CN217507219U - 具有缓冲件的接触器和电气柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有缓冲件的接触器和电气柜，所述接触器包括：壳体、机构壳架、静触头、动触头组件以及弹性元件，在接触器断开时动触头组件在弹性元件的偏压下朝向断开位置移动，并且碰撞机构壳架产生回弹，所述壳体和所述机构壳架之间通过缓冲机构弹性连接，以减小接触器断开时动触头组件的回弹，其中，所述缓冲机构包括设置在所述壳体和所述机构壳架之间的缓冲件。

Description

具有缓冲件的接触器和电气柜

技术领域

本实用新型涉及一种具有缓冲件的接触器和包括该接触器的电气柜。

背景技术

接触器是电力系统中常用的电气控制器，通过使触头系统中的动触头和静触头接触和断开来实现电路的通断。对于接触器产品来说，开距、超程和回弹是影响接触器性能的重要参数，具体而言，开距是指触头处于完全断开状态时，动触头和静触头之间的最短距离；超程是指接触器触头完全闭合后，动铁芯能够继续移动的距离；而回弹是指接触器触头断开后动铁芯接触机构壳架后反弹的距离。开距、超程和回弹三者之和等于动铁芯的最大的移动距离，也即行程。

行程和超程通常是由接触器的尺寸和结构设计所决定的，而回弹是接触器工作时不可避免的，回弹越大，意味着开距越小，小的开距会导致动触头和静触头之间重新起弧甚至重新闭合，从而导致触头损坏或焊接到一起，所有这些都会损坏电力系统并缩短产品的寿命。

此外，随着接触器的额定电流增大，其尺寸和重量都会相应增加，这直接导致了回弹距离的增加。

需要一种显著减小回弹的接触器，其特别适用于大额定电流的接触器。

实用新型内容

针对上文提到的问题和需求，本实用新型提出了一种新型的具有缓冲件的接触器和包括该接触器的电气柜，其由于采取了如下技术特征而解决了上述问题，并带来其他技术效果。

一方面，本实用新型提供一种接触器，包括壳体；机构壳架，所述机构壳架连接到壳体；静触头，所述静触头设置在所述机构壳架内；动触头组件，所述动触头组件可移动地容纳在所述机构壳架内，并且所述动触头组件能够在闭合位置和断开位置之间沿第一方向运动，其中在闭合位置，动触头组件中的动触头和静触头接合，使得接触器闭合，在断开位置，动触头组件中的动触头和静触头脱离接合，使得接触器断开；弹性元件，用于将动触头组件朝向断开位置偏压，在接触器断开时动触头组件在弹性元件的偏压下朝向断开位置移动，并且碰撞机构壳架产生回弹，其中，所述壳体和所述机构壳架之间通过缓冲机构弹性连接，以减小接触器断开时动触头组件的回弹，其中，所述缓冲机构包括设置在所述壳体和所述机构壳架之间的缓冲件。

需要说明的是，本公开所述的“弹性元件”例如可以是复位弹簧，其一端连接至静铁芯、壳体或机构壳架之一，另一端连接至动触头组件，从而对动触头组件朝向断开位置施加偏压力。在闭合位置时，复位弹簧处于压缩状态并储存弹性能量，在断开时，复位弹簧释放弹性能量以驱动动触头组件朝向断开位置移动。

在一些示例中，所述缓冲机构还包括紧固件，所述壳体和所述机构壳架通过紧固件连接在一起，所述紧固件的尺寸设计为使得容纳所述缓冲件的间隙沿第一方向的尺寸不大于所述缓冲件的高度。

在一些示例中，所述紧固件为紧固螺钉，所述壳体包括沿所述第一方向延伸的第一通孔，紧邻所述第一通孔的第一端设置有螺母，所述机构壳架包括沿所述第一方向延伸的第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔对齐，所述紧固螺钉穿过所述第一通孔和所述第二通孔并且与所述螺母螺纹连接。

在一些示例中，所述缓冲件容纳在所述第一通孔的第二端，所述第二端为所述第一端的相反端，所述缓冲件设置在所述第二端和所述第二通孔的端部之间。

在一些示例中，所述第二端和所述第二通孔的端部压靠所述缓冲件。

在一些示例中，所述紧固螺钉沿所述第一方向依次设置有螺杆、扩大部和螺纹部，所述螺杆和所述扩大部是光滑的，并且其中，所述扩大部的直径大于所述螺杆的直径且大于所述螺纹部的外径。

