CN1996525B - 切换多极电路的开关装置 - Google Patents

Abstract

切换多极电路的开关装置，包括一开关组件，其特征在于：是将其与可通断主电路的开关电器配合使用，其触头通过位于两个不同的位置转换可交替接通两路不同的线路，实现电动机的可逆、双向、星三角、双电源转换或双速运行的控制；转换触头与控制电磁铁及其控制电路沿着开关装置本身与配合使用的开关电器的排列方向布置，缩小切换装置的宽度尺寸。切换装置包含转换触头及其导电回路，印刷电路板和电磁系统，印刷电路板和电磁系统沿着开关装置与可通断主电路的开关电器用的排列方向即X方向布置，转换触头方向垂直于安装面，这样使得切换装置在宽度、长度、高度方向都有优化的尺寸，特别是在宽度方向上与开关电器的尺寸相当。

Description

切换多极电路的开关装置

技术领域：

本发明涉及一种切换多极电路的开关装置，更确切地说涉及一种多极开关电器使用的开关装置，属于电工技术领域。

背景技术：

目前，国内外对电动机的可逆、双向、星三角或双速控制，常采用至少两台控制与保护开关电器、两台接触器或两台其它开关电器加装电气联锁和机械联锁的方式实现，见图1a所示。

由分离器件构成的双电源转换开关电器也常常采用该型式，即两台控制与保护开关电器、两台接触器或两台断路器加装电气联锁和机械联锁的方式实现，见图1b所示。

如专利ZL 01238478.X公开了一种控制与保护电动机的开关电器，它能够实现电动机的可逆、双向或双速控制，也可实现两路电源的切换。

上述形式的开关电器均采用两台电器并排安装，加装电气联锁和机械联锁并通过外部导线对主电路换向的方式构成，这种方式实现起来较简单，仅需两台基本型的产品即可，无需增加其它附件或模块。

但以此方式实现上述功能必然导致开关电器的体积至少为两倍的基本型产品体积，宽度方向的尺寸为两倍的基本型产品的宽度，非常庞大，且两路均具备灭弧系统和具有较高分断电弧能力的触头系统，很不经济。

专利ZL 00118982.4公开了一种多极电磁开关组件，它能够提供一种能够用于电机集中控制的缩小宽度的开关组件，可用于可逆、星-三角等控制。

但是上述专利没有提及双电源转换，且该结构对加工制造、装配水平及材料要求很高，费工费时，在中国国内现有的加工制造水平基础上很难实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种切换多极电路的开关装置，该开关装置能够用于控制电动机的可逆、双向、星三角、双速运行或双电源转换，它的宽度远远小于并排两台开关电器，与配用的多极开关电器的宽度相当，使其触头无需分断电弧即可缩小触头的尺寸和减小用银量且内部无需灭弧装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：切换多极电路的开关装置，包括多极转换触头及其导电回路、控制电磁铁及其控制电路，切换多极电路的开关装置与其它可通断主电路的开关电器配合使用，开关装置的转换触头通过位于两个不同的位置转换可交替接通两路不同的线路，实现电动机的可逆、双向、星三角、双电源转换或双速运行的控制。

转换触头与控制电磁铁及其控制电路，沿着切换多极电路的开关装置本身与配合使用的开关电器的排列方向布置，可缩小该切换装置的宽度尺寸，无需通过外部接线进行两路线路的转换，减少了工作量和故障点。

本发明的有益效果：该开关装置能够用于控制电动机的可逆、双向、星三角、双速运行或双电源转换，它的宽度远远小于并排两台开关电器，与配用的多极开关电器的宽度相当，使其触头无需分断电弧即可缩小触头的尺寸和减小用银量且内部无需灭弧装置，无需通过外部接线进行两路线路的转换，减少了工作量和故障点，因此具有一定的经济效益。

附图说明

图1a为本发明的两台接触器实现可逆、双向控制的示意图；

图1b为由两台接触器或断路器实现双电源转换的示意图；

图2为本发明的可逆、双向控制实现方式的电路图；

图3为本发明的星三角控制实现方式的电路图；

图4为本发明的双速控制(两台不同转速的电机)实现方式的电路图；

图5为本发明的双电源转换功能实现方式的电路图；

图6为本发明的切换多极电路的开关装置内部结构示意图；

图7为本发明的切换多极电路的开关装置内部结构；

图8为本发明的可逆控制的控制电路电气原理图。

具体实施方式

(图2中，切换多极电路的开关装置用Z表示，与切换多极电路的开关装置Z配合使用的可通断主电路的开关电器用C表示，C可以是一个接触器(CTT)或控制与保护开关电器(CPS)。

图3中，为本发明的星三角控制实现方式的电路图。

图4中，为本发明的双速控制(两台不同转速的电机)实现方式的电路图。

图5中，为本发明的双电源转换功能实现方式的电路图。

如图6所示，；开关装置Z主要包含转换触头及其导电回路P1、P2、P3，印刷电路板PCB和电磁系统EM，其中转换触头为Z型结构，控制用印刷电路板PCB和电磁系统EM沿着切换多极电路的开关装置Z与可通断主电路的开关电器用C的排列方向即X方向布置，转换触头方向垂直于安装面，这样可以使得开关装置Z在宽度、长度、高度方向都有一个较优化的尺寸，特别是在宽度方向上与开关电器C的尺寸W相当。

