CN1236546C - 电气控制装置 - Google Patents

Abstract

一种电动机控制装置(40)包括电流控制装置(60)，后者可动作，以便限制流向电动机(42)的电流。当电动机(42)是三相电动机时，在电流控制装置中备有三个电流限制开关部件(80)。一个薄片(128)的叠组(130)集中所有三个电流限制开关部件(80)中从导体放射的磁场。每个电流限制开关部件(80)包括安装在触点臂(100，110)上的两个可动触点(98，108)。触点臂(100，110)可在薄片叠(130)中的狭槽(150，156)内移动。

Description

电气控制装置

本发明涉及可用来限制流向电气装置，例如电动机的电流的电气控制装置。

已知的电气控制装置包括一对平行的固定触点臂和一对可动触点臂。可动触点臂互相串联连接。在相邻的固定触点臂和可动触点臂中电流沿相反的方向流动。当有过大的电流通过电路流动时，从通过可动和固定触点臂传导的电流放射出的磁场之间的对抗使可动触点臂断开电路。

在美国专利第5,073,764号中公开了具有这种结构的一种电气控制装置。在美国专利第3,815,059；4,810,841和5,495,083号中公开了其它已知的电气控制装置。

用于象电动机这样的设备的控制装置包括电流控制装置。电流控制装置可能包括两组触点。每组触点中的一个触点被安装在可动触点臂上。可动触点臂可在磁场之间的对抗作用下移动。

可动触点臂可便利地沿着配置在一叠薄片中的狭槽移动。使从通过可动触点臂传导的电流放射的磁场集中。当控制装置用于三相电动机时，电流控制装置可能包括三个电流限制开关部件，后者具有可在一组薄片中形成的狭槽中移动的触点臂。

在本发明的一个实施例中，沿着电流限制开关部件中的一个触点臂的运动路径配置了第一组分离板。沿着该电流限制开关组件中第二个触点臂的运动路径配置了第二组分离板。当电流限制开关部件从闭合状态运行到断开状态时，分离板承受电弧。

分离板之一可能被连接在通过绕过设备传导过大电流以保护象电动机起动器那样的设备的旁路电路之中。可提供共用分离板，以便在两组分离板之间直接传导电流，而不是通过可动触点。在触点从闭合状态运行到断开状态的过程中，通过至少局部堵塞一组薄片中的狭缝槽的端面，把伴随电弧产生的热气体导向分离板。

在结合附图研究下列描述时本发明的上述和其它特点将变得更为明显，在附图中：

图1是根据本发明构造的电动机控制装置的原理图；

图2是根据本发明构造的并用于图1的电动机控制装置的电流控制装置的局部截断的顶视平面图；

图3是一般沿图2的观察线3-3所取的并说明电流控制装置中许多开关部件和许多分离板部件之间关系的剖面图；

图4是一般沿图2的4-4线所取的，说明电流控制装置中一个分离板部件中的共用或短路分离板与开关部件之一的关系的剖面图；

图5是一般沿图2的5-5线所取的，说明一个分离板部件中的一对长分离板的局部剖面图；

图6是一般沿图2的6-6线所取的，说明一个分离板部件中的一块旁路分离板和一块长分离板的局部剖面图；

图7是一般沿图2的7-7线所取的，说明一个分离板部件中的短分离板的局部剖面图；

图8是一个开关部件中使用的固定触点臂或导体的放大的顶视图；

图9是一般沿图8的9-9线所取的，进一步说明固定触点臂结构的侧视图；

图10是一个开关部件中使用的，具有一对臂或导体的可动触点构件的立视图；

图11是一般沿图10的11-11线所取的，进一步说明可动触点臂之一的结构的剖面图；

图12是图2的电流控制装置中使用的上部薄片的顶视图；

图13是图2的电流控制装置中使用的下部薄片的顶视图；

图14是围起图12和13的一叠薄片的框架的顶视平面图；

图15是一般沿图14的15-15线所取的，进一步说明用于一叠薄片的框架结构的剖面图；

图16是一般沿图14的16-16线所取的，进一步说明用于一叠薄片的框架结构的剖面图；

图17是图5的长分离板之一的平面图；

图18是图7的短分离板之一的平面图；

图19是图6的旁路分离板的平面图；

图20是图4的共用分离板的平面图；

图21是图3的分离板部件之一中固定图17，18和19的分离板的一对安装板之一的平面图；

图22是包括图17，18和19的分离板以及图21的一对安装板的分离板部件的一部分的顶视平面图；

图23是一般沿图22的23-23线所取的，进一步说明分离板与安装板之一的关系的侧面立视图；

图24是图2的电流控制装置中框架的上端或顶盖部分的底视平面图；

图25是一般沿图24的25-25线所取的，进一步说明框架的顶盖部分结构的剖面图；

图26是一般沿图24的26-26线所取的，进一步说明框架的顶盖部分的结构的局部剖面图；

图27是构成用于电流控制装置的框架的一部分的偏转器的侧面主视图；

图28是一般沿图27的28-28线所取的，进一步说明偏转器结构的底视平面图；以及

图29是一般沿图28的29-29线所取的，进一步说明偏转器结构的局部剖面图。

在图1中示意地说明根据本发明构造的，供控制电动机42之用的电气控制装置40。应该理解，电气控制装置40可用来控制除电动机42之外的电气设备，例如，线路。电动机控制装置40包括在电动机正常运行过程中向电动机42传导电流的主电路44。

主电路44包括已知的电动机电路保护器或电路断路器48。电动机电路保护器48被通过主电路44的严重的故障电流用磁力断开。当电动机电路保护器48被断开时，它被锁在切断主电路44的断路状态。

主电路44还包括已知的电动机起动器50。电动机起动器50包括从断开状态运行到闭合状态，以便启动电动机42运转的接触器52。此外，电动机起动器50包括具有热元件的过载继电器54。过载继电器54中的热元件随着通过元件的电流而变热，并且在不正常电流的场合使继电器断开，以便切断通过主电路44流向电动机42的电流。尽管在图1中画出了具有一种具体的已知结构的电动机起动器50，但应该理解，电动机起动器50可能具有与画出的结构不同的结构。

根据本发明构造的电流控制装置60被配置在主电路44中。电流控制装置60对流过电路42的过大电流反应极快，以便保护电动机起动器50。在电动机电流保护器48有时间切断电流以前，电流控制装置60通过切断流过电动机和电动机起动器的电流来保护电动机起动器50。

