CN112868079A - 带有电弧抑制器的接触器 - Google Patents

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Abstract

一种接触器(100)包括：具有腔(112)的壳体(110)；容纳在腔中的固定触头(120)，该固定触头在腔中具有配合端(132)；可在腔内在配合位置和非配合位置之间移动的可动触头(122)，该可动触头与固定触头接合，以在配合位置电连接固定触头；以及在腔中的线圈组件(140)，其操作成在非配合位置和配合位置之间移动可动触头。接触器包括在腔中的电弧抑制器(160)。该电弧抑制器包括具有第一磁体(202)和第二磁体(204)的多极磁体(162)，该第一磁体具有第一极，该第二磁体具有第二极。第一磁体与第二磁体集成在一体磁体主体(200)中。

Description

带有电弧抑制器的接触器
技术领域
本文的主题总体上涉及大功率电接触器。
背景技术
某些电气应用(比如HVAC、电源、机车、电梯控制、电动机控制、航空应用、混合电动车辆、燃料电池车辆、充电系统等)使用的电接触器的触头通常为常开的(或分离的)。触头闭合(或结合)以为特定设备供电。当接触器接收到电信号时，接触器通电以引入磁场来驱动可动触头与固定触头配合。在可动触头与固定触头配合和解除配合的过程中，可能会发生电弧，这可能会损坏触头，比如触头表面的氧化，导致接触器随时间失效。
一些已知的接触器包括电弧抑制器以抑制电弧的影响从而保护触头。例如，各个磁体可以位于触头附近，以在触头周围产生电场，从而消除电弧。然而，接触器的组装是困难的。例如，将多个磁体加载到接触器中可能是耗时且劳动密集的。另外，磁体可能不正确地加载或以不正确的定向加载，比如相对于其他磁体在不正确的极性方向上加载，从而导致故障或返工。
发明内容
要解决的问题是提供一种克服上述问题并解决现有技术中遇到的其他问题的接触器。
在一实施例中，该问题通过一种接触器来解决，该接触器包括：具有腔的壳体；容纳在腔中的固定触头，该固定触头在腔中具有配合端；可在腔内在配合位置和非配合位置之间移动的可动触头，该可动触头与固定触头接合，以在配合位置电连接固定触头；以及在腔中的线圈组件，其操作成在非配合位置和配合位置之间移动可动触头。接触器包括在腔中的电弧抑制器。该电弧抑制器包括具有第一磁体和第二磁体的多极磁体，该第一磁体具有第一极，该第二磁体具有第二极。第一磁体与第二磁体集成在一体磁体主体中。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式描述本发明：
图1是根据示例性实施例的接触器的剖视图。
图2是根据示例性实施例的接触器的一部分的透视图。
图3是根据示例性实施例的接触器的触头保持器的底部透视图。
图4是根据示例性实施例的接触器的多极磁体的正视图。
图5是根据示例性实施例的多极磁体的侧视图。
图6是示出多极磁体的触头保持器的底视图。
图7是根据示例性实施例的多极磁体的侧视图。
图8是根据示例性实施例的多极磁体的侧视图。
图9是根据示例性实施例的多极磁体的侧视图。
具体实施方式
图1是根据示例性实施例的接触器100的剖视图。接触器100是电气开关或继电器，其安全地连接和断开一个或多个电路以保护通过系统的功率流。接触器100可以用于各种应用，比如HVAC、电源、机车、电梯控制、电动机控制、航空应用、混合电动车辆、燃料电池车辆、充电系统等。
接触器100包括具有腔112的壳体110。在各个实施例中，壳体110可以是多件式壳体。壳体110包括基部114和从基部114延伸的头部116。可选地，基部114可以配置为联接至另一部件。例如，基部114可以包括用于将接触器100固定到另一部件的安装托架。在所示的实施例中，头部116位于基部114的上方；然而，在替代实施例中，壳体110可以具有其他定向。壳体110包括用于封闭腔112的盖118。例如，盖118可以联接至头部116的顶部。可选地，盖118可被密封至头部116。
