CN219873234U - 一种灭弧装置以及接触器 - Google Patents

Abstract

一种灭弧装置以及接触器，灭弧装置包括：灭弧组件，灭弧组件包括灭弧室以及设置在灭弧室内的磁体，灭弧室位于触头组件的一侧，用于熄灭触头组件产生的电弧；其中，磁体的一个磁极指向触头组件的动触头，且磁极的方向与触头组件的动触头和触头组件的静触头间产生的电流方向垂直，用于将电弧引入至灭弧室。本申请的实施例将电弧引入大灭弧空间，通过大灭弧空间内设置的多个灭弧栅片对电弧进行切割，达到快速灭弧的目的，灭弧装置可以在较小的空间内快速灭弧，并且灭弧栅片的设置数量多，灭弧能力强，能够实现向1500VDC的提升，本申请实施例通过一副磁体即可满足无极性要求，生产成本低。

Description

一种灭弧装置以及接触器

技术领域

本实用新型涉及接触器技术领域，尤其涉及一种灭弧装置以及接触器。

背景技术

接触器为一种电气控制元件，在新能源应用领域，例如电动车辆通常采用高压直流接触器负责动力电池系统的接通与分断，并可在意外发生时断开高压电池系统，是用小电流控制大电流运作的一种“自动开关”，在电气系统中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。电弧是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象，这种放电现象直接影响接触器的工作可靠性，甚至会引起事故，因此需要为接触器设置灭弧装置。

应用于电动汽车的接触器要求体积小、运行负载高，而目前高压直流接触器通常采用的灭弧手段之一是通过密封充气外加磁场使金属相电弧横向拉长，电弧在灭弧介质中冷却复合去游离，但是该技术手段在满足体积小的条件下，灭弧空间有限，充入的冷却气体也有限，由于电弧的冷却完全依赖于气体，因此灭弧能力有限，无法满足电动汽车的要求。另外该技术手段需设置多个磁体，制作工艺复杂，生产成本高。高压直流接触器通常采用的灭弧手段之二是通过冷却环包围动触头的至少部分运动路径，以冷却电弧，但是该技术手段不能满足无极性要求，在有限的空间内灭弧栅片数量少，无法实现向1500VDC的提升。

实用新型内容

为了解决上述的问题，本申请的实施例提供了一种灭弧装置以及接触器。灭弧装置包括灭弧组件，灭弧组件包括灭弧室以及设置在灭弧室内的磁体，灭弧室由两个逐渐变大的灭弧空间构成，磁体的一个磁极指向动触头，且磁极的方向与动触头和静触头间产生的电流方向垂直。当动触头与静触头分离时，产生的电弧受磁场力的作用从小灭弧空间引入大灭弧空间，通过大灭弧空间内设置的多个灭弧栅片对电弧进行切割，达到快速灭弧的目的，灭弧装置可以在较小的空间内快速灭弧，并且灭弧栅片的设置数量多，灭弧能力强，满足了接触器体积小、运行负载高的要求。

为此，本申请的实施例中采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种灭弧装置，包括：灭弧组件，灭弧组件包括灭弧室以及设置在灭弧室内的磁体，灭弧室位于触头组件的一侧，用于熄灭触头组件产生的电弧；其中，磁体的一个磁极指向触头组件的动触头，且磁极的方向与触头组件的动触头和触头组件的静触头间产生的电流方向垂直，用于将电弧引入至灭弧室。

在一种可能的实现方式中，灭弧室包括第一引弧板和第二引弧板限定的灭弧空间，第一引弧板与第二引弧板相对设置，其中，第一引弧板与静触头电连接，动触头设置在第一引弧板与第二引弧板之间。

在一种可能的实现方式中，第一引弧板与第二引弧板间的距离沿远离触头组件的方向逐渐变大，靠近触头组件的第一引弧板和第二引弧板之间限定形成第一灭弧空间；磁体设置在第一灭弧空间内。

在一种可能的实现方式中，灭弧装置还包括多个间隔设置的灭弧栅片；远离触头组件的第一引弧板的端部和第二引弧板的端部之间限定形成第二灭弧空间，多个间隔设置的灭弧栅片设置于第二灭弧空间，用于切割电弧。

