CN109906495A - 中压接触器 - Google Patents

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Abstract

一种用于中压电系统的接触器(1)，包括：‑一个或多个电极(3)；‑对于每个电极，固定触点(31)和对应的可移动触点(32)，能够在第一位置(A)和第二位置(B)之间可逆地移动，在第一位置(A)处，所述可移动触点从所述固定触点解耦，在第二位置(B)处，所述可移动触点与所述固定触点耦合；‑电磁致动器(4)，包括具有固定轭构件(41)和可移动轭构件(42)的磁轭(41、42)，所述可移动轭构件能够在与所述可移动触点的第一位置(A)对应的第三位置(C)和与所述可移动触点的第二位置(B)对应的第四位置(D)之间可逆地移动，在第三位置(C)处，所述可移动轭构件从所述固定轭构件解耦，在第四位置(D)处，所述可移动轭构件与所述固定轭构件耦合，所述电磁致动器还包括励磁电路组件(44)，所述励磁电路组件(44)至少包括缠绕在所述磁轭周围并与辅助电源(500)电气地连接的励磁线圈(44)，所述励磁线圈用励磁电流(i1)馈电以生成励磁磁通量(Φ1)，以将所述可移动轭构件从所述第三位置(C)移动到所述第四位置(D)，或者将所述可移动轭构件维持在所述第四位置(D)；‑一个或多个打开弹簧(6)，可操作地与所述可移动轭构件(42)耦合，以将所述可移动轭构件从所述第四位置(D)移动到所述第三位置(C)；‑运动链(70)，将所述可移动轭构件与所述可移动触点可操作地连接。所述电磁致动器包括阻尼电路组件(45、47、48)，所述阻尼电路组件至少包括阻尼线圈(45)，所述阻尼线圈(45)被布置为当所述辅助电源(500)向所述励磁线圈提供所述励磁电流时形成至少部分地与励磁磁通量(Φ1)紧密结合的导电回路，使得当所述励磁磁通量(Φ1)经受瞬变时次级电流(i2)沿着所述阻尼线圈(45)循环，所述励磁磁通量(Φ1)由沿着所述励磁线圈(44)流动的励磁电流(i1)生成。

Description

中压接触器
技术领域
本发明涉及一种用于中压电系统的接触器(例如，真空接触器)。
背景技术
出于本申请的目的，术语“中压”(MV)涉及处于高于1kV AC和1.5kV DC直到几十kV(例如，直到72kV AC和100kV DC)的配电等级的工作电压。
如已知的，MV电系统通常采用两种不同类型的开关设备。
第一种类型的开关设备(包括例如断路器)基本上被设计用于保护目的，即，用于在规定的异常电路条件下(例如，在短路条件下)承载(在规定的时间间隔内)和断开电流。
第二种类型的开关设备(包括例如接触器)基本上被设计用于操纵目的，即，用于在包括过载条件的正常电路条件下承载和断开电流。
MV真空接触器代表广泛使用的类型的MV接触器。
这些设备适于在恶劣环境中(诸如在工业和船舶工厂(marine plant)中)的安装，并且通常用于控制和保护电机、变压器、功率因数校正库(bank)、开关系统等。
一般，MV真空接触器对于每个电极包括真空腔(bulb)，其中电触点被放置成在由合适的致动设备致动时相互耦合/解耦。
现有技术的一些MV真空接触器(双稳态接触器)采用电磁致动器，来将可移动触点相对于固定触点从解耦位置移动到耦合位置(接触器的闭合操纵)，以及相对于固定触点从耦合位置移动到解耦位置(接触器的打开操纵)。
这些MV真空接触器的示例在专利申请EP1619707A1和WO2011/000744中公开。
现有技术的其它MV真空接触器(单稳态接触器)采用电磁致动器，来将可移动触点相对于固定触点从解耦位置移动到耦合位置(接触器的闭合操纵)，以及将可移动触点维持在所述耦合位置(接触器的闭合状态)。
与双稳态接触器不同，这些设备包括打开弹簧，以将可移动触点相对于固定触点从耦合位置移动到解耦位置(接触器的打开操纵)。
所述打开弹簧一般被布置为在接触器的闭合操纵期间存储弹性能量，并在接触器的打开操纵期间释放所存储的弹性能量以移动可移动触点。
发明内容
如已知的，接触器的打开弹簧通常被设计为，当接触器处于打开状态时，由于真空腔的内部容积与外部环境之间的压差而承受施加在可移动触点上的吸引力。
这意味着打开弹簧常常存储比执行打开操纵所需的最小量更高的弹性能量。
因此，在接触器的打开操纵期间，可移动触点可能以高于必需的速度移动。
这常常会带来一些可能危及接触器的整体可靠性的缺点。