在电动机42发生严重故障时，电动机元件短路可能会引起过大电流。通过电动机起动器50传到电动机42的仅仅是预期电流的非常小的原始部分。这是因为电流控制装置60迅速断开主电路44并切断通过电动机起动器50的电流。

在电动机正常工作过程中，三相交流电从电源线64和66通过电动机起动器50和主电路44被传到电动机42。电源线64和66与可能具有大约277伏电压的三相交流电压源连接。当然，如果需要时，可使用其它交流电压或者甚至直流电压。虽然电源线64和66与交流电源连接，但为了叙述简便起见，在这里假定电流是按图1中的箭头68，70和72的方向流动。

通过电流控制装置60提供旁路电路76，以便在产生流过电动机42的过大电流时，绕过电动机起动器50传导电流。借助绕过电动机起动器50传导过大电流，旁路电路76保持电动机起动器，以防被流过电动机42的过大电流损坏。但是，可除去旁路电路76，而只利用电流控制装置60来保护电动机起动器50，以防过大电流。当除去旁路电路76时，在电动机电路保护器48有足够的时间对产生过大电流作出反应以前，动作极快的电流控制装置60断开主电路44，以便切断通过电动机起动器50流向电动机42的电流。

在产生通过主电路44流向电动机42的过大电流时，电流控制装置60快速动作。电流控制装置60的动作立即断开主电路44，以便切断流过电动机42和电动机起动器50的电流。此外，电流控制装置60的动作还导致过大的电流绕过电动机起动器50流到旁路电路76。

在电流控制装置60动作时，旁路电路76通过电动机电路保护器48和电流控制装置60把电动机42与电源线64连接。在使电流控制装置60动作之后，电动机电路保护器48工作，以便切断电源线64和66之间的电流。电动机电路保护器48断路切断通过旁路电路76和主电路44两者的电流。在电动机电路保护器48已经被锁在断开的或已动作的状态时，电流控制装置60回复到其原始的或未动作的状态。

尽管在图1中示意地说明了单相电动机电路保护器48和电动机起动器50，但应该理解，电源线64和66是三相交流电压的一个电源。因此，电动机42，电路保护器48，电动机起动器50以及电流控制装置60都具有三相结构。电流控制装置60与电动机42的三相中的每一相有关，以便保护电动机起动器50，以防三相的每一相之中的过大电流。

电流控制装置60包括电流限制开关部件80。尽管在图1中示意地说明了仅仅一个电路限制开关部件80，电流控制装置60包括三个电流限制开关部件80，82和84(图2和3)。有一个单独的电流限制开关部件80，82或84供电动机42的三相中的每一相之用。

三个电流限制开关部件80，82和84具有相同的结构和工作方式。三个电流限制开关部件80，82和84在主电路44中与电动机42及电动机起动器50串联连接。每个电流限制开关部件80，82和84的作用是保护电动机起动器50，以防在电动机的三相的一相或多相中的过大电流。

电流限制开关部件

电流限制开关部件80包括两组触点，即左(如同在图1和4中所看到的那样)触点组88和右触点组90。左和右触点组88和90互相之间，与电动机42和电动机起动器50(图1)都是串联连接。在电动机42正常工作过程中，左和右触点组88和90都处于闭合状态。电流以用作电流假定方向的在图1中用箭头68，70和72示意表示的方式，通过两组触点88和90传到电动机42。

左触点组88(图1)包括配置在固定触点臂96上的固定触点94(图1，8和9)以及配置在可动触点臂100上的可动触点98(图1，10和11)。同样，右触点组90包括配置在固定触点臂106上的固定触点104以及配置在可动触点臂110上的可动触点108。

可动触点臂100和110用连接部分114(图1，4和10)互连。用一块导电材料即铜整体形成触点臂100和110以及连接部分114。可动触点臂100和110以及连接部分114通常形成整体的U形接触器或接触载体118。U形接触器118可环绕通过连接部分114延伸的，与可动触点臂100和110垂直的轴线转动。

连接部分114在可动触点臂100和110之间传送力和电流。这样，连接部分114在可动触点臂100和110之间传递力，以便使可动触点臂100和110在断开和闭合状态之间同时在枢轴上转动。此外，在电动机42(图1)工作过程中，连接部分114在可动触点臂100和110之间传导电流。

在电动机42工作过程中，左和右触点组88和90(图1)是闭合的。因此，通过可动触点臂100和110以及连接部分114在固定的金属触点臂96和106之间传导电流。假定图1中用箭头70和72所指出的电流方向，如图1中看到的那样，在固定触点臂106中以图1中箭头所指的方式有向上电流。这个电流通过闭合的右触点组90流入可动触点臂110。可动触点臂110中的电流按图1中箭头所指的方式是向下的。

从可动触点臂110穿过连接部分114传导电流。假定图1中用箭头70和72所指的电流方向，电流将以图1中箭头所指的方式穿过连接部分114从右向左流动。然后，电流通过可动触点臂100向上传到闭合的左触点组88。电流然后通过固定触点臂96向下流到电动机42。

应该理解，图1中用箭头所指出的假定的电流方向仅仅是用于一瞬间。接着使电流方向反转。这是因为电源线64和66与三相交流电源连接。假定图1中所指出的电流方向仅仅是为了便于描述装置。

靠近可动触点臂100和110(图1和4)配置了固定触点臂96和106。在任一给定的时刻，可动触点臂中的电流总是与相邻的固定触点臂中的电流方向相反。因此，从相邻的固定和可动触点臂中的电流放射的磁场互相对抗。磁场之间的对抗促使U形接触器118从图3中用实线表示的闭合位置向图3中用虚线表示的断开位置转动。偏置弹簧122促使U形接触器118朝向图3中用实线表示的闭合位置。

在电动机42正常工作过程中，从流向电动机的电流放射的磁场具有不够的强度，不足以克服偏置弹簧122的作用力而使U形接触器118移动。但是，在产生流向电动机42的过大电流时，从传到电动机42的电流放射的磁场强度增加。由于增大的磁场强度，磁场之间的对抗有效到足以使U形接触器118克服偏置弹簧122的作用力，从图3中用实线说明的闭合位置转动到图3中用虚线说明的断开位置。