在一些示例中，所述螺杆和所述扩大部的总长度设计为不大于所述第一通孔、所述第二通孔的长度以及缓冲件的高度D之和，且大于所述第一通孔和所述第二通孔长度之和。

在一些示例中，容纳所述缓冲件的间隙沿第一方向的尺寸小于所述壳体和所述机构壳架之间沿第一方向的任何其他尺寸。

在一些示例中，所述缓冲件为O型圈、波形弹簧、锥形盘簧和橡胶组件中的至少一种。

另一方面，本实用新型提供一种电气柜，包括如前所述的接触器。

本实用新型的技术方案的有益效果在于：设置壳体和机构壳架之间通过缓冲件弹性连接，可以显著减小动触头组件的回弹，从而增加了动触头组件的开距，提高了接触器断开的可靠性，也提高了辅助触点的稳定性，使得接触器产品寿命更长。本实用新型提出的接触器特别适用于大额定电流的接触器，也特别适用于在现有接触器的基础上通过本实用新型的改进，实现减小回弹的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1A示出了现有技术的接触器处于闭合状态的原理示意图；

图1B示出了现有技术的接触器处于断开状态的原理示意图；

图2示出了现有技术的接触器的动铁芯的行程曲线随时间变化的曲线图；

图3A示出了根据本公开实施例的接触器处于闭合状态的原理示意图；

图3B示出了根据本公开实施例的接触器处于断开状态的原理示意图；

图4示出了根据本公开实施例的接触器的立体图；

图5示出了根据本公开实施例的接触器的局部剖视图；

图6A是图5的A区域的局部放大图；

图6B是图5的B区域的局部放大图；

图6C是图5的C区域的局部放大图；

图7示出了根据本公开实施例的紧固件的示意图；

图8示出了根据本公开实施例的缓冲件的示意图；

图9示出了根据本公开实施例的接触器的动铁芯的行程曲线随时间变化的曲线图。

附图标记列表

1 壳体

11 螺母

12 第一通孔

121 第一通孔端部

13 壳体侧壁

14 壳体底壁

2 机构壳架

21 静触头

22 弹性件

23 阻尼件

24 第二通孔

241 第二通孔端部

25 侧壁

26 底壁

3 缓冲件

4 动触头支架

41 动触头

42 触头弹簧

5 锁扣杆

6 静磁铁

61 弹性件

7 动铁芯

71 复位弹簧

8 外壳

9 紧固螺钉

91 螺帽

92 螺杆

93 扩大部

94 螺纹部

100 壳体

200 机构壳架

201 静触头

202 弹性件

203 阻尼件

300 螺钉

400 动触头支架

401 动触头

402 触头弹簧

500 传动杆

600 静磁铁

601 弹性件

700 动铁芯

701 复位弹簧

800 外壳

具体实施方式

为了使得本公开的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本公开具体实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件，不同的附图标记代表不同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

图1A和图1B示出了现有技术的接触器的原理示意图，各个部件均以示意性的方式示出。接触器包括壳体100、机构壳架200、动触头支架400、传动杆500、静磁铁600、动铁芯700。机构壳架200通过螺钉300固定连接至壳体100并紧固成一个整体。机构壳架200内设置有静触头201，动触头支架400上设置有配置为与静触头201接触的动触头401，动触头401以弹性连接的方式连接至相应的动触头支架400，并且能够相对于动触头支架400 移动。动触头401与动触头支架400之间设置有触头弹簧402，以将动触头 401朝向静触头201偏压。动触头401和动触头支架400统称为动触头组件。动触头组件连接至传动杆500，并进一步地连接至动铁芯700。动铁芯700 和静磁铁600之间设置有弹性元件，例如复位弹簧701。此外，机构壳架200 和外壳800之间(例如通过弹性件202)弹性连接，机构壳架200朝向动铁芯700的部分设置有阻尼件(damper)203以缓冲动铁芯700的冲击并且减小回弹。静磁铁600和外壳800之间(例如通过弹性件601)弹性连接。