作为示例，在接触器的打开操纵期间，显著的机械应力可被施加在接触器的一些部件上，例如在与真空腔可操作地相关联的密封波纹管(bellow)上。
作为另一个示例，在接触器的打开操纵期间，可移动触点可能经受不期望的超程(over-travelling)或回程(back-travelling)移动，这可能导致部分之间的介电距离的危险改变。
在现有技术的一些解决方案中，向可移动触点传递运动的运动链设有机械阻尼器或止动器(stopper)，以减小施加在可移动触点上的致动力，特别是在接触器的打开操纵期间。
但是，这些解决方案一般带来这种运动链的显著结构复杂性。
另外，机械阻尼器或止动器常常经受相当大的老化和劣化现象。
本发明的主要目的是提供一种允许解决或缓解上述问题的用于中压电系统的接触器。
更具体地，本发明的目的是提供一种对于预期应用具有高水平的可靠性的接触器。
作为另一个目的，本发明旨在提供一种具有相对简单和节省空间的结构的接触器。
本发明的又一个目的是提供一种相对于现有技术的解决方案以具有竞争力的成本在工业水平上容易制造的接触器。
为了实现这些目标和目的，本发明提供了一种根据以下权利要求1和相关的从属权利要求的接触器。
附图说明
本发明的特点和优点将从根据本发明的接触器的优选但非排他的实施例的描述中得出，其中非限制性示例在附图中提供，其中：
-图1-图3是根据本发明的接触器的示意图；
-图4-图7是示出根据本发明的处于不同操作位置的接触器的示意图；
-图8-图10示意性地示出了根据本发明的接触器的操作；
-图11-图12示意性地示出了根据本发明的接触器的可能实施例的一些部分。
具体实施方式
参考附图，本发明涉及用于中压(MV)电系统的接触器1。
接触器1包括断开部11和致动部12，它们分别包括接触器的电极和致动部件。
以所引用的图中示出的接触器的正常安装位置作为参考，断开部11位于致动部12的顶部。
接触器1包括优选地由已知类型的电绝缘材料(例如热塑性材料(诸如聚酰胺或聚碳酸酯)或热固性材料(诸如聚酯或环氧树脂)等)制成的外壳2。
外壳2适于在接触器1的安装期间固定到支撑件(未示出)。
接触器1包括一个或多个电极3。
优选地，接触器1是多相型的，更具体地是三相型的，如所引用的附图中示出的。
优选地，每个电极3包括对应的绝缘壳体35，该绝缘壳体35是在外壳2的断开部11处的外壳2的一部分。
优选地，每个壳体35由已知类型的电绝缘材料的细长(例如圆柱形)中空体形成。
优选地，每个壳体35限定内部容积，对应的电极3的部件被容纳在其中。
有利地，每个电极3包括第一极端子36和第二极端子37，其可以借助于凸缘机械地固定到壳体35。
极端子36、37适于与电线的对应电导体(例如，相导体)电气地连接(图2)。
对于每个电极3，接触器1包括固定触点31和可移动触点32，它们分别电气地连接到第一极端子36和第二极端子37。
可移动触点32可沿着对应的位移轴33(例如，形成电极3的主要纵轴)可逆地移动。
可移动触点32可在第一位置A(打开位置)和第二位置B(闭合位置)之间可逆地移动(参见图4的对应双向位移箭头)，在第一位置A处，所述可移动触点32与对应的固定触点31解耦，而在第二位置B处，所述可移动触点32与对应的固定触点31耦合(图4-图5)。
可移动触点32从第一位置A到第二位置B的通行(passage)表示接触器1的闭合操纵，而可移动触点32从第二位置B到第一位置A的通行表示接触器1的打开操纵。
当可移动触点32处于第一位置A(打开位置)时，接触器1处于打开状态，而当可移动触点32处于第二位置B(闭合位置)时，接触器1处于闭合状态。
优选地，接触器1是真空类型的。
在这种情况下，对于每个电极3，接触器1包括真空室39。
在每个真空室39中，放置了对应的一对可移动触点32和固定触点31，并且它们可以相互耦合/解耦。
按照惯例，每个真空室39部分地由对应的柔性密封波纹管390(其可以是已知类型的)限定或可操作地与其相关联，该柔性密封波纹管390适于在对应的可移动触点32的移动期间可逆地变形。
接触器1包括电磁致动器4。
电磁致动器4有利地是接触器1的致动部12的一部分，相对于可移动触点32位于远端位置处。
电磁致动器4设有已知类型的铁磁材料(例如Fe或Fe、Si、Ni、Co合金)的磁轭41-42，其形成磁路。
在图3-图7中，仅出于说明目的，用点线示出了磁轭41-42的由铁磁材料制成的部分。
电磁致动器4的磁轭包括固定轭构件41和可移动轭构件42。
