路接入主处理器，电流采集电路将电流采集器10上的感应电流进行整流倍压处理后送入主处理器进行运算处理并将与负载电流大小一致的信号返馈至远端服务器，并且还可在主处理器的内部设置负载阈值，用于由电流采集装置10采集当前金属定触臂3与金属动触臂4之间接触点的负载值，并传输至主处理器，由主处理器判断当前负载值是否超出负载阈值，如判断结果为是，则向线圈驱动电路输出控制指令使金属动触臂4上的合金接触点离开金属定触臂3。进而通过主处理器实时判断金属动触臂与金属定触臂之间的负载是否过大，在负载超出预定值使及时断开两者的接触，可以充分的保护设备的使用安全。

在本实施例中，通过使绝缘的塑料动触臂支架延伸于壳体外的拨柄相配合，进而形成手动超驰开关，避免了当控制系统停止工作时接触器无法工作带来的缺陷。

根据本发明的另一实施例，正如图2所示，为便于将上述的各个电路集成在壳体1中，可在壳体1的内部再安装两块线路板，即图中所示的第一线路板11与第二线路板12，将上述的主处理器、电源处理电路与微动行程开关安装在第一线路板11上，再将电源信号分离电路、电流采集电路与无极性总线端口安装在第二线路板12上，并且前述的第一线路板11与第二线路板12之间进行电连接，以保证两块线路板上的各个电路能按照上述所描述的方式相互连接。

进一步的，仍参考图2所示，为使交流接触器在使用时接线更加方便，可再在上述壳体1上增设一个2芯接线端子13，将上述第二线路板12上的无极性总线2芯端口接入2芯接线端子13，进而可将控制线路接入该2芯接线端子13即可与无极性总线端口相连接，接线较为简便，无需复杂的布线；亦可通过系统数字通信指令直接驱动单相智能总线驱动磁保持交流接触器进行有效开关控制。

通过上述的无极性总线端口，可使得主处理器可直接接入远端的控制器或服务器，正如上述所提到的，可由主处理器通过电源信号分离电路接收远端控制器或服务器发出命令，进而通过线圈驱动电路控制行程微动开关的断开与闭合；并将当前金属定触臂3与金属动触臂4的接触状态以及负载值由电源信号分离电路传输至远端控制器或服务器。

参考图2所示，根据本发明的又一实施例，为使接触器在闭合时金属动触臂4与金属定触臂3的合金接触点具有足够的接触力，可再在金属动触臂4与动触臂支架15之间安装弹簧体5，亦可使得手动拨柄拨动使接触器闭合时，金属动触臂4能及时和金属定触臂3相接触，使电路导通。另外，为便于安装，可在上述壳体1的下部设置C型卡槽14，使单相智能总线驱动磁保持交流接触器能安装在通用的标准C型道轨上；通过前述C型卡槽14可实现卡装，适于安装在各类规格的控制盘或控制箱体内使用，且只用于控制单路的大功率用电装置，如照明，单相插座等。

在上述实施例的基础上，发明人还在单相智能总线驱动磁保持交流接触器侧面设置一个可直接操作的微动按键开关，该微动按键开关接入内部主处理器，按压后可通过本体上5个LED灯显示触通信地址，可以此设定或修改接触器通信地址，使以后维护替换时降低技术难度，提高了施工效率。

基于本发明上述的实施例，发明人认为还可对本发明做出如下改进：

1）智能触摸器总线采用普能双绞线，将各智能触摸器手拉手无极性的接线方式进行连接，主模块可通过寻址进行数据传输，便安装、接线极为方便，也可通过按压接触器侧面上一个微动按钮，让远端控制器读取模块地址并进行注册登记。

2）接触器输出端因直接接入高压负载，因此端口上设有一个隔离板和接头保护盖，以确保安装或操作人员人身安全。

3）接触器输出为独立的电源进出，避免由于电源不同相而产生高压短路现象。

4）不同于常规电保持交流接触器，智能总线驱动磁保持交流接触器具有手动超驰开关，直接分合接触器开关触点而无需驱动电源，也就是在二次回路出现故障时人工随时可手动开关接触器。

