CN116417270A - 接触式开关总成以及开关电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及接触式开关总成以及开关电器，接触式开关总成包括触头组件和执行组件，所述触头组件至少包括固定设置的静接触部和可活动设置的动接触部，所述执行组件是通过至少叠加了两个励磁磁场后产生输出转矩的旋转式电磁驱动机构，包括输出旋转动作的驱动件，所述动接触部与驱动件同轴连接，从而所述驱动件的旋转动作直接传动至所述动接触部以使所述动接触部相对所述静接触部进行旋转运动来实现开关功能。本发明中接触式开关总成的动接触部与旋转式电磁驱动机构的驱动件同轴连接，以旋转式电磁驱动机构直接驱动动接触部旋转，减小了的零件数量，提高了传动效率，传动连接结构简单，可靠性和寿命均大大提高。

Description

接触式开关总成以及开关电器

技术领域

本发明涉及开关电器领域，具体涉及接触式开关总成的触头组件和执行组件的改进。

背景技术

在需要实现电回路的开关切换场合中，包括继电器、接触器、断路器、隔离开关等开关电器是一种广泛应用的基础电气元件；其通常包括：接触式开关总成、连接组件、灭弧组件、遥信组件等。作为实现基础功能的核心组成部分，包括有触头组件和执行组件的接触式开关总成的结构设计与其性能好坏密切相关。

现有的用于开距较大的开关电器(如断路器)中的接触式开关总成的执行机构通常是通过连杆机构来联动动触头以执行开关动作。现有的这种结构设计存在如下缺陷：组成零件较多，且传动效率不高，不具备频繁操作能力及较高的电气、机械寿命。并且，在现有常见的旋转式电磁驱动机构中，往往通过简单的电磁场驱动，其输出的转矩较小，不能适用于分合速度要求较快、开距较大、具备短路电流分断能力的开关电器，从而导致执行开关动作的功能受限。

发明内容

因此，针对上述问题，本发明提出一种结构优化的接触式开关总成，基于该接触式开关总成，本发明还提出结构优化的开关电器。

本发明采用如下技术方案实现：

本发明提出一种接触式开关总成，包括触头组件和执行组件，所述触头组件至少包括固定设置的静接触部和可活动设置的动接触部，通过所述动接触部相对所述静接触部的运动以实现开关功能的接触式导通或断开，所述执行组件是通过至少叠加了两个励磁磁场后产生输出转矩的旋转式电磁驱动机构，包括输出旋转动作的驱动件，所述动接触部与驱动件同轴连接，从而所述驱动件的旋转动作直接传动至所述动接触部以使所述动接触部相对所述静接触部进行旋转运动来实现开关功能。

其中，基于制造和安装考虑，在一个实施例中，优选所述动接触部与驱动件同轴对位装配，并通过至少一插杆同时插套连接于所述动接触部与驱动件以实现所述同轴连接。

其中，基于制造和安装考虑，在一个实施例中，优选所述动接触部设有至少两个，每个所述动接触部均与所述驱动件同轴连接。

其中，为了提高接触式开关总成的适用性，在一个实施例中，优选所述动接触部设有两个，两个所述动接触部在所述驱动件轴向的两侧位置设置。

其中，为减少触头弹跳，使触头可靠闭合，在一个实施例中，优选所述动接触部包括转盘件、具有摆动行程的活动安装设置在转盘件上的接触件、以及对接触件提供超程接触压力的弹性件，所述接触件的端部设有用于与所述静接触部相接触的动触点，所述动接触部通过其转盘件与驱动件同轴连接。

其中，基于制造和安装考虑，并为提高结构稳定性和紧凑性，在一个实施例中，优选所述接触件为一摆臂，所述动触点分别设置在摆臂的两自由端，所述转盘件的内部开有适配所述摆臂的贯穿插槽，所述摆臂插入该插槽中且其两端的动触点外露出所述转盘件，所述静接触部包括两个对应所述动触点位置的静触点。

其中，为提高使用寿命及缩小空间占用，在一个实施例中，优选所述弹性件是呈“几”字型结构的拉弹簧，所述转盘上固定设有弹簧挂杆，所述拉弹簧的两端挂设于所述弹簧挂杆，其中间弯曲段扣压在所述摆臂上以对所述摆臂施加超程接触压力。

