一种大电流直流接触器的制作方法

本发明涉及机械电子自动化控制技术，尤其涉及一种大电流直流接触器。

背景技术：

电力机车使用接触器主要安装在机车或动车组的牵引变流系统内，属于机车车辆主电路的隔离装置。它的主要作用是机车车辆牵引电机主电路的隔离；该接触器质量的好坏直接关系到机车的运行状态，一旦发生故障将直接导致机破事故，是机车电路内的重要部件。

目前国内市场直流接触器多采用拍合式电磁铁，由于拍合式电磁铁输出力值会随行程增加而急剧下降，随轨道交通行业发展需求，必将需要开断容量更高的直流接触器，而开断容量的增加将导致接触器开距增加，从而需要电磁铁提供更大的行程，在机车有限的空间内，不可能无限的增加接触器体积，这就需要对接触器的整个动力和传动系统进行优化。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种大电流直流接触器，在同等开断容量时，最大限度上节省了空间，满足铁路机车对于外形尺寸的要求，保证了接触器的有效绝缘距离，提高了接触器的电流等级。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种大电流直流接触器，包括两套直流接触本体与一套电磁驱动机构，所述的直流接触本体包括灭弧室1、磁吹系统2、弹簧系统3、导磁板6、静触头7、动触头8、导电铜排9、支撑座10、微动开关组件11与接触器外壳12；所述的电磁驱动机构包括导向驱动块4、电磁铁5与底座18；

所述的电磁铁5固定于底座18上，所述的两个接触器外壳12对称固定于电磁铁5两侧的底座18上，所述的灭弧室1与磁吹系统2固定于接触器外壳12内后部，静触头7设于磁吹系统2上，导电铜排9与支撑座10固定于接触器外壳12内上部且互相连接，且灭弧室1与导电铜排9连接；动触头8中部铰接于支撑座10下方；弹簧系统3设于接触器外壳12内中下部，弹簧系统3的上端移动部件与动触头8前端连接；微动开关组件11固定于接触器外壳12内前部；

所述的导向驱动块4固定于电磁铁5上方的衔铁上，导向驱动块4与弹簧系统3的下端移动部件接触并驱动下端移动部件向上移动进而通过驱动上端移动部件向上移动，带动动触头8旋转与静触头7接触；

同时，导向驱动块4驱动微动开关组件11动作，将信号反馈回远端的机车控制系统。

所述的弹簧系统3包括作为下端移动部件的弹簧座13、压缩回复弹簧14、压缩超程弹簧15、作为上端移动部件的连接杆16、外套筒19与内套筒20；

所述的弹簧座13设于外套筒19内下方开口处，内套筒20固定于弹簧座13中心，压缩回复弹簧14设于外套筒19与内套筒20间，所述的连接杆16设于内套筒20上开口处，压缩超程弹簧15设于内套筒20内支撑的连接杆16；

安装压缩超程弹簧6的预压力与限位螺母共同作用，可保证在动静触头不产生相互作用力的过程中，连接杆5与配合套3不发生相对位移，其中限位螺母保证分闸过程中动静触头脱离后，连接杆5与配合套3不产生相对位移，预压力保证合闸过程中动静触头接触前，连接杆5与配合套3无相对位移。

所述的连接杆16上端设有侧开口的u型槽，与动触头8前端的销轴连接。

所述的弹簧座13向前方伸出支臂，支臂驱动微动开关组件11动作，将信号反馈回远端的机车控制系统。

所述的动触头8中部设有弧形转轴，所述的支撑座10设有弧形凹槽，动触头8通过两根拉簧17压紧于支撑座10上，弧形转轴置于弧形凹槽中实现铰接。

所述的灭弧室1包括多片陶土栅片，多片陶土栅片与smc复合材料的接触器外壳12构成。

所述的接触器外壳12上设有导向凹槽，导向驱动块4通过导向凹槽上下移动导向。

所述的电磁铁5采用吸入式电磁铁。

所述的微动开关组件11包括两个微动开关和传动连接部分。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种大电流直流接触器，一改目前市场上现有产品多采用拍合式电磁铁的形态，采用吸入式电磁铁作为动力元件，配合重新设计的传动系统，在同等开断容量时，最大限度上节省了空间，满足铁路机车对于外形尺寸的要求，保证了接触器的有效绝缘距离，提高了接触器的电流等级。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的大电流直流接触器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的大电流直流接触器的右视结构示意图；

