CN212784879U

CN212784879U - 电磁铁装置及包括该电磁铁装置的双电源自动转换开关

Info

Publication number: CN212784879U
Application number: CN202021545574.4U
Authority: CN
Inventors: 余刚; 刘振忠; 吴健; 茅顺仙
Original assignee: Schneider Electric China Co Ltd
Current assignee: Schneider Electric China Co Ltd
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2021-03-23
Anticipated expiration: 2030-07-30

Abstract

本实用新型涉及一种能够使电磁铁在两次切换之间快速复位的电磁铁装置以及包括该电磁铁装置的双电源自动转换开关。该电磁铁装置包括电磁铁、第一开关、第二开关、单向导电电路以及电流消耗电路。电流消耗电路与第一开关并联；电磁铁的第一端连接第一开关和电流消耗电路构成的并联电路的第一端；单向导电电路的一端连接第一开关和电流消耗电路构成的并联电路的第二端，单向导电电路的另一端连接电磁铁的第二端；以及单向导电电路的第一端通过第二开关连接至负电源输入端，并且单向导电电路的第二端连接至正电源输入端；或者单向导电电路的第二端通过第二开关连接至正电源输入端，并且单向导电电路的第一端连接至负电源输入端。

Description

电磁铁装置及包括该电磁铁装置的双电源自动转换开关

技术领域

本实用新型涉及电磁铁装置以及包括该电磁铁装置的双电源自动转换开关。

背景技术

自动转换开关电器(Automatic Transfer Switching Equipment，ATSE)也被称为双电源自动转换开关，用于将一个或几个负载电路从第一/第二电源自动转换至第二/第一电源。双电源自动转换开关包括电连接至负载电路的动触头，这一动触头可以具有三个可彼此切换的位置：与第一电源端子接触的第一电源位置，与第二电源端子接触的第二电源位置，以及与第一电源和第二电源均不接触的双分位置。双分位置位于第一电源位置和第二电源位置的中间。双电源自动转换开关的电磁驱动机构用于驱动这一动触头在上述三种位置之间切换，从而实现第一电源和第二电源之间的切换。

双电源自动转换开关的电磁驱动机构可以采用第一电磁铁和第二电磁铁作为动力源。上述第一和第二电磁铁中的每一个可以具有移动磁芯和围绕移动磁芯的线圈，所述移动磁芯能够借助于由线圈通电而产生的磁场来移动，以被引导在非工作位置和工作位置之间。在第一电磁铁的移动磁芯从非工作位置移动到工作位置时，动触头对应地被驱动从第一电源位置切换到双分位置；在第一电磁铁复位后，其移动磁芯再次从非工作位置移动到工作位置时，动触头对应地被驱动从双分位置切换到第二电源位置，从而完成动触头从第一电源位置到双分位置、再到第二电源位置的切换。类似地，在第二电磁铁的移动磁芯从非工作位置移动到工作位置时，动触头对应地被驱动从第二电源位置切换到双分位置；在第二电磁铁复位后，其移动磁芯再次从非工作位置移动到工作位置时，动触头对应地被驱动从双分位置切换到第一电源位置，从而完成动触头从第二电源位置到双分位置、再到第一电源位置的切换。

实用新型内容

本实用新型提供一种能够使电磁铁在两次切换之间快速复位的电磁铁装置以及包括该电磁铁装置的双电源自动转换开关。

根据本实用新型的实施例，提供一种电磁铁装置，包括电磁铁、第一开关、第二开关、单向导电电路以及电流消耗电路；所述电流消耗电路与所述第一开关并联，用于在所述第一开关、所述第二开关处于断开状态的情况下，消耗所述电磁铁的电流；所述电磁铁的第一端连接所述第一开关和所述电流消耗电路构成的并联电路的第一端；所述单向导电电路用于仅允许电流从所述单向导电电路的第一端流向第二端，所述单向导电电路的一端连接所述第一开关和所述电流消耗电路构成的并联电路的第二端，所述单向导电电路的另一端连接所述电磁铁的第二端；所述单向导电电路的第一端通过所述第二开关连接至负电源输入端，并且所述单向导电电路的第二端连接至正电源输入端；或者所述单向导电电路的第二端通过所述第二开关连接至正电源输入端，并且所述单向导电电路的第一端连接至负电源输入端。