其中，为了使拉弹簧与接触件摆臂的配合更加稳定，在一个实施例中，优选所述摆臂对应所述中间弯曲段的扣压处设有定位凹槽。

其中，为提高合闸时触点闭合的可靠性，在一个实施例中，优选所述拉弹簧是以所述摆臂中心对称布置的两个，从而以力偶的转矩地对所述摆臂施加超程接触压力。

其中，在一个实施例中，优选所述接触件包括一旋转中心，所述接触件在旋转中心和自由端之间具有一折角，以使所述接触件在沿其旋转中心进行摆动行程后，其末端的动触片能适配所述静接触部的安装角度以贴合于所述静接触部。

其中，为提高电气性能和绝缘性能，在一个实施例中，优选还包括一隔离件，所述动接触部与驱动件之间通过所述隔离件同轴连接。

其中，为提高动接触部的转矩，提高合闸速度，在一个实施例中，优选所述旋转式电磁驱动机构具体包括导磁架、线圈和衔铁，所述导磁架包括一闭合的框形基体，在所述框形基体的其中相向的两第一段分别延伸出一个静吸合部，在所述框形基体的相向的另外两第二段绕设有线圈以磁化所述导磁架，所述衔铁为条形摆臂的结构，可转动设置在框形基体内，两第二段上绕设的线圈在所述框形基体上产生的磁通汇集以将各励磁磁场叠加在所述静吸合部上，所述静吸合部对所述衔铁产生朝其转动的磁吸力偶。

其中，为使衔铁有较大的截面积使其不容易饱和，且有较大的吸力矩，在一个实施例中，优选两个所述静吸合部分别包括一朝向所述衔铁的磁吸面，所述磁吸面是呈倾斜设置的斜面。

其中，为最大化磁吸面积，以保证衔铁能够可靠吸合于合闸位置，在一个实施例中，优选所述磁吸面是自框形基体第一段为起始部向框体内部倾斜延伸的整体斜面。

其中，为提高衔铁在合闸前期行程的转矩，加快合闸启动速度，并降低衔铁合闸后期行程的转矩，以防止衔铁速度过快产生撞击反弹，在一个实施例中，优选在所述框形基体的其中相向的两第一段还分别朝向所述衔铁的条形摆臂的末端延伸出一个辅助吸合部，所述辅助吸合部邻近所述静吸合部设置。

其中，为辅助吸合衔铁于合闸位置，降低线圈的电流，能够减少功率损耗，在一个实施例中，优选所述静吸合部上还固定设有永磁体，所述永磁体对所述衔铁施加永磁吸力以辅助所述静吸合部吸合固定所述衔铁。

其中，为进一步增加静吸合部的吸力，提高衔铁的转矩，在一个实施例中，优选所述导磁架还包括在所述框形基体的两第二段向外对称扩增的至少一组扩展极柱，所述扩展极柱与所述框形基体并联，每个所述扩展极柱上均绕设有线圈，以将各扩展极柱上的线圈的励磁磁场同时叠加在所述静吸合部上。

基于上述的接触式开关总成，本发明还提出开关电器，包括实现其开关功能的上述接触式开关总成。

本发明具有以下有益效果：本发明中接触式开关总成的动接触部与旋转式电磁驱动机构的驱动件同轴连接，以旋转式电磁驱动机构直接驱动动接触部旋转，减小了的零件数量，提高了传动效率，传动连接结构简单，可靠性和寿命均大大提高。

