CN108666175B - 一种双磁路系统的接触器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了双磁路系统的接触器，包括：主触点磁路系统，被构造为触点密封腔体经过抽真空及充气处理的a触头系统，及与a触头系统配合安装能够用于驱动a触头系统的a电磁系统；辅触点磁路系统，安装在主触点磁路系统底部，包括b触头系统及与b触头系统配合安装的能够驱动b触头系统的b电磁系统。本发明的目的为提供一种双磁路系统的接触器，该接触器对主触点磁路系统与辅触点磁路系统分离设计，减轻磁路系统的负荷，提高主触点与辅助触点的接触压力，以提高接触器的寿命能力及可靠性。

Description

一种双磁路系统的接触器
技术领域
本发明属于接触器技术领域，具体地说，涉及一种双磁路系统的接触器。
背景技术
随着科技的发展，航天航空器件已经向多功能、多用途、智能化、集成化方向发展。带辅助触点监测功能的接触器作为航天航空领域应用的重要器件，广泛用于频繁地接通与分断交、直流大容量控制电路，为整机电源电路的切换提供了可靠的保证。
传统带辅助触点监测功能接触器都是采用一个磁路系统来驱动一个传动部分实现主触点与辅助触点的切换功能，因此会导致磁路系统负荷较重，主触点与辅助触点分配的触点压力较小，最终导致触点负载能力不够或寿命参数较少，因此提出一种新的接触器。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种双磁路系统的接触器，该接触器对主触点磁路系统与辅触点磁路系统分离设计，减轻磁路系统的负荷，提高主触点与辅助触点的接触压力，以提高接触器的寿命能力及可靠性。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
本发明的双磁路系统的接触器，包括：主触点磁路系统，被构造为触点密封腔体经过抽真空及充气处理的a触头系统，及与a触头系统配合安装能够用于驱动a触头系统的a电磁系统；辅触点磁路系统，安装在主触点磁路系统底部，包括b触头系统及与b触头系统配合安装的能够驱动b触头系统的b电磁系统。
本发明的双磁路系统的接触器，所述b电磁系统包括安装在b轭铁内的b励磁线圈，b励磁线圈的顶部及b励磁线圈形成的筒体上部设有b导磁体，b励磁线圈形成的筒体下部设有可移动的b衔铁，b导磁体与b衔铁之间形成有足够的间隙。
本发明的双磁路系统的接触器，所述b触头系统包括:安装在b电磁系统底部的板体及安装在b电磁系统运动部件上的b传动杆，板体底部安装有为a电磁系统及b电磁系统供电的电路模块，板体两侧设有绝缘柱体，传动杆贯穿板体及电路模块可上下移动安装，传动杆下部两侧设有推动块，每个推动块与绝缘柱体之间设有动簧片，绝缘柱体在动簧片的上下两侧分别安装有静簧片，静簧片的部分伸出至推动块与绝缘柱体之间，传动杆上下移动，使得动簧片分别与其上下两侧的静簧片接触。
本发明的双磁路系统的接触器，所述a触头系统包括：绝缘陶瓷材质构成的a筒体及贯穿安装在筒体顶部的a定触头，a筒体的底部安装有a密封板，a筒体内安装有一端穿过a密封板的a传动杆，a传动杆的上部安装有a动触头，a传动杆的上下移动能够使得a动触头与a定触头接触/分离，所述a筒体与a密封板及a传动杆构成密封腔体。
本发明的双磁路系统的接触器，所述a电磁系统包括安装在a轭铁内的a励磁线圈，a励磁线圈内安装有底部封闭的a套筒，a套筒内下部安装有可移动的a衔铁，上部固定安装有a铁心，a传动杆的下部安装在a衔铁上，a传动杆上安装有使得a传动杆回位的a弹性部件，a弹性部件为弹簧，设于a铁心与a衔铁之间，a励磁线圈的顶部设有a导磁体，a导磁体与a套筒焊接在一起组成导磁体部分。
本发明的双磁路系统的接触器，a触头系统的a筒体下端与a电磁系统的a轭铁上部通过a封接环连接。
本发明的双磁路系统的接触器，所述传动杆与板体或电路模块之间设有使得传动杆具有向下移动趋势的弹性部件。
本发明的双磁路系统的接触器，所述b轭铁部分卷至b励磁线圈的内壁，卷至b励磁线圈内壁的b轭铁高度不超过b衔铁的高度。
本发明的双磁路系统的接触器，所述a轭铁部分卷至a励磁线圈的内壁，卷至a励磁线圈的内壁的a轭铁的高度不超过a衔铁的高度。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1.通过将主触点磁路系统与辅触点磁路系统分离设计，减轻磁路系统的负荷，提高主触点与辅助触点的接触压力，以提高接触器的寿命能力及可靠性，主触点磁路系统的触头系统经过抽真空及充气密封处理，提高切换大负载的灭弧效果，同时抗振动、冲击性能好，性能稳定可靠，具有节能降耗的功能。
2.辅触点磁路系统的主要作用为信号监测与反馈功能，因此切换的负载电压、电流较小，触点在切换负载过程中电弧较弱，触点烧蚀较少，无需进行密封后抽真空充气处理，本发明将辅助触点部分与主触点部分完全分离，其由独立的b触头系统及b电磁系统，不与主触点磁路系统的触点部分联动，可避免高压负载与低压负载之间的相互干扰与影响，同时也可以减轻磁路系统负荷，提高触点压力，最终实现增强触点切换负载的能力及产品抗振动、冲击的性能。
3.采用了电路模块来为主触点磁路系统与辅触点磁路系统供电，这种电子式开关实现大电流启动，小电流保持的功能，避免了传统机械式启动系统的线圈体积、重量都较大以及机械式启动触点切换不可靠等缺点。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1为该接触器的剖面图；
图2为该接触器垂直于图1方向的剖面图；
图3为电路模块的结构图。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
如图1至2的双磁路系统的接触器，包括：
主触点磁路系统1，被构造为触点密封腔体经过抽真空及充气处理的a触头系统，及与a触头系统11配合安装能够用于驱动a触头系统11的a电磁系统12；辅触点磁路系统2，安装在主触点磁路系统1底部，包括b触头系统21及与b触头系统21配合安装的能够驱动b触头系统21的b电磁系统22。
所述b电磁系统22包括安装在b轭铁223内的b励磁线圈222，b励磁线圈222的顶部及b励磁线圈形成的筒体上部设有b导磁体221，b励磁线圈222形成的筒体下部设有可移动的b衔铁224，b导磁体221与b衔铁224之间形成有足够的间隙。所述b触头系统21包括:安装在b电磁系统22底部的板体211及安装在b电磁系统22运动部件上的b传动杆212，板体211底部安装有为a电磁系统12及b电磁系统22供电的电路模块225，板体211两侧设有绝缘柱体213，传动杆212贯穿板体211及电路模块225可上下移动安装，传动杆212下部两侧设有推动块214，每个推动块214与绝缘柱体213之间设有动簧片215，绝缘柱体213在动簧片215的上下两侧分别安装有静簧片216，静簧片216的部分伸出至推动块214与绝缘柱体213之间，传动杆212上下移动，使得动簧片215分别与其上下两侧的静簧片216接触。静簧片216之间互不通电。
辅触点磁路系统2整机使用中主要作用为信号监测与反馈功能，因此切换的负载电压、电流较小，触点在切换负载过程中电弧较弱，触点烧蚀较少，无需进行密封后抽真空充气处理，本发明将辅助触点部分与主触点部分完全分离。其由独自的传动部分、磁路部分及辅助触点部分组成，不与主触点部分联动，因此可以避免高压负载与低压负载之间的相互干扰与影响。同时也可以减轻磁路系统负荷，提高触点压力，最终实现增强触点切换负载的能力及产品抗振动、冲击的性能。