在图1A所示的闭合状态下，静磁铁600上的线圈通电，动铁芯700受到磁力作用而保持在图1A所示的位置中，此时复位弹簧701被压缩。

如图1B所示，当线圈断电、接触器开始断开时，动铁芯700失去磁力作用，并且在复位弹簧701的弹性力作用下向左移动，其将带动传动杆500，进而带动动触头支架401和相应的动触头400向左移动，直至动触头401与静触头201分离。在动触头401与静触头201分离后，动触头组件由于惯性还会继续向左移动，直至动触头支架400接触并压缩阻尼件203，进而在阻尼件203的反弹作用下向右移动一段距离，这段距离也被称为回弹。最终，在复位弹簧701的作用下，动触头组件继续向左移动，接触器处于断开状态。

图2示出了接触器的动铁芯700在闭合位置和断开位置之间切换的行程曲线。如图2所示，首先在断开位置，接触器收到闭合的控制信号，线圈通电，接触器开始闭合，动铁芯700从断开位置移动到闭合位置，动触头401 与静触头201接合。随后控制信号一直保持闭合电位，接触器保持闭合。之后，控制信号指示断开，线圈断电、接触器开始断开，在动触头401与静触头201断开之前，动铁芯700首先移动一段距离为超程s，然后动触头401 与静触头201开始断开，直至动触头支架400接触并压缩阻尼件203，进而在阻尼件203的反弹作用下向右移动一段距离，即回弹r。从动触头401与静触头201开始断开的位置至回弹的高点之间的距离称为开距k。因此可以得出，动铁芯700的总行程t满足如下关系：t＝s+k+r。

由于行程和超程通常是由接触器的尺寸和结构设计所决定的，因此可以认为对于给定的接触器，总行程t和超程s都是固定值。因此，回弹r越大，开距k就越小。开距k减小会带来诸多问题，例如小的开距会导致动触头和静触头之间重新起弧甚至重新闭合，从而导致触头损坏甚至焊接到一起，从而损坏电力系统并缩短产品的寿命。此外，回弹也会带动辅助触点不必要的动作，给系统产生错误的信号和不稳定的因素。

然而，对于大额定电流的接触器(此处的“大额定电流”指的是大于600A 的额定电流)，其尺寸和质量，尤其是动触头组件的质量增加，意味着动触头组件具有大质量、大动量和大动能，从而更容易导致更大的回弹r。此外，大额定电流的接触器的工作温度更高，在高温下，诸如橡胶之类的材料制成的阻尼件203的弹性增加，这也导致了更大的回弹r。

因此，针对现有技术的缺陷，本公开提出了一种新型的具有缓冲件的接触器和包括该接触器的电气柜。下面结合附图具体说明根据本公开内容的接触器的优选实施方式。

图3A和图3B示出了根据本公开实施例的接触器的原理示意图。接触器包括壳体1、机构壳架2、动触头支架4、传动杆5、静磁铁6、动铁芯7。机构壳架2和壳体1之间设置有缓冲机构，壳体1和机构壳架2通过缓冲机构弹性连接。机构壳架2内设置有静触头21，动触头支架4上设置有配置为与静触头21接触的动触头41，动触头41以弹性连接的方式连接至相应的动触头支架4，并且能够相对于动触头支架4移动。动触头41与动触头支架4 之间设置有触头弹簧42，以将动触头41朝向静触头21偏压。动触头41和动触头支架4统称为动触头组件。动触头组件连接至传动杆5，并进一步地连接至动铁芯7。动铁芯7和静磁铁6之间设置有弹性元件，例如复位弹簧 71，复位弹簧71向动铁芯7朝向断开位置施加偏压力。此外，机构壳架2 和外壳8之间(例如通过弹性件22)弹性连接，机构壳架2朝向动铁芯7 的部分设置有阻尼件23。静磁铁6和外壳8之间(例如通过弹性件61)弹性连接。

