CN2476868Y - 复合投切开关 - Google Patents

Abstract

一种复合投切开关,其设有接触器及控制电路,还包括检测控制电路、电子开关;接触器的主触头连接在供电主回路中,控制电路具有延时控制输出端和普通控制输出端;电子开关与接触器的主触头并联并与控制电路的普通输出端连接,接触器的吸合线圈与控制电路的延时控制输出端连接;由此,消除了涌流和过电压、避免了触点电弧、延长了电器寿命、电子开关损耗可忽略不计,降低了对热设计的要求。

Description

复合投切开关

本实用新型涉及一种复合投切开关，尤指一种能避免涌流、增加开关使用寿命、保证零电压开启和零电流关断的复合投切开关。

开关，作为机电设备的控制元件，分为触点开关和无触点开关，触点开关的导通电流小，一般不发热，但由于其固有的机械特性，导通角和分断角是任意的，使其触点的闭合和关断时刻不能被控制，当使用作为接触器时，可能是在电压最高的时刻接通或分断，因此往往在接通时产生很大的涌流；分断时产生过电压。涌流的冲击、过电压的作用常使机电设备损坏。同时，触点开关接通和分断时还会产生电弧，腐蚀触点，从而使触点开关的寿命缩短。

针对上述问题，专用开关电容器的接触器通过一组辅助触点和串接电阻来抑制涌流的大小，如图1所示，但它不能消除涌流。

本实用新型的主要目的在于提供一种复合投切开关，其可在零电压开启和零电流关断，消除涌流和过电压，消除触点电弧，延长电器的使用寿命。

本实用新型的次要目的在于提供一种复合投切开关，其对热设计的要求降低，不需要外加散热器。

本实用新型的另一目的在于提供一种复合投切开关，其可采用交流或直流驱动，可用作单相或三相开关。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的：

一种复合投切开关，该复合投切开关设有接触器及控制电路，接触器的主触头连接在供电主回路中，它还包括检测控制电路、电子开关；控制电路设有信号输入端，并且具有延时控制输出端和普通控制输出端；检测控制电路的输出端与控制电路的信号输入端连接；电子开关与接触器的主触头并联，该电子开关与控制电路的普通输出端连接，接触器的吸合线圈与控制电路的延时控制输出端连接。

所述的电子开关为双向可控硅。

所述的电子开关为光电耦合电子开关。

所述的检测控制电路为过零控制电路，该过零控制电路的信号输入端连接在供电主回路中。

所述的检测控制电路为直流信号控制电路。

由于本实用新型的主回路的交流开关接触器上并联有一电子开关，当控制输入接收到闭合信号后，在检测控制电路和控制电路的控制下，电子开关导通，在零电压时接通主回路(在交流驱动时)，之后通过控制电路延时接通接触器的线圈，接触器触头闭合并旁路电子开关的承载电流，触点闭合时刻两端的电压为零。当控制电路输入端接收到断开信号时，控制电路控制接触器断开，触点电流转至电子开关，触点断开时刻两端电压为零。如此，消除了供电回路接通时的涌流和用电器的过电压、避免了接触器触点电弧，延长了电器寿命；电子开关只在闭合和关断的(1-3)个周期内承载，其损耗可忽略不计，降低了对热设计的要求，不需要外加散热器。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为现有技术的电路图。

图2为本实用新型的闭合、断开原理图。

图3为本实用新型的实施例1直流驱动的单相开关电路。

图4为本实用新型的实施例2交流驱动的单相开关电路。

图5为本实用新型的实施例3交流驱动的三相开关电路。

图6为本实用新型实施例1在闭合时电子开关电流、电子开关电压的波形图。

图7为本实用新型实施例1在闭合时接触器触头电流、电子开关电压的波形图。

图8为本实用新型实施例1在断开时电子开关电流、电子开关电压的波形图。

图9为本实用新型实施例1在断开时接触器触头电流、电子开关电压的波形图。

如图2所示，显示了在闭合、断开时，接触器和电子开关的状态。当控制信号在t1时给出闭合信号，电子开关即时闭合，经延时后，接触器闭合并处于导通状态，而电子开关由于接触器的导通而不承载电压；当控制信号在t2时给出开断信号时，接触器断开，流经的接触器的电流转至电子开关，在控制电路的作用下，电子开关经过一段时间，并且在电压过零时断开。