固定轭构件41可以借助于已知类型的固定装置牢固地固定到接触器的外壳2。
可移动轭构件42可相对于固定轭构件41在第三位置C和第四位置D之间可逆地移动，在第三位置C处，该可移动轭构件42与固定轭构件41解耦，以及在第四位置D处，该可移动轭构件42与固定轭构件41耦合(图4-图7)。
有利地，可移动轭构件42的第三位置C和第四位置D分别与可移动触点32的第一位置A和第二位置B对应。
鉴于上述情况，显然：
-可移动轭构件42从第三位置C到达第四位置D，以执行接触器的闭合操纵；
-可移动轭构件42从第四位置D到达第三位置C，以执行接触器的打开操纵；
-当可移动轭构件42处于第三位置C时，可移动触点32与对应的固定触点31解耦(打开位置)，并且接触器1处于打开状态；
-当可移动轭构件42处于第四位置D时，可移动触点32与对应的固定触点31耦合(闭合位置)，并且接触器1处于闭合状态。
电磁致动器4还包括励磁电路组件，该励磁电路组件至少包括缠绕在磁轭41-42周围的励磁线圈44。
优选地，所述励磁电路组件包括缠绕在磁轭41-42周围的单个励磁线圈44。
在下文中，为了简单起见，将参考这种情况描述所提及的励磁电路组件。
但是，在一些实施例中，所述励磁电路组件可以包括缠绕在磁轭41-42周围的多个励磁线圈44。
所提及的励磁电路组件的励磁线圈44被布置成在磁轭41-42周围形成至少导电回路。
为此目的，根据需要，励磁线圈44可以具有单匝或多匝。
励磁线圈44适于被电气地连接到辅助电源500(其可以是已知类型)以从该辅助电源500接收励磁电流i1。
当励磁线圈44由励磁电流i1馈电时，生成了励磁磁通量Φ1，其沿着由固定轭构件41和可移动轭构件42形成的磁路循环。
事实上，励磁磁通量Φ1沿着由磁轭41-42形成的磁路的循环导致了主磁力F1的生成，使得可移动轭构件42与固定轭构件41耦合或保持耦合，以便闭合这两个铁磁元件之间的任何可能的气隙。
因此，当励磁线圈44由励磁电流i1馈电时，固定轭构件41与可移动轭构件42磁交互，使得如果轭构件41-42解耦，那么可移动轭构件42从第三位置C移动到第四位置D，或者如果轭构件41-42已经耦合，那么可移动轭构件42保持在第四位置D。
此外，据证明，固定轭构件41和可移动轭构件42之间的上文提到的磁交互与励磁电流i1的方向无关地发生，因此根据需要该励磁电流i1可以是正的或负的。
鉴于上文，显然，电磁致动器4适于提供(磁类型的)致动力以执行接触器的闭合操纵(从可移动触点32的第一位置A到第二位置B的通行)或维持接触器处于闭合状态(可移动触点32处于第二位置B-闭合位置)。
接触器1包括一个或多个可操作地耦合到可移动轭构件42的打开弹簧6，以将可移动轭构件42从第四位置D移动到第三位置C。
当可移动轭构件42从第三位置C移动到第四位置D时，打开弹簧6适于存储弹性能量。
当可移动轭构件42能够自由地移动离开第四位置D时(即，当固定轭构件41和可移动轭构件42在馈电励磁线圈44的励磁电流i1中断时停止磁交互时)，打开弹簧6适于释放所存储的弹性能量，以将可移动轭构件42从第四位置D移动到第三位置C。
鉴于上文，显然，打开弹簧6适于提供(机械类型的)致动力以执行接触器的打开操纵(可移动触点32从第二位置B到第一位置A的通行)。
因此接触器1是单稳态类型的。
优选地，打开弹簧6有利地是接触器1的致动部12的一部分，并且优选地在结构上与电磁致动器4集成，如所引用的附图中示出的。
优选地，打开弹簧6可操作地与固定轭构件41和可移动轭构件42相关联。
优选地，根据已知类型的固定布置，打开弹簧6定位在固定轭构件41和可移动轭构件42之间，并使其端部与固定轭构件41和可移动轭构件42可操作地连接。
优选地，打开弹簧6由已知类型的非铁磁材料(例如，非铁磁不锈钢)制成。
接触器1包括运动链70，以可操作地将可移动轭构件42连接到可移动触点32。
在下文中，参考所引用附图中示出的接触器1的实施例描述了运动链的可能配置。
但是，根据需要，运动链70的其它配置是可能的。
优选地，运动链70包括可移动衔铁7，该可移动衔铁7可沿着平行于可移动触点32的位移轴33并且优选地与可移动触点32的位移轴33共面的位移方向可逆地移动。
优选地，可移动衔铁7由已知类型的金属材料(例如，非铁磁钢或铝)的梁形成，其具有垂直于可移动触点32的位移轴33并且平行于所述可移动触点的位移平面34的对应主要纵轴。
优选地，衔铁7是接触器1的致动部12的一部分，在相对于可移动触点32的近端位置处。