附图说明

图1是实施例1中接触式开关总成的立体示意图；

图2是实施例1中接触式开关总成的结构爆炸图；

图3是实施例1中动接触部的俯视图；

图4是图3中A-A处的剖视图；

图5是实施例1中接触式开关总成的俯视图；

图6是图5中B-B处的剖视图(其一，接触式开关总成处于合闸状态)；

图7是图5中B-B处的剖视图(其二，接触式开关总成处于合闸状态)；

图8是实施例1中旋转式电磁驱动机构的正视图(略去了支承板以便于观察，接触式开关总成处于分闸状态)；

图9是实施例1中在辅助吸合部影响下导磁架和衔铁的磁力线分布图；

图10是实施例1中采用辅助吸合部的设计和无辅助吸合部的设计对衔铁吸力矩的对比图；

图11是实施例1中在永磁体影响下导磁架和衔铁的磁力线分布图；

图12是实施例1中接触式开关总成处于分闸状态时，限位销配合在腰型孔内的示意图；

图13是实施例1中接触式开关总成处于合闸状态时，限位销配合在腰型孔内的示意图；

图14是实施例2中接触式开关总成的俯视图；

图15是实施例3中接触式开关总成的立体示意图；

图16是实施例3中接触式开关总成的剖视图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例1：

参阅图1-13所示，作为本发明的优选实施例，提供一种接触式开关总成，该接触式开关总成包括触头组件以及执行触头组件的开关动作的执行组件，其中触头组件包括固定的静接触部1和可动的动接触部2，执行组件为用于驱动动接触部2的旋转式电磁驱动机构3，通过旋转式电磁驱动机构3驱动动接触部2相对静接触部1运动，实现动、静接触部的接触(合闸)或分离(分闸)，从而接触式开关总成的导通或断开。

参阅图1-4，旋转式电磁驱动机构3包括用于输出旋转运动的衔铁33(作为驱动件)，动接触部2与衔铁33传动连接，动接触部2包括转盘件21和接触件22，接触件22安装设置在转盘件21上，转盘件21与衔铁33是同轴连接的，具体地，两支偏心插杆91、92同时插套连接于同轴对位装配的转盘件21和衔铁33，以实现二者的同轴连接。从而在本实施例中，动接触部2是直接接受旋转式电磁驱动机构3的传动以实现其相对静接触部1的旋转运动，传动效率高。比起常规的连杆式的传动连接，本实施例以旋转式电磁驱动机构3直接驱动动接触部2旋转，减小了的零件数量，传动连接结构简单，可靠性和寿命均大大提高。虽然本实施例采用了偏心插杆91、92即两支插杆来实现动接触部2和衔铁33的同轴连接，但在其他实施例中也可以采用一支插杆、三支插杆等其他数量的连杆来连接动接触部2和衔铁33。

作为一个优选的实施方式，该实施例的接触件22呈摆臂结构，接触件22两端设有动触点，转盘件21内部开有适配接触件22的贯穿插槽，接触件22插入该插槽中并穿设过转盘件21，使其两端的动触点外露出转盘件21。静接触部1设有两个，两个静接触部1上均设有静触点，由接触件22两端的动触点与两个静接触部1上的静触点分别相接，以实现负载的连通。接触件22在转盘件21的贯穿插槽内具有一定的摆动活动行程(转盘件21在其贯穿插槽内设定了约束摆动活动行程的限位凸台210)，转盘件21上还插接固定有弹簧挂杆25，“几”字型的拉弹簧25两端挂设于弹簧挂杆25，中间弯曲段扣压在接触件22上，使接触件22通过拉弹簧25的弹性力卡紧在转盘件21内。同时，拉弹簧25还能提供超程接触压力，使动、静接触部闭合时，减少接触件22的弹跳，使触点可靠闭合。该实施例的动接触部采用上述的结构设计，不仅出于易于生产制造的考虑，而且也考虑到实际使用场合的稳定性和结构紧凑性。该实施例的动接触部结构中，借助具有贯穿插槽的该转盘件21将呈摆臂结构的该接触件22保护于其中，避免外部干扰影响；以及在转盘件21内设置使该接触件22复位功能的及约束其摆动活动行程的功能的结构，使整体结构也更紧凑。

除了本实施例中一个动接触部与两个静接触部相接而实现负载连通的桥式接触回路外，其他实施例中也可以采用其他的接触回路结构，如常见的单个动、静触头的形式。另外，该实施例中的“几”字型的拉弹簧25在其他实施例中也可以被替换为其他的超程弹性件，如压簧、弹片等，但相较而言，该实施例的优选实施方式的该拉弹簧25的结构设计可以具有更久的使用寿命及较小的空间占用。

此外，如图2和图4，为了使几”字型的拉弹簧25与接触件22摆臂的配合更加稳定，在接触件22摆臂上对应几”字型的拉弹簧25的中间弯曲段设有定位凹槽211。并且，本实施例中拉弹簧25共设有以接触件22摆臂的中心呈中心对称布置的两个，从而两个拉弹簧25以力偶的转矩地对接触件22摆臂施加超程接触压力，提高合闸时触头闭合的可靠性。在其他实施例中，拉弹簧25也可以是只设有一个。