如图3所示，电路模块225为节能电路模块，电路模块225包括依次连接的整流滤波电路、输入电压监测电路、PIC微控制器、PWM调制输出模块、MOS管驱动电路、大功率MOS管，整流滤波电路还并联有与PIC微控制器连接的电源转换电路，整流滤波电路并联有与大功率MOS管连接的接触器线圈。接触器实际动作时的吸力与反力特性，设计控制电路时，使接触器动作开始阶段产生裕度较大的电磁吸力，让衔铁获得足够的加速度，缩短闭合时间；随着气隙的减小，吸力裕度逐渐减小，使可动部件在达到一定速度后匀速或减速闭合，把碰撞速度控制在一定范围内。在衔铁充分闭合后的保持阶段以PWM波方式减小线圈的平均电压，保证触头可靠接触的前提下实现节能。
通过采用控制和限定线圈的通电时间来减少触头运动的速度，降低触点弹跳。接触器上电吸合阶段的100ms左右的时间内，以较大占空比的波形电压施加在接触器线圈上，保证启动电流能够电磁铁产生足够的电磁吸力克服反力做功；100ms后通过PIC微控制器将线圈电压改为较小占空比的方波电压，将电路中MOS管处于窄脉宽通断状态从而降低线圈上的平均电压。并且输入电压越大，方波电压的占空比越小，构成线圈闭环反馈控制系统，在保证接触器可靠吸合的前提下实现线圈的恒功率控制，最大限度地节能降耗，使接触器处于低功耗状态。
电路设计以PIC微控制器为核心，采用具有过压保护功能的MIC5200-5.0BM低压差稳压器为PIC控制器供电，内部已校准的8MHz高频时钟振荡器作为时钟源。为提高产品自身的抗扰度，阻挡电源中的浪涌电流对产品的影响，在电源输入端设计了LC滤波电路。考虑到单片机在可能受到外界电磁场干扰的情况下误入编程状态而破坏内部软件程序，在电路设计时将其1脚和4脚短接，同时可使单片机以上电复位方式进入工作状态。电压采样电路实时采集输入电压的大小并反馈至单片机，由软件调整PWM波的占空比。接触器线圈由MOSFET开关管驱动。
所述a触头系统11包括：绝缘陶瓷材质构成的a筒体111及贯穿安装在筒体顶部的a定触头116，a筒体111的底部安装有a密封板114，a筒体111内安装有一端穿过a密封板114的a传动杆115，a传动杆115的上部安装有a动触头112，a传动杆115的上下移动能够使得a动触头112与a定触头116接触/分离，所述a筒体111与a密封板114及a传动杆构成密封腔体。
a电磁系统12包括安装在a轭铁121内的a励磁线圈122，a励磁线圈122内安装有底部封闭的a套筒123，a套筒内下部安装有可移动的a衔铁124，上部固定安装有a铁心127，a传动杆的下部安装在a衔铁124上，a传动杆上安装有使得a传动杆回位的a弹性部件125，a弹性部件125为弹簧，设于a铁心与a衔铁之间，a励磁线圈122的顶部设有a导磁体126，a导磁体与a套筒123焊接在一起组成导磁体部分。
a触头系统11的触点部分进行了独立密封设计，密封腔体进行抽真空及充气处理，由于a定触头116、a动触头112与其余零部件进行了分离，并且a触头系统11的触点部分不采用塑料零部件及线圈等易释放活性气体的零件，有利于a定触头116、a动触头112内部气氛控制，充气处理优选为惰性气体，a触头系统内没有空气或活性气体存在，提高产品在大负载时的灭弧效果及迅速灭弧的呢里，同时提高触头系统11的绝缘和耐压能力，提供其稳定的切换环境，减少氧化和腐蚀性。
a触头系统11的a筒体111下端与a电磁系统12的a轭铁121上部通过a封接环128连接。
所述传动杆212与板体211或电路模块225之间设有使得传动杆具有向下移动趋势的弹性部件217。弹性部件217为弹簧。
所述b轭铁223部分卷至b励磁线圈222的内壁，卷至b励磁线圈222内壁的b轭铁223高度不超过b衔铁224的高度。所述a轭铁121部分卷至a励磁线圈的内壁，卷至a励磁线圈的内壁的a轭铁121的高度不超过a衔铁的高度。以实现导磁和衔铁的导向作用。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (9)