优选地，对于接触器的每个电极3，运动链70包括已知类型的非铁磁的电绝缘材料的第一柱塞8(例如热塑性材料(诸如聚酰胺或聚碳酸酯)，或热固性材料(诸如聚酯或环氧树脂)等)。
每个柱塞8与可移动衔铁7以及与对应的可移动触点32牢固地连接，以在可移动衔铁7被致动时将机械力传递到可移动触点32。
每个柱塞8可以借助于已知类型的固定装置牢固地固定到可移动衔铁7和对应的可移动触点32。
优选地，每个柱塞8沿着对应的主要纵轴延伸，该主要纵轴平行于接触器的对应可移动触点32的位移轴33(并且优选地与其共面)或与其重合。
优选地，每个柱塞8至少部分地被容纳在由对应的电极3的壳体35限定的内部容积中。
优选地，运动链70包括已知类型的非铁磁的电绝缘材料(例如，非铁磁不锈钢或其它非铁基金属材料)的多个第二柱塞5。
优选地，每个柱塞5与可移动轭构件42和可移动衔铁7牢固地连接，以在可移动轭构件42被致动时将机械力传递到可移动衔铁7并因此传递到可移动触点32。
每个柱塞5可以借助于已知类型的固定装置牢固地固定到可移动衔铁7和可移动轭部分42。
优选地，每个柱塞5沿着对应的主要纵轴延伸，该主要纵轴平行于接触器的可移动触点32的位移轴33(并且优选地与其共面)。
优选地，柱塞5有利地是接触器1的致动部12的一部分并且优选地在结构上与电磁致动器4集成。
优选地，对于每个电极3，接触器1包括位于对应的固定安置表面91和可移动衔铁7之间的接触弹簧9。
为简洁起见，将不再进一步描述已知类型的接触弹簧9及其结构和行为。
根据本发明，电磁致动器4包括阻尼装置，当可移动轭构件42在所提到的第三位置C和第四位置D之间移动时，该阻尼装置适于减小施加在可移动轭构件42上的致动力。
这种阻尼装置包括包含在电磁致动器4中的阻尼电路组件45、47、48。
这种阻尼电路组件至少包括缠绕在所述磁轭41-42周围的阻尼线圈45。
优选地，所述阻尼电路组件包括缠绕在磁轭41-42周围的单个阻尼线圈45。
在下文中，为了简单起见，将参考这种情况描述所提到的阻尼电路组件。
但是，在一些实施例中，所述阻尼电路组件可以包括缠绕在磁轭41-42周围的多个阻尼线圈45。
所提到的阻尼电路组件的阻尼线圈45被布置为在所述磁轭41-42周围形成至少导电回路。
为此目的，根据需要，阻尼线圈45可以具有单匝或多匝。
由阻尼线圈4形成的导电回路被布置为，当励磁线圈由辅助电源500馈电时，至少部分地与由沿着励磁线圈44流动的励磁电流i1生成的励磁磁通量Φ1紧密结合(enchain)。
以这种方式，根据众所周知的论述电磁感应现象的物理定律，与阻尼线圈45紧密结合的励磁磁通量Φ1的(以及因此励磁电流i1的)任何瞬变导致了次级电流i2沿着阻尼线圈45循环。
次级电流i2的流动方向取决于励磁磁通量Φ1的导数的符号(并且因此取决于励磁电流i1的导数)。
转而，次级电流i2生成次级磁通量Φ2，该次级磁通量Φ2可以取决于次级电流i2的流动方向而相对于励磁磁通量Φ1具有相同方向或相反方向。
次级磁通量Φ2生成了施加在可移动轭构件42上的次级磁力F2。
如下面将更好地描述的那样，接触器1的特定特点在于，在执行闭合操纵或打开操纵期间，这种次级磁力F2总是以这样的方式指引，以使得减小施加在可移动轭构件42上的总致动力。
以这种方式，可移动触点32可以在执行接触器的闭合操纵或打开操纵期间以最优速度移动，即使它们以高于执行所述操纵所必需的致动力被致动。
励磁线圈44和阻尼线圈45的电气行为可以在图10中表示。
励磁线圈44可以被表示为第一等效电感L1和第一等效电阻R1的第一串联电路，L1和R1的值取决于励磁线圈44的物理布置。
类似地，励磁线圈45可以被表示为第二等效电感L2和第二等效电阻R2的第二串联电路，L2和R2的值取决于阻尼线圈45的物理布置。
由于在所提到的串联电路之间存在互感M，因此第一和第二串联电路相互作用。所述互感的值取决于励磁线圈44和阻尼线圈45的物理布置。
现在参考该实施例更详细地描述接触器1的操作。
接触器的打开状态
当接触器1处于打开状态时，可移动触点32处于第一位置A(打开位置，即，与固定触点31解耦)，并且可移动轭构件42处于第三位置C，即，与固定轭构件41解耦并通过气隙与固定轭构件41分开。
打开弹簧6未被压缩(相对于安装偏置状态)。
线圈44不由电源500馈电，并且不生成磁通量。
通过打开弹簧6稳定地维持接触器1的打开状态，这防止了可移动轭构件42的远离第三位置C的任何移动。
接触器的闭合操纵
