專利名稱：具有除故障鎖的節(jié)能交流接觸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制三相電路或三相電器合閘與斷開用的電氣開關(guān)設(shè)備，尤其是能自動(dòng)清除斷相、短路故障的自動(dòng)保護(hù)開關(guān)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的各種三相電路中，都采用繼電器自鎖裝置。當(dāng)啟動(dòng)按鈕開關(guān)按下再斷開時(shí)， 自鎖裝置繼續(xù)維持接觸器線圈通電，保證交流接觸器的三相動(dòng)觸頭處于閉合狀態(tài)。也就是說，接觸器線圈必須通電才能正常運(yùn)行。其缺陷之一是接觸器線圈消耗電能，據(jù)估算，為此全國(guó)每年損失電能70億千瓦小時(shí)以上；缺陷之二是接觸器線圈長(zhǎng)期帶電，線圈容易燒毀損壞，線圈變成了易損件，需經(jīng)常更換維修，消耗大量的人力和資源，此外，當(dāng)電路發(fā)生短路、 斷相等故障時(shí)，現(xiàn)有的交流接觸器本身不會(huì)自動(dòng)斷開，缺乏自動(dòng)保護(hù)功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有除故障鎖的節(jié)能交流接觸器，做到節(jié)約電能和資源，發(fā)生斷相，短路故障時(shí)自動(dòng)斷開。第一個(gè)技術(shù)方案適合配電房使用。本方案包括與動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)的三相動(dòng)觸頭仏、％、 A和套在靜鐵芯上的接觸器線圈KM1，接觸器線圈KMl與啟動(dòng)按紐開關(guān)CAl串接后跨接在主電源上，動(dòng)鐵芯上固裝有鎖鉤，靜鐵芯上方或上方安裝有除故障鎖，除故障鎖的鎖舌桿頭部靠近鎖鉤中心線。所述的除故障鎖結(jié)構(gòu)如下鎖體前部中心孔內(nèi)安有鎖舌桿及滾珠，鎖體中部空腔內(nèi)的連桿上套有復(fù)位彈簧，連桿前端與鎖舌桿的擋板固連，連桿穿過間壁的后端固連吸鐵板，鎖體后部空腔內(nèi)裝有開鎖線圈KM2及鐵芯；KM2負(fù)端與繼電器J1J2的常開觸頭2、繼電器J3、J4的常閉觸頭1串接，KM2正端與三相橋式整流器仏正極相連，三相橋式整流器U1負(fù)極與繼電器J1-J4的動(dòng)觸頭4串接，U1的三個(gè)輸入端分別與相線A、B、C相連；在相線A、C分別套有電流互感器HpH2，橋式整流器隊(duì)的一個(gè)輸入端直接與H1次級(jí)線圈相連、另一個(gè)輸入端經(jīng)限流電位器W1與H1次級(jí)線圈相連, 的兩個(gè)輸出端分別連接J1線圈兩端；橋式整流器 U3的一個(gè)輸入端直接與吐次級(jí)線圈相連、另一個(gè)輸入端經(jīng)限流電位器W2與吐次級(jí)線圈相連，U3的兩個(gè)輸出端分別連接J2線圈兩端，J1和J2線圈兩端分別并聯(lián)有二級(jí)管D、電阻R、 電容C J3的線圈觸頭3、5分別與相線C、B相連，J4的線圈觸頭3、5分別與相線B、A相連， 停止按鈕開關(guān)CA2 —端接U1負(fù)極、另一端接KM2負(fù)端。第一個(gè)技術(shù)方案的使用方法和工作原理如下1、合閘送電首先根據(jù)變壓器容量定好限流電位器W” W2的限流標(biāo)準(zhǔn)，然后按下啟動(dòng)按鈕開關(guān) CAl0接觸器線圈KMl得電使靜鐵芯產(chǎn)生電磁力，吸引動(dòng)鐵芯動(dòng)作。動(dòng)鐵芯一方面帶動(dòng)動(dòng)觸頭QpQ2A3合間，使三相電源通電；另一方面帶動(dòng)鎖鉤移動(dòng)，鎖鉤在移動(dòng)過程中先推動(dòng)鎖舌桿，鎖舌桿則在復(fù)位彈簧作用下緊緊卡住鎖鉤。此時(shí)，雖然KMl因CAl的松開而失電，使靜鐵芯喪失電磁力，但是動(dòng)鐵芯不會(huì)在支撐彈簧的作用下復(fù)位，它因鎖鉤被鎖舌桿卡住而不動(dòng)作，即實(shí)現(xiàn)機(jī)械自鎖，三相電源保持合閘狀態(tài)。與之同時(shí)，繼電器J3、J4的線圈都得電導(dǎo)通，它們的動(dòng)觸頭4動(dòng)作后倒向常開觸頭2，維持直流電不導(dǎo)通；由于正常情況下電流互感器HpH2產(chǎn)生的電流不大，沒有超過限流電位器WpW2的限流標(biāo)準(zhǔn)，繼電器J1U2的動(dòng)觸頭4 都不動(dòng)作，亦維持直流電不導(dǎo)通狀態(tài)，因此開鎖線圈KM2不導(dǎo)電，三相電路正常運(yùn)行。2、自動(dòng)消除短路故障原理不管三相電路A、B、C中任何兩相短路，電流互感器H1或H2都會(huì)感應(yīng)出一個(gè)比較大的超過限流電位器W1或W2限流標(biāo)準(zhǔn)的電流，這個(gè)電流使J1或J2線圈導(dǎo)通，J1或J2的動(dòng)觸頭4與常開觸頭2閉合，來自U1的直流電使KM2導(dǎo)通，產(chǎn)生電磁力吸引除故障鎖上的吸鐵板往后移動(dòng)，拉動(dòng)鎖舌桿后移，使鎖舌桿松開鎖鉤，動(dòng)鐵芯則在支撐彈簧的作用下復(fù)位， 帶動(dòng)三相動(dòng)觸頭Qp %、Q3斷開，即三相電路自動(dòng)拉閘而停止運(yùn)行。3、自動(dòng)清除斷相故障原理不管三相電路A、B、C哪一相斷開，都會(huì)造成電流互感器J3或J4線圈斷電，使J3或 J4的動(dòng)觸頭4與常閉觸頭1閉合，來自U1的直流電使KM2導(dǎo)通，產(chǎn)生電磁力吸引除故障鎖上的吸鐵板往后移動(dòng)，帶動(dòng)鎖舌桿后移，使鎖舌桿松開鎖鉤，動(dòng)鐵芯則在支撐彈簧的作用下復(fù)位，帶動(dòng)三相動(dòng)觸頭Qi、Q2、Q3斷開，即三相電路自動(dòng)拉閘而停止運(yùn)行。如果按下停止按鈕開關(guān)CA2，隨時(shí)可以使KM2導(dǎo)通、三相電路自動(dòng)拉閘斷電。第二個(gè)技術(shù)方案適合三相電器、特別是電動(dòng)機(jī)使用。本方案包括與動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)的三相動(dòng)觸頭Qr Q2> Q3和套在靜鐵芯上接觸器線圈KM1，啟動(dòng)按鈕開關(guān)CAl —端經(jīng)接觸器線圈KMl接主電源相線A、另一端接繼電器J1動(dòng)觸頭4，J1的線圈觸頭5、常開觸頭2串接在主電源相線B上，J1的線圈觸頭3與主電源相線C相連。動(dòng)鐵芯上固裝有鎖鉤，靜鐵芯下方或上方安裝有除故障鎖，除故障鎖的鎖舌桿頭部靠近鎖鉤中心。