假定图1中用箭头70和72所表示的电流方向，在电动机42正常工作过程中，左和右触点组88和90处于闭合状态的情况下，可动触点臂100一般平行于固定触点臂96延伸并紧密地靠近它。由于电流以相反方向流过固定触点臂96和可动触点臂100，从流过固定触点臂96的电流放射的磁场与从流过可动触点臂100的电流放射的磁场对抗。两个磁场之间的磁排斥力不足以克服偏置弹簧122的作用力以使可动触点臂100移动。因此，左触点组88保持在闭合状态。

同样，在电动机42正常工作过程中，右边的可动触点臂110靠近并一般平行于右边的固定触点臂106延伸。此时，在可动触点臂110中电流沿一个方向，即向下流动，而在固定触点臂106中则沿着相反的方向，即向上流动。由于电流的相反方向，从可动触点臂110中的电流放射的磁场与从固定触点臂106中的电流放射的磁场对抗。但是，磁场强度不足以克服偏置弹簧122(图3)的作用力，以使可动触点臂110移动。

在产生流过电动机42(图1)的过大电流时，从通过固定触点臂96和106以及可动触点壁100和110的电流放射的磁场强度增加。磁场之间的组合对抗足以使U形接触器118克服偏置弹簧122的作用力，沿反时针方向(正如图3中看到的那样)转动。当这个发生时，左和右触点组88和90被断开，以便切断流向电动机42的过大电流。

尽管上述描述一直与用于三相电动机42的一相的电流限制开关部件80有关，但应该理解，用于电动机42另外两相的电流限制开关部件82和84(图2和3)具有与电流限制开关部件80相同的结构。因此，在产生流向电动机42的过大电流时，电流限制开关部件80，82和84全都被运转到断开状态，以便快速切断通过电动机起动器50流向电动机42的过大电流。

在电流限制开关部件80，82和84已经从闭合状态动作之后，电动机电路保护器48将会有足够的时间，以便从闭合状态动作到断开状态。当电动机电路保护器48从闭合状态动作到断开状态时，电动机电路保护器即被锁在断开状态。电动机电路保护器48的断开切断主电路44中的电流。

电动机电路保护器48与电流限制开关部件80，82和84同时动作，但比这些部件更慢。在电流限制开关部件80，82和84能重新闭合以前，电动机电路保护器将已经断开。因此，即使电流限制开关部件80，82和84被每个电流限制开关部件80，82和84中与偏置弹簧122相同的偏置弹簧回复到它们原始的或闭合的状态，流向电动机42的电流也仍然被切断。

薄片

根据本发明的特点之一，电流限制开关部件80，82和84全都与配置在一叠130(图1，3和4)中的薄片128有关。薄片128用可磁化材料，具体地说是钢制成。薄片128有效地能使从电流限制开关部件80，82和84中通过固定触点臂96和106以及通过可动触点臂100和110传送的电流放射的磁力线集中。

薄片叠130围住所有三个电流限制开关部件80，82和84的零件。因此，电流限制开关部件80，82和84具有共用的薄片叠130，后者用来使所有三个电流限制开关部件中的磁力线集中。通过利用供三个电流限制开关部件80，82和84之用的共用的薄片叠130，增加了电流控制装置60的刚性。此外，便于把三个电流限制开关部件80，82和84装配在一个电流控制装置60中。

每个电流限制开关部件80，82和84中的固定触点臂96和106以及可动触点臂100和110通过薄片128中的狭槽延伸。把薄片中的狭槽做成这样的尺寸，以便紧密地靠近每个电流限制开关部件中的可动触点臂100和110。

可动触点臂100和110(图4和10)具有宽的顶端部分132和134以及窄的主体部分136和138。因此，就象在垂直于断开和闭合位置之间的U形接触器118的运动路径延伸的平面内看到的那样，顶端部分132和134比主体部分136和138(图10)更宽。顶端部分132和134以及主体部分136和138两者都配置在薄片叠130的狭槽中。把矩形薄片叠130中的狭槽做成这样的尺寸，以便当可动触点臂100和110在闭合和断开位置之间移动时，使薄片能尽可能合理地靠近它们。

单个薄片叠130包括薄片的下部组142和薄片的上部组144(图4)。薄片的下部组142由具有比较窄的形状的狭槽150的钢板金属薄片148(图13)构成。薄片的上部组144(图4)由具有比较大的狭槽156的钢板金属薄片154(图12)构成。薄片的上部组144的薄片154中的狭槽156比较宽，以便容纳U形可动接触器118上较宽的顶端部分132和134(图10)。

构成薄片的下部组142(图4)的薄片148中的狭槽140比较小。这样，下部薄片148(图13)中的狭槽150具有一般为矩形的基本或主体部分160，它比上部薄片154中的狭槽1 56要窄得多。下部薄片148中的每个狭槽150具有与上部薄片154(图12)中的狭槽156一样宽的顶端部分162。下部薄片148中的狭槽150(图13)的宽的顶端部分162使得有可能在装配时把可动触点臂100和110的顶端部分132和134通过薄片的下部组142向上(如同图4中看到的那样)插入薄片的上部组144。

薄片的下部组142中的薄片148和薄片的上部组144中的薄片154相配合，以便限定一对狭槽或开口166和168(图4)。固定触点臂96和106以及可动触点臂100和110通过狭槽166和168延伸。由下部薄片148和上部薄片154中的狭槽150和156形成薄片叠130中的狭槽166和168。

虽然在图4中仅仅画出了供电流限制开关部件80之用的狭槽166和168，但应该理解，在薄片叠130中为每个电流限制开关部件80，82和84都形成了具有与狭槽166和168相同形状的一对狭槽。用于电流限制开关部件82和84的可动的和固定的触点臂以与用于电流限制开关部件80的固定触点臂96和106以及可动触点臂100和110通过狭槽166和168(图4)延伸的同样的方式，通过薄片叠130中的狭槽延伸。

U形接触器118的连接部分114被配置在薄片叠130的下方(图4)。U形接触器118可环绕通过连接部分114沿与薄片叠130中的薄片128的主侧面平行的方向延伸的轴线转动。U形接触器环绕其转动的轴线垂直于可动触点臂100和110的纵向中心轴线延伸。

可动触点臂100和110(图4)上的可动触点98和108被配置在狭槽166和168中。顶端部分132和134从薄片叠130中的狭槽166和168向上伸出。固定触点臂96和106(图1)上的固定触点94和104也被配置在狭槽166和168中(图4)。

用薄片框架172(图4，14，15和16)围住矩形薄片叠130。矩形薄片框架172用电绝缘聚合材料模压而成，薄片框架172具有许多狭槽174(图14和16)，它们通过下部和上部薄片148和154(图12和13)中的狭槽150和156延伸。薄片框架172中的狭槽174穿过框架延伸(图16)。薄片框架172通过狭槽150和156延伸，以便使薄片148和154彼此相对定位。

狭槽174(图14和15)具有止动面178，后者与U形可动接触器118的可动触点臂100和110上的顶端部分132和134(图10)接合。止动面178与触点臂100和110上的顶端部分132和134接合，以便在可动触点臂100和110快速运动和突然停止到断开位置的时候，防止触点臂的顶端部分132和134相对于主体部分136和138偏转。因此，如果省去止动面178(图15)，当触点臂到达图3中用虚线表示的它们的工作行程的终点时，顶端部分132和134(图10)的惯量可能使可动触点臂100和110弯曲。

分离板部件

每个电流限制开关部件80，82和84包括一个分离板部件。这样，电流限制开关部件80包括分离板部件184(图3)，电流限制开关部件82包括分离板部件186，而电流限制开关部件84包括分离板部件188。分离板部件184，186和188全部具有相同的结构并在电气上相互绝缘。在电流限制开关部件80，82和84从闭合状态运行到断开状态时，分离板部件184，186和188促进消除电弧。

相同的分离板部件184，186和188在有关的电流限制开关部件80，82和84从闭合状态运行到断开状态时承受电弧。分离板部件184，186和188用许多导电材料的平的平行分离板构成。在电流限制开关部件80，82和84中的触点断开时，电弧被驱使进入分离板部件184，186和188并被分成许多相对易于消除的部分。在电流限制开关部件80，82和84的触点从它们的闭合状态动作到它们的断开状态时，家助于把它们之间的飞弧减小到最低限度。

根据本发明的特点之一，每个分离板部件184，186和188包括两个单独的分离板组。这样，分离板部件184包括左分离板组194和右分离板组196(图1，5，6和7)。左和右分离板组194和196中的分离板在电气上相互绝缘。因此，在左和右分离板组194和196之间配置着电绝缘材料。

一块共用的或短路分离板200(图4)在分离板的左组194和右组106之间延伸。共用分离板200被配置在靠近可动触点臂100和110以闭合状态到断开状态的平行的运动路径的末端。共用分离板200在电气上与左分离板组194以及右分离板组196绝缘。但是，在可动触点臂100和110(图1)向它们的完全断开位置移动时，靠共用分离板200把电能从左分离板组194中的分离板传到在分离板组196中的分离板。

当可动触点臂100接近其完全断开位置时，在共用分离板200和左分离板组194的分离板之间发生电弧。同样，在共用分离板200和右分离板组196之间也发生电弧。当触点臂100和110接近它们的完全断开位置时，共用分离板200使得有可能在两个分离板组194和196之间传导电能。

可动触点臂100和110(图3和11)具有金属(铜)电弧导板210和212，后者从接近可动触点98和108的位置向靠近左和右分离板组194和196的位置延伸。这样，右可动触点臂110(图3)上的电弧导板212从靠近可动触点108的位置向靠近分离板部件184中的右分离板组196的位置延伸。左可动触点臂100(图11)上的电弧导板210从靠近可动触点98的位置向靠近分离板部件184中的左分离板组194的位置延伸。

在可动触点臂110从图3中用实线表示的闭合位置向图3中用虚线表示的断开位置移动时，电弧从可动触点108被向上(如同图3中看到的那样)传到电弧导板212。这个电弧然后向右分离板组196中的分离板延伸。在电流限制开关部件80从闭合状态动作到断开状态的过程中，电弧从左可动触点臂100上的电弧导板210向左分离板组194(图1)移动。电弧导板210和212与左和右分离板组194和196相配合，以便促进电弧向上移动到分离板并离开可动触点臂100和110上的可动触点98和108。

整体的金属(铜)固定触点臂96(图9)和106(图3)具有电弧导板216(图9)和218(图3)。电弧导板216和218把固定触点臂96和106上的主体部分222(图9)和224(图3)与固定触点臂96和106的上端部分226(图9)和228(图3)连接。在电流限制开关部件80从闭合状态动作到断开状态时，电弧从电弧导板216向上移动到左分离板组194。同时，电弧从电弧导板218向上移动到右分离板组196。

为了促进电弧沿着固定触点臂96和106上的电弧导板216和218向上移动进入左和右分离板组194和196，电弧导板相对于分离板向上和向旁边倾斜。这样，电弧导板218(图3)向上和向右倾斜，就象图3中看到的那样。在本发明画出的实施例中，电弧导板218以大约45°的角度向上和向右倾斜。如果需要时，电弧导板218当然可按不同的角度倾斜。

固定触点臂96和106的上端部分226和228(图9和3)靠近左分离板组194和右分离板组196的分离板并以与其隔开一定间隔的平行关系向上延伸。图3中说明了右固定触点106的上端部分228向上延伸到和右分离板组106中的分离板隔开一定距离并与其平行的位置的方式。左固定触点臂96的上端部分226以与图3中为右固定触点臂106说明的同样的方式，以与左组104的分离板隔开一定距离并与其平行的关系向上延伸。

在电流限制开关部件80从图3中用实线表示的闭合位置动作到图3中用虚线表示的断开位置时，电弧沿着固定触点臂106上的电弧导板218向上移动进入右分离板组106的分离板。与此同时，电弧沿着可动触点臂110上的电弧导板212向上移动进入右分离板组196的分离板。同时，电弧可沿着固定触点臂96上的电弧导板216(图9)以及沿着可动触点臂100上的电弧导板210(图11)向上移动进入左分离板组194(图1)。

分开的左和右分离板组194和196(图1)平行于可动触点臂100和110的运动路径延伸并被配置在靠近该运动路径处。通过提供靠近可动触点臂100和110的上端部分的运动路径的，两个分开的，电气上绝缘的分离板组194和196，当触点臂移动到它们的断开位置时，可把电弧从两个可动触点臂100和110传到两个分离板组。因此，在电流限制开关部件从闭合状态动作到断开状态时，固定触点94和104以及可动触点98和108之间的电弧沿着电弧导板210，212，216和218向上移动到分离板部件184中的分离板的左组194和右组196。应该理解，分离板部件186和188具有与分离板部件184相同的结构并以与分离板部件184相同的方式承受电弧。

旁路电路

根据本发明的另一个特点，在旁路电路76(图1)中连接了旁路分离板286(图1，6和19)。如前所述，旁路电路76绕过电动机起动器50传导过大电流。假定图1中用箭头68，70和72所指出的电流方向，过大电流通过旁路电路76沿箭头288的方向被传到旁路分离板286。这个电流被绕过电动机起动器50传导，并不通过电动机起动器。

由于旁路分离板286处于与电源线64实质上相同的电位，在左触点组88中，在旁路分离板286和固定触点臂96(图1和8)的上端部分226之间将势必产生电弧。在产生过大电流以及电流限制开关部件80从闭合状态向断开状态动作时，在右触点组90中，在固定触点臂106的上端部分228和旁路分离板286之间，电弧将往往会熄灭。当在右触点组90处电弧熄灭时，流过电动机起动器50的电流被切断。这把损坏电动机起动器50的接触器52的触点以及过载继电器54的热元件的可能性减小到最低限度。

在产生流向电动机42(图1)的过大电流时，电流限制开关部件80，82和84立即从闭合状态向断开状态动作。在电流限制开关部件80中，通过主电路44和电动机起动器50传导的电流必须通过左分离板组194处的电弧流到可动触点臂100。这个电流然后必须通过连接部分114流到右可动触点臂110。主电路44中的过大电流然后将通过分离板的右组196的一部分和左组194的全部分离板处的电弧流到固定触点臂96和电动机42。过大电流的大部分绕过电动机起动器50通过旁路电路76传到电动机42，以保护电动机起动器。

上面对主电路44和旁路电路76中电流的描述已假定图1中用箭头70和288所表示的电流方向。如前所述，电源线64和66与交流电源连接。因此，在任一给定时间，电流方向可能与图1中用箭头70和288表示的假定的电流方向相反。应该理解，电流限制开关部件82和84具有与电流限制开关部件80相同的结构并以与电流限制开关部件80相同的方式使过大电流从旁路通过。

分离板

在分离板部件184中有四种不同的分离板用于左和右分离板组194和196。这四种分离板包括一种短分离板292(图7和18)。短分离板292被放置在左分离板组194和右分离板组196中靠近固定触点臂96和106(图1和3)的地方。短分离板292在固定触点臂96和106上的电弧导板216(图9)和218(图3)之间提供净空。这个净空防止在电气上可能把固定触点臂96和106与分离板部件184连接的颗粒累积。

长分离板294(图5和17)被放置在分离板的左组194和右组196(图1)中，沿着可动触点臂100和110从它们的闭合位置向它们的断开位置移动时的运动路径的位置上。长分离板294朝着可动触点臂100和110的运动路径向下延伸(如同图3和5中看到的那样)。这促进保持电弧进入分离板的左组194或右组196。

旁路分离板286(图6和19)仅仅被配置在右分离板组196中。由于仅仅在右分离板组196(图6)中具有旁路分离板286，势必使电弧在左分离板组194中熄灭。这快速切断流过电动机起动器50(图1)的过大电流。

共用的或短路分离板200(图4和20)被放置在靠近左分离板组194末端和靠近右分离板组196末端的地方。当电流限制开关部件紧密地接近断开状态时，在可动触点臂100和110以及共用或短路分离板200之间可能出现飞弧。电流从可动触点臂100-110到短路分离板200变为直流，从而从可动触点构件中除去电弧。

把短分离板292(图7和18)，长分离板294(图5和17)以及旁路分离板286(图6和19)全都安装在用电绝缘材料制成的一对相同的安装板306和308(图21，22和23)上。平行的安装板306和308具有以直线行形式沿着矩形安装板相对的在纵向延伸的边缘部分排列的许多孔312(图21)。分离板286，292和294具有安放在安装板306和308(图22)的孔312(图21)中的安装突舌或耳状物316(图17，18和19)。安装突舌316通过平行的安装板306和308中的孔312(图21)延伸，以便以隔开一定间隔的平行关系(图22和23)固定分离板286，292和294。

右分离板组196被安装在电流限制开关部件的框架324(图3和4)中。以一定间隔隔开分离板286，292和294的平的主要侧面。分离板的平直的主要侧面平行于固定触点臂106的上端部分228(图3)的平直的主要侧面延伸并与其隔开一定距离。固定触点臂106沿着右分离板组196的右端(如同图2中看到的那样)延伸。

由于旁路分离板286(图6和19)被配置在右分离板组196中，最好避免固定触点臂106(图3)与旁路分离板286短路的任何可能性。当接触器52断开并使固定触点臂106与旁路分离板286出现短路时，从电源线64(图1)通过旁路分离板286到固定触点臂106和电动机42将有一个直接的导电通路。为了避免甚至极小的出现短路的可能性，在右分离板组196中省去了两块分离板。这样，在图22中用虚线表示的位置328和330上从右分离板组196中省去了分离板。

在图22中用虚线表示的位置328上省去分离板在固定触点臂106的上端部分228(图3)和右分离板组196中的第一块分离板之间提供了相当宽的间隔。在用虚线表示的位置330(图22)处省去分离板在靠近旁路分离板286(图22和23)的地方提供了相当大的间隙。因此，几乎没有以这样的方式累积物质颗粒的可能性，以致使旁路分离板286与固定触点臂106短路。

除了旁路电路板286之外，右分离板组196包括一对短分离板292(图7，18，22和23)。短分离板292具有相对大的，一般为V形的开口336(图18)，后者能容纳可动触点臂110(图3)的顶端部分134(图7和10)。右分离板组中的两块短分离板292互相平行地并平行于旁路分离板286延伸。由于短分离板292具有与可动触点臂110隔开的下部边缘，在短分离板上累积颗粒的可能性被减少到最低限度。

许多长分离板294(图5和17)使右分离板组196(图22和23)齐全。相对长的分离板294朝着右可动触点臂110(图3和5)的运动路径向下延伸。长分离板294促使飞弧从可动触点臂110上的电弧导板212向上移动到右分离板组196。长分离板294具有可动触点臂110(图5)通过其移动的相对小的中央开口338(图17)。短分离板292(图7和18)具有触点臂110(图3)通过其移动的较大的开口。这就导致长分离板294比较靠近可动触点臂110(图5)，以便促进电弧从可动触点臂向长分离板294转移。

