TW417128B - Control device for an electromechanical contactor-circuit breaker type device with separable power contacts - Google Patents

Description

>417 12 8 Α? _______ Β7 經濟部中央梂準局負工消费合作社印製 五、發明説明（/ ) 本發明係關於一種用於具有可分開電力接點之機電接 觸器及斷路器型式之控制裝置，其包含一安裝有一控制線 圈以計畫地打開及閉合該等接點之電磁鐵、一設有跳脫線 圈以於電氣故障情況時打開接點之電磁鐵、與一用於該等 線圈之電源。 . 眾所周知的是，一機電接觸器裝置當其控制電磁鐵必 須閉合其接點時需有一實質之電流消耗；然而，該電流消 耗當接點保持於閉合狀態時可係最小化。 亦係令人滿意的是，一機電接觸器及斷路器裝置之控 制線圈與跳脫線圈的電源供應及控制應係盡可能簡單。 本發明之目的係在於使用於一機電接觸器及斷路器裝 置之控制裝置的電流消耗爲最小，且同時簡化此裝置之製 造。 根據本發明，該計畫控制之電磁鐵係雙穩式，且該跳 脫電磁鐵係單穩式；一雙向開關之Η橋係關連於控制線圈 ，且一跳脫開關係與該跳脫線圈串聯置放；用於閉合中之 控制線圈的能量源係一外部電壓源，而用於打開中之控制 線圏與跳脫線圈的能量源包含一電容，其係並聯於該等線 圈而安裝》 較佳而言，一控制電路首先作用於該橋雙向開關，以 透過於順向或逆向之控制線圈而通過一切換電流，且該控 制電路其次作用於該跳脫開關’作爲與該控制線圈及跳脫 線圈各別關聯之感測器所量測得之電流的一函數。 若控制電路依序控制該等雙向開關及跳脫開關將係有 f i I 1 I I n i In ^ (諫先聞讀背面之注意i項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家梂芈（CNS > A4規格（210X297公釐} 經濟部中*標準局貝工消費合作社印製 4 1 ? _:V A7 ______B7_ 五、發明説明（7 ) 利的，藉以若發生故障時優先將電容放電至跳脫線圈。 於具有非常良好之安全性的一個實施例中，一常開電 容係與控制線圈及其開關橋爲並聯裝設，且一“於故障時 開路”之電容係與跳脫線圈爲並聯裝設；該跳脫線圈係透 過一第一個二極體而首先連接至該橋及常開電容之正極， 且係透過一第二個二極體而其次連接至該“於故障時開路 ”之電容，該等二極體係相對而裝設，以其陰極共同點連 接至跳脫線圈。 有利的是，電流感測器係連接至雙向開關橋及跳脫開 關之電阻，使得僅用到一單一之控制電路輸入。 本發明之一個非限制性的實施例說明將相對於隨附圖 式而描述於后。 第一圖係根據本發明之控制裝置圖。 第二圖顯示該裝置之一不同形式實施例。 第三圖顯示不同形式之細部圖。 第一圖中之裝置係設計以控制具有可分開電力接點之 機電接觸器及斷路器裝置。爲了計畫地閉合及打開該等接 點’該裝置包含一設有一線圈L1與一未顯示的移動電樞之 雙穩式電磁鐵E1，其係由永久磁鐵所固定於二個穩定端位 置；該裝置亦包含一單穩式眺脫電磁鐵E2，用於其之線圈 L2係作顯示而與其共同操作之一開啓機制係未顯示，以在 由接點控制之至少一電力線上有電氣故障的情況時快速地 打開接點。藉由通過線圈L1各一方向的電流，電磁鐵E1 係切換至其二個穩定狀態之一者或另一者。 -----------i____ 本紙張尺度適用中囷國家樣丰（CNS) M洗格（2丨OX 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 襄· " A7 B7 五、發明説明（5 ) 控制裝置10係由一外部直流或整流過之交流電源供應 源所供電，其具有電壓V，透過各具有高與低電位之二導 線1、2並透過一啓閉式(on/off)開關I。而作連續之控制；於 高電位導線1上有一非返回式二極體D。’且可選用一電壓 適應及消耗限制裝置3(參考第二圖）；線圏LlvL2與一 切換電容C1係介於導線1、2之間而作並聯設置。裝置3 避免電流峰値，且提供一最小量之電容充電時間。 爲了控制於線圈L1中之電流流通’該裝置包含一關 聯於線圈L1之電子開關Η橋11。亦包含一控制電路12 ’ 其係由電壓V所激勵’其首先控制於橋11中之開關Τ1-Τ4，且接著控制與線圈L2串聯置放之一開關Τ5。舉例而 言，開關ΤΙ —Τ4係電晶體而與線圈L1串聯置放’使得當 電晶體ΤΙ、Τ4係導通而電晶體Τ3、Τ2係阻斷時’來自電 壓源之一電流係以一個方向通過L1及導線1、2 :而當Τ1 、Τ4係阻斷且Τ3、Τ2係導通時該電流係以另一個方向流 逋。回復二極體D1 — D4係各別關聯於開關Τ1 一Τ4 ’且開 關Τ5係與回復二極體D5關聯。橋11可被整合於電路12 經濟部中央搮準局負工消费合作社印装 中》 一電流感測器13係設置，以量測通過該雙穩式電磁鐵 之線圈L1的電流。此感測器可係由一正確定位之電阻所構 成：因此舉例而言，橋11上之底部開關的負極可係連接至 電阻之一端，且係連接至控制電路12之—輸入12c ; 而電阻R1之另一端係連接至電源供應電壓之負極’且接 著係連接至二極體D2、D4之陽極。一電流感測器Η係與 ________5_ 本紙张尺度逍用中國國家搮準（CNS ) Α4規格（2丨0Χ297公釐）