所述的除故障鎖結(jié)構(gòu)如下鎖體前部中心孔內(nèi)安有鎖舌桿及滾珠，鎖體中部空腔內(nèi)的連桿上套有復(fù)位彈簧，連桿前端與鎖舌桿的擋板固連，連桿穿過間壁的后端固連吸鐵板，鎖體后部空腔內(nèi)裝有開鎖線圈KM2及鐵芯；KM2負(fù)端與繼電器J2、J3、J4的常閉觸頭1、延時(shí)繼電器SJ的常開觸頭6串接，KM2正端與三相橋式整流器U1正極及SJ的線圈觸頭2相連，U1負(fù)極與J2-J5的動(dòng)觸頭4串接，U1的三個(gè)輸入端分別與相線A、B、C相連；相線A、B上分別套有電流互感器HpH2、相線C上套有電流互感器H3、H4，H1, H2,H3次級(jí)線圈兩端分別與橋式整流器U2、U3、U4的兩個(gè)輸入端相連，U2, U3、U4的兩個(gè)輸出端分別與J2、J3、J4的線圈兩端相連，橋式整流器U5的一個(gè)輸入端直接與H4次級(jí)線圈相連，另一端經(jīng)限流電位器W1與H4 次級(jí)線圈相連，U5的兩個(gè)輸出端與J5的線圈兩端相連，J2-J5的線圈兩端分別并聯(lián)有二級(jí)管 D、電阻R、電容C，J5的常開觸頭連接SJ的線圈觸頭7，SJ的線圈觸頭7與動(dòng)觸頭8連接； 停止按鈕開關(guān)CA2 —端接U1負(fù)極、另一端接KM2負(fù)端。第二技術(shù)方案的使用方法與工作原理如下1、合閘啟動(dòng)首先將限流電位器W1調(diào)到三相電器(例如電動(dòng)機(jī))的最高允許電流標(biāo)準(zhǔn)，然后按下啟動(dòng)按鈕開關(guān)CAl 這時(shí)主電源如果有一相缺電，都不能使接觸器線圈KMl導(dǎo)電。當(dāng)主電源三相都帶電時(shí)，KMl得電使靜鐵芯產(chǎn)生電磁力，吸引動(dòng)鐵芯動(dòng)作。動(dòng)鐵芯一方面帶動(dòng)動(dòng)觸頭Q” ％、Q3合間，使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)；另一方面帶動(dòng)鎖鉤移動(dòng)，鎖鉤在移動(dòng)過程中先推動(dòng)鎖舌桿，鎖舌桿則在復(fù)位彈簧作用下緊緊卡住鎖鉤。此時(shí)，雖然KMl因CAl的松開而失電，使靜鐵芯喪失電磁力，但是動(dòng)鐵芯不會(huì)在支撐彈簧的作用下復(fù)位，它因鎖鉤被鎖舌桿卡住而不動(dòng)作，即實(shí)現(xiàn)機(jī)械自鎖，三相電源保持合閘狀態(tài)。與之同時(shí)，J2、J3、J4的線圈得電，動(dòng)觸頭4 都倒向常開觸頭2，維持直流電不導(dǎo)通；由于正常情況下H4的感應(yīng)電流較小，未超過限流電位器W1的限流標(biāo)準(zhǔn)，J5的動(dòng)觸頭4不動(dòng)作，亦維持直流電不導(dǎo)通，因此開鎖線圈KM2不導(dǎo)電， 電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2、自動(dòng)清除斷路故障原理不管三相電源A、B、C中的哪一相斷相，都會(huì)使該相線上安裝的電流互感器(H1-H3 中的一個(gè))無電流，使相對(duì)應(yīng)的繼電器(J2-J4中的一個(gè))線圈失電，該失電的繼電器動(dòng)觸頭 4與常閉觸頭1閉合，來自U1的直流電使KM2導(dǎo)通，產(chǎn)生電磁力吸引除故障鎖上的吸鐵塊往后移動(dòng)，帶動(dòng)鎖舌桿后移，使鎖舌桿松開鎖鉤，動(dòng)鐵芯則在支撐彈簧的作用下復(fù)位，帶動(dòng)三相動(dòng)觸頭Qp Q2、Q3斷開，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 