具有串阻式电路分合系统的交(直)流无弧接触器的制作方法

本发明涉及负载开关控制电器领域，具体是一种具有串联电阻式电路分合系统的交流(直流)CWJ(Z)无弧接触器。

背景技术：

接触器是工业电气自动控制中极其重要的基础元件，其功能是根据传入的控制信号，对交、直流主线路频繁地进行远距离的自动切换。

现今普遍使用的是传统的机械式接触器，其核心结构就是触头灭弧系统。该系统由动、静触头和灭弧室组成。当负载电路需要接通电源时，接触器中的电磁铁通电吸合，衔铁带动动触头与静触头发生压力接触，完成接通任务。当需要分断负载时，电磁铁失电，吸力消失，衔铁复位，触头分离。而在触头刚分瞬间，其间的介质(通常是空气)被高电压(u＝L*di/dt)所击穿便引发了电弧。直到电弧在灭弧室中熄灭，负载电路才算彻底分断。如果运行的负载是强容性的，则由于容性电压不能突变，因而在接通瞬间会发生超过额定值数十倍的冲击电流，这就必须附设抑流装置加以限制。

传统的机械式接触器在运行中难以避免如下缺陷：

1、分断负载电路时总会引发电弧。反复引发电弧会使触头不断受到烧灼而产生熔蚀凹点和表面积炭，导致接触的可靠性不断下降而产生运行故障。因此，设计人员在采用新合金和新工艺提高触头耐弧抗熔性能的同时，还对灭弧室的器壁材料和弧腔设计不断改进以增强其灭弧性能。可是灭弧能力过强，分断时熄弧过快甚至不能起弧，便成了截流，而截流所产生的反向过电压对运行线路同样具有危险性。这一矛盾一直困扰着国内外接触器、断路器的设计者和制造商。

2、对于交流，还由于分断初相角的不确定性，即使设计的灭弧能力适度，也无法根本杜绝截流现象的发生。所以在运行的线路中，时有电容器、半导体及线路绝缘被击穿的情况出现。

3、在接通强容性电路时，必须增加投资和安装空间用于附设抑流装置。

上世纪后期，由于半导体器件的迅猛发展，电子电力开关(固态接触器)应 运而生。这种开关对控制信号反应迅速，有极高的操作频率，无触点、无机械运动，实现了无弧分断。尽管固态接触器有如此优异的技术性能，可是它至今也不能取代传统接触器在电器市场中的霸主地位，原因是它的不足之处也是十分突出的：

1、通态热耗很大，其运行功耗是传统接触器的10-20倍。

2、因需要足够容量的散热器，其安装体积是传统接触器的8-15倍。

3、负载分断时，与电源没有电气绝缘间隔，这给设备检修带来不便。

4、易受电网扰动的影响，其运行也能对电网产生干扰。

5、价格贵，是传统接触器的10-15倍。

因此，固态接触器一直只能局限于某些特殊需要的场合，且一般是定制或自制的。

技术实现要素：

本发明的目的，是在普通接触器的价位上提供一种能够无弧分断的接触器，以代替百年不变的灭弧分断的传统接触器。

为达上述目的，本发明所采用的技术方案为：

具有串阻式电路分合系统的CWJ交流无弧接触器，包括有底座、固接于底座中心上的电磁铁、沿电磁铁外围呈120度均布且与底座垂直固接的三组绝缘导筒、三组输入输出端子、三组固定阻值的耗能散热电阻和安放在电磁铁上方的辅助触点模块。而对于CWZ直流无弧接触器，只需二组对称于电磁铁安放的绝缘导筒、一付输入输出端子、一组固定阻值的耗能散热电阻。其特征在于：每组绝缘导筒内分别设置一组匹配于额定容量的动、静触头。静触头垫以缓冲弹簧安置在导筒底部，动触头则通过导电杆与衔铁连接板铰接，可随衔铁的升降而沿导筒内壁上下滑动。各绝缘导筒壁上均设置有等量的多个弹性电触点。每个弹性触点分别通过相应阻值的耗能散热电阻与所在导筒内的静触头有固定的电气连接，且能与滑行时的动触头逐次发生可靠的电接触。如此便构成串阻式电路分合系统。

所述绝缘导筒壁上的一组弹性电触点按螺旋轨迹等距分置，且竖向间隔略小于动触头的有效厚度；最接近底部的弹性触点在动、静触头彻底分开前必须和动触头稍为超前电接触。

所述每组耗能散热电阻，其各段阻值必须保证接触器在额定电压等级额定 负载容量的分断过程中，线路电流的下降速率不得引发超过线路绝缘所允许的反电势；且在额定状况下的一次分断，各段电阻的温升均不超过5K。