在本实施例中，接触器的工作过程与现有技术类似，在此不再赘述。主要区别在于，由于机构壳架2和壳体1之间设置了缓冲机构，机构壳架2和壳体1之间从现有技术的刚性连接变成弹性连接。具体地，缓冲机构包括设置在壳体1和机构壳架2之间的缓冲件3，机构壳架2和壳体1不再连接成一个整体，而是允许机构壳架2相对于壳体1可以运动，通过缓冲件3的变形，将大部分的动铁芯7和动触头支架4的动量和动能通过阻尼件23传递给的机构壳架2和壳架8。也就是说，通过在机构壳架2和壳体1之间设置缓冲件3，动铁芯7对于机构壳架2的冲击由现有技术的“硬”冲击转化成“软”冲击，动铁芯7和动触头支架4的动量和能量，通过缓冲件3变形引起机构壳架2和壳架8整体微小移动，即系统的动量和动能被传递给可微小移动的大质量部件，即机构壳架2和壳架8，从而减少动铁芯7和动触头支架4的动量和动能，从而直接导致的结果就是回弹r’的显著减小。图9示出了根据本公开实施例的接触器的动铁芯的行程曲线图，从图2和图9的对比可以看出，由于机构壳架2和壳体1之间设置了缓冲件3实现弹性连接，回弹r’的幅度明显减小。不仅如此，回弹的持续时间也相较图2明显减小。由此可见，在机构壳架2和壳体1之间设置缓冲件3可以明显减小回弹的幅度和时间，从而增加了开距k，提高了接触器断开的可靠性，也提高了辅助触点的稳定性，因此能够延长产品寿命。

图4示出了根据本公开实施例的接触器的立体图。图5示出了根据本公开实施例的接触器的局部剖视图。图6A、图6B和图6C分别是图5的A、 B和C区域的局部放大图。

图4是根据本公开实施例的接触器的组装后的立体图，壳体1、机构壳架2和外壳8组装在一起形成接触器。为了示出其内部结构，图5中接触器被局部剖开，并示出了A、B、C三个区域。

图6A示出了壳体1和机构壳架2之间的连接细节，缓冲机构还包括紧固件，壳体1和机构壳架2通过紧固件连接在一起，具体地，壳体1包括台阶孔，在台阶孔内旋转固定有螺母11，螺母11上方为第一通孔12，紧固件为紧固螺钉9。第一通孔12的尺寸小于螺母11的外径且大于螺母11的内径，并且也大于紧固螺钉9的外径。机构壳架2对应于壳体1的台阶孔的位置处设置有第二通孔24。在机构壳架2的第二通孔端部241与壳体1的第一通孔端部121之间设置有缓冲件3。紧固螺钉9穿过第二通孔24与螺母11螺纹连接。需要说明的是，第一通孔12和第二通孔24的数量可以根据需要进行选择。

紧固螺钉9设计为使得第二通孔端部241与第一通孔端部121之间沿Z 轴方向的间隙G0不大于缓冲件3的高度D，如图6A和图8所示。需要说明的是，Z轴方向也即动触头支架41和动铁芯7的运动方向。

图8示出了根据本公开实施例的紧固螺钉9的示意图。紧固螺钉9依次设置有螺帽91、螺杆92、扩大部93和螺纹部94。螺杆92和扩大部93是光滑的，扩大部93的直径略大于螺杆92的直径，也大于螺纹部94的外径。螺纹部94上设置有与螺母11配合的螺纹，在螺纹部94和扩大部93之间设置有加工台阶以便于车床退刀。螺杆92和扩大部93的总长度为L，其尺寸设计为不大于第一通孔21、第二通孔24的长度以及缓冲件3的高度D之和，且大于第一通孔21和第二通孔24长度之和。

于是，通过紧固螺钉9的尺寸设计，缓冲件3能够恰好容纳在第二通孔端部241与第一通孔端部121之间的间隙G0中，并且第二通孔端部241可以压靠缓冲件3。在安装时，首先将缓冲件3放置在第一通孔端部121，然后将机构壳架2的第二通孔24与壳体1的第一通孔21对齐，然后拧入紧固螺钉9，直至扩大部93抵靠螺母11的端部，从而将壳体1和机构壳架2连接在一起。

但是，这种连接不是完全刚性的连接，相反，这种连接属于弹性连接。由于第二通孔端部241与第一通孔端部121之间存在间隙G0，并且其中容纳有缓冲件3，那么在动铁芯7冲击机构壳架2时，机构壳架2的第二通孔端部241可以朝向壳体1的第一通孔端部121移动，并且压缩缓冲件3，通过缓冲件3吸收和释放一部分动量，使得回弹r’减小。

在本实施例中，如图8所示，缓冲件3可以是具有弹性的O型圈。替代地，缓冲件3也可以是波形弹簧，并且在紧固螺钉9的相应位置设置夹子以限位波形弹簧。可选地，缓冲件3也可以采用锥形盘簧，其具有大径端部和小径端部，大径端部压靠第一通孔端部121，小径端部压靠第二通孔端部241。可选地，缓冲件3也可以采用橡胶组件。