五、發明説明（4) 經濟部中央標準扃W：工消費合作社印装 跳脫線圈L2串聯置放；此感測器可係一電阻R2，其量測 於跳脫線圏中之電流，此電阻係連接至控制電路12之一輸 入- 控制電路12係透過一接線12a至介於導線1、2之間 的一分壓器R3、R4之中點，以立即地考慮發生一高於某 臨限之電壓或低於某臨限之一電壓降，且控制電路Π係透 過一接線12b而供電，藉由位在導鉍1、2之間的電容C2 ，且係透過二極體D7而連接至導線1。該電路12係分別 透過一輸入12c而連接至電流感測器13，透過一輸入I2d 而連接至電流感測器14，透過輸出12e、12f而連接至電晶 體丁1-T4及T5之控制輸入。一額外之接線12g係連接至 橋11之正極或電容C1，檢測於該電容中之充電。此控制 電路可測試電容C1之充電斜率，以判定其是否爲操作。 於第三圖中所示之較佳實施例，量測電阻R1.之負極 係先連接至跳脫開關T5，且其次透過量測電阻R2而連接 至負導線2 ;同樣地，具有控制電路12之輸入12d的連路 係可免除，而僅須使用控制電路之一單一輸入12c以致能 通過二個線圈中之電流檢測。 前述裝置之操作係如后。 當該on/off開關I。係於時刻te閉合時，電容C1自外部 電源A透過一限制電阻或特定於裝置3之另一限流裝置而 啓始充電，且電容C2亦然；控制電路12係於時刻U時致 動，當其觀察到介於A1與A2之間的電位係大於初始決定 之臨限VI及C1所充電者。控制電路接著閉合T1與T4， (说先閱讀背面之注意事項再填寫本I) .裝· 订 -浐！ 本紙張尺度逋用中國國家森準（CNS ) A4洗格（Uqx 297公兼） ff：'. J| Π ί 2 ^ A7 經濟部中央梂準局身工消费合作社印製 五、發明説明（$ ) 且然後實施一控制串之打開及閉合τι ’以藉由電流脈衝使 所需能量以順向流通於線圈L1 :當T1係閉合時’電流通 過Tl、LI、T4、與R1 ;當T1係打開時，電流通過LI、T4 、Rl、D2。由於二極體D7之存在’於T1打開期間之C1 放電將不會影響C2。於由電路12所決定之時刻h，電路 Π將電晶體T1-T4置於靜止；由於該電磁鐵之雙穩式特 性，其保持於閉合之狀態’且該等電力接點保持閉合，只 要該on/off開關i。保持爲閉合。 由於線圈L1並不需任何保持電流，僅須單純地補償 損失且繼續該控制電路之操作；若裝置3係設置，其限制 了電源供應電流之位準。 該等電力接點可藉著於時刻t3打開on/off開關i。而計 畫地打開；控制電路12檢測何時該電源供應電壓在其接線 12a上係降至低於一臨限V3，而持續係由電容C2所供電 。電路12打開該開關T1與T4，且閉合該開關T2與T3， 其係爲連續性或以一調變方式。由電容C1所輸出之電流 因此以反向通過線圈L1，線圈L1之電樞改變位置，且結 果爲該等電力接點係打開。電容C1之値係使得其放電較 C2爲快，俾使控制電路維持操作直到該等接點打開。當電 壓再一次降至低於一最小臨限V4，電路12於時刻u阻斷 開關T2與T3。 當關聯於電源電路之一電流感測器係觀察到有諸如一 過電流情形之電氣故障時，控制電路12於其輸入12c接收 到一對應之訊號：結果爲，開關T1 — T4係爲靜止，且使得 本紙Φ尺度適用中國國家揉準（〇叫八4胁_(210><297公釐) ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本萸) 装. 訂 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印«. A7 _____B7 ____ 五、發明説明（b) 電晶體T5導通，俾使於電容Cl之電流通過線圈L2以致 動開啓機構。電路20接著使得電晶體T2-T3導通以流通 一電流於線圈L1，其能夠將控制電磁鐵置於確認接點打開 之一狀態；於此狀況下，電晶體T5可係阻斷，以檢查電容 C1之放電位準。回應於在開關i。閉合後於線圈L1中缺乏 電流之情形，可啓動前述相同之打開動作順序》 於第二圖中所示之實施例，電壓V係透過二極體D6 而先施加至Η橋10與電容C1，且係透過一個二極體d’6 而其次施加至一額外之電容C’l »因此，電容Cl與c，l係 透過裝置3之電阻以及分別透過二極體D6與D’6而充電。 電容Cl、C’l之正端係透過相對之二個二極體D8、D9而 連接至跳脫線圈L2之高電位端；其中該等二極體D8、D9 之陰極共同點係標示爲B1。該打開分支L2、T5、R2之低 電位點係標示爲B2。控制電路12係位在B1與B2之間。 此裝置具有之優點爲，其可解決若有於任一電容中之失效 時的誤動作之危險。 因此，當係須切換該裝置以打開該等接點時，