为了执行接触器1的闭合操纵，电源500通过提供具有给定启动值和启动持续时间的电流脉冲来馈电励磁线圈44。
具有基本上遵循时间常数τ1H L1/R1的增加瞬变(正导数)的励磁电流i1沿着励磁线圈44流动。
励磁电流i1生成了励磁磁通量Φ1，其转而具有根据励磁电流i1的增加瞬变(正导数)。
与阻尼线圈45紧密结合的励磁磁通量Φ1的瞬变使得次级电流i2沿着阻尼线圈45循环。
次级电流i2相对于励磁电流i1具有相反方向，并生成了次级磁通量Φ2，该次级磁通量Φ2相对于励磁磁通量Φ1具有相反方向(图8)。
沿着由磁轭41-42形成的磁路循环的总励磁磁流量ΦTOT基本上由以下关系给出：ΦTOT≈Φ1-Φ2。
当固定轭构件41和可移动轭构件42最初被气隙分开时，总磁力FMTOT被施加在可移动轭构件42上，以闭合这种气隙。
这种磁力基本上由以下关系给出：FMTOT≈F1-F2，其中F1、F2分别是由磁通量Φ1、Φ2生成的初级和次级磁力。
显然，相对于不存在阻尼线圈45的情况，总磁力FMTOT减小。
总磁力FMTOT足够强以使可移动轭构件42克服由打开弹簧6施加的相反力FS朝着第四位置D移动。
在可移动轭构件42的移动期间施加在可移动轭构件42上的总致动力FA基本上由以下关系给出：FA≈FMTOT-FS，其中FMTOT是由电磁致动器4施加的总磁力，以及FS是由打开弹簧6施加的总机械力。
显然，由于总磁力FMTOT减小，因此相对于不存在阻尼线圈45的情况，施加在可移动轭构件上的致动力FA减小。
在可移动轭构件42朝着第四位置D移动期间，打开弹簧6被压缩，从而存储弹性能量，并且可移动轭构件42通过第二柱塞5将机械力传递到可移动衔铁7。
可移动衔铁7移动并通过第一柱塞8将机械力传递到可移动触点32。
因此，可移动触点32朝着第二位置B移动。
一旦可移动触点到达第二位置B并与相应的固定触点31耦合，闭合操纵就完成，并且接触器1处于闭合状态。
接触器的闭合状态
当接触器1处于闭合状态时，可移动触点32处于第二位置B(闭合位置，即，与固定触点31耦合)并且可移动轭构件42处于第四位置D，即，与固定轭构件41耦合。
打开弹簧6被压缩(相对于它们的偏置状态)。
励磁线圈44仍由励磁电流i1馈电，该励磁电流i1具有恒定的维持值。
励磁电流i1生成恒定的励磁磁通量Φ1。
由于未经受瞬变，因此与阻尼线圈45紧密结合的励磁磁通量Φ1不会使得次级电流i2沿着阻尼线圈45循环。
沿着由磁轭41-42形成的磁路循环的总励磁磁流量ΦTOT基本上由以下关系给出：ΦTOT≈Φ1。
总磁力FMTOT被施加在可移动轭构件42上，以避免在固定轭构件41和可移动轭构件42之间形成气隙。
这种磁力基本上由以下关系给出：FMTOT≈F1，其中F1是由磁通量Φ1生成的主磁力。
总磁力FMTOT足够强以抵抗由打开弹簧6施加的相反力FS维持可移动轭构件42与固定轭构件41耦合。
在可移动轭构件42的移动期间施加在可移动轭构件42上的总致动力FA基本上由以下关系给出：FA≈FMTOT-FS≈F1-FS，其中FMTOT是由电磁致动器4施加的总磁力，F1是由磁通量Φ1生成的主磁力，以及FS是由打开弹簧6施加的总机械力。
显然，相对于不存在阻尼线圈45的情况，施加在可移动轭构件上的致动力FA不改变。
通过连续地馈电励磁线圈44，稳定地维持了接触器的闭合状态。
接触器的打开操纵
为了执行接触器1的打开操纵，电源500停止馈电励磁线圈44。
沿着励磁线圈44流动的励磁电流i1经受基本上遵循所提到的时间常数τ1的减小瞬变(负导数)。
励磁电流i1生成了励磁磁通量Φ1，其转而具有根据励磁电流i1的减小瞬变(负导数)。
与阻尼线圈45紧密结合的励磁磁通量Φ1的瞬变使得次级电流i2沿着阻尼线圈45循环。
次级电流i2相对于励磁电流i1具有相同的方向，并生成了次级磁通量Φ2，该次级磁通量Φ2相对于励磁磁通量Φ1具有相同的方向(图9)。
沿着由磁轭41-42形成的磁路循环的总励磁磁流量ΦTOT基本上由以下关系式给出：ΦTOT≈Φ1+Φ2。
总磁力FMTOT被施加在可移动轭构件42上，以避免在固定轭构件41和可移动轭构件42之间形成气隙。
这种磁力基本上由以下关系式给出：FMTOT≈F1+F2，其中F1、F2分别是由磁通量Φ1、Φ2生成的磁力。
显然，相对于不存在阻尼线圈45的情况，磁力FMTOT增加。
在可移动轭构件42的移动期间施加在可移动轭构件42上的总致动力FA基本上由以下关系与其给出：FA≈FS-FMTOT，其中FMTOT是由电磁致动器4施加的总磁力，以及FS是由打开弹簧6施加的总机械力。