接触器100包括容纳在腔112中的固定触头120和可在腔112内在配合位置和非配合位置之间移动的可动触头122。可动触头122与固定触头120接合，以在配合位置电连接固定触头120。在所示的实施例中，接触器100包括第一和第二固定触头120；然而，在替代实施例中，接触器100可包括更多或更少的固定触头。固定触头120固定至壳体110。例如，固定触头120可以联接至头部116和/或盖118。在其他各个实施例中，固定触头120可以联接至壳体110的插入到腔112中的插入件124。当将盖118从头部116移除时，插入件124可从腔112移除。在示例性实施例中，壳体110的插入件124包括配置为保持固定触头120的触头保持器126。触头保持器126限定外壳128。固定触头120延伸到外壳128中。可动触头122位于外壳128中。
固定触头120每个包括端接端130和配合端132。端接端130配置为端接到另一部件，比如电线或端子，比如线路接入或线路导出线。在示例性实施例中，端接端130暴露在接触器100的外部，用于端接至另一部件。端接端130可以带有螺纹以容纳螺母。在所示的实施例中，端接端130延伸穿过盖118并位于盖118上方。配合端132位于腔112内，用于与可动触头122配合接合，比如当接触器100通电时。在所示的实施例中，配合端132通常是平坦的以接合可动触头122。然而，在替代实施例中，配合端132可以具有其他形状，比如圆形，以在配合端132处形成用于与可动触头122配合的配合凸起。
接触器100包括在腔112中的线圈组件140，其操作成使可动触头122在非配合位置和配合位置之间移动。线圈组件140包括缠绕在芯144上以形成电磁体的绕组或线圈142。线圈组件140包括联接到芯144的柱塞146。可动触头122联接到柱塞146，并且在操作线圈组件140时可与柱塞146一起移动。线圈组件140包括弹簧148，用于在线圈组件140断电时使可动触头122返回到非配合位置。
在示例性实施例中，接触器100包括电弧抑制器160，用于抑制电路的电弧。电弧抑制器160位于壳体110的腔112中。可选地，电弧抑制器160可位于触头保持器126中，比如在外壳128中或附近。在示例性实施例中，电弧抑制器160包括磁体，其在外壳128中产生磁场以抑制在可动触头122和固定触头120之间产生的电弧。在示例性实施例中，插入件124的触头保持器126可被密封并且可以填充有惰性气体以抑制电弧。
图2是接触器100的一部分的透视图，其中移除了壳体110的部分以示出固定触头120和可动触头122。图2示出了根据示例性实施例的电弧抑制器160。在所示的实施例中，电弧抑制器160包括位于可动触头122的第一侧的第一多极磁体162和位于可动触头122的第二侧的第二多极磁体164。在各个实施例中，电弧抑制器160可以包括单个多极磁体，比如第一多个磁体162，而不是一对多极磁体162、164。在其他各个实施例中，可以提供两个以上的多极磁体。多极磁体162、164位于固定触头120和可动触头122的附近，用于抑制在电路形成或断开期间固定触头120和可动触头122之间的电弧。
图3是根据示例性实施例的触头保持器126的底部透视图。壳体110的触头保持器126包括基部壁170和从基部壁170延伸的外壳壁172。外壳壁172限定了容纳可动触头122的外壳128。可选地，基部壁170可以位于外壳128上方，外壳壁172在基部壁170下方延伸。基部壁170包括容纳固定触头120(图1所示)的触头开口174。可选地，触头保持器126可包括从外壳壁172延伸的引导壁176，以在外壳128内接合和引导可动触头122。
在示例性实施例中，外壳壁172限定磁体狭槽180，其容纳电弧抑制器160的相应多极磁体162、164。磁体狭槽180的尺寸和形状被设定为容纳多极磁体162、164。在所示的实施例中，磁体狭槽180是矩形形状的；然而，在替代实施例中，磁体狭槽180可以具有其他形状。在示例性实施例中，触头保持器126包括延伸到磁体狭槽180中的键接特征182。键接特征182可以用于将多极磁体162、164定向在磁体插槽180内。在所示的实施例中，键接特征182居中于磁体狭槽180内。然而，在替代实施例中，键接特征182可被偏移，以将多极磁体162、164定向在磁体狭槽180内。可选地，键接特征182可以在不同的磁体狭槽180中具有不同的位置，用于允许/限制多极磁体162、164和合适磁体狭槽180的正确加载。