如图3所示，本实用新型在直流驱动时，直流控制信号直接输入控制电路，控制电路由一二极管D、电阻R、电容C、光耦合二极管、继电器D5组成，控制信号的正极A分两路连接输出，一路通过二极管D、电阻R、接到光耦合二极管与电容C的正极，光耦合二极管与电容C的负极连接到控制信号的负极B；另一路通过继电器D5后连接到控制信号的负极B。需要说明的是，在本实施例中，直流信号控制电路是本领域的现有技术，在此就不再赘述。

主回路的接触器J的主触点上并联有由双向可控硅组成的电子开关，并联接点分两路，一路接控制电路的继电器D5的触头，通过该触头向接触器J的线圈供电；另一路直接通过电容D9接到供电主回路。

当控制信号为闭合信号时，控制信号通过二极管D、电阻R、驱动光耦合二极管，该光耦合二极管发光使双向可控硅导通，实现零点压开启，接通供电主回路；同时控制电路的电容C被充电，经一段延时后，向继电器D5供电，继电器D5的触头向接触器J的线圈供电，接触器J的主触头闭合，闭合时刻该触头两端的电压为零，电子开关被旁路，不承载电流，供电主回路进入工作状态。

当给出断开控制信号时，继电器D5即时断电，其触头即时断开接触器J的线圈，接触器J的主触头即时断开，此刻，接触器J的触点电流转至电子开关，因而，在断开时刻，接触器J的触点两端电压为零，同时控制电路的电容C放电，经一段时间后，光耦合二极管供电开断，双向可控硅截止，从而，供电主回路断开。

如图4所示，本实用新型在交流单相驱动时，过零控制电路产生的控制信号输入到控制电路的输入端。控制电路及供电主回路的工作过程与直流驱动控制相同，在此不再赘述。

如图5所示，本实用新型在交流三相驱动时，过零控制电路与单相驱动电路相同，过零控制电路产生的控制信号输入到控制电路的输入端；不同的是，其有两个控制电路，接触器的三个触头分别连接在供电主回路的三相上，其中两个触头上分别并联有电子开关，其中一个电子开关由具有延时控制的控制电路控制，另一个电子开关的控制电路不具有延时作用。

当控制信号为闭合信号时，在过零控制电路控制下，通过二极管D、电阻R、光耦合二极管的一路即时导通，光耦合二极管发光使双向可控硅导通，实现零点压开启，接通L1/T1、L2/T2供电回路；同时控制电路的电容C被充电，经一段延时后，向继电器D5供电，继电器D5的触头接通接触器J的线圈，接触器J的触头闭合，接通L3/T3供电回路，闭合时刻触头两端的电压为零，从此，电子开关被旁路，不承载电流，供电主回路进入工作状态。

当给出断开控制信号时，继电器D5即时断电，其触头即时断开接触器J的线圈，接触器J的触头即时断开，L3/T3供电回路断开，L1/T1、L2/T2供电回路由于电子开关还继续接通，接触器J的两个触点电流转至相应的电子开关，因而断开时刻接触器J的触点两端电压为零，同时，控制电路的电容C放电，经一段时间，使光耦合二极管断电，控制双向可控硅截止，另两个供电回路断开。

如图6所示，显示的是接通时电子开关电流(Ig)和电子开关的电压(Vg)的波形，由图可看出，电子开关零点压开启。

如图7所示，显示的是接通时接触器电流(Ij)和Vg的波形，由图可看出，接触器零点压开启。

如图8所示，显示的是关断时Ig和Vg的波形，由图可看出，电子开关零电流关断，承受两倍的电压幅值。

如图12所示，显示的是关断时Ij和Vg的波形，由图可看出，接触器零电压关断，电子开关承受两倍的电压幅值。

Claims (5)

1、一种复合投切开关，该复合投切开关设有接触器及控制电路，接触器的主触头连接在供电主回路中，其特征在于：它还包括检测控制电路、电子开关；控制电路设有信号输入端，并且具有延时控制输出端和普通控制输出端；检测控制电路的输出端与控制电路的信号输入端连接；电子开关与接触器的主触头并联并与控制电路的普通输出端连接，接触器的吸合线圈与控制电路的延时控制输出端连接。

2、如权利要求1所述的复合投切开关，其特征在于：所述的电子开关为双向可控硅。

3、如权利要求1或2所述的复合投切开关，其特征在于：所述的电子开关为光电耦合电子开关。

4、如权利要求1所述的复合投切开关，其特征在于：所述的检测控制电路为过零控制电路，该过零控制电路的信号输入端连接在供电主回路中。

5、如权利要求1所述的复合投切开关，其特征在于：所述的检测控制电路为直流信号控制电路。

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