显然，随着总磁力FMTOT增加，相对于不存在阻尼线圈45的情况，施加在可移动轭构件上的致动力FA减小。
由电磁致动器施加的磁力FMTOT不足以维持可移动轭构件42与固定轭构件41耦合。
因此，可移动轭构件42远离固定轭构件朝着第三位置C移动。
打开弹簧6可以释放所存储的弹性能量。
在可移动轭构件42的移动期间，可移动轭构件42通过第二柱塞5将机械力传递到可移动衔铁7。
可移动衔铁7移动并通过第一柱塞8将机械力传递到可移动触点32。
因此，可移动触点32朝着第一位置A移动。
一旦可移动触点到达第一位置A，打开操纵就完成，并且接触器1处于打开状态。
根据本发明的实施例，所提到的阻尼电路组件包括可操作地与阻尼线圈45相关联的感测电路47(图12)。
感测电路47有利地被配置为感测沿着阻尼线圈45循环的次级电流i2。
这种解决方案可能是相当有利的，因为它允许收集关于接触器的实际操作条件的有用信息。
作为示例，在执行接触器的打开/闭合操纵期间可以监测次级电流i2的波形。次级电流i2的波形的改变可指示接触器中可能的输入故障。
作为另一个示例，关于次级电流i2的信息可被用于控制励磁电流i1，以便适当地调整可移动触点32的移动。
最后，关于次级电流i2的信息可被用于获得关于励磁电流i1的实际行为的信息。在这种情况下，由阻尼线圈45和阻尼电路47形成的组件用作用于检测励磁电流i1的传感器。
优选地，感测电路47包括与阻尼线圈45的端子451、452电气地串联连接的分流电路，如图12中示出的。
作为替代，感测电路47可以包括接近传感器(例如，霍尔效应传感器)或可操作地耦合到阻尼线圈45的分支的电流互感器。
在所提到的阻尼电路组件中感测电路47的布置基本上不会改变基本上如上所述操作的接触器的行为。
根据本发明的实施例，所提到的阻尼电路组件包括可操作地与阻尼线圈45相关联的阻塞电路48(图11)。
阻塞电路48有利地被配置为取决于所述次级电流的方向，允许电流i2沿着阻尼线圈45循环，或者防止次级电流i2沿着所述阻尼线圈循环。
优选地，阻塞电路48被配置为当可移动轭构件42从第四位置D移动到第三位置C时(即，在接触器的打开操纵期间)允许次级电流i2沿着阻尼线圈45循环，以及当可移动轭构件42从第三位置C移动到第四位置D时(即，在接触器的闭合操纵期间)防止次级电流i2沿着阻尼线圈45循环。
在所提到的阻尼电路组件中感测电路47的布置对接触器的行为具有显著的影响。
接触器的打开操纵
在接触器的打开操纵期间，由于允许次级电流i2通过阻塞电路48沿着阻尼线圈45循环，因此如上所述发生了施加在可移动轭构件42上的致动力FA的减小。
接触器的闭合操纵
在接触器的闭合操纵期间，不发生施加在可移动轭构件42上的致动力FA的减小，因为原则上将由励磁磁通的瞬变生成的次级电流i2不被允许循环。换句话说，接触器表现为不存在阻尼线圈45。
上述解决方案具有在闭合操纵期间在不干预接触器的行为的情况下简化接触器的操作的优点。
在实践中，所提到的阻尼电路组件被布置成仅在接触器的最关键的操纵(打开操纵)期间干预以减小施加在可移动轭构件42上的致动力FA。
优选地，阻塞电路48包括与阻尼线圈45的端子451、452电气地串联连接的二极管电路，如图11中示出的。
二极管电路48有利地布置以在接触器的打开操纵期间允许根据与次级电流i2所采取的方向对应的方向循环电流(图9、11)。
显然，阻塞电路48可以被配置为当可移动轭构件42从第三位置C移动到第四位置D时(即，在接触器的闭合操纵期间)，允许次级电流i2沿着阻尼线圈45循环，以及当可移动轭构件42从第四位置D移动到第三位置C时(即，在接触器的打开操纵期间)，防止次级电流i2沿着阻尼线圈45循环。
在这种情况下，仅在接触器的闭合操纵期间，发生施加在可移动轭构件42上的致动力FA的减小，而在接触器的打开操纵期间，不发生施加在可移动轭构件42上的致动力FA的减小。
当然，在这种情况下，二极管电路48有利地根据关于图11中所示的配置相反的配置来布置。
根据本发明的一些实施例，所提到的阻尼电路组件可以包括上述感测电路47和阻塞电路48两者。
在所引用的图(图6-图7)中，示出了接触器的实施例，其中获得部分之间(特别是在运动链70、电磁致动器4和打开弹簧6之间)的高度紧凑的结构和高度集成。
根据这样的实施例，固定轭构件41具有E形结构，其设有相对于接触器的可移动触点32向远端延伸的多个肢部分(limb portion)412、413。