所述绝缘导筒内的动、静触头已无需使用耐弧抗熔的贵金属合金制造，用黄铜和紫铜加工后于接触面搪锡即可。

本发明中，其核心结构摈弃了传统的触头灭弧系统，取而代之的是独特的设计——串阻式电路分合系统。串阻式电路分合系统由绝缘导筒壁上的多个弹性电触点及其各自连接的固定电阻构成，导筒内的动、静触头分别与对应的输入(电源)输出(负载)端子有可靠的电气连接。

在接触器获得接通指令时，电磁铁得电吸合，动触头随衔铁在绝缘导筒内向下滑动。动触头在下滑过程中，其外侧圆周面与导筒壁上的弹性触点依次接通和分离，从而在动、静触头之间串联上逐次减小的电阻，借助于缓冲弹簧，动触头在稳定压合静触头后才脱离最下面一个弹性触点。

在接触器获得分断指令时，电磁铁失电复位，动触头随衔铁在绝缘导筒内向上滑动。同样是借助于缓冲弹簧，动、静触头分离时，与最靠近的弹性触点已稍微超前电接触。其后，随着同组弹性触点的依次接通和分离，动、静触头之间便串联上逐次增大的电阻。

在电路分断过程中，动、静触头之间自动串联上的逐段增大的电阻必然迫使线路电流按各段指数曲线规律快速下降，直至低于起弧电流值时才脱离电接触。此时，原电路的储能已通过各段电阻消耗殆尽，电弧自然不能发生。而在电路接通过程中，由于动触头的行进方向与分断时反向，它和静触头间自动串联上的便是逐段减小的电阻，这会在一定程度上改善电路的启动状况。

本发明由于采用了串阻式电路分合系统，兼顾了性能提高和成本因素，因而与市场上的传统接触器相比，其优点是显而易见的：

1、可实现负载的无弧分断。动、静触头的电接触可靠性大大提高，运行故障率得以降低；同时已无需采用耐弧抗熔的贵金属合金制造触头，可使材料成本下降。

2、由于分断电流的下降速度被设计在合适的范围，因而任意相角(交流)的分断过程均不会出现操作过电压。

3、对于强容性电路，只需置换一套专为容性接触器使用的电阻，就可直接 接通而不必添置抑流装置，不但抑流效果明显，而且节省了投资。

4、结构紧凑，用材普通，工艺常规，安装体积和制作成本均和同规格同容量的传统接触器相当。

5、交、直流均可采用串阻式电路分合系统。无弧接触器不存在“直流电弧比交流电弧更难熄灭”的问题。

经过以上综合比较，不难看出，本发明的性价比要明显优于现有类型的接触器。

附图说明

附图为本发明原理、结构(以一组串阻式电路分合为例)示意图。

具体实施方式

参见附图所示，无弧接触器包括有底座8、固接于底座上的电磁铁7、绝缘导筒16、一组耗能散热电阻17、一组输出输入端子1和14。电磁铁7为接触器的运行提供动力，其中的衔铁10顶端和衔铁连接板11铰接，衔铁10的复位是依靠安置在弹簧座5上的复位弹簧12储存的势能。绝缘导筒16内安放一组动、静触头——动触头15通过导电杆13铰接于衔铁连接板11并与输入端子14电气连接；静触头3垫以缓冲弹簧4置于导筒底部，并与散热电阻17共同电气连接于输出端子1。绝缘导筒16壁上按螺旋线轨迹分布一组弹性电触点2，它们与阻值逐段变化的同组散热电阻17一一对应进行电气连接。

辅助触点模块9通过固接于底座8(或电磁铁的磁轭)上的支架6固定在电磁铁7的上方并与衔铁10联动。

当电磁铁7线圈接到辅助触点模块9传来的接通信号时，电磁铁得电吸合。动触头15随衔铁10的下行而沿导筒16的内壁下滑，通过壁一组弹性触点2接通阻值逐次减小的一组散热电阻17后与静触头3压力闭合，负载接通。

当电磁铁7线圈接到辅助触点模块9传来的分断信号时，电磁铁失电复位。动触头15随衔铁10的上行而沿导筒16的内壁上移，在离开静触头3的同时便通过壁上各个弹性触点2接通阻值逐次增大的同组散热电阻17，线路电流迅速下降，及至通过最后一只高阻后，电流已降到起弧值以下，电路中的储能亦消耗殆尽，如此便实现了无弧分断。