如图4，本实施例中，接触件22是呈Z型的连续弯折结构，即接触件22在其旋转中心和自由端之间具有一折角，通过接触件22的弯折，可以使得接触件22在沿其旋转中心进行摆动行程后，两端的动触点在合闸位置的运动方向是与静接触部1上的静触点相垂直的，从而进一步提高触点间的贴合程度，保证电连接的可靠性。

由于转盘件21与衔铁33通过偏心插杆91、92同轴连接，能够使得旋转式电磁驱动机构3更容易联接起多个动接触部2，如图5，本实施例中，在衔铁33轴向的两侧各设有一组触头组件(本实施例中一组触头组件包括一个动接触部2和两个静接触部1)，两组触头组件中的动接触部2是同时插套连接于偏心插杆91、92的，从而不需设置额外的结构，仅依靠偏心插杆91、92的联接就能实现一个旋转式电磁驱动机构3带动两个动接触部2动作。该实施例中，基于上述的结构设计，使该实施例中能够在衔铁33的轴向设置有两个动接触部2和静接触部1构成的两组触头组件，因此具有更广泛的应用场合和电气性能，例如：可以用于在一个接触回路中并联两个开关断点，提高灭弧能力，亦或者用于形成同步驱动两个的接触回路(例如应用于双极断路器)。

如图2，本实施例中，在转盘件21与衔铁33之间还设有隔离架23，以将转盘件21与衔铁33隔开一定的距离，从而将触头组件和旋转式电磁驱动机构3进行电气分隔，使带电的动接触部2和衔铁33之间有更大大的爬电距离，使其达到所需的绝缘性能。本实施例中隔离架23具体结构仅仅是一示意，实际应用时可以采用其他结构形态的隔离架23(如板状)来配合实际安装空间以及功能需要来实现。

该实施例中，为了更适于上述所言的同轴连接方式驱动的需求，作为驱动动接触部2的旋转式电磁驱动机构应当具有能够输出更大的转矩的需求，传统的旋转式电磁驱动机构无法胜任，该实施例还对旋转式电磁驱动机构作出了进一步改进以与该需求进行匹配。发明人经过研究发现，旋转式电磁驱动机构应当采用至少叠加了两个励磁磁场后产生输出更大转矩的旋转式电磁驱动机构来实现，具体的：

参阅图6-8所示，该实施例中，旋转式电磁驱动机构3包括导磁架31，本实施例中，该导磁架31呈方框形结构，从方框形的导磁架31的两平行的第一段31A分别延伸出有一个凸起的静吸合部32，衔铁33为条形摆臂的结构，可转动设置在导磁架31的内部，具体地，配合参阅图2，一支承板4固定连接在导磁架31上，衔铁33通过枢接轴5枢接于支承板4。在方框形的导磁架31另两平行的第二段31B上绕设有线圈34，从而线圈34通电时将导磁架31磁化，两侧的线圈34的绕制方向(根据右手螺旋定则可以确定)满足使在导磁架31上产生的磁通φ1、φ2能够汇集并叠加在中间的静吸合部32上，从而两个静吸合部32对衔铁33产生朝静吸合部32转动的磁吸力偶，致使衔铁33发生转动。由于两个线圈34产生的磁通衔铁汇集并叠加在中间的静吸合部32上，使静吸合部32对衔铁33的磁吸力得到增强，从而衔铁33能产生较大的转矩，衔铁33的转矩较大也就意味着与衔铁33相连的动接触部2有较快的合闸速度，而且因为衔铁33的转矩较大，因此即使动接触部2分闸时的开距较大，衔铁33也能保证具有足够的转矩和速度来将动接触部2转动至合闸位置，因此本实施例接触式开关总成可以设置有较大的开距。另一方面，本实施例中衔铁33的转矩较大、分合闸的开距也较大，那么就可以利用衔铁33大转矩、大开距的特点，在为衔铁33设置复位弹性件时可以匹配的选择为弹性系数较大的复位弹性件，衔铁33合闸过程中，通过衔铁33的大转矩使该弹性系数较大的复位弹性件蓄积较大的弹性势能，从而当线圈34断电后，具有较大弹性势能的复位弹性件能够释放更多能量以使衔铁33实现快速分闸，衔铁33的大开距又保证了分闸位置的动静触点间的安全距离。从而，本实施例的接触式开关总成不仅合闸、分闸速度都比较快速度，并且分闸的开距很大。因此本实施例的接触式开关总成借由直连的简单传动结构、分合闸速度快的特点可以用于实现开关电器的频繁通断功能，又可以在不设置其他额外的快速分断结构(例如断路器中的跳扣连杆机构)的条件下实现分断故障电流的功能，保障了电气安全性能。