3、自動(dòng)清除短路故障原理不管三相電源A、B、C中的哪兩相短路，都會(huì)使電流互感器H4的感應(yīng)電流急聚增加而超過限流電位器W1的限流標(biāo)準(zhǔn)，使繼電器J5動(dòng)觸頭4與常開觸頭2閉合，時(shí)間集電器 SJ的線圈被導(dǎo)通，當(dāng)SJ延時(shí)一段時(shí)間后，其動(dòng)觸頭8與常開觸頭6閉合，來自U1的直流電使KM2導(dǎo)通，產(chǎn)生電磁力吸引鎖舌桿后移，使鎖舌桿松開鎖鉤，動(dòng)鐵芯復(fù)位，帶動(dòng)三相動(dòng)觸頭Q1、Q2、Q3斷開，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。如果按下停止按紐開關(guān)CA2，隨時(shí)可以使KM2導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有下列特點(diǎn)1、節(jié)約電能和資源，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)三相動(dòng)觸頭的機(jī)械自鎖，使接觸器線圈在正常運(yùn)行時(shí)不帶電。這樣一來，一方面能減少電能消耗，每年全國(guó)可節(jié)約電能70億千瓦小時(shí)以上，另一面提高了接觸器線圈使用壽命，不易燒毀，無需經(jīng)常更換，既減少維護(hù)成本，又節(jié)約寶貴的銅資源及絕緣材料。2、用電線路出現(xiàn)斷相、短路故障時(shí)自動(dòng)拉閘斷電，具有消除故障功能，避免故障對(duì)其它電器備造成損害和影響人畜的安全。值得一提的是，本發(fā)明可與現(xiàn)有的各種自動(dòng)化設(shè)備配套使用。


圖1是立式具有除故障鎖的節(jié)能交流接觸器機(jī)械部分結(jié)構(gòu)示意2是傾斜式具有除故障鎖的節(jié)能交流接觸器機(jī)械部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是多線圈式具有除故障鎖的節(jié)能交流接觸器機(jī)械部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是配電房用具有除故障鎖的節(jié)能交流接觸器電路5是三相電器用具有除故障鎖的節(jié)能交流接觸器電路圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一如圖1所示，套有接觸器線圈KMl的山字形靜鐵芯2開口朝上固定在支撐板5上，支撐彈簧6使動(dòng)鐵芯1位于靜鐵芯2上方，三相動(dòng)觸頭Qp Q2, Q3以聯(lián)動(dòng)方式與動(dòng)鐵芯1固聯(lián)為一體，鎖鉤3的桿身上端固定在動(dòng)鐵芯1下方中央，其桿身穿過靜鐵芯2中心孔和支承板5上的通孔，支承板5下方安裝有除故障鎖4，除故障鎖4的鎖舌桿41頭部靠近鐵鉤3中心線。除故障鎖4機(jī)械部分結(jié)構(gòu)如下鎖體40前部槽心孔內(nèi)安有鎖舌桿41及滾珠42， 鎖體40中部空腔內(nèi)的連桿43上套有復(fù)位彈簧44，連桿43前端與鎖舌桿的擋板45固連，連桿43穿過間壁46的后端固連吸鐵板47，鎖體40后部空腔內(nèi)裝有開鎖線圈KM2及鐵芯48。在本實(shí)施例中，除故障鎖4電氣部分結(jié)構(gòu)如圖4所示，它與上文敘過的第一技術(shù)方案完全相同，此處不再贅述。