图4是根据示例性实施例的多极磁体162的正视图。图5是根据示例性实施例的多极磁体162的侧视图。多极磁体162包括集成到一体磁体主体200中的具有不同极的多个磁体。一体磁体主体200包括保持在一起作为单个单元的各个磁体。一体磁体主体200限定整体结构，其中多个磁体一起联接或形成为一体磁体主体200的一部分。任何一个磁体的物理操纵导致多极磁体162中的其他磁体的相应的物理操纵。例如，将多极磁体162转移到磁体狭槽180(图3所示)中或者将多极磁体162从磁体狭槽180中移除允许将多极磁体162中的所有磁体作为一体结构来转移。各个磁体不需要相对彼此物理地转移。
在所示的实施例中，多极磁体162包括具有第一极的第一磁体202、具有第二极的第二磁体204和具有第三极的第三磁体206。第二磁体204位于第一和第三磁体202、206之间。在示例性实施例中，第二极具有与第一和第三极相反的极性，而第一极具有与第三极相同的极性。第一磁体202、第二磁体204和第三磁体206集成在一体磁体主体200中。在示例性实施例中，磁体202、204、206彼此挤压以形成一体磁体主体200。例如，磁体202、204、206可以是共挤压以形成一体磁体主体200的钕磁体。在其他各个实施例中，磁体202、204、206被分开地制造并且固定在一起以形成一体磁体主体200。例如，磁体202、204、206可以通过其他方式集成，比如使用胶合、焊接或其他方式结合在一起。磁体可以彼此磁性地吸引。在其他各个实施例中，磁体202、204、206可以被包覆成型或包裹，比如通过塑料外部主体，以形成一体磁体主体200。可选地，第一和第二磁体202、204可以彼此直接对接或接合，第二和第三磁体204、206可以彼此直接对接或接合。
在示例性实施例中，一体磁体主体200包括一个或多个键接特征208。在所示实施例中，键接特征208是形成在一体磁体主体200的前部的凹槽。可选地，键接特征208可以居中于一体磁体主体200内。在其他各个实施例中，键接特征208可被偏移，而不是居中的。在各个实施例中，键接特征可以设置在一体磁体主体200的前部和后部。在替代实施例中，键接特征可以位于其他位置。在其他各个实施例中，键接特征208可以是从一体磁体主体200的一个或多个表面向外延伸的肋或突起，而不是凹槽。在其他各个实施例中，键接特征208可以由一体磁体主体200的其他壁或表面限定。例如，顶部和/或底部和/或侧面可以成角度或倒角以限定键接特征。
图6是触头保持器126的底视图，示出了在外壳128的相对侧的磁体狭槽180中的多极磁体162、164。形成第一多极磁体162的一体磁体主体200的磁体202、204、206可以作为一体结构加载到磁体狭槽180中和从其中移除。类似地，形成第二多极磁体164的一体磁体主体200的磁体202、204、206可以作为一体结构加载到磁体狭槽180中和从其中移除。键接特征208与键接特征182和相应的磁体狭槽180相互作用，以将多极磁体162、164定向在磁体狭槽180中。
在示例性实施例中，第一多极磁体162的第一极(第一磁体202)与第二多极磁体164的第一极(第一磁体202)对准并且具有相同的极性以产生通过外壳128的磁场。第一多极磁体162的第二极(第二磁体204)与第二多极磁体164的第二极(第二磁体204)对准并且具有相同的极性以产生通过外壳128的磁场。第一多极磁体162的第三极(第三磁体206)与第二多极磁体164的第三极(第三磁体206)对准并且具有相同的极性以产生通过外壳128的磁场。可选地，第二极可具有与第一和第三极相反的极性。在替代实施例中，其他布置也是可能的。可选地，多极磁体162可以定位在触头保持器126中，其中第一和第三极配置为与固定触头120对准(如图1所示)。