在一种可能的实现方式中，多个灭弧栅片相互平行设置。

在一种可能的实现方式中，第二引弧板接近动触头的一端设置有凹折部，在动触头与静触头分离时，动触头向凹折部内移动，且动触头与凹折部不接触。

在一种可能的实现方式中，第一引弧板包括第一通孔，第一通孔位于磁体在第一引弧板上的投影处；第二引弧板包括第二通孔，第二通孔位于磁体在第二引弧板上的投影处。

在一种可能的实现方式中，灭弧室内充有惰性气体。

另一方面，提供了一种接触器，包括外壳、电磁机构、以及至少一个如上所述的灭弧装置，电磁机构和至少一个灭弧装置设置于外壳内，电磁机构与至少一个灭弧装置固定连接。

在一种可能的实现方式中，至少一个灭弧装置包括两个灭弧装置，两个灭弧装置对称设置。

灭弧装置将电弧引入大灭弧空间，通过大灭弧空间内设置的多个灭弧栅片对电弧进行切割，达到快速灭弧的目的，灭弧装置可以在较小的空间内快速灭弧，并且灭弧栅片的设置数量多，灭弧能力强，能够实现向1500VDC的提升，灭弧装置通过一副磁体即可满足无极性要求，生产成本低。

附图说明

下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的一种灭弧装置的内部结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种灭弧室的内部结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种在磁体作用下的电弧运动轨迹示意图；

图4为本申请实施例提供的一种接触器的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是抵触连接或一体的连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以适合的方式结合。

现有的灭弧手段之一是通过密封充气外加磁场使金属相电弧横向拉长，电弧在灭弧介质中冷却复合去游离，但是该技术手段在满足体积小的条件下，灭弧空间有限，充入的冷却气体也有限，由于电弧的冷却完全依赖于气体，因此灭弧能力有限，无法满足电动汽车的要求。另外该技术手段需设置多个磁体，制作工艺复杂，生产成本高。现有的灭弧手段之二是通过冷却环包围动触头的至少部分运动路径，以冷却电弧，但是该技术手段不能满足无极性要求，在有限的空间内灭弧栅片数量少，无法实现向1500VDC的提升。

为解决现有灭弧装置存在的问题，本申请实施例提供了一种灭弧装置以及接触器，如图1-4所示。图1为本申请实施例提供的一种灭弧装置的内部结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供了一种灭弧装置，包括：灭弧组件，灭弧组件包括灭弧室1以及设置在灭弧室1内的磁体4，灭弧室1位于触头组件的一侧，用于熄灭触头组件产生的电弧；其中，磁体4的一个磁极指向触头组件的动触头3，且磁极的方向与触头组件的动触头3和触头组件的静触头2间产生的电流方向垂直，由于电弧受磁场力的作用，磁体4可以将电弧引入至灭弧室1进行灭弧。

本申请实施例中，磁体4可以是永磁体也可以是电磁体，设置磁体4的目的是在无极性线圈的接触器中，可以根据线圈的极性来设置指向动触头3的磁极。可以理解的是，动触头3与静触头2均为导体。

当接触器的线圈通电时，线圈内的电流会产生磁场，磁场使静触头2产生电磁吸力吸引动触头3，进而使动触头3与静触头2闭合，当接触器的线圈断电时，电磁吸力消失，动触头3与静触头2断开，此时由于输出回路中由高电压和大电流的存在，因此使动触头3与静触头2之间产生了电弧，电弧能够被灭弧装置切割进而熄灭。

在车用小体积接触器中，由于接触器的体积过小，内部灭弧空间受限，直接导致灭弧能力低，可靠性变差，这在注重安全性的电动车辆上是不被允许的。

鉴于此，本申请的实施例提供了一种灭弧室1，如图2所示，该灭弧室1包括第一引弧板5和第二引弧板6限定的灭弧空间，第一引弧板5与第二引弧板6相对设置，其中，第一引弧板5与静触头2电连接，动触头3设置在第一引弧板5与第二引弧板6之间，可以理解的是，第一引弧板5和第二引弧板6为导电体。第一引弧板5与第二引弧板6间的距离沿远离触头组件的方向逐渐变大，靠近触头组件的第一引弧板5和第二引弧板6之间限定形成第一灭弧空间7，远离触头组件的第一引弧板5的端部和第二引弧板6的端部之间限定形成第二灭弧空间8，磁体4设置在第一灭弧空间7内。