1.一种双磁路系统的接触器，其特征在于，包括：
主触点磁路系统(1)，被构造为触点密封腔体经过抽真空及充气处理的a触头系统，及与a触头系统(11)配合安装能够用于驱动a触头系统(11)的a电磁系统(12)；
辅触点磁路系统(2)，安装在主触点磁路系统(1)底部，包括b触头系统(21)及与b触头系统(21)配合安装的能够驱动b触头系统(21)的b电磁系统(22)；所述b触头系统(21)包括:安装在b电磁系统(22)底部的板体(211)及安装在b电磁系统(22)运动部件上的b传动杆(212)，板体(211)底部安装有为a电磁系统(12)及b电磁系统(22)供电的电路模块(225)，板体(211)两侧设有绝缘柱体(213)，传动杆(212)贯穿板体(211)及电路模块(225)可上下移动安装，传动杆(212)下部两侧设有推动块(214)，每个推动块(214)与绝缘柱体(213)之间设有动簧片(215)，绝缘柱体(213)在动簧片(215)的上下两侧分别安装有静簧片(216)，静簧片(216)的部分伸出至推动块(214)与绝缘柱体(213)之间，传动杆(212)上下移动，使得动簧片(215)分别与其上下两侧的静簧片(216)接触。
2.根据权利要求1所述的双磁路系统的接触器，其特征在于，所述b电磁系统(22)包括安装在b轭铁(223)内的b励磁线圈(222)，b励磁线圈(222)的顶部及b励磁线圈形成的筒体上部设有b导磁体(221)，b励磁线圈(222)形成的筒体下部设有可移动的b衔铁(224)，b导磁体(221)与b衔铁(224)之间形成有足够的间隙。
3.根据权利要求1所述的双磁路系统的接触器，其特征在于，所述a触头系统(11)包括：a筒体(111)及贯穿安装在筒体顶部的a定触头(116)，a筒体(111)的底部安装有a密封板(114)，a筒体(111)内安装有一端穿过a密封板(114)的a传动杆(115)，a传动杆(115)的上部安装有a动触头(112)，a传动杆(115)的上下移动能够使得a动触头(112)与a定触头(116)接触/分离，所述a筒体(111)与a密封板(114)及a传动杆构成密封腔体。
4.根据权利要求1所述的双磁路系统的接触器，其特征在于，所述a电磁系统(12)包括安装在a轭铁(121)内的a励磁线圈(122)，a励磁线圈(122)内安装有a套筒(123)，a套筒内下部安装有可移动的a衔铁(124)，上部固定安装有a铁心(127)，a传动杆的下部安装在a衔铁(124)上，a传动杆上安装有使得a传动杆回位的a弹性部件(125)。
5.根据权利要求1所述的双磁路系统的接触器，其特征在于，a触头系统(11)的a筒体(111)下端与a电磁系统(12)的a轭铁(121)上部通过a封接环(128)连接。
6.根据权利要求1所述的双磁路系统的接触器，其特征在于，所述传动杆(212)与板体(211)或电路模块(225)之间设有使得传动杆具有向下移动趋势的弹性部件(217)。
7.根据权利要求2所述的双磁路系统的接触器，其特征在于，所述b轭铁(223)部分卷至b励磁线圈(222)的内壁，卷至b励磁线圈(222)内壁的b轭铁(223)高度不超过b衔铁(224)的高度。
8.根据权利要求4所述的双磁路系统的接触器，其特征在于，所述a轭铁(121)部分卷至a励磁线圈的内壁，卷至a励磁线圈的内壁的a轭铁(121)的高度不超过a衔铁的高度。
9.根据权利要求1所述的双磁路系统的接触器，其特征在于，所述电路模块(225)包括依次连接的整流滤波电路、输入电压监测电路、PIC微控制器、PWM调制输出模块、MOS管驱动电路、大功率MOS管，整流滤波电路还并联有与PIC微控制器连接的电源转换电路，整流滤波电路并联有与大功率MOS管连接的接触器线圈。
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