图7是根据示例性实施例的多极磁体162的侧视图，示出了磁体202、204、206在界面210、212处结合在一起以形成一体磁体主体200。例如，第一和第二磁体202、204可以在第一界面210处胶合或焊接在一起，第二和第三磁体204、206可以在第二界面212处胶合或焊接在一起。
图8是根据示例性实施例的多极磁体162的侧视图，示出了磁体202、204、206通过包覆成型的主体214结合在一起以形成一体磁体主体200。包覆成型的主体214在磁体202、204、206的情况下。包覆成型的主体214限定键接特征208。
图9是根据示例性实施例的多极磁体162的侧视图。在所示的实施例中，多极磁体162包括具有第一极的第一磁体220和具有第二极的第二磁体222。可选地，多极磁体162可以定位在触头保持器126(图3所示)中，其中第一和第二极与固定触头120对准。多极磁体162包括在第一磁体220和第二磁体222之间的主体部分224。主体部分224是非磁性的。第一磁体220、第二磁体222和主体部分224限定多极磁体162的一体磁体主体226。一体磁体主体226在主体部分224中没有任何磁体，使得可以在第一极和第二极之间形成一个或多个磁隙228。磁隙228可以沿着一体磁体主体226大致居中。可选地，磁隙228可以位于固定触头120(图1)之间。在其他各个实施例中，磁隙228可以在沿着一体磁体主体226的其他位置处。可选地，第一极和第二极可以具有相同的极性。在替代实施例中，第一极和第二极可以具有相反的极性。

Claims (10)

1.一种接触器(100)，包括：
具有腔(112)的壳体(110)；
容纳在腔中的固定触头(120)，该固定触头在腔中具有配合端(132)；
可在腔内在配合位置和非配合位置之间移动的可动触头(122)，该可动触头与固定触头接合，以在配合位置电连接固定触头；
在腔中的线圈组件(140)，其操作成在非配合位置和配合位置之间移动可动触头；以及
在腔中的电弧抑制器(160)，该电弧抑制器包括具有第一磁体(202)和第二磁体(204)的多极磁体(162)，该第一磁体具有第一极，该第二磁体具有第二极，所述第一磁体与第二磁体集成在一体磁体主体(200)中。
2.根据权利要求1所述的接触器(100)，其中，所述第一和第二磁体(202、204)彼此挤压以形成所述一体磁体主体(200)。
3.根据权利要求1所述的接触器(100)，其中，所述第一和第二磁体(202、204)分开制造并固定在一起以形成所述一体磁体主体(200)。
4.根据权利要求1所述的接触器(100)，其中，所述第一磁体(202)相对于所述壳体(110)的物理操纵引起所述第二磁体(204)相对于所述壳体的相应的物理操纵。
5.根据权利要求1所述的接触器(100)，其中，所述电弧抑制器(160)还包括具有第三极的第三磁体(206)，所述第二磁体(204)位于所述第一和第三磁体之间，所述第二极具有与所述第一和第三极相反的极性，所述第一、第二和第三磁体集成在所述一体磁体主体(200)中。
6.根据权利要求1所述的接触器(100)，其中，所述第一磁体(202)通过主体部分(224)与所述第二磁体(204)间隔开，所述主体部分与所述第一和第二磁体集成在所述一体磁体主体(200)中，所述一体磁体主体在所述主体部分中没有任何磁体，从而在所述第一极和第二极之间形成磁隙(228)。
7.根据权利要求1所述的接触器(100)，其中，所述第一和第二极具有相反的极性。
8.根据权利要求1所述的接触器(100)，其中，所述一体磁体主体(200)包括用于将所述多极磁体(162)定向在所述壳体(110)中的键接特征(208)。
9.根据权利要求1所述的接触器(100)，其中，所述壳体(110)包括在其中容纳所述多极磁体(162)的磁体狭槽(180)。
10.根据权利要求9所述的接触器(100)，其中，所述第一和第二磁体(202、204)容纳在所述磁体狭槽(180)中。
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