旁路分离板286比较长。旁路分离板具有旁路臂340(图6和19)，后者从旁路分离板286向外延伸并连接在旁路电路76(图1)中。

左分离板组194不包括旁路分离板。左分离板组194包括安装在靠近固定触点臂96的，左分离板组194末端处的两块短分离板292以及六块长分离板294(图5和6)。两块短分离板292和六块长分离板294被安装在与图21-23的安装板306和308相当的一对安装板的孔312中。

虽然最好提供旁路电路76，但预期可省去旁路电路和旁路分离板286。如果做到这点时，右分离板组196将具有与左分离板组相同的结构。这样，如果从右分离板组中省去旁路分离板286，右分离板组就会包括靠近固定触点臂106，以便适应电弧导板218(图3)的一对短分离板292以及六块长分离板294。如果省去旁路电路76和旁路分离板286，在产生流到电动机42的过大电流时，电流控制装置60(图1)，就会通过断开主电路44来保护电动机起动器50。

共用分离板200(图4和20)被安装在右分离板组194和右分离板组196的末端处框架324中的凹槽326(图3)内。使共用分离板200的部分298(图20)与左分离板组194对齐，使共用分离板200的部分302与右分离板组196对齐。

热气流

在电流限制开关部件80从闭合状态动作到断开状态时，在固定触点臂96和106及可动触点臂100和110和分离板部件184之间将出现飞弧。在这个飞弧出现时，产生热气体。

根据本发明的一个特点，在薄片叠130下面部分的狭槽166和168(图4)内备有狭槽填充构件360(图3)。狭槽填充构件360装满下部薄片148中狭槽的较大部分162(图13)，通过该部分放入U形可动接触器118的顶端部分132和134(图4)。

通过用狭槽填充构件360填塞狭槽166和168的下端部分，从狭槽166和168的下端部分(如同图4中看到的那样)出来的热气流基本上被堵住。这导致伴随电弧产生的热气朝着分离板部件184向上流动。向上进入分离板部件184的热气流促进固定触点臂96和106以及可动触点臂100和110之间的电弧向上移动进入分离板部件。虽然在图4中仅仅结合电流限制开关部件80说明了狭槽填充构件360，但应该理解，狭槽填充构件360同样与电流限制开关部件82和84(图3)有关。

根据本发明的另一个特点，在框架324(图4)的上部安装了偏转器366。偏转器366具有成弧形弯曲的偏转面368和370，后者使热气沿与框架324相反的方向偏转。这样，与左分离板组194有关的热气由弧形偏转面368(图4，5，6和7)引导向左。与右分离板组196有关的热气由弧形偏转面370引导向右。通过促进热气朝着偏转面368和370向上流动，就避免了电弧下向移动进入框架324的下面部分。

框架

框架324包括矩形基底380(图4)。用于电流限制开关部件80的引线384和386(图1)在基底380(图4)上的接线端388和390处与固定触点臂96和106连接。在基底380上还装有用于电流限制开关部件82和84的接线端。这样，在基底380上装有接线端392和394(图2)，以便与和电流限制开关部件82连接的主电路引线连接。在基底380上装有接线端396和398，以便把引线与电流限制开关部件84连接。

在基底380(图4)上安装了矩形弹簧安装板404。弹簧安装板404具有凸出部分406(图3)，在其上面安放了用于电流限制开关部件80的U形可动接触器118的弹簧122。此外，弹簧安装板404具有凸出部分406，以便安放用于电流限制开关部件82和84的弹簧。

框架324的矩形主体部分410(图3和4)从基底380向上延伸。主体部分410用紧固件414(图2)与框架324的基底380连接。框架的主体部分410具有矩形中央凹座418(图4)，其中安放了薄片的框架172和薄片组130。

用紧固件428(图2)把框架324的上端部分424(图4，24，25和26)与框架的主体部分410连接。在图24中说明了框架上端部分424的下侧面432。提供了矩形凹座436，以便安放左分离板组194。提供了第二个凹座438，以便安放右分离板组196。在凹座436和438之间配置了用电绝缘材料制成的间隔层或实体439(图25)。间隔层439延伸到与薄片的框架172(图5，6和7)接合并把左和右分离板组194和196隔开。

同样，提供凹座440(图24)，以便安放用于电流限制开关部件82和84的分离板部件186和188(图3)。在上端部分424的上壁中备有许多狭槽444，以便使伴随电弧产生的热气从分离板部件184，186和188向上流动到偏转器366。

用适当的紧固件把偏转器366与框架324的上端部分424固定连接。偏转器366(图27)包括在其上形成偏转面368和370(图28和29)的许多狭槽。狭槽448通过交叉的狭槽450互连。

运行

在电动机42(图1)正常工作过程中，在电源线64和66之间通过电流控制装置60传导电流。电流控制装置60包括三个电流限制开关部件80，82和84，即一个电流限制开关部件用于传到电动机42的电流的三相之中的一相。此时，电流限制开关部件80，82和84中的左和右触点组88和90闭合，以便把供电动机42的每一相之用的电流从电源线64通过电动机起动器50传到电动机42。

由于电动机故障产生流向电动机42的过大电路时，从电流限制开关部件80，82和84中反向流动的电流放射的磁场使电流限制开关部件从闭合状态动作到断开状态。在电流限制开关部件80中，在固定触点臂106中向上传导电流，而在可动触点臂110中到向下传导。同样，在可动触点臂100中向上传导电流，而在固定触点臂96中则向下传导。

在产生流向电动机42的过大电流时，增大的电流导致从反相流动的电流放射的磁场强度增加。这就增大可动触点臂100及110和固定触点臂96及106之间的排斥力。这个磁排斥力使可动触点臂100和110离开固定触点臂96和106，以便断开电流限制开关部件80。

根据本发明的一个特点，从三个电流限制开关部件80，82和84(图3)中反向流动的电流放射的磁场被一个薄片叠130集中。薄片叠130环绕每个电流限制开关部件80，82和84的部分延伸。这样，用于电流限制开关部件80的固定触点臂96和106以及可动触点臂100和110通过薄片叠130中的狭槽166和168(图4)延伸。同样，用于电流限制开关部件82和84的固定可动触点臂通过薄片叠130中的狭槽延伸。

提供了分离板部件184，186和188与电流限制开关部件80，82和84结合。分离板部件184包括左分离板组194(图1，5，6和7)和右分离板组196。一块共用分离板200(图4)沿着左和右分离板组194和196的一端延伸。右分离板组196包括连接在旁路电路76中的一块旁路分离板286。

在产生过大电流时，电流限制开关部件80从闭合状态快速动作到断开状态。当断开电流限制开关部件80时，电弧从固定触点臂96和106以及可动触点臂100和110被传入分离板的左组194和右组196(图1)，此时，电流绕过电动机起动器50从旁路通过与旁路分离板286连接的旁路电路76。

在可动触点臂100和110向它们的断开位置移动时，电弧向共用分离板200延伸。这导致电流从可动触点到短路分离板200变为直流。同样，到旁路分离板286电流也变为直流。

在产生过大电流时，电流限制开关部件82和84也从它们的闭合状态动作到它们的断开状态。电流限制开关部件80，82和84的动作保护电动机42的所有三相。电流限制开关部件80，82和84都具有相同的结构和工作方式。装置60对不用旁路电路而切断流向起动器50的有害电流也有效应。

结论

用于象电动机42之类设备的控制装置40包括电流控制装置60。电流控制装置60可能包括两个触点组88和90。每个触点组88和90中的一个触点被安装在可动触点臂100和110上。可动触点臂100和110可在磁场之间对抗的作用下移动。

可动触点臂100和110可有利地沿着配置在薄片128的叠130中的狭槽166和168移动。薄片128使从通过可动触点臂100和110传导的电流放射的磁场集中。当控制装置40被用于三相电动机42时，电流控制装置60可包括三个电流限制开关部件80，82和84，后者具有在薄片128的一叠130中形成的狭槽166和168中可移动的触点臂100和110。

在本发明的一个实施例中，沿着电流限制开关部件80中一个触点臂100的运动路径配置了第一分离板组。沿着电流限制开关部件80中的第二触点臂110的运动路径配置了第二分离板组196。在电流限制开关部件80从闭合状态动作到断开状态时，分离板194和196承受电弧。

可把分离板之一286连接在旁路电路76中，后者通过绕过设备传导过大电流，保护象电动机起动器50那样的设备。可提供共用分离板，以便在两个分离板组194和196之间直接传导电流，而不是通过可动触点。在触点88和90从闭合状态动作到断开状态的过程中，通过至少局部堵塞薄片叠130中的狭槽166和168的端面，把伴随电弧产生的热气引向分离板194和196。

Claims (10)

1.一种电气控制装置，包括第一触点组(90)和第二触点组(88)，与所述第一触点组(90)中第一固定触点(104)连接的第一固定触点臂(106)，可相对于所述第一固定触点臂(106)移动并与所述第一触点组(90)中的第一可动触点(108)连接的第一可动触点臂(110)，所述第一固定触点臂(106)和第一可动触点臂(110)被相互靠近配置，当所述第一可动触点臂(110)位于所述第一固定触点(104)与所述第一可动触点(108)接合的起始位置时，所述第一固定触点臂(106)和第一可动触点臂(110)可沿相反方向有效地传导电流，与所述第二触点组(88)中的第二固定触点(94)连接的第二固定触点臂(96)，可相对于所述第二固定触点臂(96)移动并与所述第二触点组(88)中的第二可动触点(98)连接的第二可动触点臂(100)，所述第二固定触点臂(96)和第二可动触点臂(100)被相互靠近配置，当所述第二可动触点臂(100)位于所述第二触点组(88)中的所述第二固定触点(94)与所述第二触点组中的所述第二可动触点(98)接合的初始位置时，它们能沿相反方向有效地传导电流，在从通过所述第一固定触点臂，第一可动触点臂，第二固定触点臂和第二可动触点臂传导的电流放射的磁场之间对抗的作用下，所述第一可动触点臂(110)和第二可动触点臂(100)可相对于所述第一固定触点臂(106)和第二固定触点臂(96)移动，用可磁化材料制成并排列成薄片叠(130)的许多薄片(128)，所述薄片叠(130)包括用于确定第一狭槽(168)和第二狭槽(166)的表面装置，所述第一可动触点臂(110)至少被局部配置在所述薄片叠(130)中的所述第一狭槽(168)内并可沿着该狭槽移动，以便在所述第一可动触点臂相对于所述第一固定触点臂(106)运动的过程中，使所述薄片叠能把从所述第一可动触点臂放射的磁场集中，所述第二可动触点臂(100)至少被局部配置在所述薄片叠(130)中的所述第二狭槽(166)内并可沿着该狭槽移动，以便在所述第二可动触点臂相对于所述第二固定触点臂(96)运动的过程中，使所述薄片叠能集中从所述第二可动触点臂放射的磁场，以及在所述第一可动触点臂(110)和第二可动触点臂(100)之间延伸，以便在所述第一可动触点臂和第二可动触点臂之间传导电流并在所述第一可动触点臂和第二可动触点臂之间传递力的连接装置(114)，使得所述第一可动触点臂和第二可动触点臂相对于所述薄片叠(130)一起移动。

2.如权利要求1所述的装置，进一步包括沿着所述第一可动触点臂(110)相对于所述第一固定触点臂(106)的运动路径以一排的形式配置的第一分主离板组(196)，以便在所述第一触点组(90)中的所述第一可动触点(108)运动脱离与所述第一触点组(90)中的所述第一固定触点(104)的接合时承受电弧，以及沿着所述第二可动触点臂(100)相对于所述第二固定触点臂(96)的运动路径以一排的形式配置的第二分离板组(194)，以便在所述第二触点组(88)中的所述第二可动触点(98)运动脱离与所述第二触点组中的所述第二固定触点(94)的接合时承受电弧。

3.如权利要求2所述的装置，进一步包括用电绝缘材料制成的，至少局部配置在所述薄片叠(130)中的所述第一狭槽(168)内的狭槽填充构件(360)，以便阻止气流沿着离开所述第一分离板组的方向通过所述第一狭槽，以及用电绝缘材料制成的，至少局部配置在所述薄片叠(130)中的所述第二狭槽(166)内的狭槽填充构件(360)，以便阻止气流沿着离开所述第二分离板组的方向通过所述第二狭槽。

4.如权利要求2所述的装置，进一步包括用来在所述第一分离板组(196)和第二分离板组(194)之间传导电能的短路分离板(200)，所述短路分离板(200)包括与所述第一分离板组(196)对齐的第一部分(302)，与所述第二分离板组(194)对齐的第二部分(298)，以及与所述短路分离板(200)的所述第一部分(302)和第二部分(298)连接的电导体(300)，以便能在所述短路分离板的所述第一部分和第二部分之间传导电流。

5.如权利要求2所述的装置，其中所述第一分离板组(196)中的所述旁路分离板(286)与旁路电路(76)连接，后者在所述第一可动触点臂(110)相对于所述第一固定触点臂(106)运动的过程中传导电流。

6.如权利要求1所述的装置，其中所述第一可动触点臂(110)具有第一宽的顶端部分(134)，后者至少局部配置在所述第一狭槽(168)中并且沿与所述第一可动触点臂(110)沿着所述第一狭槽的运动路径横切的方向具有第一宽度，所述第一触点组(90)的所述第一可动触点(108)被配置在所述第一可动触点臂(110)的所述第一宽的顶端部分(134)，所述第一可动触点臂具有第一窄的主体部分(138)，后者至少局部配置在所述第一狭槽(168)中并且沿与所述第一可动触点臂沿着所述第一狭槽的运动路径横切的方向具有第二宽度，所述第二宽度小于所述第一宽度，所述第一狭槽(168)具有所述第一可动触点臂(110)的所述第一宽的顶端部分(134)沿着其移动的第一宽部分(162)以及所述第一可动触点臂的所述第一窄的主体部分(138)沿着其移动的第一窄部分(160)，所述第一狭槽的所述第一宽部分(162)宽于所述第一狭槽的所述第一窄部分(160)，所述第二可动触点臂(100)具有第二宽的顶端部分(132)，后者至少局部配置在所述第二狭槽(166)中并且沿与所述第二可动触点臂沿着所述第二狭槽的运动路径横切的方向具有第三宽度，所述第二触点组(88)的所述第二可动触点(98)被配置在所述第二可动触点臂(100)的所述第二宽的顶端部分(132)，所述第二可动触点臂(100)具有第二窄的主体部分(136)，后者至少局部配置在所述第二狭槽(166)中并且沿与所述第二可动触点臂沿着所述第二狭槽的运动路径横切的方向具有第四宽度，所述第四宽度小于所述第三宽度，所述第二狭槽(166)具有所述第二可动触点臂(100)的所述第二宽的顶端部分(132)沿着其移动的第二宽部分(162)以及所述第二可动触点臂的所述第二窄的主体部分(136)沿着其移动的第二窄部分(160)，所述第二狭槽的所述第二宽部分(162)宽于所述第二狭槽的所述第二窄部分(160)。

7.一种电气装置，包括在电动机(42)正常工作过程中用来向电动机传导电流的主电路装置(44)，所述主电路装置包括电动机起动器(50)和电流限制开关部件(80)，以及在产生流向电动机的过大电流时用来绕过所述电动机起动器(50)传导电流的旁路电路装置(76)，以便保护所述电动机起动器以防过大电流，所述电流限制开关部件(80)包括第一触点组(90)，与所述第一触点组(90)中的第一固定触点(104)连接的第一固定触点臂(106)，可相对于所述第一固定触点臂(106)移动并与所述第一触点组(90)中的第一可动触点(108)连接的第一可动触点臂(110)，所述第一可动触点臂(110)可相对于所述第一固定触点臂(106)在所述第一固定触点(104)和所述第一可动触点(108)处于接合的闲合状态和所述第一固定触点和所述第一可动触点隔开一定间隔的断开状态之间移动，用可磁化材料制成并被配置在薄片叠(130)中的许多薄片(128)，所述薄片叠(130)包括周来确定第一狭槽(168)的表面装置，所述第一可动触点臂(110)至少局部被配置在所述薄片叠(130)中的所述第一狭槽(168)内并可沿着该狭槽移动，以便在所述第一可动触点臂在断开和闭合状态之间移动的过程中，使所述叠片组能集中从所述第一可动触点臂放射的磁场，以及沿着所述第一狭槽配置的许多分离板部件(184)，用来在所述第一可动触点臂从闭合状态移动到断开状态时承受电弧，所述许多分离板部件包括是所述旁路电路装置(76)的一部分的至少一块分离板(286)。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述第一固定触点臂(106)具有细长的主体部分，后者带有从所述第一固定触点(104)沿第一方向延伸的第一固定触点臂的主体部分(224)以及从所述第一固定触点沿第二方向延伸的第一固定触点臂的上端部分(228)，所述第一可动触点臂(110)具有从所述第一可动触点(108)沿第一方向延伸的细长的第一窄的主体部分(138)，当所述第一可动触点臂(110)处于闭令状态时，该第一窄的主体部分(138)被配置在靠近所述第一固定触点臂(106)的所述细长主体部分的所述第一固定触点臂的主体部分(224)处，所述第一可动触点臂(110)在从通过所述第一固定触点臂(106)的所述细长主体部分的所述第一固定触点臂的主体部分(224)以及所述第一可动触点臂(110)的所述细长第一窄的主体部分(138)沿相反方向传导的电流放射的磁场的作用下可相对于所述第一固定触点臂(106)移动，以便使所述第一可动触点臂(110)从闭合状态移动到断开状态，所述第一固定触点臂(106)的所述细长主体部分的所述第一固定触点臂的上端部分(228)被配置在靠近所述短分离板(292)的地方，以便在所述第一固定触点臂从闭合状态运动到断开状态时，使电弧能沿着所述第一固定触点臂(106)的所述细长主体部分的所述第一固定触点臂的上端部分(228)向所述分离板的所述短分离板(292)行进。

9.如权利要求7所述的装置，其中是所述旁路电路装置(76)的一部分的所述一块分离板(286)被配置在所述许多分离板的长分离板(294)和所述许多分离板的第三分离板(292)之间，所述许多分离板中的所述第三分离板(292)被配置在比所述许多分离板中的所述长分离板(294)离所述许多分离板中的所述一块分离板(286)更远的地方。

10.如权利要求7所述的装置，其中所述电动机起动器(50)与所述电流限制开关部件(80)中的所述第一触点组(90)串联连接，在电弧持续过程中所述许多分离板中的所述一块分离板(286)通过所述电流限制开关部件(80)中的所述第一触点组(90)与所述电动机起动器(50)并联连接。

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