CN203573831U - 电机起动器的触头装置 - Google Patents

Abstract

一种电机起动器的触头装置，包括一底座5，每一个电极包括分别固定安装在起动器的底座5上的两个静触头2、一个以直线移动方式安装的桥形动触头1、与桥形动触头1固定连接的触头支持3以及为桥形动触头1与静触头2的闭合提供接触压力的压力弹簧4，每个静触头2上设有一个静触点21，桥形动触头1的直线移动控制其上带有的两个动触点11分别与两个对应静触点21闭合或分断，其特征在于：凸包100分别凸起地形成在所述的每个动触点11的动接触面111或每个静触点21的静接触面211上，以使动接触面111与对应的静接触面211之间通过所述的凸包100形成点接触式的电接触。

Description

电机起动器的触头装置

技术领域

本实用新型涉及交流电机起动器，具体涉及一种电机起动器的双断点触头装置。

背景技术

交流电动机起动器是一种用于控制交流电动机的启动/停止电器，然而随着功能的不断扩展，现代的电动机起动器除了基本的用于控制电机启动/停止的开关功能外，还要求增加用于安全保护及控制电机运行特性等其它功能，即要求电动机起动器能兼有电机控制电路中的如断路器等其它电器的功能，例如以下安全保护功能：当电动机起动器接入被保护的线路内，流过与负载相同电流，当负载过载或断相时，双金属片被加热到一定的弯曲行程或者通过其差动机构带动起动器机构脱扣，从而断开线路起到保护作用；当负载短路时，短路电流流经起动器内部的线圈，带动铁心瞬时动作驱动机构脱扣，从而起到保护作用。现代交流电动机起动器的基本设计要求至少应包括以下内容。一是各机构的运动件的运动精度和动作可靠性不仅要满足能频繁启动/停止的基本要求，而且还要满足起动器的自动脱扣保护动作的准确性、可靠性要求，并且，该准确性、可靠性应具有足够的抗击内外环境对其破坏的能力，其中内部环境的破坏因素如电弧、自动脱扣保护动作的失灵或失效等。二是电气连接应具备良好、稳定的通电特性，特别是触头的电接触特性；三是应具备足够的分断能力，其中不仅包括在大电流（特别是短路电流）情况下的稳定可靠分断能力，而且还应包括在触头轻微烧蚀粘连情况下的正常分断能力。四是应具备可靠有力的灭弧能力，以提升起动器产品的安全等级、使用寿命及使用范围等性能指标。

专利号为200820215433.9的中国实用新型专利公开了一种电动机起动器装置，它的相配合的可动桥形触头和静触头的触点形状均为平面，即可动桥形触头与静触头之间的电接触形式为两个平面接触，现有的电机起动器的触头大都采用平面与平面的面接触形式，原因是认为面接触的接触电阻比点接触的接触电阻小。然而，经申请人试验研究发现，对于电机起动器的触头，平面与平面的面接触形式相对于弧面与平面的点接触形式，前者的接触电阻比后者小的优势并不太明显，特别是采用桥式双断点的小型电机起动器，其触头的接触压力都不大，但是，前者的接触电阻的稳定性比后者差的劣势却较明显，而且前者的电接触可靠性随使用时间下降的速度比后者快得多，例如，有试验数据显示，接触压力为9.087牛顿的铜触头，其点接触的接触电阻为230微欧，而面接触的接触电阻为1900微欧，面接触的接触电阻反而比点接触大了8倍多，因此，通过采用面接触形式或加大接触面积来减小接触电阻的常规设计理念可能会导致事与愿违的效果，而面接触的接触电阻的不稳定及电接触可靠性随使用时间快速下降的情况，可能会成为影响触头导电性能和引起触头温升的突出问题，电机起动器的触头设计应当引进新的变革。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种电机起动器的触头装置，它通过在动触点或静触点上设置凸起的凸包结构，使相配合的动触点与静触点之间形成点接触形式的电接触，以改善触头的电接触的综合性能，特别是能有效提高导电性能的稳定性和电接触的可靠性，同时结合接触压力的优化设计能减小接触电阻。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下方案。

一种电机起动器的触头装置，包括一底座5，每一个电极包括分别固定安装在起动器的底座5上的两个静触头2、一个以直线移动方式安装的桥形动触头1、与桥形动触头1固定连接的触头支持3以及为桥形动触头1与静触头2的闭合提供接触压力的压力弹簧4，每个静触头2上设有一个静触点21，桥形动触头1的直线移动控制其上带有的两个动触点11分别与两个对应静触点21闭合或分断，其中凸包100分别凸起地形成在所述的每个动触点11的动接触面111或每个静触点21的静接触面211上，以使动接触面111与对应的静接触面211之间通过所述的凸包100形成点接触式的电接触。

优选的，所述的动触点11的动接触面111为弧面，所述的静触点21的静接触面211为平面或弧面，所述的凸包100形成在动触点11的动接触面111上。

优选的，所述的动触点11的动接触面111为平面，所述的静触点21的静接触面211为平面或弧面，所述的凸包100设置在动触点11的动接触面111上。

优选的，所述的静触点21的静接触面211为弧面，所述的动触点11的动接触面111为平面或弧面，所述的凸包100设置在静触点21的静接触面211上。

优选的，所述的静触点21的静接触面211为平面，所述的动触点11的动接触面111为平面或弧面，所述的凸包100设置在静触点21的静接触面211上。

优选的，所述的压力弹簧4为桥形动触头1与静触头2的闭合所提供的接触压力小于20牛顿。

优选的，所述的凸包100的表面形状为球弧面。进一步的，所述的凸包100的球弧面的最大直径d小于2mm。

优选的，所述的凸包100的高度h小于0.5mm。

优选的，所述的凸包100的截面面积小于3平方毫米。

附图说明

图1是本实用新型的电机起动器的触头装置的平面结构示意图。

图2是图1的触头装置中的桥形动触头1零件的平面结构示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是图1中的A—A局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图1至4给出的实施例，进一步说明本实用新型的电机起动器的触头装置的具体实施方式。本实用新型的电机起动器的触头装置不限于以下实施例的描述。

参见图1至图4，本实用新型的电机起动器的触头装置，包括一个底座5，每一个电极包括一个以直线移动方式安装的桥形动触头1、分别固定安装在起动器底座5上的两个静触头2、为桥形动触头1与对应静触头2的闭合提供接触压力的压力弹簧4和与桥形动触头1固定连接的触头支持3，所述的桥形动触头1被该触头支持3压在所述压力弹簧4上，而触头支持3固定在一用于断开、闭合触头的机构上，底座5上设有固定所述电极的支架座6。在每个动触点11的动接触面111上设有凸起的凸包100，在动触点11与静触点21闭合时，凸包100与静触点21的静接触面211接触实现电连接。凸包100的表面形状为球弧面，即球面形的弧面，因此，凸包100的表面与静接触面211接触形成的电接触形式必然是点接触。现有技术的触头没有凸包的结构，在动触点与静触点闭合时，动触点的动接触面与静触点的静接触面接触实现面接触式电连接。本新型的点接触与常规的面接触之间的实质区别是，点接触的接触面积远小于面接触的接触面积，在压力弹簧提供的接触压力相等的条件，点接触的接触面上的接触压力的压强远大于面接触的接触面上的压强。在接触面上，难免会形成表面膜，其成分非常复杂，如金属氧化物、硫化物、灰尘、油污等，但居多的是氧化膜。氧化膜是一种电阻率很高的半导体，它的存在，使接触电阻大大增加。氧化膜的成因非常复杂，如触头的生产工艺、存放和使用的环境等因素，会加快氧化膜的生成速度，时间因素也会促进氧化膜的加厚。因此，氧化膜在触点上形成的表面膜电阻，是造成接触电阻不稳定及电接触可靠性随使用时间快速下降的主要原因。在现有的面接触形式下，由于压力弹簧作用于接触面上接触压力的压强很小，所以难以促成接触面上的氧化膜的破坏，而且随使用时间的延长，氧化膜会不断增厚，导致接触电阻不断增大、温升不断加剧。由于本实用新型采用了凸包100的结构，使动触点11的动接触面111与静触点21的静接触面211之间的电接触转化为点接触形式，在相同的压力弹簧4的弹力作用下，凸包100与静接触面211接触的接触点的点压强远大于现有技术，在此强大的压强作用下，桥形动触头1的每次闭合动作，都会容易击穿凸包100与静接触面211的面上的可能存在的氧化膜，使桥形动触头1的闭合/分断操作能自动去除触头的表面膜电阻，从而大大提高起动器产品的导电的稳定性和电接触的可靠性。对于接触压力要求不大的小型电机起动器，通过对于压力弹簧4的弹力特性的优化设计，采用本实用新型的凸包100的结构后，还可减小接触电阻，在相同接触压力进一步改善导电性能。

上述的直线移动方式安装是指桥形动触头1采用能直线移动的安装形式，该直线移动使桥形动触头1能相对于静触头2移动，以实现桥形动触头1与静触头2之间的闭合或分断。直线移动方式的安装结构可有多种，其中包括两种典型结构：一种是由桥形动触头1与起动器底座5之间的滑动配合形成的移动副结构（图中未示出），具体结构如在起动器底座5上设有能直线导向的滑槽（图中未示出），将桥形动触头1安装在该滑槽内，并且桥形动触头1与滑槽滑动配合。另一种是由触头支持3与支架座6之间的滑动配合形成的移动副结构（图中未示出），具体结构如在支架座6的中心成型有一槽（图中未示出），触头支持3安装在所述的槽内，并且触头支持3与该槽滑动配合。压力弹簧4的两端分别与桥形动触头1、支架座6连接，通过这样的连接，使压力弹簧4为桥形动触头1与静触头2的闭合提供接触压力，即压力弹簧4不仅为桥形动触头1的闭合运动提供弹性驱动力，同时为桥形动触头1与静触头2之间的闭合提供弹性的接触压力。桥形动触头1设有上两个动触点11，每个静触头2上设有一个静触点21，桥形动触头1的直线移动控制两个动触点11分别与两个静触点21闭合或分断，该控制的具体过程是：当电机起动器的操作机构（图中未示出）升起时，固定连接在一起的桥形动触头1和触头支持3在压力弹簧4的弹力作用下向上直线移动，该向上的直线移动使两个动触点11分别与两个静触点21闭合；当电机起动器的操作机构降落时，操作机构的操作力强压触头支持3并克服压力弹簧4的弹力，使触头支持3向下直线移动，并带动桥形动触头1向下直线移动，该向下的直线移动使两个动触点11分别与两个静触点21分离。

附图2-4所示的凸包100形成在动触点11的动接触面111上，这仅是一个实施方式，显然，凸包100的设置还可以是其它方式，如凸包100设置在静触点21的静接触面211上的情况。因此，凸包100的设置方式可归纳为：在动触点11的动接触面111或静触点21的静接触面211上设有凸起的凸包100，通过凸包100使动接触面111与静接触面211之间形成点接触形的电接触。

图4所示的动接触面111为弧面，静接触面211为平面，凸包100设置在动接触面111上，这仅是动接触面111和静接触面211的一种典型的形状结构形式，动接触面111和静接触面211的形状结构形式还可以是以下7种形式中的一种：所述的动接触面111为平面，静接触面211为平面，凸包100设置在动接触面111上；所述的动接触面111为弧面，静接触面211为弧面，凸包100设置在动接触面111上；所述的动接触面111为平面，静接触面211为弧面，凸包100设置在动接触面111上所述的；所述的静接触面211为弧面，所述的动接触面111为平面，动接触面111为圆弧面，静接触面211为平面，凸包100设置在静接触面211上；所述的动接触面111为弧面，静接触面211为弧面，凸包100设置在静接触面211上；所述的动接触面111为平面，静接触面211为平面，凸包100设置在静接触面211上；所述的动接触面111为平面，静接触面211为弧面，凸包100设置在静接触面211上。以上所述的弧面，是指圆柱面形状的弧面或球面形状的弧面。

参见图4，所述的凸包100的表面形状优选为球弧面，即球面形状的弧面，但不排除其他形状。凸包100的高度h、球弧面的最大直径d的参数应根据电机起动器的类型设定，例如一种小型的塑壳电机起动器这样选择参数：凸包100的高度h的取值范围小于0.5mm，球弧面的最大直径d的取值范围小于2mm，压力弹簧4为桥形动触头1与静触头2的闭合提供接触压力的取值范围小于20牛顿，在这种参数情况下，不仅能使其接触电阻不会因接触面积的减小而增加，而且还能因自动去除触头的表面膜电阻而使其接触电阻大幅减小。在凸包100的表面形状为非球弧面、以及凸包100的截面面积的取值范围小于3平方毫米的情况下，也能获得如前述的球弧面的最大直径d的取值范围为小于2mm的效果。这里所述的凸包100的截面面积是指在垂直于动触点11与静触点21闭合的运动方向所截取的面积，该截面面积在高度h的方向上可以是变化的，也可以是不变的，但不管是变还是不变，截面面积的变化范围也在上述的取值范围内。因此，所述的凸包100的截面面积的取值范围、最大直径d的取值范围或高度h的取值范围，其实也包含了它们的变化范围，其变化原因当然还包括了自动去除触头表面的氧化膜而引起的正常的凸包100的截面面积（或最大直径d）和高度h的尺寸变化。

采用本新型的电机起动器的触头装置，克服了现有产品无法击穿平面接触的触点上的氧化膜的缺陷，不会出现现有技术使产品在低压状态下无法导通的问题，在相同的压力弹簧作用下，触点接触点的点压强远大于现有产品的面接触的压强，而且，在压力弹簧的作用下，点接触更容易击穿触点上面可能存在的氧化膜，因此大大提高了起动器的通电可靠性。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机起动器的触头装置，包括一底座(5)，每一个电极包括分别固定安装在起动器的底座(5)上的两个静触头(2)、一个以直线移动方式安装的桥形动触头(1)、与桥形动触头(1)固定连接的触头支持(3)以及为桥形动触头(1)与静触头(2)的闭合提供接触压力的压力弹簧(4)，每个静触头(2)上设有一个静触点(21)，桥形动触头(1)的直线移动控制其上带有的两个动触点(11)分别与两个对应静触点(21)闭合或分断，其特征在于：凸包(100)分别凸起地形成在所述的每个动触点(11)的动接触面(111)或每个静触点(21)的静接触面(211)上，以使动接触面(111)与对应的静接触面(211)之间通过所述的凸包(100)形成点接触式的电接触。

2.根据权利要求1所述的电机起动器的触头装置，其特征在于：所述的动触点(11)的动接触面(111)为弧面，所述的静触点(21)的静接触面(211)为平面或弧面，所述的凸包(100)形成在动触点(11)的动接触面(111)上。

3.根据权利要求1所述的电机起动器的触头装置，其特征在于：所述的动触点(11)的动接触面(111)为平面，所述的静触点(21)的静接触面(211)为平面或弧面，所述的凸包(100)设置在动触点(11)的动接触面(111)上。

4.根据权利要求1所述的电机起动器的触头装置，其特征在于：所述的静触点(21)的静接触面(211)为弧面，所述的动触点(11)的动接触面(111)为平面或弧面，所述的凸包(100)设置在静触点(21)的静接触面(211)上。

5.根据权利要求1所述的电机起动器的触头装置，其特征在于：所述的静触点(21)的静接触面(211)为平面，所述的动触点(11)的动接触面(111)为平面或弧面，所述的凸包(100)设置在静触点(21)的静接触面(211)上。

6.根据权利要求1所述的电机起动器的触头装置，其特征在于：所述的压力弹簧(4)为桥形动触头(1)与静触头(2)的闭合所提供的接触压力小于20牛顿。

7.根据权利要求1至5中任一个所述的电机起动器的触头装置，其特征在于：所述的凸包(100)的表面形状为球弧面。

8.根据权利要求1至5中任一个所述的电机起动器的触头装置，其特征在于：所述的凸包(100)的高度h小于0.5mm。

9.根据权利要求1至5中任一个所述的电机起动器的触头装置，其特征在于：所述的凸包(100)的截面面积小于3平方毫米。

10.根据权利要求7所述的电机起动器的触头装置，其特征在于：所述的凸包(100)的球弧面的最大直径d小于2mm。

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