可选地，所述电流消耗电路包括稳压二极管，所述稳压二极管的阳极连接至所述负电源输入端方向，阴极连接至所述正电源输入端方向。

可选地，所述电流消耗电路包括电阻，所述电阻与所述第一开关并联。

可选地，所述单向导电电路包括第一二极管，所述第一二极管的阳极连接至所述负电源输入端方向，阴极连接所述正电源输入端方向。

根据本实用新型的实施例，提供一种双电源自动转换开关，包括：动触头，能够切换至与第一电源端子接触的第一电源位置、与第二电源端子接触的第二电源位置以及与第一电源和第二电源均不接触的双分位置；驱动装置，用于驱动所述动触头在所述第一电源位置、所述第二电源位置和所述双分位置之间切换；以及上述电磁铁装置，用于为所述驱动装置提供驱动动力。

附图说明

通过下面结合附图对实施例的描述，本实用新型的这些和/或其他方面、特征和优点将变得更加清楚和容易理解，其中：

图1示出了根据本实用新型实施例的电磁铁装置的电路结构示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的另一电磁铁装置的电路结构示意图；

图3示出了根据本实用新型实施例的电磁铁装置的工作流程图；

图4示出了根据本实用新型实施例的电磁铁装置的示意电路图。

具体实施方式

下面将参考本实用新型的示例性实施例对本实用新型进行详细描述。然而，本实用新型不限于这里所描述的实施例，其可以以许多不同的形式来实施。所描述的实施例仅用于使本公开彻底和完整，并全面地向本领域的技术人员传递本实用新型的构思。所描述的各个实施例的特征可以互相组合或替换，除非明确排除或根据上下文应当排除。

在本实施新型的实施例中，除非另有明确说明，“连接”并不意味着必须“直接连接”或“直接接触”，而仅需要电学上连通即可。此外，文中的“第一”、“第二”等表述仅用于区分部件，并不表示任何优先级或排序，也不代表两个部件的参数值是否相同或不同。

如上所述，在使用电磁驱动机构的情况下，在从第一电源切换到第二电源或从第二电源切换到第一电源的转换期间，要求作为动力源的第一电磁铁或第二电磁铁必须工作两次，即，首先驱动动触头从第一/第二电源位置切换至双分位置，然后再驱动动触头从双分位置切换至第二/第一电源位置。因此，需要第一电磁铁或第二电磁铁在这两次切换之间快速复位。基于此，本实用新型提供一种能够使电磁铁在两次切换之间快速复位的电磁铁装置及包括该电磁铁装置的双电源自动转换开关。

图1示出了根据本实用新型实施例的电磁铁装置100的电路结构示意图。如图所示，电磁铁装置100可以包括电磁铁110、第一开关120、第二开关130、单向导电电路140以及电流消耗电路150。电磁铁110可以用作上述第一电磁铁或第二电磁铁以作为电磁驱动机构的动力源，从而驱动上述动触头在上述第一电源位置、第二电源位置和双分位置之间切换。通过控制第一开关120和第二开关130的导通或断开，可以控制电磁铁110是连接到直流电源而通电，还是与直流电源断开并由电流消耗电路150消耗其电流，从而可以控制电磁铁110中的移动磁芯是工作在其工作位置还是非工作位置。这里的非工作位置是指电磁铁没有产生磁场时移动磁芯的初始位置，而工作位置是指电磁铁通电后、移动磁芯借助于所产生的磁场而能够移动到的终止位置。单向导电电路140用于控制电磁铁装置100中的电流流向，仅允许电流从其第一端流向第二端。电流消耗电路150用于在第一开关120、第二开关130、处于断开状态的情况下，消耗电磁铁110的电流。