5）智能交流接触器开关状态和负载电流随时传送到控制系统服务器

6）在正常工作状态下通过微动按键开关可整定实时负载电流，整定完成后接触器将整定电流加上必要的系数进行永久保存，当负载电流超过其整定电流时接触器立即跳闸断电，起到保护设备之效果。

7）智能交流接触器外壳采用PBT+玻纤材料注塑，具有高阻燃和抗电弧的性能。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (9)

1.一种单相智能总线驱动磁保持交流接触器，包括壳体（1），所述壳体（1）上安装有开关拨柄（2），其特征在于：所述壳体（1）的内部设有动触臂支架（15），所述动触臂支架（15）上安装有金属动触臂（4），所述动触臂支架（15）与开关拨柄（2）的端部相连接，且所述金属动触臂（4）的下端与金属定触臂（3）相对应，金属定触臂（3）也安装在壳体（1）的内部，所述金属定触臂（3）与金属动触臂（4）的接触面上均设有合金接触点；所述金属动触臂（4）与金属定触臂（3）用于分别接入外部负载电缆的两个接线端子；

所述壳体（1）的内部还安装有触发线圈（6），所述触发线圈（6）的内部安装有运动铁芯（7），所述运动铁芯（7）的端部与动触臂支架（15）相连接，所述触发线圈（6）的外侧还安装有永磁铁（8），所述永磁铁（8）的外部还安装有导磁铁板（9）；

所述触发线圈（6）通过线圈驱动电路接入主处理器，所述主处理器还接入电源信号分离电路，所述电源信号分离电路分别接入无极性总线端口与电源处理电路；所述触发线圈（6）与主处理器也分别接入电源处理电路；所述主处理器与触发线圈（6）之间还安装有微动行程开关。

2.根据权利要求1所述的单相智能总线驱动磁保持交流接触器，其特征在于：所述金属定触臂（3）上还安装有电流采集装置（10），所述电流采集装置（10）通过电流采集电路接入主处理器。

3.根据权利要求1或2所述的单相智能总线驱动磁保持交流接触器，其特征在于：所述合金接触点的材质是银氧化锡合金；且所述金属动触臂（4）与金属动触臂（4）均分别接入外部负载电缆的两个接线端子。

4.根据权利要求2所述的单相智能总线驱动磁保持交流接触器，其特征在于：所述主处理器、电源处理电路与微动行程开关安装在第一线路板（11）上，所述电源信号分离电路、电流采集电路与无极性总线端口安装在第二线路板（12）上，所述第一线路板（11）与第二线路板（12）均安装在壳体（1）的内部，且所述第一线路板（11）与第二线路板（12）之间进行电连接。

5.根据权利要求4所述的单相智能总线驱动磁保持交流接触器，其特征在于：所述壳体（1）上设有2芯接线端子（13），所述无极性总线端口接入所述2芯接线端子（13）。

6.根据权利要求1所述的单相智能总线驱动磁保持交流接触器，其特征在于：所述主处理器的内部设有负载阈值，用于由电流采集装置（10）采集当前金属定触臂（3）与金属动触臂（4）之间接触点的负载电流值，并传输至主处理器，由主处理器判断当前负载值是否超出负载电流阈值，如判断结果为是，则向线圈驱动电路输出关断控制指令，使金属动触臂（4）上的合金接触点离开金属定触臂触点（3）。

7.根据权利要求1所述的单相智能总线驱动磁保持交流接触器，其特征在于：所述主处理器还用于通过电源信号分离电路接收远端控制器或服务器发出命令，进而通过线圈驱动电路控制行程微动开关的断开与闭合；并将当前金属定触臂（3）与金属动触臂（4）的接触状态以及负载电流值由电源信号分离电路传输至远端控制器或服务器。

8.根据权利要求1所述的单相智能总线驱动磁保持交流接触器，其特征在于：所述金属动触臂（4）与动触臂支架（15）之间还安装有弹簧体（5）。

9.根据权利要求1所述的单相智能总线驱动磁保持交流接触器，其特征在于：所述壳体（1）的下部设有C型卡槽（14）。