CN107949962B - 用于配电板的开关元件和配有这种开关元件的配电箱 - Google Patents

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Abstract

用于配电板的开关元件，该配电板包括配电条(13)和支撑板(14)，配电条(13)固定在支撑板上。开关元件包括线圈、在所述线圈的作用下可动的触头，所述触头可移动地安装在腔室(20)中。所述腔室包括两个部分(21，22)，该两个部分用于以可动触头(17)作用在所述配电条上的方式安装在所述配电板(P)上，所述腔室(20)配置有固定到所述配电条(13)或所述支撑板(14)的装置，接触器是通过所述腔室(20)固定到所述配电板(P)上的不可移动接触器。

Description

用于配电板的开关元件和配有这种开关元件的配电箱
本发明一般涉及配电箱，尤其涉及一种用于这种配电箱的开关元件，特别是用于航空器的配电箱的开关元件。
航空器通常具有供电系统，该供电系统尤其包括主配电电路。该主配电电路可以保护来自内部电源或外部电源的电功率，并将电功率分配到工作负载或航空器的其它配电箱，该内部电源例如为发电机或电池。
主配电电路通常包括电源部分和控制部分。
电源部分使用配电箱，该配电箱通常包括配电板，该配电板包括安装在支撑板表面上的一个或多个配电条，且该配电条分配由发电机提供的电功率。配电板上安装有诸如开关元件的配电元件，并且配电元件根据其断开或接通状态，允许或拒绝其上安装有所述配电元件的配电条中的电功率通过、或者可以将所接收的电能切换到另一配电条或另一配电箱。
图1示出了根据现有技术的用于航空器的配电箱结构的示例。
可以看出，配电箱主要包括配电板P以及一个或多个开关元件，该配电板P包括安装在支撑板2上的一个或多个导电的配电条1，该一个或多个开关元件根据其断开或接通状态切换配电条1中的电功率，且在这种情况下该一个或多个开关元件为接触器3。
可以看出，开关3装配有连接条4，开关3先以电力紧固件5的方式通过连接条4安装在配电板P上，电力紧固件5包括设置在连接条4上的螺钉6和设置在支撑板2上的浮动螺母7。
开关3的断开或接通状态由电缆线8运载的信号控制。
开关3在其内部包括线圈(未示出)，该线圈作用在导电的可动触头9上，该可动触头9装配有导电的接触垫10，该接触垫10用于在开关元件的接通位置(图2)处接合设置在连接条4上的相应的垫11。
这种安装是有优点的，因为这种安装在因存在开关元件而允许功率切换时，允许在配电箱内携载相对较大的功率。
考虑到用于生成航空器的供电网络的大量配电箱，该连接条和该电力紧固件的存在明显增加了主配电电路的配电箱的质量、体积和制造成本。
由于航空器的机载网络配备有大量的这样的配电箱，因此，可以理解的是，该类型的安装具有相对较大的质量、体积和相对较高的制造成本。
因此，本发明的目的是克服该缺点。
因此，根据第一方面，本发明的目的是一种用于配电板的开关元件，所述配电板包括配电条和支撑板，所述配电条固定在所述支撑板上，所述开关元件包括线圈和在所述线圈的作用下可动的触头，所述触头安装在腔室中，尤其是，该触头可移动地安装在该腔室中。
另外，腔室包括第一部分和第二部分，这两个部分用于安装在配电板上，使得可动触头作用在所述配电条上。
所述腔室装配为固定在所述配电条上或所述支撑板上，所述接触器是通过所述腔室固定在所述配电板上的不可移动接触器。
因此，通过将开关元件的腔室直接安装在配电板上，避免使用连接条和电力紧固件，这可以减少这类安装的质量、体积和制造成本。
有利地，腔室配置为固定在所述配电条上或所述支撑板上。
有利地，接触器是通过所述腔室固定在所述配电板上的不可移动接触器。
在一个实施例中，所述线圈在闭合时在可动触头上施加拉力，所述可动触头作用在所述配电条的面向所述支撑板的表面上。
有利地，所述腔室的第二部分从所述支撑板突出。
在另一个实施例中，所述线圈在闭合时在所述可动触头上施加推力，所述可动触头作用在所述配电条的背离所述支撑板的表面上。
有利地，可动触头能在所述腔室的第二部分中移动，或者在所述腔室的位于所述配电板上部的第一部分中移动。
有利地，第一部分和第二部分是开放的并且相互组装。
有利地，所述第一部分用于固定在所述配电条上，所述第二部分在所述支撑板中以节约制造的方式被固定在所述第一部分上，从而封闭腔室。
有利地，所述第一部分安装在所述配电条的外表面上，所述第二部分在所述开关元件的下面插在所述配电条的两个部分之间。
根据另一方面，本发明涉及一种配电箱，所述配电箱包括配电板和至少一个开关元件；所述配电板包括至少一个配电条、以及支撑板，所述至少一个配电条安装在所述支撑板上；所述开关元件包括线圈、在所述线圈的作用下可动的触头、以及内部安装所述触头的腔室，所述腔室包括第一部分和第二部分，所述两个部分用于安装在所述配电板的任一侧上，使得所述可动触头作用在所述配电条上。
在一个实施例中，所述配电板包括固定在所述支撑板上的冷却装置。
例如，该冷却装置包括用于循环冷却气体或冷却流体的密封外壳。
所述配电箱还可包括电插件，所述电插件安装在所述配电条上，并包括导电轨(track)和用于电连接所述电插件的装置。
有利地，电插件包括组件，所述组件具有至少一个部件和/或电压分接头和/或温度传感器。
通过参考附图阅读仅以非限制性示例方式给出的以下描述，本发明的其它目的、特征和优点将变得显而易见，其中：
-图1和图2示意性地示出了根据现有技术的配电箱的组成，图1和图2已被提到；