固定轭构件41包括相对于可移动触点32在近端位置的主要部分411。
方便地，主要部分411由成形的铁磁材料梁形成，其具有垂直于第二可移动触点32的位移轴33并且平行于所述可移动触点的位移平面34的主要纵轴。
固定轭构件41的主要部分411可以由成形的填充(packed)梁结构形成，其包括已知类型的铁磁材料的多个重叠条带(例如，具有2mm-4mm的厚度)以及可能地已知类型的电绝缘材料的一个或多个条带。
优选地，主要部分411具有相对的自由端411A，其借助于已知类型的合适的固定装置被固定到外壳2。
根据本发明的这个实施例，固定轭构件41包括一对侧肢部分412，每个侧肢部分412位于主要部分411的对应端411A处并且相对于接触器的主要对称平面10对称地布置(即，等间距)。
肢部分412从主要部分411朝着可移动轭构件42突出，其相对于可移动触点32向远端定位。
每个肢部分412具有相对于可移动触点32位于远端位置的对应自由端412A。
当可移动轭构件42到达第四位置D时，侧肢部分412的自由端412A适于与可移动轭构件42耦合。
根据本发明的这个实施例，固定轭构件41还包括位于侧肢部分412之间的中间肢部分413。
肢部分413从主要部分411朝着可移动轭构件42突出。
优选地，肢部分413沿着接触器的主要对称平面10定位。
肢部分413具有相对于可移动触点32位于远端位置的对应自由端413A。
优选地，励磁线圈组件44被布置在固定轭构件41的中间肢部分413处。更具体地，励磁线圈44被缠绕在固定轭构件41的中间肢部分413周围。
优选地，励磁线圈组件45、47、48被布置在固定轭构件41的中间肢部分413处。更具体地，阻尼线圈45被缠绕在固定轭构件41的中间肢部分413周围。
在所引用的图中示出的实施例中，励磁线圈44和阻尼线圈45都被缠绕在固定轭构件41的中间肢部分413周围。
优选地，固定轭构件41包括一对通孔410，它们相对于接触器的主要对称平面10对称地定位(即，等间距)，并且与其对应的侧肢部分412同轴。
在实践中，每个通孔410在主要部分411的对应端411A处穿过相应的侧肢部分412的整个长度和主要部分411的整个厚度。
优选地，运动链70的每个柱塞5被插入对应的通孔410，并穿过固定轭构件41的对应肢部分412和主要部分411。
优选地，布置了一对打开弹簧6，每个打开弹簧6与固定轭构件41的主要部分411耦合并与可移动轭构件42耦合。
优选地，每个打开弹簧6与固定轭构件41的对应肢部分412同轴地定位并且在外部围绕所述对应肢部分。
根据本发明的这个实施例，可移动轭构件42由已知类型的铁磁材料的成形梁形成，其具有垂直于第二可移动触点32的位移轴33并且平行于所述可移动触点的位移平面34的主要纵轴。
可移动轭构件42可以由成形的填充梁结构形成，该成形的填充梁结构包括已知类型的铁磁材料的多个重叠条带(例如，具有2mm-4mm的厚度)以及可能地已知类型的电绝缘材料的一个或多个条带。
根据本发明，接触器1相对于现有技术的已知设备提供了显著的优点。
接触器1的特征在于对于预期应用的高水平的可靠性。
阻尼电路组件45、46、47的布置允许避免或显著限制可移动触点32的超程或回程移动，特别是在接触器的打开操纵期间。
阻尼电路组件45、46、47允许最优地调整实际施加在可移动触点32上的致动力，从而减小可移动触点32的瞬时速度峰值。
这允许延长接触器的重要部件(诸如密封波纹管390)的使用寿命。
此外，它允许避免使用机械阻尼器或布置复杂电子布置来控制励磁电流i1以及因此控制由电磁致动器4施加的磁力。
在接触器1中，电磁致动器4、打开弹簧6和运动链70以高水平的结构集成布置，这允许获得非常紧凑且稳健的致动部，其在接触器的总结构的尺寸优化方面具有相关益处。
接触器1具有相对容易且廉价的工业生产和现场安装。

Claims (12)

1.一种用于中压电系统的接触器(1)，包括：
-一个或多个电极(3)；
-对于每个电极，固定触点(31)和对应的可移动触点(32)能够在第一位置(A)和第二位置(B)之间可逆地移动，在第一位置(A)处，所述可移动触点从所述固定触点解耦，在第二位置(B)处，所述可移动触点与所述固定触点耦合；
