CN1875445A - 用于连接到直流电压的电容性负载的开关装置组合 - Google Patents

Abstract

本公布披露了用于连接到直流电压的电容性负载(3)的开关装置组合。该开关装置组合包括：用于将电压连接到电容性负载的实际开关部件(1)；用于在初始阶段将充电电压连接到电容性负载的充电开关部件(2)，该充电开关部件确定尺寸为用于比实际开关部件(1)低的电流；控制器部件(4)，借助于连接到第一轴(6)的机械杆(5)，通过该控制器部件控制实际开关部件(1)从断开状态到闭合状态，以及反过来；和用于延迟实际开关部件(1)连接的延迟元件(11)，使得闭合的充电开关部件(2)在实际开关部件(1)连接前有时间为电容性负载(3)充电。根据本发明，控制器部件(4)包括第二轴(7)，为控制充电开关部件(2)，第二轴操作地连接到第一轴。

Description

用于连接到直流电压的电容性负载的开关装置组合

本发明涉及根据权利要求1的前序的开关装置组合，它用于连接到直流电压的电容性负载。

此类装置例如与电动机的变换器控制装置组合使用。

根据现有技术的类似装置以如下方式实现，即用作控制件的机械杆只有两个位置，断开和闭合。此解决方案例如在FI专利109 558中实现。当开关闭合时，主电路的两个触点的一个触点(-)和充电电路的触点闭合，但是主电路触点的另一个触点(+)保持在断开位置，准备好当电容器的电压足够地升高时通过线圈释放到闭合位置。

与三触点基本解决方案相联系的问题是第二(-)端子的熔断器的尺寸根据驱动器的额定电流(例如1000A)来确定，但是在充电瞬间，只有小熔断器(最多几十安培)作用于(+)端子。另外，在大额定电流时，例如630A，充电电路触点尺寸不必要地强健，因此增加了成本且占用了开关设备内不必要的空间。

在讨论的解决方案中可使用四个触点，因充电电路将具有两个为大额定电流确定尺寸的触点元件，这为两个充电电路的端子赋予了小熔断器，但是将进一步增加不必要的成本和空间需求。

本发明意图于消除上述现有技术状态的缺陷且为本目的制造完全新的类型的用于连接到直流电压的电容性负载的开关装置组合。

本发明基于以用于主开关部件和充电开关部件的分离的轴控制主开关部件和充电开关部件，轴相互的操作连接包括缝隙。

根据本发明的一个优选实施倒，充电电路轴和开关轴以基本上相互成直角对齐。

更特定地，根据本发明的开关装置组合的特征在权利要求1的特征部分描述。

借助于本发明获得了相当大的优点。

借助于本发明，主开关部件和充电开关部件能机械地相互分离且因此使用了尺寸和成本上都更经济的解决方案。特别地，与使用现有技术时相比，充电开关部件能相当地更经济地实现。充电电路的两个端子的熔断器具有较小的额定电流，与现有技术相比，在故障情况下，例如在从负端子接地泄漏的情况下，它们给与装置更大的保护。因为在充电电路中使用了开关熔断器，熔断器能在断电的状态下被更换。如果主开关部件的功率需要增加，根据本发明，在充电开关部件中不需要作变化。当使用开关装置结构的一个优选的轴结构时，可将达到三个并联负载连接到相同的装置壳体上，而不必增加壳体的大小。

如下将借助于例子并参考附图对本发明进行分析。

图1a示出了根据本发明的一个开关装置组合的透视图，处于0-开关状态。

图1b示出了根据图1a的开关装置组合的透视图，处于1-开关状态。

图2示出了根据本发明的设备的电路的方框图。

图3示出了应用于本发明的弹簧元件。

图4示出了应用于本发明的延迟元件。

在本申请中，使用了如下术语：

1实际开关部件

2充电开关部件

3电容性负载

4控制器部件

5控制器杆

6第一轴

7第二轴

8横向杆

9横向杆

10机械延迟元件

11弹簧结构

12斜齿轮

13横向棒

14横向棒

15槽

20充电开关轴

21开关轴

23周期性弹簧(rhythm spring)