Cl係打開，控制電路12檢測於線圈L1與電阻反丨中並無 電流’且因而使得T5導通；電容C’l透過_極體D9而放 電至跳脫線圈L2以打開該等接點若電容C’l係開路且_ 故障（例如短路）發生於電源電路時，電容C1取代C1 $ 透過—極體D8以供電至線圈L2且打開該等接點。若電.容 C’l成爲短路而該裝置係於操作中時，相對而裝設之二極 體D8、D9將該短路之電容與電容C1隔離，電容C1可接 ____&_____ 本紙張尺度速用中困國家揉率（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' —~ ----------t------IT------坡-. (請，先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 41712^ A7 B7五、發明説明（7)著在T5閉合時儘快供電線圏L2以必要的電力。須注意的 是，連接至點B1之控制電路12可識出於C1與C’l之端點 上可用電壓的最大者。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 經濟部中央搮準局貝工消費合作社印装 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 經濟部中央橾準局負工消费合作社印装 六、申請專利範圍 1·一種用於具有可分開電力接點之機電接觸器及斷 路器裝置之控制裝置，其首先包含設有一控制線圏以計畫 地打開及閉合接點之一電磁鐵，且其次包含具有一跳脫線 圈以於若發生故障時打開接點之一電磁鐵，以及包含用於 該等線圈之一能量源，其特徵在於： 一該計晝控制電磁鐵(E1)係雙穩式，且該跳脫電磁鐵 (E2)係單穩式； 一一個雙向開關橋(11)係關聯於該控制線圈(L1)，且一 打開開關(T5)係與該跳脫線圈(L2)串聯置放； -閉合之控制線圈(L1)的能量源係一外部電壓源(V)， 而用於打開之控制線圈(L1)與跳脫線圈(L2)的能量源包含與 線圏(LI、L2)並聯安裝之一電容(Cl ; Cl、C’l)。 2 如申請專利範圍第1項之裝置，其中·· -―控制電路(12)首先作用於該橋之雙向開關(T1 - T4) 以於任一方向流通一切換電流於控制線圈(L1)，且其次作 用於跳脫開關(T5)，作爲分別與控制線圈(L1)及跳脫線圈 (L2)關聯之感測器(13、14)所量測的電流之一函數； -控制電路(12)依序控制雙向開關(T1-T4)及跳脫開關 (T5)，使得於一故障情形時，一優先之放電將發生於自電 容(C1)至跳脫線圈(L2)。 3 _如申請專利範圍第1項之裝置，其中一常開電容 (C1)係與控制線圈(L1)及其開關橋(11)並聯安裝，一故障打 開電容(C’l)係與跳脫線圏(L2)並聯裝設，該跳脫線圈係透 過一第一個二極體(D8)而首先連接至該橋與常開電容之正 (請先w讀背面之注意事項再填寫本f )

   本紙浪尺度逋用中囷國家搞率（CNS > M現格（210X25)·;公釐） 417128 Μ C8 D8 六、申請專利範圍 極，且係透過一第二個二極體(D9)而其次連接至該故障打 開電容之正極，該等二極體係以其連接至跳脫線圏(L2)之 陰極共同點(B1)而相對裝設。 4 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該等電流感 測器(13、14)係設計爲一電阻橋(Rl、R2)，其首先係連接至 該雙向開關橋(11)及跳脫開關(T5)，且其次係連接至控制電 路（12)之一單一輸入（12c) » 5 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該控制電路 (12)係能夠透過調變脈衝而控制雙向開關(T1-T4)。 6 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中該控制電路 (12)包含一能量消耗降低裝置(3)。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梂牟局男工消費合作社印策 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐）