[发明专利]装有电弧自旋消除器的电流开关装置

说明书

本发明涉及一种接通或关断例如直流(DC)电的电流的装置，更具体地，涉及具有一种用于熄灭开关触头分开时其间形成的电弧的机构的装置。

直流电被利用在多种应用中，例如电池供电系统，电机驱动器和直流辅助电路，在这些应用中利用接触器接通和断开负载电流。在研制接触器时，重量、可靠性及高直流电压的切换和切断能力是重要的考虑事项。而且，在许多应用中必须接通或断开相当大的直流电流，这将在接触器触头分开时产生电弧，因此需要一个用于灭弧的机构。

以前的直流接触器和开关装有一个或多个灭弧室，通常称为例如美国专利第5,416,455号中所述的“灭弧沟”，用来熄灭开关触头间形成的电弧。灭弧室可以包括一系列间隔开的导电分离隔板。在直流开关装置中，一系列分离隔板的侧面上的永磁体建立一个穿过灭弧室的磁场，该磁场将电弧引入到分离隔板结构中。电弧则从一系列中的一个分离隔板扩散到另一分离隔板，并且最后电弧跨过多个分离隔板间隙，从而产生足够的电压熄灭电弧。

直流开关装置中的电弧可以被稳定在给定分离隔板的一点上。集中到一点上的能量会烧蚀金属板，尤其当出现感性负载电弧持续时间相对长时。

本发明总的目的是提供一个装有熄灭开关触头分开时产生的电弧的机构的电流开关装置。

另一目的是减少电弧对灭弧机构部件的烧蚀。

本发明的又一目的是通过促使电弧在灭弧机构的分离隔板表面移动来减少烧蚀。

这些和其它目的通过一个用于类型为具有第一和第二触头并选择性地彼此连接来接通电路的电流开关装置的灭弧机构来实现。灭弧机构包括多个邻近第一和第二触头的导电分离隔板，最好是一个分离隔板的主表面对着相邻分离隔板的主表面的一组叠层。每个主表面具有一个带有间隙的开环，其中相邻分离隔板间产生的电弧绕着环移动。在含有较多断电次数的电路中，电弧在被熄灭前跳过间隙并重复移动。

在最佳实施例中，每个分离隔板由导电材料的壳体组成，该壳体由一对彼此分开通过一个朝向第一和第二触头的侧面部分连接的平面部分构成。每个平面部分含有一个与侧面部分连接并展延的远侧区域，并含有一个与远侧区域连接并展延形成环形的弯曲区域。该弯曲区域终止于与该远侧区域具有间距并形成间隙的一端。壳体的侧面部分最好具有从水平部分向第一和第二触头弯曲的凸状。

由于电弧不断绕着每个分离隔板的环移动，电弧根部不会驻留在一点处足够长时间以造成严重熔化并伴随着烧蚀分离隔板，这样导致装置寿命增长。

图1为装有本发明灭弧室的一个直流接触器的剖视图；

图2为沿图1中的2-2线的灭弧室剖面图；

图3为本发明灭弧室的另一实施例的剖面图；

图4为本发明的分离隔板的分解等角视图；

图5为该分离隔板又一个实施例的等角视图。

参照图1，密封电磁单极接触器10具有一个带有第一和第二电源接线柱14和16的塑料外壳12。第一电源接线柱14连接至固定在该外壳上的第一静触头15，第二电源接线柱16连接至第二静触头17。

电磁筒形线圈18嵌套在外壳12内表面的凹槽内。电磁线圈18具有环形线圈20，铁心21和位于中心孔24内的衔铁22。衔铁22包括轴26，该轴穿过铁心21并连接至动触头连杆28，当接触器处于闭合状态时连杆28桥接静触头15和17并接通电源接线柱14和16之间的电路。动触头连杆28的每个末端具有一个触垫30，其在闭合状态时紧接在静触头15或17上的与动触头连杆该端相关的一个配合触垫32上。一个弹簧组33加偏压到动触头连杆28和衔铁22上，以便当环形电磁线圈20断电时接触器10处于常开状态，如图1所示。

动触头连杆的每个末端延伸到一个分离的灭弧室中。这两个灭弧室彼此镜像，其中一个灭弧室34可见于图1中。灭弧室34由有间距的分离隔板40的叠层36和38组成，两叠层之间具有区域39。请注意，内侧叠层36的顶部分离隔板通过一条金属丝编织物连接到另一个电源接线柱上而不是连接到该叠层上方的接线柱上。例如，位于第二电源接线柱16下面的内侧叠层36中的顶部分离隔板40a由金属丝编织物42连接至第一电源接线柱14。另一条金属丝编织物47将第一电源接线柱14下面的灭弧室的一个分离隔板连接至第二电源接线柱16。