25偏心件

26弹簧

27偏心枢转点

28弹簧枢转点

30延迟杆

31第一辅助杆

32第二辅助杆

33第一枢转点

34第二枢转点

35第三枢转点

36串联电阻

37熔断器

38继电器

40主触点

41充电触点

根据图1a，在实际开关1的两个主触点40和充电开关部件2的充电触点41断开的情况下分析根据本发明的系统。在此情况下，控制器部件4的控制器杆5位于水平位置且指示了0-状态。借助于周期性弹簧23，第一轴6牢固地保持在0-状态而周期性弹簧23防止了第一轴6保持在0-状态和1-状态之间的位置。在轴6的端部，存在永久接附的横向杆8，它横向地在轴6的纵轴线两侧延伸且它安装在到横向棒13和14的轴承内。横向棒13和14又设置在第二横向杆9内的滑动轴承内，第二横向杆9又以与横向杆8相同的方式相对于其永久地横向地接附到第二轴7。横向棒13和14到第二轴7的连接借助于槽形轴承15来实现。

槽15允许横向杆9的轴承销沿槽15滑动。在杆5的0-状态下，当轴6开始转向1-状态时，在槽15内存在余量，该余量由槽15的长度确定。该余量的作用是在充电触点41的控制中制造机械容许量。换言之，槽结构15可用于应对在实际开关部件1和充电开关部件2之间的机械差异。附加的轴通过斜齿轮12连接到第一轴6和第二轴7。开关轴21连接到第一轴6且充电开关轴20连接到第二轴7。周期性弹簧23也用在充电开关轴20内，或替代地用在第二轴7内，目的是将轴的位置清楚地保持在0-状态或1-状态。为清楚地相互区分0-状态和1-状态且因此尽可能精确地控制充电开关部件2，作为周期性弹簧23的替代或补充，弹簧元件11可接附到轴20。

为相互分离0-状态和1-状态，弹簧结构11也装配到开关轴21。另外，机械延迟元件10也连接到轴21，在后文中将对它进行更详细地描述，它具有通过继电器38以后文中将描述的方式来调节的延迟。元件10意图于延迟开关轴21从0-状态到1-状态的最终转动，换言之，延迟开关部件1的触点40相对于充电触点41闭合的闭合。

图1b示出了中间阶段，其中当横向棒13和15因周期性弹簧23和/或弹簧元件11的影响而将横向杆9移动到其极限位置时，杆5转到1-状态。然后，横向杆9的销处于横向棒13的槽15的右侧边而相应地横向杆9的下导向销处于横向棒14的槽15的左侧边。

该位置之前的状态为充电开关轴20没有转到其最终位置，且因此没有转过由周期性弹簧23和/或弹簧元件11所确定的死点。在此中间位置，横向杆9的销还位于横向棒14的槽15的左侧边。当通过死点后，周期性弹簧23和/或弹簧元件11将轴20转到其最终位置，参考图1b。

根据图，充电触点41现在处于闭合状态且为电容性负载充电(图2)。由于机械延迟元件10，实际开关部件1的主触点还处于断开，直至来自变换器的控制命令到达控制继电器38且轴21旋转，闭合主触点40。

当杆5转回到位置0，情况变回到如图1a所示。

根据图2的系统的方框图包括实际开关部件1和充电开关部件2，其中借助于机电控制继电器38控制下的机械延迟元件10来控制实际开关部件1。控制继电器38从充电状态确定/指示电路接收其控制信号，该电路通常位于变换器3内。当由充电电路2供电的变换器3的充电状态达到预定值时，变换器又控制了电动机M。熔断器37既布置在实际开关部件1的触点之间，也布置在充电开关部件2的触点之间。在充电电路中为限制充电电流存在有串联电阻36。

图3更详细地示出了适合于根据本发明的设备的一个弹簧元件11。元件11包括围绕轴20或轴21装配的偏向件25，其中弹簧26连接到枢转点27。弹簧26的另一端又连接到枢转点28，枢转点28连接到固定的框架件。因此在图中所示的0-状态和1-状态之间的中间状态，弹簧26存储最大量的能量，而当轴20或21从图3中所示的垂直位置转离时，弹簧26释放能量，因此辅助轴20或21从0-状态移动到1-状态，以及反过来。

