[发明专利]一种格栅灭弧装置及其继电器

说明书

本发明涉及一种格栅灭弧装置及其继电器，所述格栅灭弧装置包括门盖式格栅板，连接杆和弓形弹簧片，所述门盖式格栅板通过连接杆与弓形弹簧片连接，形成u型结构并可作用于现有继电器的动触头上。与现有技术相比，通过这种入门盖式灭弧格栅的辅助灭弧方法，可实现高压电机式继电器结构装置大电流电路的完全可靠灭弧，又可继续保持电机式继电器小型化、低功耗、抗强振动的突出效果。

技术领域

本发明属于继电器技术领域，具体涉及一种格栅灭弧装置及其继电器，尤其为一种高压电机式蜗杆蜗轮传动直流继电器及其摆动门盖式的格栅灭弧装置。

背景技术

继电器是一种控制元件，是一种电路开关并带保护性质的器件，应用十分广泛。在新能源汽车领域，作为核心元器件的继电器，其主要功能为用低压远程控制高电压电路通断的开关(用安全低电压12～72V控制不安全的高电压300～1000V)。可见继电器实际上是以小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”并在电路中与其他元器件组成安全保护机制与转换电路等作用。电机式蜗轮蜗杆和齿条减速机构直流继电器是与传统电磁式继电器不同的一种新型继电器，其主要原理是通过小电流控制的微电机带动蜗轮蜗杆和齿轮减速机构将继电器电极触头快速闭合或拉开来达到电路“开关”的目的，特点是具有动作快、体积小、灭弧安全性高(与拉开间距相关)、动作可靠性高、寿命长等特点。

在高电压大电流中，任何电路通断操作都会产生电弧或火花，电压越高产生的电弧越长，电流越大发热量越大，较长的电弧有可能击中操作人员或控制器电路或高温烧坏控制电路板使之失效等。在大功率大电流工业中应用的特制开关，系统过于复杂与庞大，控制能源消耗巨大，只适合特定工程；而研发出满足小型化、大电流、低消耗、安全灭弧的远程控制开关继电器，将在新能源产业中有着广阔的应用前景。

在新能源行业中涉及到的高压电流继电器的应用场合很多。主要是对新能源产业中汽车、太阳能、风能、充电桩、储电系统、工业自动化等，实现电力保护、自动化、运动、监控、测量和通信等；尤其在新能源汽车中，电池充电放电线路切换及保护，组合成防设备故障或短路，起火等安全机制，自动检测与隔离故障线路，防进一步扩大损坏设备范围，节省维护成本，防漏电保护，并有效提高电池使用寿命对空调、转向、刹车、气泵、电机等通断控制，是新能源汽车核心元件。

电机式继电器是针对传统的电磁式继电器其技术发展达到瓶颈阶段时提出来的，低压小电流电机式继电器已经在国内表计行业得到推广与应用，已彰显出其在结构、成本、能耗、性能等多方面的优势。

就新能源汽车行业应用的要求来讲，需要大电压和大电流的直流继电器，其性能特点之关键为小型化、低功耗、安全灭弧、抗强震动。传统的继电器是根据负荷的要求提高而需提高输入功率，而且其触头压力是一个恒定的数值，为了灭弧，需单独设计触头部分的密封室、充氢气、磁吹等辅助机构，自然就增加了体积、功耗和成本，特别是随着电压、电流的负荷提高,其结构必须相应增大,功耗和成本也急剧增加.而抗震动性能的提高，更是一个瓶颈，在新能源汽车越野性能上就很难满足其继电器不改变状态之要求。而采用微直流电机作为继电器本身的驱动动力，通过蜗杆蜗轮和齿轮组成的减速机构来设计继电器，利用蜗轮蜗杆的自锁作用，其触头压力可以保持,不可能在外力作用下改变触头的状态，同时，在满足电负荷要求方面，其传动机构不用随负荷的增大而增加多少，故在大功率大负荷的继电器上，更有其成本和性能的优势。

然而，通过快速拉开电极触头一定间距来达到灭弧的方法也存在着其局限性，原因是受机构空间布局的影响，电极触头可被拉开的间距是有限的，所以要求小型化的继电器能承受的电压范围也是有限的，而随灭弧电压的提高，则需完全灭弧所要求分离的最小间距会越来越大(如在一般空气中电压达10kV时，正常灭弧需要的间距将达1m)；如此若考虑采用传统辅助灭弧措施，如抽真空、充氢气、磁吹等灭弧方法也并不十分可靠，对制作工艺要求高，成本也高；为此我们在原电机式继电器能通过微电机蜗轮蜗杆传动将电极之间拉开一定间距的基础上，再提出了加门盖式灭弧格栅的独创性的辅助灭弧方法，以应用于高压电机式继电器结构装置上，既实现大电流电路的完全可靠灭弧，又可继续保持电机式继电器小型化、低功耗、抗强震动的突出效果。