-电磁致动器(4)，包括具有固定轭构件(41)和可移动轭构件(42)的磁轭(41、42)，所述可移动轭构件能够在与所述可移动触点的第一位置(A)对应的第三位置(C)和与所述可移动触点的第二位置(B)对应的第四位置(D)之间可逆地移动，在第三位置(C)处，所述可移动轭构件从所述固定轭构件解耦，在第四位置(D)处，所述可移动轭构件与所述固定轭构件耦合，所述电磁致动器还包括励磁电路组件(44)，所述励磁电路组件(44)至少包括缠绕在所述磁轭周围并与辅助电源(500)电气地连接的励磁线圈(44)，所述励磁线圈由励磁电流(i1)馈电，以生成励磁磁通量(Φ1)，以将所述可移动轭构件从所述第三位置(C)移动到所述第四位置(D)，或者将所述可移动轭构件维持在所述第四位置(D)；
-一个或多个打开弹簧(6)，可操作地与所述可移动轭构件(42)耦合，以将所述可移动轭构件从所述第四位置(D)移动到所述第三位置(C)；
-运动链(70)，将所述可移动轭构件与所述可移动触点可操作地连接；
其特征在于，所述电磁致动器包括阻尼电路组件(45、47、48)，所述阻尼电路组件包括至少阻尼线圈(45)，所述阻尼线圈(45)被布置为当所述辅助电源(500)向所述励磁线圈提供所述励磁电流时形成至少部分地与励磁磁通量(Φ1)紧密结合的导电回路，使得当所述励磁磁通量(Φ1)经受瞬变时次级电流(i2)沿着所述阻尼线圈(45)循环，所述励磁磁通量(Φ1)由沿着所述励磁线圈(44)流动的所述励磁电流(i1)生成。
2.如权利要求1所述的接触器，其特征在于，所述阻尼电路组件包括与所述阻尼线圈(45)可操作地相关联的感测电路(47)，以感测所述次级电流(i2)。
3.如前述权利要求中的一项或多项所述的接触器，其特征在于，所述阻尼电路组件包括与所述阻尼线圈(45)可操作地相关联的阻塞电路(48)，以取决于所述次级电流的方向而允许或防止所述次级电流(i2)沿着所述阻尼线圈的循环。
4.如权利要求3所述的接触器，其特征在于，所述阻塞电路(48)被配置为，当所述可移动轭构件从所述第四位置(D)移动到所述第三位置(C)时，允许所述次级电流(i2)沿着所述阻尼线圈(45)循环，并且被配置为，当所述可移动轭构件从所述第三位置(C)移动到所述第四位置(D)时，防止所述次级电流(i2)沿着所述阻尼线圈(45)循环。
5.如前述权利要求中的一项或多项所述的接触器，其特征在于，所述励磁线圈(44)缠绕在所述固定轭构件(41)周围。
6.如前述权利要求中的一项或多项所述的接触器，其特征在于，所述阻尼线圈(45)缠绕在所述固定轭构件(41)周围。
7.如前述权利要求中的一项或多项所述的接触器，其特征在于，所述固定轭构件(41)包括：
-主要部分(411)，相对于所述可移动触点(32)处于近端位置，并且被成形为具有垂直于所述第二可移动触点(32)的位移轴(33)并且平行于所述可移动触点的位移平面(34)的主要纵轴的梁；
-一对侧肢部分(412)，每个侧肢部分位于所述主要部分的对应端(411A)，并从所述主要部分(411)朝着所述可移动轭构件(42)突出，所述侧肢部分中的每一个具有相对于所述可移动触点位于远端位置的对应自由端(412A)，当所述可移动轭构件处于所述第三位置(D)时，所述侧肢部分的自由端(412A)从所述可移动轭构件解耦，并且当所述可移动轭构件处于所述第四位置(D)时，所述侧肢部分的自由端(412A)与所述可移动轭构件耦合；
-中间肢部分(413)，位于所述侧肢部分(412)之间，并从所述主要部分(411)朝着所述可移动轭构件突出，所述中间肢部分具有相对于所述主要部分位于远端位置的对应自由端(413A)。
8.如权利要求7所述的接触器，其特征在于，可移动轭构件(42)被成形为具有垂直于所述第二可移动触点(32)的位移轴(33)并平行于所述可移动触点的位移平面(34)的主要纵轴的梁。
9.如权利要求5和7所述的接触器，其特征在于，所述励磁线圈(44)被缠绕在所述固定轭构件(41)的中间肢部分(413)周围。
10.如权利要求6和7所述的接触器，其特征在于，所述阻尼线圈(45)被缠绕在所述固定轭构件(41)的中间肢部分(413)周围。
11.如前述权利要求中的一项或多项所述的接触器，其特征在于，对于每个电极，所述接触器包括真空室(39)，在所述真空室(39)中对应的固定触点(31)和对应的可移动触点(32)被放置成相互耦合或解耦。
12.如前述权利要求中的一项或多项所述的接触器，其特征在于，所述接触器包括多个电极(3)。
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