图3为图2的沿a-a剖视图；

图4为本发明实施例提供的大电流直流接触器的主视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的大电流直流接触器的弹簧系统结构示意图；

图6为本发明实施例提供的大电流直流接触器的微动开关组件结构示意图；

图7为本发明实施例提供的大电流直流接触器的动触头硬连接滑动结构示意图；

图8为图7的沿b-b剖视图；

图9为本发明实施例提供的大电流直流接触器的导向驱动块结构示意图；

图10为本发明实施例提供的大电流直流接触器的导向驱动块安装部位局部视图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

另需要说明的是本文中所提到的描述方位的“上”、“下”除特殊说明均不特指该方位，只是为了描述方便，所述产品的放置方向不同其描述也不尽相同。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下可理解的方位，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

实施例一

如图1到10所示，一种大电流直流接触器，包括两套直流接触本体与一套电磁驱动机构，所述的直流接触本体包括灭弧室1、磁吹系统2、弹簧系统3、导磁板6、静触头7、动触头8、导电铜排9、支撑座10、微动开关组件11与接触器外壳12；所述的电磁驱动机构包括导向驱动块4、电磁铁5与底座18；；其中灭弧室1与磁吹系统2构成灭弧系统，这里的灭弧室1包括多片陶土栅片，多片陶土栅片与接触器外壳12构成灭弧室1，磁吹系统2采用磁吹线圈结构；弹簧系统3与导向驱动块4构成动系统，电磁铁5与导磁板6构成电磁系统，动触头8、静触头7及导电铜排9构成导电主回路，微动开关组件11即信号反馈系统，接触器外壳12为绝缘壳体，底座18为支撑部分。接触器外壳12为smc复合材料，smc复合材料是玻璃钢的一种。主要原料由gf(专用纱)、md(填料)及各种助剂组成。它在二十世纪六十年代初首先出现在欧洲，在1965年左右，美、日相继发展了这种工艺。我国于80年代末，引进了国外先进的smc生产线和生产工艺。有很好的密封防水性能、防腐蚀性能、防窃电性能。

所述的电磁铁5固定于底座18上，具体的电磁铁5通过螺钉固定于底座18上。所述的两个接触器外壳12对称固定于电磁铁5两侧的底座18上，所述的灭弧室1与磁吹系统2固定于接触器外壳12内后部，具体的通过销钉与接触器外壳12连接；静触头7设于磁吹系统2上，通过销钉与接触器外壳12连接；导电铜排9与支撑座10固定于接触器外壳12内上部且互相连接，具体的导电铜排9通过销钉与接触器外壳12连接，支撑座10通过螺钉与导电铜排9连接；且灭弧室1与导电铜排9连接，具体的灭弧室1通过螺栓与导电铜排9连接；动触头8中部铰接于支撑座10下方；弹簧系统3设于接触器外壳12内中下部，具体的，所述的弹簧系统3包括作为下端移动部件的弹簧座13、压缩回复弹簧14、压缩超程弹簧15、作为上端移动部件的连接杆16、外套筒19与内套筒20；外套筒19就是接触器外壳12的一部份，也就是外套筒19是接触器外壳12内侧的凹槽中，其它的零件嵌入到外套筒19中；外套筒19也可以是独立零件，固定于接触器外壳12上。外套筒19内部的凹凸结构进行限位其它的零件。所述的弹簧座13设于外套筒19内下方开口处，内套筒20固定于弹簧座13中心，压缩回复弹簧14设于外套筒19与内套筒20间，所述的连接杆16设于内套筒20上开口处，压缩超程弹簧15设于内套筒20内支撑的连接杆16；结构装配时要求安装压缩超程弹簧6的具备一定的预压力，利用预压力将合闸过程分成两个部分，第一部分为弹簧系统中仅压缩回复弹簧2被压缩，连接杆和配合套不发生相对位移；第二部分为弹簧系统中压缩回复弹簧2和压缩超程弹簧6均被压缩。