此外，为了避免接触器断开时壳体1和机构壳架2直接碰撞，容纳缓冲件3的间隙G0应当小于壳体1和机构壳架2之间沿Z轴方向的任何其他尺寸。例如，图6B和图6C分别示出了壳体1和机构壳架2之间的两处安装间隙。在图6B中，壳体1的壳体侧壁13和机构壳架2的侧壁25之间沿Z 轴方向的距离为间隙G1，在图6C中，壳体1的壳体底壁14和机构壳架2 的底壁26之间沿Z轴方向的距离为间隙G2。壳体1和机构壳架2的尺寸设计使得间隙G0小于间隙G1，且小于间隙G2。

由此可见，通过设置具有特定尺寸的紧固螺钉9，可以调整壳体1和机构壳架2之间的间隙，并且在间隙中通过缓冲件实现弹性连接，对于现有的接触器，不需要复杂的结构变化即可完成改进，实现减小回弹的效果。

本公开实施例还提供了一种电气柜，包括如前所述的接触器。

可选地，接触器可以为直流接触器、交流接触器、固态接触器等。可选地，接触器可以为大额定电流(额定电流大于600A)的接触器。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开实施例揭露的技术范围内或者在本公开实施例揭露的思想下，可轻易想到变化、替换或组合，都应涵盖在本公开实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种接触器，包括：

壳体；

机构壳架，所述机构壳架连接到壳体；

静触头，所述静触头设置在所述机构壳架内；

动触头组件，所述动触头组件可移动地容纳在所述机构壳架内，并且所述动触头组件能够在闭合位置和断开位置之间沿第一方向运动，其中在闭合位置，动触头组件中的动触头和静触头接合，使得接触器闭合，在断开位置，动触头组件中的动触头和静触头脱离接合，使得接触器断开；

弹性元件，用于将动触头组件朝向断开位置偏压，在接触器断开时动触头组件在弹性元件的偏压下朝向断开位置移动，并且碰撞机构壳架产生回弹，

其特征在于，所述壳体和所述机构壳架之间通过缓冲机构弹性连接，以减小接触器断开时动触头组件的回弹，其中，所述缓冲机构包括设置在所述壳体和所述机构壳架之间的缓冲件。

2.根据权利要求1所述的接触器，其特征在于，所述缓冲机构还包括紧固件，所述壳体和所述机构壳架通过紧固件连接在一起，所述紧固件的尺寸设计为使得容纳所述缓冲件的间隙沿第一方向的尺寸不大于所述缓冲件的高度。

3.根据权利要求2所述的接触器，其特征在于，所述紧固件为紧固螺钉，所述壳体包括沿所述第一方向延伸的第一通孔，紧邻所述第一通孔的第一端设置有螺母，所述机构壳架包括沿所述第一方向延伸的第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔对齐，所述紧固螺钉穿过所述第一通孔和所述第二通孔并且与所述螺母螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的接触器，其特征在于，所述缓冲件容纳在所述第一通孔的第二端，所述第二端为所述第一端的相反端，所述缓冲件设置在所述第二端和所述第二通孔的端部之间。

5.根据权利要求4所述的接触器，其特征在于，所述第二端和所述第二通孔的端部压靠所述缓冲件。

6.根据权利要求4所述的接触器，其特征在于，所述紧固螺钉沿所述第一方向依次设置有螺杆、扩大部和螺纹部，所述螺杆和所述扩大部是光滑的，并且其中，所述扩大部的直径大于所述螺杆的直径且大于所述螺纹部的外径。

7.根据权利要求6所述的接触器，其特征在于，所述螺杆和所述扩大部的总长度设计为不大于所述第一通孔、所述第二通孔的长度以及缓冲件的高度D之和，且大于所述第一通孔和所述第二通孔长度之和。

8.根据权利要求2所述的接触器，其特征在于，容纳所述缓冲件的间隙沿第一方向的尺寸小于所述壳体和所述机构壳架之间沿第一方向的任何另一尺寸。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的接触器，其特征在于，所述缓冲件为O型圈、波形弹簧、锥形盘簧和橡胶组件中的至少一种。

10.一种电气柜，其特征在于，所述电气柜包括如权利要求1-9中任一项所述的接触器。

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