[发明专利]安全通用接触器

说明书

技术领域

安全通用接触器、安全抗振接触器、安全保护接触器是控制电动机或其他用电设备的机械式开关，是在现有接触器基础上克服了合闸振动过大的毛病，运行时提高了抗外界振动的能力，并使接触器成为同时具备控制功能和保护功能的开关。

技术背景

低压开关以壳式断路器和交流接触器为主要产品。断路器具有保护功能，但是不能频繁操作，因此不具备控制功能；而交流接触器的机械寿命和电寿命长，可以频繁操作，具备控制功能，但是不能分断短路电流，因此不具备保护功能。具有控制功能的交流接触器通、断电由电磁铁带动触头运动实现，目前电磁铁又分为交流电磁铁和直流电磁铁。交流电磁铁吸力存在电流过零点，运行时有交流声，而且激磁电流大，线圈温升高，耗能大，因此逐渐被直流电磁铁所取代。直流电磁铁激磁电流小，而且没有电流过零点，吸力大而恒定，运行时没有交流声，线圈温升低，耗能小，节电，因此被广泛采用。

现有交流接触器采用的直流电磁铁操作系统也存在两个突出的缺点：第一是合闸运动过程中自身产生的振动大，动静铁心碰撞力过大，使机械寿命降低；同时带动触头运动的碰撞力大，引起振动也会降低电寿命，振动大造成辅助触头偏离正确位置，出现接触不良等事故。第二是运行时直流电磁铁抗外界振动能力差，特别是轮船上使用的交流接触器，遇到波浪时，一旦直流电磁铁动静铁心被外界振动而分离，由于激磁电流小，无法重新吸合，造成接触分断主电路的误动作，引起严重事故，所以直流电磁铁没有交流电磁铁抗外界振动的能力强。交流电磁铁激磁电流大，而且动静铁心一旦分离时，激磁电流会迅速上升，吸力迅速增加，使铁心能重新吸合，避免出现分断主电路的误动作。直流电磁铁存在的上述两个缺点不但影响接触器自身的机械寿命和电寿命，而且设计接触器时不能充分发挥直流电磁铁吸力大的优点，使电磁铁体积和重量不能大幅度降低，造成分断时运动铁心重量大，加速慢，降低分断速度，使接触器灭弧能力下降，燃弧时间长，重负荷时容易出现事故。本发明找到了克服直流电磁铁振动大，抗振动能力差的方法，使合闸过程不会受电源电压波动的影响，将控制电压稳压后给电磁铁激磁，使电磁铁合闸时的碰撞力最小，振动最小，另外运行时动、静触头一旦分离，会迅速增大激磁电流使之重新吸合，这样比交流电磁铁抗外界振动的能力还要高。采用本发明设计直流电磁铁时，使体积和重量最小，分断时速度大幅度提高，缩短燃弧时间，不但提高电寿命，而且节省原材料，节省铁心和线圈等材料，可以降低接触器成本，又能保证接触器工作的可靠性而成为安全接触器。目前我国生产的接触器与国外大企业ABB或施耐德以及西门子等公司生产的接触器相比，总是差一个档次，国外产品靠加工精度及采用高档原材料和生产工艺来保证产品质量，本发明增加铁心吸力后，克服了各种振动，可以使铁心减小，主触头超程适当加大，这样仍采用我国现行生产工艺就可争取使产品质量和技术性能超过国外企业生产的高档接触器，通过欧美国家的标准检测，以优良的性价比进入发达国家的电器市场。

本发明成功的克服直流电磁铁存在的自身振动大和抗外界振动能力差的缺点后，可以大幅度提高触头开距和分断速度，这样使接触器具有分断短路电流的能力，像断路器一样具有保护功能，使接触器具备控制和保护双重功能。分断能力的大幅度提高，这是国外发达国家生产的接触器不具备的技术，所以产品技术性能远高于发达国家同类产品，提高本产品进入发达国家市场的竞争力。要实现这一目标，应准确测出通过接触器的电流并识别出事故电流，一旦监测到事故电流可控制接触器及时切断事故点，具备可靠的保护功能。断路器测量事故电流通常采用热继电器或电磁式继电器，这种测量器件只能当事故电流上升到某值后才会发出跳闸信号，而事故电流上升时间会有几毫秒，这样不利于快速切断事故点。

本发明给出一种由电流上升率判定事故电流的方法。当事故电流出现，电流开始由零上升，其电流上升率转换成电压信号，该电压大于某值时可立即发出跳闸信号，这样在事故电流刚一出现时即可给出跳闸信号。比电磁式继电器要快几毫秒时间，可避免短路电流损坏用电设备，这对保护电子器件电路特别有利，可作为变频调速电动机的逆变器的保护设备。这种测量事故电流的器件称为《快速电流传感器》，其控制接触器快速分断电路的速度可与快速保险相比美。

实质性技术内容