两个静吸合部32分别包括一朝向衔铁33的磁吸面321，该磁吸面是321是呈倾斜设置的斜面，以配合衔铁33的旋转角度增大磁吸面积，同时，作为一种优选的方案，该实施例中该磁吸面321的延伸起始部P位于导磁架31的第一段31A上，也就是说磁吸面321是自导磁架31的第一段31A为起始部向框形的导磁架31内部倾斜延伸的整体斜面(而不只是静吸合部32上的一个缺角斜面)，磁吸面321使静吸合部32的截面呈一个直角梯形结构，这种自导磁架31的第一段31A为起始部向框体内部倾斜延伸的整体斜面的设计能够具有最大化的磁吸面，以保证衔铁33能可靠吸合于合闸位置。而且，虽然将磁吸面321设置为延伸至导磁架31的边上的整体斜面会使得静吸合部32与衔铁33的平均气隙增大，吸力力臂减少，对吸力矩的提高有不利影响，但也可以将静吸合部32朝向衔铁33的一侧的体积大幅削减，从而扩大了两个静吸合部32之间的空间，从而设置在两个静吸合部32之间的衔铁33就能采用宽度更大(横截面积更大)的结构，使得衔铁33磁饱和上限更高而不易发生过饱和之不足；根据发明人的实际测试表明，采用上述的如此结构设计相较于垂直延伸的静吸合部32或具有缺角斜面的静吸合部32的结构设计，在同等体积结构下，衔铁33的转矩仍然得到了小幅的提升。也就是说，虽然上述优化设计中，会有静吸合部32与衔铁33的平均气隙增大的不足，但是其他方面的改善已经远能弥补该不足，综合下来的最终性能却是更胜的。

本实施例以一种方框形的导磁架31为例进行说明，在其他实施例中，导磁架31也可以是其他形状的闭合框形基体，例如圆框状结构，静吸合部32可以设置在圆框状导磁架两个相向的第一弧形段上，线圈绕设在圆框状导磁架另两个相向的第二弧形段上。采用方框形的导磁架31更便于制造和安装。另外，参阅图2，本实施例中，导磁架31由半闭合的第一导磁架311和第二导磁架312对接固定形成，从而方便套入线圈34，本实施例中的各静吸合部32是分别从的第一导磁架311和第二导磁架312上一体延伸而出。在具体实现方式上，第一导磁架311和第二导磁架312也可以采用多个大致E型硅钢片层叠构成。

参阅图7和图8所示，由于该实施例采用了较大的衔铁开距和斜面的磁吸面321的设计，静吸合部32与衔铁33的平均气隙增大，尤其是衔铁33末端与静吸合部32的距离更为增大，为了补偿静吸合部32与衔铁33的平均气隙增大的问题，本实施例在还额外导磁架31的其中相向的两第一段31A上还分别朝向衔铁33的条形摆臂的末端延伸出一个辅助吸合部36，辅助吸合部36邻近所述静吸合部32设置。辅助吸合部36相比于静吸合部32是在导磁架31上是朝向衔铁33末端的体积较小的凸起，因而辅助吸合部36对衔铁33的磁吸力小于静吸合部32对衔铁33的磁吸力。在静吸合部32吸引衔铁33的转动行程的前期，辅助吸合部36通过吸引衔铁33加速衔铁33朝静吸合部32的转动，在静吸合部32吸引衔铁33的转动行程的后期，辅助吸合部36通过吸引衔铁33以减缓所述衔铁朝静吸合部32的转动。配合参阅图9-10，图9示出了采用辅助吸合部的设计后对导磁架31和衔铁33的磁力线分布图，辅助吸合部36对衔铁33产生辅助磁吸力F₀，且由于辅助吸合部36离衔铁33较近，有效加密了衔铁33在在合闸前期行程(即大气隙时)的磁力线密集程度，该辅助磁吸力F₀的力臂L₀在初始阶段也较大，因此能有效提高衔铁33在合闸前期行程的吸力力矩。图10则示出了采用辅助吸合部的设计和无辅助吸合部的设计对衔铁吸力矩的对比图，可见，该实施例中采用辅助吸合部的设计相较于无辅助吸合部的设计而言，采用辅助吸合部36的设计能够具有额外的双重功效，即：能够使得衔铁33在合闸时先快后慢，从而提高衔铁33在合闸前期行程(即大气隙时)的转矩，加快合闸启动速度，还能够降低衔铁33合闸后期行程(即小气隙时)的转矩，以防止衔铁33速度过快产生撞击反弹。

优选的，该实施例中的衔铁33的端部是外凸的圆弧状凸起结构，而辅助吸合部36靠近衔铁33的端部具有匹配衔铁33末端的圆弧状内凹缺口，以使得衔铁33的转动行程中，辅助吸合部36对衔铁33的磁吸作用力更加均衡，磁极面积更大，吸力更大。辅助吸合部36的端部的结构形态和衔铁33末端的结构形态决定了辅助吸合部36与衔铁33的距离，能够直接影响辅助吸合部36对衔铁33的吸力矩大小，实际应用中，可以通过设计不同的该衔铁33的端部和辅助吸合部36的形状来匹配不同的设计需求，例如将辅助吸合部36的端部设计为折线段、抛物线段等结构形态。

再次参阅图8所示，通过分析可知：静吸合部32的磁吸面321是工作主气隙,其磁吸面积大小、与衔铁33的间隙大小直接影响工作气隙磁导，决定了主气隙的磁通及对衔铁33的吸力。磁吸面321的倾斜角度a影响了衔铁33在合闸位置时吸力的作用力臂，因为吸力方向与磁吸面321是垂直的。倾斜角度a在0度到90度之间，90度时衔铁吸力力臂最长，但此时衔铁宽度D有可能变得很小，容易使衔铁饱和，吸力矩不一定大，同时，衔铁的宽度D还与静吸合部32与导磁架31的第二段31B的距离D1以及静吸合部32自身的厚度有关，因此可根据需要设计不同的磁吸面321倾斜角度，并与其它特征尺寸相配合进行适应性设计来满足不同的设计要求，而不应受限于本实施例中的图示所表达的尺寸和角度。

另外，静吸合部32凸起高度H0越高，可以使得静吸合部32与衔铁33离得越近，如点Q是静吸合部32上距离衔铁33最近的点，H0越大，则点Q与衔铁33之间的距离D2越小，D2越小，静吸合部32对衔铁33吸力F1越大，但同时也会导致静吸合部32上点Q对衔铁33的吸力F₁更加靠近衔铁33的转动中心，使得静吸合部32上点Q对衔铁33的吸力合力的力臂L₁减小，因此静吸合部32凸起高度H0越高不一定能导致衔铁33转矩的提升，所以在本实施例中，控制了静吸合部32在较低的凸起高度H0，静吸合部32的凸起高度H0较低也能扩大两个静吸合部32之间的安装空间。

参阅图7-8以及图11，在静吸合部32末端还固定设有一永磁体35，该永磁体35对衔铁33施加永磁吸力以辅助静吸合部32吸合固定衔铁33，由于设置永磁体35辅助吸合衔铁33于合闸位置，不是单纯依靠线圈和导磁架所产生的磁吸作用来实现，从而合闸之后，就不必始终保持较大的线圈的电流，能够减少功率损耗。

本实施例中，永磁体35设置在静吸合部32A的端部，从而永磁体35更靠近衔铁33的转动中心，永磁体35吸力臂更小，在分闸时永磁体35对衔铁33的磁吸作用较小，防止衔铁33误作动。在其他实施例中也可以采用其他的永磁体结构，例如采用一C型套置在静吸合部32外周的永磁体，但这种方案对空间的占用大，或者采用在静吸合部32的磁吸面321上贴附一层永磁体，但这种方案会增大磁吸面321和衔铁33的气隙，均不如本实施例的永磁体35的优选设计方案。本实施例中，永磁体35包括与磁吸面321共面的磁极面351，静吸合部32A吸合衔铁33时，衔铁33的摆臂贴合在磁吸面321和磁极面351上，磁吸面321和磁极面351产生吸力F₂和F₃，从而取得更大的对衔铁33的磁吸力偶，使衔铁33被可靠吸合于合闸位置。

如图1-2以及图12-13，在衔铁33的偏心位置上还插接固定有限位销6，支承板4上对应限位销6的位置开设有腰型孔41，限位销6配合在腰型孔41内，接触式开关总成分闸时，限位销6抵接在腰型孔41一端从而限制出衔铁33(以及动接触部2)的分闸位置。在导磁架31上还固定插接有第一弹簧挂杆7，复位拉簧8一端钩挂在第一弹簧挂杆7上，另一端钩挂在限位销6上，从而衔铁33在旋转式电磁驱动机构3驱动以转动至合闸位置时，该复位拉簧8拉伸蓄能，对旋转式电磁驱动机构3的线圈34断电后，通过复位拉簧8的弹性力将衔铁33复位至分闸位置。作为一弹性复位件，复位拉簧8在其他实施例中可以被替换为其他的具体结构(安装方式适应性变更)，如扭簧、压簧、弹片等。

本实施例采用转盘件21与衔铁33直接同轴连接的联动方式，由于不设有减速机构和多连杆机构，因此对旋转式电磁驱动机构3输出的转矩要求更高，而本实施例通过上述的导磁架31(包括静吸合部32、辅助吸合部36等结构)的结构设计，大幅提高了旋转式电磁驱动机构3的输出转矩，从而本实施例能够采用简洁的转盘件21与衔铁33直接同轴连接的传动结构来实现。

实施例2：

参阅图14，本实施例提出一种接触式开关总成，与实施例1基本类似，唯一不同之处在于本实施例中旋转式电磁驱动机构3通过插杆91A、92A串接有共四组触头组件，则一个旋转式电磁驱动机构3A能够同时带动四个触头组件中的动接触部动作。本例可以用于形成四个的接触回路，或者一个接触回路中串联四个开关断点以提高灭弧能力。

除了本实施例1的两组触头组件串接、本实施例的四组触头组件串接，本领域技术人员可以根据实际需要设置其他数量的触头组件相串接，这在实现上不存在技术障碍。

实施例3：

本实施例提出一种接触式开关总成，参阅图15、16，本实施例与实施例1基本类似，不同之处在于本实施例还在实施例1的基础上扩展了线圈和导磁架的结构。本例中，导磁架包括方框形的框形基体300(该框形基体300结构即对应实施例1中的导磁架31)，在所述框形基体300的两第二段31B向外对称扩增的至少一组扩展极柱301，扩展极柱301与框形基体300并联，每个扩展极柱301上均绕设有线圈34。

通过本实施例的设置，扩展极柱301和框形基体300上的线圈所产生的磁通均通过衔铁，在保证衔铁不饱和情况下，能有效增加静吸合部的吸力，提高衔铁的转矩。本实施例虽然只扩增有一组扩展极柱，但根据实际需求，可以扩增有两组、三组等更多数量的扩展极柱。

本实施例的旋转式电磁驱动机构的结构更适于应用在对衔铁的转矩要求更高的场合，例如可以应用在实施例2的四组触头组件串接的情况中。

实施例4：

本实施例提出一种开关电器，除包含有上述实施例1至3任一种接触式开关总成，还额外包含其他组件，如连接组件、灭弧组件、遥信组件等，以及通常还具有一保护外壳体。由于，该实施例的开关电器的主要改进点在于接触式开关总成，其他组件均可以采用现有技术手段实现，于此就不再详细展开说明。该实施例的开关电器是指GB/T 5226.1-2019/IEC 60204-1：2016中的术语与定义的开关电器，即用于接通或断开一个或几个电路电流的电器，其具体元件形式可以是断路器、继电器、隔离开关等；尤其适于在需要频繁开合切换和/或分断较大故障电流的场合使用。该实施例的开关电器中由于包含有上述实施例1至3任一种接触式开关总成，因此也具有其对应的有益技术效果，于此不再重复说明。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均落入本发明的保护范围。

Claims (18)

1.接触式开关总成，包括触头组件和执行组件，所述触头组件至少包括固定设置的静接触部和可活动设置的动接触部，通过所述动接触部相对所述静接触部的运动以实现开关功能的接触式导通或断开，其特征在于：所述执行组件是通过至少叠加了两个励磁磁场后产生输出转矩的旋转式电磁驱动机构，包括输出旋转动作的驱动件，所述动接触部与驱动件同轴连接，从而所述驱动件的旋转动作直接传动至所述动接触部以使所述动接触部相对所述静接触部进行旋转运动来实现开关功能。

2.根据权利要求1所述的接触式开关总成，其特征在于：所述动接触部与驱动件同轴对位装配，并通过至少一插杆同时插套连接于所述动接触部与驱动件以实现所述同轴连接。

3.根据权利要求1所述的接触式开关总成，其特征在于：所述动接触部设有至少两个，每个所述动接触部均与所述驱动件同轴连接。

4.根据权利要求3所述的接触式开关总成，其特征在于：所述动接触部设有两个，两个所述动接触部在所述驱动件轴向的两侧位置设置。

5.根据权利要求1所述的接触式开关总成，其特征在于：所述动接触部包括转盘件、具有摆动行程的活动安装设置在转盘件上的接触件、以及对接触件提供超程接触压力的弹性件，所述接触件的端部设有用于与所述静接触部相接触的动触点，所述动接触部通过其转盘件与驱动件同轴连接。

6.根据权利要求5所述的接触式开关总成，其特征在于：所述接触件为一摆臂，所述动触点分别设置在摆臂的两自由端，所述转盘件的内部开有适配所述摆臂的贯穿插槽，所述摆臂插入该插槽中且其两端的动触点外露出所述转盘件，所述静接触部包括两个对应所述动触点位置的静触点。

7.根据权利要求6所述的接触式开关总成，其特征在于：所述弹性件是呈“几”字型结构的拉弹簧，所述转盘上固定设有弹簧挂杆，所述拉弹簧的两端挂设于所述弹簧挂杆，其中间弯曲段扣压在所述摆臂上以对所述摆臂施加超程接触压力。

8.根据权利要求7所述的接触式开关总成，其特征在于：所述摆臂对应所述中间弯曲段的扣压处设有定位凹槽。

9.根据权利要求7所述的接触式开关总成，其特征在于：所述拉弹簧是以所述摆臂中心对称布置的两个，从而以力偶的转矩地对所述摆臂施加超程接触压力。

10.根据权利要求5所述的接触式开关总成，其特征在于：所述接触件包括一旋转中心，所述接触件在旋转中心和自由端之间具有一折角，以使所述接触件在沿其旋转中心进行摆动行程后，其末端的动触片能适配所述静接触部的安装角度以贴合于所述静接触部。

11.根据权利要求1所述的接触式开关总成，其特征在于：还包括一隔离件，所述动接触部与驱动件之间通过所述隔离件同轴连接。

12.根据权利要求1所述的接触式开关总成，其特征在于：所述旋转式电磁驱动机构具体包括：导磁架、线圈和衔铁，所述导磁架包括一闭合的框形基体，在所述框形基体的其中相向的两第一段分别延伸出一个静吸合部，在所述框形基体的相向的另外两第二段绕设有线圈以磁化所述导磁架，所述衔铁为条形摆臂的结构，可转动设置在框形基体内，两第二段上绕设的线圈在所述框形基体上产生的磁通汇集以将各励磁磁场叠加在所述静吸合部上，所述静吸合部对所述衔铁产生朝其转动的磁吸力偶。

13.根据权利要求12所述的接触式开关总成，其特征在于：两个所述静吸合部分别包括一朝向所述衔铁的磁吸面，所述磁吸面是呈倾斜设置的斜面。

14.根据权利要求13所述的接触式开关总成，其特征在于：所述磁吸面是自框形基体第一段为起始部向框体内部倾斜延伸的整体斜面。

15.根据权利要求12所述的接触式开关总成，其特征在于：在所述框形基体的其中相向的两第一段还分别朝向所述衔铁的条形摆臂的末端延伸出一个辅助吸合部，所述辅助吸合部邻近所述静吸合部设置。

16.根据权利要求12所述的接触式开关总成，其特征在于：所述静吸合部上还固定设有永磁体，所述永磁体对所述衔铁施加永磁吸力以辅助所述静吸合部吸合固定所述衔铁。

17.根据权利要求12所述的接触式开关总成，其特征在于：所述导磁架还包括在所述框形基体的两第二段向外对称扩增的至少一组扩展极柱，所述扩展极柱与所述框形基体并联，每个所述扩展极柱上均绕设有线圈，以将各扩展极柱上的线圈的励磁磁场同时叠加在所述静吸合部上。

18.开关电器，包括实现其开关功能的接触式开关总成，其特征在于：所述接触式开关总成是权利要求1-17任一所述的接触式开关总成。

Images