-图3示出了根据本发明的配电箱的结构；
-图4和图5示出了图3的配电箱的其它示例性实施例；
-图6和图7示出了根据本发明的配电箱的具体实施例。
首先将参考图3，图3示出了根据本发明的配电箱的示例性实施例，该配电箱由通用数字标号12表示。
如同现有技术，配电箱12包括配电板P，配电板P包括一个或多个导电的配电条13或总线条，以及开关元件15。配电条13或母线安装在支撑板14上，支撑板14由电绝缘材料制成，电绝缘材料在这里是环氧树脂，并且对于每个配电条13，开关元件15由固定在配电板上的开关构成。开关元件15可为接触器。
配电条13可以通过任何适当的方式安装在支撑板14上。例如，为了改善热交换，使用铆钉或者通过导电粘合剂将配电条13安装在支撑板14上。
图3中可看出，每个接触器15包括放置在盒16中的线圈(未示出)、以及触头17，该线圈由线25控制和供电，触头17在线圈的作用下在接触器的断开位置和接触器的接通位置之间可移动。
在这方面，可动触头17包括可选的导电接触垫18，该接触垫18用于在接触器的接通位置上与相应的接触垫19配合，该接触垫19也是可选的，接触垫19设置在配电条13上，与设置在可动触头17上的接触垫18相对。
在这种情况下，可动触头17安装在腔室20中，接触器15通过该腔室安装在配电板上。
腔室20被制造成两个部分且包括第一部分21和第二部分22，这两个部分是开放的并且相互组装。
第一部分21用于固定在配电条13上，例如通过粘合固定在配电条13上，第二部分22在支撑板14中以节约制造的方式，被固定在第一部分21上，从而封闭腔室20。
因此，由配电条上的腔室20固定的接触器是“非线性可更换单元(non-LineReplaceable Unit，non-LRU)”不可移动接触器，该不可移动接触器可以去除传统使用的紧固外加螺钉。
而且，去除这些螺钉是进一步有利的，因为这些螺钉形成导电元件且配电箱外部的导电物体可以与该导电元件接触而产生短路。
因此，与现有技术中接触器装配有通过电力紧固件固定到配电板上的连接条不同，可动触头17可在其内部移动的腔室20被固定在配电条13上，这可以显著降低配电箱的制造成本、体积和质量。
在图3的实施例中，线圈在触头闭合的情况下在可动触头17上施加拉力，这样，配电条13面向支撑板14的表面上固定有导电垫，该导电垫接纳由可动触头携带的接触垫18。
因此，腔室20的第二部分22从支撑板14突出。
参见图4，为了进一步减小配电箱在支撑板14侧面上的体积，线圈16在触头闭合的情况下在可动触头17上施加推力，接触垫19安装在配电条13背离支撑板14的表面上。
因此，虽然在图3的实施例中，可动触头可以在腔室的第二部分22中移动，但是在图4的实施例中，可动触头17可以在腔室在配电板P的顶部上的第一部分21中移动。
在该实施例中，腔室的第二部分22被固定在配电条13上。由于这种布置，腔室20不再从支撑板14突出。
根据一个替代方案，从图5中可以看出，通过使第一部分21和第二部分22安装在配电板P的同一侧上，能够方便组装。第一部分21安装在配电条13的外表面上，同时另一部分22在开关元件下面插入在配电条13的两个部分13a和13b之间，基本上作为延续部分并处于配电条13的两个部分13a和13b的平面中。
然而，应指出的是，腔室20根据其它布置安装在配电板上时没有偏离本发明的范围。应指出的是，在该方面，腔室可以安装在配电条上或支撑板上。
参见图6，在与上面参考图3和4描述的替代方案中的任一个兼容的实施例中，配电箱可以装配有布线的电插件(routed electric card)23，布线的电插件23覆盖导电条13。布线的电插件23包括导电轨(未示出)，使得可以将开关15与一个或多个连接器24相连接，该一个或多个连接器24例如通过一个或多个电缆26连接到配电板外部。
在该实施例中，在图3的实施例中为线圈供电的线25可以省略，其中在这种情况下，来自供电连接器24的对线圈的控制和供电可以通过布线的电插件实现，该供电连接器24与用于线圈的、安装在布线的电插件上的控制和供电引脚27通信。
接触器15的断开或接通状态还在连接器24处复制(copy)，并可以通过电缆26供电到外部电子电路。
布线的电插件23还允许多个部件30的表面布线。这些部件可以是例如光耦合部件、晶体管、二极管或用于调制线圈中流动的电流的部件。
布线的电插件23还可以在配电板P中将由布线的电插件的导电轨连接的一组传感器或电压分接头结合到连接器24，以便将信息传递到与配电箱操作有关的外部电子电路。
例如，这些传感器或电压分接头可以是设置在布线的电插件23表面上的温度传感器31，或者是设置在开关元件两侧的、布线的电插件23与配电条13接触的表面上的电压分接头32和33。还可以在一个部件或每个部件30的下方，在布线的电插件23和支撑板14之间设置孔34。
最后参见图7，在尤其与参照图4描述的实施例兼容的实施例中，配电箱可以装配有被固定在支撑板14上的冷却装置28。
在图示的示例性实施例中，冷却装置28包括例如由铝制成的密封外壳，冷却气体或冷却液体在该密封外壳中流动，该冷却气体或冷却液体例如水或乙二醇、或水和乙二醇的混合物。这种外壳可以放置在支撑板的任一侧。
应注意的是，如图所示，该外壳可以设置成例如与腔室22反向延伸，或者在腔室的位置处被中断。
在一替代方案中，还可以以支撑板上的钎焊散热器形式制造这种冷却装置，或者通过制造中空结构形式的配电条来制造这种冷却装置，该中空结构允许冷却气体或冷却流体的流动。