根据本实用新型实施例的电磁铁装置100在电磁铁110与直流电源断开时，能够通过电流消耗电路150消耗电磁铁110的电流，从而能够使电磁铁110在上述两次切换之间快速复位。

如图1所示，在本实用新型实施例的电磁铁装置100的结构中，电流消耗电路150可以与第一开关120并联，构成并联电路160。电磁铁110可以与该并联电路160串联，构成电路170。即，电磁铁110的第一端连接该并联电路160的第一端。单向导电电路140可以与该电路170并联，构成电路180。即，单向导电电路140的一端连接第一开关120和电流消耗电路150构成的并联电路160的第二端，单向导电电路140的另一端连接电磁铁110的第二端。电路180继而可以与第二开关130串联。该串联可以通过两种方式实现，即，单向导电电路140的第一端通过第二开关130(图1中实线所示的第二开关130)连接至负电源输入端V-，并且单向导电电路140的第二端连接至正电源输入端V+；或者单向导电电路140的第二端通过第二开关130(图1中虚线所示的第二开关130)连接至正电源输入端V+，并且单向导电电路140的第一端连接至负电源输入端V-。

可以理解，图1中所示的电磁铁装置100中各个部件的具体位置关系只是一种示例，只要各个部件满足上述连接关系，都可以实现本实用新型实施例的电磁铁装置100的功能。图2示出了满足上述连接关系的根据本实用新型实施例的另一电磁铁装置200的电路结构示意图。可以看出，图2中电磁铁210、第一开关220、第二开关230、单向导电电路240以及电流消耗电路250的位置关系虽然与图1中相应部件的位置关系有所不同，但其连接关系仍然满足以上的描述。具体地，在图2中，电流消耗电路250与第一开关220并联，构成并联电路260。电磁铁210与该并联电路260串联，构成电路270。即，电磁铁220的第一端连接该并联电路260的第一端。单向导电电路240可以与该电路270并联，构成电路280。即，单向导电电路240的一端连接第一开关220和电流消耗电路250构成的并联电路260的第二端，单向导电电路240的另一端连接电磁铁220的第二端。电路280继而可以与第二开关230串联。该串联可以通过两种方式实现，即，单向导电电路240的第一端通过第二开关230(图2中实线所示的第二开关230)连接至负电源输入端V-，并且单向导电电路240的第二端连接至正电源输入端V+；或者单向导电电路240的第二端通过第二开关230(图2中虚线所示的第二开关230)连接至正电源输入端V+，并且单向导电电路240的第一端连接至负电源输入端V-。满足上述连接关系的电磁铁装置中各个部件的位置关系还可以有多种，在此不再赘述。

本实用新型的电磁铁装置的各个部件可以通过各种具体电路实现。图3示出了根据本实用新型实施例的电磁铁装置300的示意电路图。需要说明的是图3中的各个部件的具体结构可以分别单独适用或被其它合适的结构替换。

图3中，电磁铁310可以是常见的直流电磁铁，其可以由直流电直接驱动或利用交流电通过整流桥来驱动。电磁铁310可以包括移动磁芯和围绕移动磁芯的线圈，所述移动磁芯能够借助于由线圈通电而产生的磁场来移动，以被引导在非工作位置和工作位置之间。

第一开关320、第二开关330可以是普通的电子开关，例如可以是按键开关。第一开关320、第二开关330导通的状态下，电磁铁310连接到直流电源而通电，从而可以使得电磁铁310中的移动磁芯工作在其工作位置；第二开关330、第一开关320断开的状态下，电磁铁310与直流电源断开并由电流消耗电路350消耗其电流，从而可以使得电磁铁310中的移动磁芯工作在其非工作位置。