實(shí)施例二本實(shí)施例與例一基本相同，不同的是除故障鎖4電氣部分結(jié)構(gòu)如圖5所示，它與上文敘述的第二技術(shù)方案完全相同，此處不再贅述。實(shí)施例三如圖2所示，套有接觸器線圈KMl的山字形靜鐵芯2開口朝一側(cè)，固定在支撐板5 上，動(dòng)鐵芯1與靜鐵芯2內(nèi)側(cè)下端互相鉸接，三相動(dòng)觸頭仏力2、仏以聯(lián)動(dòng)方式與動(dòng)鐵芯1固聯(lián)為一體，鎖鉤3的桿身固定在動(dòng)鐵芯1上方，除故障鎖4固定在靜鐵芯2上方，除故障鎖的鎖舌桿41頭部靠近處于水平狀態(tài)的鎖鉤3中心線，動(dòng)、靜鐵芯之間安有支撐彈簧6。在本實(shí)施例中除故障鎖4的結(jié)構(gòu)與例一完全相同。實(shí)施例四本實(shí)施例與例三基本相同，不同的是除故障鎖4的電氣部分采用圖5所示的結(jié)構(gòu)， 它與上文敘述的第二技術(shù)方案完全相同，此處，不再贅述。實(shí)施例五如圖3所示，至少兩個(gè)套有接觸器線圈KMl的靜鐵芯2固定在支承板5上，支承彈簧6使動(dòng)鐵芯1位于靜鐵芯2上方，三相動(dòng)觸頭Qp Q2, Q3以聯(lián)動(dòng)方式與動(dòng)鐵芯1固聯(lián)為一體，鎖鉤3的桿身上端固定在動(dòng)鐵芯下方中央，其桿身穿過支承彈簧6和支承板5上的通孔，支承板5下方安裝有除故障鎖4，除故障鎖4的鎖舌桿41頭部靠近鎖鉤3中心線。在本實(shí)施例中，除故障鎖4的結(jié)構(gòu)與例一完全相同。實(shí)施例六本實(shí)施例與例五基本相同，不同的是除故障鎖4的電氣部分采用圖5所示的結(jié)構(gòu)， 它與上文敘述的第二技術(shù)方案完全相同，此處不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種配電房用具有除故障鎖的節(jié)能交流接觸器，包括與動(dòng)鐵芯(1)聯(lián)動(dòng)的三相動(dòng)觸頭仏、％、Q3和套在靜鐵芯(2)上的接觸器線圈KM1，其特征在于接觸器線圈KMl與啟動(dòng)按鈕開關(guān)CAl串接后跨接在主電源上，動(dòng)鐵芯(1)上固裝有鎖鉤(3)，靜鐵芯(2)下方或上方安裝有除故障鎖G)，除故障鎖的鎖舌桿Gl)頭部靠近鎖鉤(3)中心線；所述的除故障鎖(4)結(jié)構(gòu)如下鎖體GO)前部中心孔內(nèi)安有鎖舌桿Gl)及滾珠(42)，鎖體00)中部空腔內(nèi)的連桿^幻上套有復(fù)位彈簧(44)，連桿前端與鎖舌桿Gl)的擋板0 固連， 連桿G3)穿過間壁06)的后端固連吸鐵板(47)，鎖體00)后部空腔內(nèi)裝有開鎖線圈KM2 及鐵芯G8) ；KM2負(fù)端與繼電器Λ、J2的常開觸頭2、繼電器J3、J4的常閉觸頭1串接，KM2 正端與三相橋式整流器U1正極相連，三相橋式整流器U1負(fù)極與繼電器J1-J4的動(dòng)觸頭4串接，U1的三個(gè)輸入端分別與相線A、B、C相連；在相線A、C上分別套有電流互感器Hp H2,橋式整流器U2的一個(gè)輸入端直接與H1次級(jí)線圈相連、另一個(gè)輸入端經(jīng)限流電位器W1與H1次級(jí)線圈相連，隊(duì)的兩個(gè)輸出端分別連接J1線圈兩端；橋式整流器U3的一個(gè)輸入端直接與H2 次級(jí)線圈相連、另一個(gè)輸入端經(jīng)限流電位器W2與吐次級(jí)線圈相連，U3的兩個(gè)輸出端分別連接J2線圈兩端，J1和J2線圈兩端分別并聯(lián)有二級(jí)管D、電阻R、電容C J3的線圈觸頭3、5分別與相線C、B相連，J4的線圈觸頭3、5分別與相線B、A相連，停止按鈕開關(guān)CA2 —端接U1 負(fù)極、另一端接KM2負(fù)端。