Claims (16)

1.一种用于配电板的开关元件，所述配电板包括配电条(13)和支撑板(14)，所述配电条固定在所述支撑板上并且包括分离的两个部分(13a，13b)，所述开关元件包括线圈和在所述线圈的作用下可动的触头(17)，所述触头(17)可移动地安装在腔室(20)中，其特征在于，所述腔室包括用于安装在配电板(P)上的第一部分(21)和第二部分(22)，使得可动的触头(17)作用在所述配电条上，所述腔室(20)配置为固定在所述配电条(13)上或所述支撑板(14)上，接触器是通过所述腔室固定在所述配电板(P)上的不可移动接触器，所述接触器直接安装在所述配电板(P)上使得所述可动的触头(17)能够电连接所述配电条的两个部分(13a，13b)。
2.根据权利要求1所述的开关元件，其中，所述第一部分(21)和所述第二部分(22)的相面对的端部是开放的，并且相互组装在一起以形成封闭的腔室(20)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的开关元件，其中，所述第一部分(21)用于固定在所述配电条(13)上，所述第二部分(22)在所述支撑板中被固定在所述第一部分(21)上，从而封闭所述腔室(20)。
4.根据权利要求1所述的开关元件，其中，所述第一部分(21)安装在所述配电条(13)的外表面上，并且所述第二部分(22)在所述开关元件的下面插在所述配电条(13)的两个部分(13a，13b)之间。
5.根据权利要求1所述的开关元件，其中，所述线圈在闭合时在可动的触头上施加拉力，所述可动的触头作用在所述配电条(13)的面向所述支撑板(14)的表面上。
6.根据权利要求1所述的开关元件，其中，所述腔室(20)的第二部分(22)从所述支撑板(14)突出。
7.根据权利要求1所述的开关元件，其中，所述线圈在闭合时在所述可动的触头上施加推力，所述可动的触头作用在所述配电条(13)的背离所述支撑板(14)的表面上。
8.根据权利要求1所述的开关元件，其中，所述可动的触头(17)能在所述腔室的第二部分(22)中移动，或者在所述腔室的位于所述配电板(P)上部的第一部分(21)中移动。
9.根据权利要求8所述的开关元件，其中，所述可动的触头(17)能在所述腔室的第二部分(22)中移动，所述可动的触头(17)安装在所述第二部分(22)中。
10.根据权利要求8所述的开关元件，其中，所述可动的触头(17)能在所述腔室的位于所述配电板(P)上部的第一部分(21)中移动，所述可动的触头(17)安装在所述第一部分(21)中。
11.一种配电箱，所述配电箱包括配电板(P)和至少一个如前述权利要求中任一项所述的开关元件(15)，所述配电板(P)包括至少一个配电条(13)、以及支撑板(14)，所述至少一个配电条安装在所述支撑板上。
12.根据权利要求11所述的配电箱，其中，所述腔室(20)包括第一部分(21)和第二部分(22)，所述第一部分(21)和第二部分(22)用于被安装在所述配电板(P)的任一侧上，使得可动的触头(17)作用在所述配电条(13)上。
13.根据权利要求11或12所述的配电箱，其中，所述配电板包括固定在所述支撑板上的冷却装置(28)。
14.根据权利要求13所述的配电箱，其中，所述冷却装置包括用于循环冷却气体或冷却流体的密封外壳。
15.根据权利要求11所述的配电箱，所述配电箱包括电插件(23)，所述电插件(23)安装在所述配电条上，并包括导电轨、用于将所述连接插件电连接到接触器的装置、以及将所述连接插件电连接到所述配电条的电子电路的装置。
16.根据权利要求15所述的配电箱，其中，所述电插件包括组件，所述组件包括电压分接头和/或温度传感器。
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