在本实施例中，第一灭弧空间7用于引弧，当动触头3与静触头2断开连接时，动触头3与静触头2之间产生的电弧使第一引弧板5和第二引弧板6分别带电，此时电弧可沿第一引弧板5和第二引弧板6之间移动，由于磁体4设置在靠近触头组件处，电弧在磁场力的作用下继续沿第一引弧板5和第二引弧板6向第二灭弧空间8移动。

第二灭弧空间8用于灭弧，在第二灭弧空间8内可以设置多个间隔设置的灭弧栅片9来切割电弧。在磁场力作用下的电弧沿第一引弧板5和第二引弧板6移动至第二灭弧空间8后，能够迅速被多个间隔设置的灭弧栅片9切割，完成灭弧。

在一种可能的实施例中，多个灭弧栅片9相互平行设置。平行设置的灭弧栅片9整体排列规则，有利于灭弧栅片9在狭小空间的布置。平行设置的灭弧栅片9在有限的空间内能够布置更多数量的灭弧栅片9，以提高灭弧效果，因此，采用平行设置的灭弧栅片9能够提升小体积接触器的灭弧能力。

图2为本申请实施例提供的一种灭弧室的内部结构示意图。如图2所示，磁体4的一个磁极(S或N)指向触头组件的动触头3，并且需将该磁极的方向与触头组件的动触头3和静触头2间产生的电流方向垂直。本实施例中动触头3与静触头2相互平行，磁体4的磁极方向与动触头3与静触头2之间的垂线垂直，更加容易设置磁体4。

可以理解的是，在灭弧装置的外部还设置有壳体，壳体对灭弧室1起保护支撑等作用，灭弧室1内设置的磁体4可以固定于壳体上，这样更加便于磁体4的安装与布置。

由于电弧受磁场力的作用，电弧由动触头3和静触头2间引入至灭弧室1内，电弧受到多个平行设置的灭弧栅片9切割实现灭弧，灭弧时间短效率高。

图3为本申请实施例提供的一种在磁体4作用下的电弧运动轨迹示意图。如图3所示，电弧受磁场力的作用先朝向壳体外壁的方向①移动，然后转向，由第一灭弧空间7向第二灭弧空间8的方向②移动，继续朝第二灭弧空间8的方向③移动，直至进入第二灭弧空间8内。在第二灭弧空间8内电弧被灭弧栅片9切割，从而实现灭弧。

在一种可能的实施例中，第二引弧板6接近动触头3的一端设置有凹折部10，在动触头3与静触头2分离时，动触头3向凹折部10内移动，且动触头3与凹折部10不接触。凹折部10位于动触头3的一侧，与动触头3之间具有一段距离。该距离大于动触头3与静触头2分离时所需的最大行程，即凹折部10的深度大于动触头3所能移动的最大位移，确保动触头3与静触头2在分离过程中不会被第二引弧板6所阻挡，可以理解的是，动触头3在移动过程中不会与第二引弧板6相接触。

在一种可能的实施例中，第一引弧板5包括第一通孔11，第一通孔11位于磁体4在第一引弧板5上的投影处；第二引弧板6包括第二通孔12，第二通孔12位于磁体4在第二引弧板6上的投影处。如图3所示，第一通孔11与第二通孔12的设置便于方便磁体4的拆卸与维护。更换磁体4时，能够方便的将磁体4从第一通孔11或第二通孔12处取出，可以理解的是，第一通孔11或第二通孔12的开口尺寸大于磁体4的尺寸，以使磁体4通过第一通孔11或第二通孔12时，与第一通孔11或第二通孔12无接触。

在进一步可选的实施例中，第一通孔11与第二通孔12的结构、形状以及尺寸完全相同。

在一种可能的实施例中，灭弧室1内充有惰性气体。惰性气体可以为氮气或混合气体，目的是对电弧降温，具有冷却电弧的作用，进一步地提升灭弧效果。

在一种可能的实施例中，灭弧室1内充有包括氢气和氮气的混合气体，混合气体用于冷却电弧，提升灭弧装置的灭弧能力。

另一方面，提供了一种接触器，包括外壳13、电磁机构14、以及至少一个如上所述的灭弧装置，电磁机构14和至少一个灭弧装置设置于外壳13内，电磁机构14与至少一个灭弧装置固定连接。可以理解的是，接触器包括一个或多个灭弧装置，不同的接触器采用不同数量的灭弧装置进行灭弧，这与接触器所能达到的灭弧能力及结构有关。不同灭弧能力及不同结构设计的接触器将采用相应数量的灭弧装置。

图4为本申请实施例提供的一种接触器的内部结构示意图。如图4所示，接触器包括两个灭弧装置，两个灭弧装置对称设置，并且两个灭弧装置均固定于电磁机构14上。电磁机构14由线圈等组件组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力，带动触头3动作。

当其中一个动触头3动作时，该动触头3所述的灭弧装置通过引弧板将电弧引入灭弧室1内进行灭弧。当两个动触头3动作时，两个灭弧装置通过引弧板将电弧引入各自的灭弧室1内进行灭弧。本申请实施例提供的接触器灭弧速度快，占用空间小，能够在灭弧装置内设置更多的灭弧栅片9，其灭弧能力强能够实现向1500VDC的提升，满足高压灭弧的需要。另外，接触器通过一副磁体4即可满足无极性要求，生产成本低。

本申请实施例提供的接触器体积小、灭弧能力强、可靠性高，完全满足电动汽车车载接触器的使用要求。

本申请实施例提供的灭弧装置以及接触器的位置关系、数量、充磁方式、俯视截面的形状、内部的磁场方向、结构等不限于上述实施例，凡在本申请原理下实现的技术方案均在本方案保护范围之内。说明书中任何的一个或多个实施例或图示，以适合的方式结合的技术方案均在本方案保护范围之内。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，其依然可以对前述各实施例中所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例中技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种灭弧装置，其特征在于，包括：

灭弧组件，包括灭弧室以及设置在所述灭弧室内的磁体，所述灭弧室位于触头组件的一侧，用于熄灭所述触头组件产生的电弧；

其中，所述磁体的一个磁极指向所述触头组件的动触头，且所述磁极的方向与所述触头组件的动触头和所述触头组件的静触头间产生的电流方向垂直，用于将所述电弧引入至所述灭弧室。

2.根据权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于，所述灭弧室包括第一引弧板和第二引弧板限定的灭弧空间，所述第一引弧板与所述第二引弧板相对设置，其中，所述第一引弧板与所述静触头电连接，所述动触头设置在所述第一引弧板与所述第二引弧板之间。

3.根据权利要求2所述的灭弧装置，其特征在于，所述第一引弧板与所述第二引弧板间的距离沿远离所述触头组件的方向逐渐变大，靠近所述触头组件的第一引弧板和第二引弧板之间限定形成第一灭弧空间；

所述磁体设置在所述第一灭弧空间内。

4.根据权利要求3所述的灭弧装置，其特征在于，还包括多个间隔设置的灭弧栅片；远离所述触头组件的第一引弧板的端部和第二引弧板的端部之间限定形成第二灭弧空间，所述多个间隔设置的灭弧栅片设置于所述第二灭弧空间，用于切割所述电弧。

5.根据权利要求4所述的灭弧装置，其特征在于，所述多个灭弧栅片相互平行设置。

6.根据权利要求2所述的灭弧装置，其特征在于，所述第二引弧板接近所述动触头的一端设置有凹折部，在所述动触头与所述静触头分离时，所述动触头向所述凹折部内移动，且所述动触头与所述凹折部不接触。

7.根据权利要求2所述的灭弧装置，其特征在于，所述第一引弧板包括第一通孔，所述第一通孔位于所述磁体在所述第一引弧板上的投影处；

所述第二引弧板包括第二通孔，所述第二通孔位于所述磁体在所述第二引弧板上的投影处。

8.根据权利要求1-7任一项所述的灭弧装置，其特征在于，所述灭弧室内充有惰性气体。

9.一种接触器，其特征在于，包括外壳、电磁机构、以及至少一个如权利要求1-7任一项所述的灭弧装置，所述电磁机构和所述至少一个灭弧装置设置于所述外壳内，所述电磁机构与所述至少一个灭弧装置固定连接。

10.根据权利要求9所述的接触器，其特征在于，所述至少一个灭弧装置包括两个所述灭弧装置，两个所述灭弧装置对称设置。