图4示出了一个可能的实现机械延迟元件10的方式。元件如下操作：延迟杆30以如下方式连接到轴21，即当顺时针旋转时，延迟杆30上为轴21保留的孔允许轴21足够地旋转，使得弹簧元件11经过其死点且保持在张紧状态，但是主触点40尚未闭合。这例如可通过使用杆30内的八边形孔来实现。第一辅助杆31通过第一枢转点33接附到杆30的上端，第一辅助杆31又在第二枢转点34处接合到第二辅助杆32。第二辅助杆32又接合到固定框架点35。

辅助杆一起形成了所谓的肘接，它防止了延迟杆30顺时针转动。当控制继电器38接收到来自图2中所示的充电状态确定电路2的控制脉冲时，控制继电器38从辅助杆旁边将枢转点34推过死点，使得延迟杆30能顺时针转动且同时轴21因为弹簧11的力而旋转且闭合主触点40。

弹簧元件11和延迟元件10都能使用许多不同类的机构或以机电方式自然地实现。

轴6、7、20和21优选地具有正方形横截面。根据本发明，其它的矩形或多边形或圆形或椭圆形横截面也是可能的。对于圆形横截面，自然地必须注意保证到其它元件的接附是机械上足够可靠的，例如借助于粗糙处理、夹紧或突出件。

Claims (8)

1.一种用于连接到直流电压的电容性负载(3)的开关装置组合，该开关装置组合包括：

用于将电压连接到电容性负载的实际开关部件(1)，

用于在连接的初始状态将电压连接到电容性负载(3)的充电开关部件(2)，该充电开关部件确定尺寸为用于比实际开关部件(1)低的电流，

控制器部件(4)，借助于连接到第一轴(6)的机械杆(5)，通过该控制器部件控制开关部件(1)从断开状态到闭合状态，以及反过来，

用于延迟实际开关部件(1)的连接的延迟元件(10)，使得闭合的充电开关部件(2)在实际开关(1)连接前有时间为电容性负载(3)充电，以及

连接到第一轴(6)的第二轴(7)，其特征在于，

为控制充电开关部件(2)，第二轴(7)借助于容许量(15)连接到第一轴(6)。

2.根据权利要求1所述的开关装置组合，其特征在于，控制第二触点(40，41)的基本上相互成直角的轴(20，21)通过斜齿轮连接到每个轴(6，7)。

3.根据权利要求1或2所述的开关装置组合，其特征在于，在每个轴(6，7)的端上相对于轴的纵轴线成直角接附有横向杆(8，9)，横向杆(8，9)在轴(6，7)的端的每侧延伸且横向杆(8，9)的端通过装配有槽(15)的横向棒(13，14)连接，以便使得轴(6，7)相互同步且允许余量。

4.根据上述权利要求的任何权利要求所述的开关装置组合，其特征在于，第一轴(6)和第二轴(7)基本上相互平行。

5.根据上述权利要求的任何权利要求所述的开关装置组合，其特征在于，实际开关部件(1)借助于斜齿轮(12)和开关轴(21)连接到第一轴(6)。

6.根据上述权利要求的任何权利要求所述的开关装置组合，共特征在于，横向棒(13，14)通过槽结构(15，16)以如下方式连接到第二轴(6)，即使得槽结构(15，16)位于紧邻第二轴(7)的横向棒(13，14)的端，以便当从断开位置向闭合位置和反过来旋转第一轴(6)时，使得轴(6，7)的同步适合于不同的机械元件。

7.根据上述权利要求的任何权利要求所述的开关装置组合，其特征在于，轴(6，7)操作地相互电连接。

8.根据上述权利要求的任何权利要求所述的开关装置组合，其特征在于，充电开关部件(2)借助于斜齿轮(12)和充电开关轴(20)连接到第二轴(7)。

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