单向导电电路340可以包括第一二极管D1，第一二极管D1的阳极连接至负电源输入端V-方向，阴极连接正电源输入端V+方向，从而使得电磁铁310通电时，没有电流流经单向导电电路340，而在电磁铁310断电时，利用电流消耗电路350在电磁铁310、单向导电电路340和电流消耗电路350组成的回路中快速消耗电磁铁310的电流。

电流消耗电路350用于在第一开关320、第二开关330处于断开状态的情况下，消耗电磁铁310的电流。如图3所示，电流消耗电路350可以包括稳压二极管ZD，稳压二极管ZD的阳极连接至负电源输入端V-方向，阴极连接至正电源输入端V+方向。稳压二极管ZD与第一开关320并联，在电磁铁310断开与直流电源的连接之后(此时，第一开关320、第二开关330断开)，利用稳压二极管的反向击穿特性(当反向电压临近反向电压的临界值时，反向电流骤然增大)，稳压二极管ZD可以迅速消耗电磁铁310的电流，从而使电磁铁310在上述两次切换之间快速复位。

作为另一实施方式，代替稳压二极管ZD，电流消耗电路350可以包括电阻R(未示出)，电阻R与第一开关320并联，用于在第一开关320、第二开关330处于断开状态的情况下，消耗电磁铁310的电流。相较于使用稳压二极管来消耗电磁铁的电流的方案，使用电阻来消耗电流的速度没有那么快，但仍比不添加电阻作为电流消耗电路、仅利用单向导电电路340、电磁铁310和第一开关320组成的回路来消耗电流的速度要快。

图4示出了根据本实用新型实施例的电磁铁装置在驱动动触头从第一电源位置切换到双分位置、再从双分位置切换到第二电源位置的过程中的工作流程图。下面参照图1中电磁铁装置100的结构对图4的流程图做简单说明。在S4010，电磁铁装置100开始工作。在S4020，在初始时刻T₀，第一开关120和第二开关130导通，电磁铁110通电。在S4030，在第一开关120和第二开关130自初始时刻T₀起导通达到第一时长T1之后，电磁铁110吸合，即，电磁铁110的移动磁芯从非工作位置移动到工作位置。此时，动触头对应地被驱动从第一电源位置切换到双分位置。在S4040，第二开关130、第一开关120断开，电磁铁110断电。此时，电磁铁110、单向导电电路140和电流消耗电路150组成回路，电流消耗电路150能够快速消耗电磁铁110的电流，从而使电磁铁110快速消磁，电磁铁110的移动磁芯从工作位置返回到非工作位置，完成快速复位。在S4050，在自初始时刻T₀起经过第一时长T1加上第二时长T2之后，第一开关120和第二开关130再次导通，电磁铁110通电。需要说明的是，如上所述，在经过第一时长T1之后，动触头会从第一电源位置切换到双分位置，这里，在第一时长T1之后，再等待第二时长T2，是为了给动触头预留动作时间，并使其在双分位置停留一下再进行后续的从双分位置到第二电源位置的切换，以避免动触头的快速切换造成电路中发生短路的风险。在S4060，在第一开关120和第二开关130再次导通达到第三时长T4之后，电磁铁110再次吸合，即，电磁铁110的移动磁芯再次从非工作位置移动到工作位置。此时，动触头对应地被驱动从双分位置切换到第二电源位置。在S4070，第二开关130、第一开关120再次断开，电磁铁110断电。此时，电磁铁110、单向导电电路140和电流消耗电路150组成回路，电流消耗电路150能够快速消耗电磁铁110的电流，从而使电磁铁110快速消磁，电磁铁110的移动磁芯从工作位置返回到非工作位置，完成快速复位。在S4080，电磁铁装置100结束工作。