2.—種三相電器用具有除故障鎖的節(jié)能交流接觸器，包括與動(dòng)鐵芯(1)聯(lián)動(dòng)的三相動(dòng)觸頭Qp %、A和套在靜鐵芯(2)上的接觸器線圈KM1，其特征在于啟動(dòng)按紐開關(guān)CAl —端經(jīng)接觸器線圈KMl接主電源相線A、另一端接繼電器J1動(dòng)觸頭4，J1的線圈觸頭5、常開觸頭2串接在主電源相線B上，J1的線圈觸頭3與主電源相線C相連；動(dòng)鐵芯(1)上固裝有鎖鉤(3)、靜鐵芯( 下方或上方安裝有除故障鎖G)，除故障鎖(4)的鎖舌桿Gl)頭部靠近鎖鉤(3)中心線；所述的除故障鎖(4)結(jié)構(gòu)如下鎖體00)前部中心孔內(nèi)安有鎖舌桿Gl) 及滾珠(42)，鎖體40中部空腔內(nèi)的連桿上套有復(fù)位彈簧(44)，連桿前端與鎖舌桿Gl)的擋板G5)固連，連桿03)穿過間壁06)的后端固連吸鐵板(47)，鎖體00)后部空腔內(nèi)裝有開鎖線圈KM2及鐵芯08) ；KM2負(fù)端與繼電器J2、J3、J4的常閉觸頭1、延時(shí)繼電器SJ的常開觸頭6串接，KM2正端與三相橋式整流器U1正極及SJ的線圈觸頭2相連，U1 負(fù)極與J2-J5的動(dòng)觸頭4串接，U1的三個(gè)輸入端分別與相線A、B、C相連；相線A、B上分別套有電流互感器H1A2，相線C上套有電流互感器H3、H4，H1,H2,H3次級(jí)線圈兩端分別與橋式整流器U2、U3、U4的兩個(gè)輸入端相連，U2, U3、U4的兩個(gè)輸出端分別與J2、J3、J4的線圈兩端相連，橋式整流器U5的一個(gè)輸入端直接與H4次級(jí)線圈相連、另一端經(jīng)限流電位器W1與H4次級(jí)線圈相連，U5的兩個(gè)輸出端與J5的線圈兩端相連，J2-J5線圈兩端分別并聯(lián)有二級(jí)管D、電阻 R、電容C，J5的常開觸頭連接SJ的線圈觸頭7，SJ的線圈觸頭7與動(dòng)觸頭8連接；停止按鈕開關(guān)CA2 —端接仏負(fù)極、另一端接KM2負(fù)端。
全文摘要
一種具有除故障鎖的節(jié)能交流接觸器，其動(dòng)鐵芯上固裝有鎖鉤，靜鐵芯下方或上方安裝有除故障鎖，除故障鎖的鎖舌桿頭部靠近鎖鉤中心線。鎖體內(nèi)有套上復(fù)位彈簧的連桿、連桿前端固連鎖舌桿擋板、后端固連吸鐵板，鎖體后腔內(nèi)裝有開鎖線圈及鐵芯，開鎖線圈與斷相、短路故障自動(dòng)清除電路連接。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)三相動(dòng)觸頭的機(jī)械自鎖，使接觸器線圈在正常運(yùn)行時(shí)不帶電，提高接觸器線圈使命壽命，節(jié)約電能和資源，在用電線路出現(xiàn)斷相、短路故障時(shí)自動(dòng)拉閘斷電，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)H01H50/64GK102412098SQ20111028518
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者張漢全 申請(qǐng)人:張漢全