开关装置Z的电磁系统EM为双稳态电磁铁，动触头PD与电磁系统的动铁心EMD联动即动铁心EMD动作时带动动触头PD同时动作。

如图7所示，动触头PD随着动铁心EMD的左右运动同时作用运动，到达两个极限位置1和位置2，完成两路线路的接通和分断，即两路线路的交替接通和分断，切换过程例外，在切换过程中动触头PD处于中间过渡位置，即图2～图6的电路图中动触头PD的位置。

开关装置Z可直接安装在开关电器C上方或下方或有所偏移。)

为了更加清楚地表示电路的关系，图2～图6的电路图中动触头PD的位置为中间过渡位置，即不可停留的位置。

如图2～图6的电路图所示，根据实现的功能不同，开关装置Z包含的转换触头及其导电回路P1、P2、P3数量应小于或等于开关电器C的主电路极数。

图2为可逆、双向控制实现方式电路图，动触头PD停留在左边的极限位置时，假设电动机绕组接入电源电压的顺序为A、B、C，那么当动触头PD停留在右边的极限位置时，电动机绕组接入电源电压的顺序则为C、B、A，即完成了电动机的换向过程。这种工作方式中开关装置Z与开关电器连接的端子有三个，与负载相连的端子有三个，且切换装置Z位于开关电器C的下方，作为另一种变通的方式也可将开关装置Z置于开关电器C的上方。

图3、图4为星三角控制实现方式和双速控制(控制两台不同转速的电机)实现方式的电路图，动触头PD停留在右边的极限位置时，为星形运行方式或控制电动机M2，动触头PD停留在左边的极限位置时，为三角形运行方式或控制电动机M1。这种工作方式中切换装置Z与开关电器连接的端子有三个，与负载相连的端子有六个，且切换装置Z位于开关电器C的下方。

图5为双电源转换功能实现方式的电路图，此时开关装置Z位于开关电器C的上方，开关装置Z与与电源端相连的端子有六个，与开关电器连接的端子有三个，通过动触头PD停留左、右两边的极限位置实现两路电源的转换。

图8为可逆控制方式的控制电路的电气原理图，主要表示开关装置Z的控制电路和双稳态电磁铁线圈与开关电器C的电磁系统线圈及其辅助触头的连接方式，这种电路保证了只有当开关电器C的触头电路断开后开关装置Z的电磁系统才能转换，相当于我们通常意义的电气联锁，因此切换装置Z的触头系统无需分断电弧，不需要灭弧装置，结构就相对比较简单，同时由于不可能出现图1结构中可能出现的两台产品同时接通导致两路线路同时接通的情况，无需考虑机械联锁，结构更加简单。

上述实施例中的直动式双断点触头也可采用单断点转动式触头。

图7中的控制用印刷电路板PCB也可置于电磁系统EM的上方或侧面，但均不应位于转换触头及其导电回路P1、P2、P3的范围之外，以避免使得开关装置Z在宽度或高度方向上过大。

虽然本发明已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种切换多极电路的开关装置，包括一开关组件，其特征在于：所述的开关装置(Z)，主要包含转换触头及其导电回路P1、P2、P3，印刷电路板(PCB)和电磁系统(EM)，其中转换触头为Z型结构，控制用印刷电路板(PCB)和电磁系统(EM)沿着切换多极电路的开关装置(Z)与可通断主电路的开关电器用开关电器的排列方向即X方向布置，转换触头方向垂直于安装面，这样使得开关装置(Z)在宽度、长度、高度方向都有一个优化的尺寸，宽度方向上与开关电器(C)的尺寸(W)相当。

2.如权利要求1所述的切换多极电路的开关装置，其特征在于：所述的开关装置(Z)，其电磁系统(EM)为双稳态电磁铁，动触头(PD)与电磁系统的动铁心(EMD)联动，即动铁心(EMD)动作时带动动触头(PD)同时动作。

3.如权利要求2所述的切换多极电路的开关装置，其特征在于：所述的开关装置(Z)位于开关电器(C)的下方，另一种变通的方式将开关装置(Z)置于开关电器(C)的上方。

4.如权利要求2所述的切换多极电路的开关装置，其特征在于：所述的开关装置(Z)位于开关电器(C)的上方，开关装置(Z)与电源端相连的端子有六个，与开关电器连接的端子有三个，通过动触头(PD)停留左、右两边的极限位置实现两路电源的转换。

5.如权利要求1所述的切换多极电路的开关装置，其特征在于：所述的控制用印刷电路板(PCB)可置于电磁系统(EM)的上方或侧面，但均不应位于转换触头及其导电回路P1、P2、P3的范围之外，以避免使得开关装置(Z)在宽度或高度方向上过大。

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