图4中示出的是根据本实用新型实施例的电磁铁装置用作前述第一电磁铁时的工作流程图，从而可以驱动动触头从第一电源位置切换到双分位置、再从双分位置切换到第二电源位置。可以理解，根据本实用新型实施例的电磁铁装置也用作前述第二电磁铁，其工作流程图与图4所示的相同，从而可以驱动动触头从第二电源位置切换到双分位置、再从双分位置切换到第一电源位置。

以上以图1的电磁铁装置为例说明了图4的工作流程图，显然，图4的工作流程不仅可以使用图1的电磁铁装置，而只要能满足上述连接关系的电磁铁装置都可以适用，例如上述关于图2描述的电磁铁装置200也可以适用。

本实用新型的电磁铁装置可以应用于前述的双电源自动转换开关。根据本实用新型实施例的双电源自动转换开关可以包括动触头，该动触头能够切换至与第一电源端子接触的第一电源位置、与第二电源端子接触的第二电源位置以及与第一电源和第二电源均不接触的双分位置。根据本实用新型实施例的双电源自动转换开关还可以包括驱动装置，该驱动装置用于驱动上述动触头在第一电源位置、第二电源位置和双分位置之间切换。此外，根据本实用新型实施例的双电源自动转换开关还可以包括根据上述本实用新型实施例的电磁铁装置，用于为上述驱动装置提供驱动动力。

根据本实用新型实施例的双电源自动转换开关中的电磁铁能够在两次切换之间快速复位，从而使得动触头也能快速实现切换。

本实用新型中涉及的电路、器件、装置、设备、系统的方框图仅作为示例性的例子并不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些电路、器件、装置、设备、系统，只要能够实现所期望的目的即可。

本领域技术人员应该理解，上述的具体实施例仅是例子而非限制，可以根据设计需求和其它因素对本实用新型的实施例进行各种修改、组合、部分组合和替换，只要它们在所附权利要求或其等同的范围内，即属于本实用新型所要保护的权利范围。

Claims

1.一种电磁铁装置，其特征在于：

所述电磁铁装置包括电磁铁、第一开关、第二开关、单向导电电路以及电流消耗电路；

所述电流消耗电路与所述第一开关并联，用于在所述第一开关、所述第二开关处于断开状态的情况下，消耗所述电磁铁的电流；

所述电磁铁的第一端连接所述第一开关和所述电流消耗电路构成的并联电路的第一端；

所述单向导电电路用于仅允许电流从所述单向导电电路的第一端流向第二端，所述单向导电电路的一端连接所述第一开关和所述电流消耗电路构成的并联电路的第二端，所述单向导电电路的另一端连接所述电磁铁的第二端；以及

所述单向导电电路的第一端通过所述第二开关连接至负电源输入端，并且所述单向导电电路的第二端连接至正电源输入端；或者所述单向导电电路的第二端通过所述第二开关连接至正电源输入端，并且所述单向导电电路的第一端连接至负电源输入端。

2.如权利要求1所述的电磁铁装置，其特征在于：

所述电流消耗电路包括稳压二极管，所述稳压二极管的阳极连接至所述负电源输入端方向，阴极连接至所述正电源输入端方向。

3.如权利要求1所述的电磁铁装置，其特征在于：

所述电流消耗电路包括电阻，所述电阻与所述第一开关并联。

4.如权利要求1所述的电磁铁装置，其特征在于：

所述单向导电电路包括第一二极管，所述第一二极管的阳极连接至所述负电源输入端方向，阴极连接所述正电源输入端方向。

5.一种双电源自动转换开关，其特征在于包括：

动触头，能够切换至与第一电源端子接触的第一电源位置、与第二电源端子接触的第二电源位置以及与第一电源和第二电源均不接触的双分位置；

驱动装置，用于驱动所述动触头在所述第一电源位置、所述第二电源位置和所述双分位置之间切换；以及

如权利要求1-4中任一项所述的电磁铁装置，用于为所述驱动装置提供驱动动力。