弹簧系统3的上端移动部件与动触头8前端连接；具体的所述的连接杆16上端设有侧开口的u型槽，与动触头8前端的销轴连接，实现了滑动的铰接。

所述的导向驱动块4固定于电磁铁5上方的衔铁上，具体的导向驱动块4与电磁铁5通过螺钉连接；所述的电磁铁5采用吸入式电磁铁，吸入式电磁铁优势在于:a)吸入式电磁铁线圈完全被外层金属壳包裹，使得金属壳内部磁场集中不扩散，这就使吸入式电磁铁能在更长的行程上稳定的输出电磁力，而拍合式电磁铁磁场是利用半封闭的磁轭，在部分增强电磁场，因此拍合式的有效输出行程远小于同等体积的吸入式电磁铁；b)吸入式电磁铁输出力为直线型，有效性高，不会有力值损失，而拍合式电磁铁受限于结构特点输出的电磁力必须经由费力杠杆才能进行使用，这就造成了输出力的浪费；c)在输出同等电磁力的前提下吸入式电磁铁外形尺寸更小。因此采用吸入式电磁铁，保证电磁力输出稳定可靠。导向驱动块4与弹簧系统3的下端移动部件接触并驱动下端移动部件向上移动进而通过驱动上端移动部件向上移动带动动触头8旋转与静触头7接触，具体的是导向驱动块4与弹簧座13接触，弹簧座13向上移动进而通过驱动连接杆16向上移动带动动触头8旋转与静触头7接触；这里动触头8中部设有弧形转轴，所述的支撑座10设有弧形凹槽，动触头8通过两根拉簧17压紧于支撑座10上，弧形转轴置于弧形凹槽中实现铰接，形成了一个杠杆。

微动开关组件11固定于接触器外壳12内前部；微动开关组件11包括两个微动开关及其传动连接部分，具体的微动开关通过轴销固定在接触器外壳12上；导向驱动块4同时驱动微动开关组件11动作，将信号反馈回远端的机车控制系统。具体的所述的弹簧座13向前方伸出支臂，支臂驱动微动开关组件11的传动连接部分带动微动开关动作，保证微动开关指示状态与动触头8分合闸状态一致；将信号反馈回远端的机车控制系统。

所述的接触器外壳12上设有导向凹槽，导向驱动块4通过导向凹槽上下移动导向。

其中，上述技术方案中的具体实施方案如下：

如图3所示，接触器合闸过程为电磁铁5得电后，推动导向驱动块4向上运动，导向驱动块4推动弹簧座13向上运动，弹簧座13压缩回复弹簧14并带动连接杆16推动动触头8绕支撑座10逆时针旋转，当动触头8与静触头7接触后，电磁铁5继续推动导向驱动块4向上运动，由于动触头8与静触头7相接触不能再进行逆时针旋转，连接杆16也就不动了，此时弹簧座13向上运动就会开始压缩弹簧系统中的超程弹簧15，而由压缩后的超程弹簧15为动触头7提供闭合压力，本例中，当超程弹簧15压缩3.5mm时，电磁铁5停止运动并保持对应位置。在整个合闸过程中当弹簧座13发生运动，前方伸出的支臂会带动与其相连的微动开关组件11的传动连接部分运动，使微动开关动作，微动开关将信号反馈回远端的机车控制系统，保证控制系统对接触器开关状态的实时性检测。

分闸过程的传动结构动作状态为合闸过程的逆过程，不再赘述；在此仅对分闸过程中的熄灭电弧做进一步说明。当电磁铁5失电后迅速向下回落，回复弹簧14由压缩状态开始释放能量，先使超程弹簧15恢复，再带动动触头7顺时针旋转，直至回复弹簧14完全恢复为止，在此期间当动触头8与静触头7开始分开时，会在动触头8与静触头7之间形成电弧，而此时磁吹系统2工作将电弧吹入灭弧室1，在灭弧室1内利用陶土栅片将电弧冷却，当电弧冷却后能量不足以维持电弧继续燃烧时，电弧自动熄灭。

本发明的技术方案的优点：

1、采用灭弧室1与磁吹系统2相配合的方式，提高灭弧效率，其中灭弧室1采用陶土栅片结构相较于金属栅片可有效的降低燃弧电压；磁吹系统2采用磁吹线圈结构，相较于采用永磁铁避免了磁铁极性对吹弧方向的影响。

2、弹簧系统3中利用嵌套结构使超程弹簧15和回复弹簧14成直线型布置，比传统的布置方案的节省了空间，利用省力杠杆结构减小了超程弹簧15的尺寸结构，降低了电磁铁5的输出力值，减小了电磁铁5外形尺寸；利用导向驱动块4保证了力的有效传递，避免了因偏转而损失有效力值的风险。

3、因传动部分采用省力杠杆设计，减小了电磁铁5的输出力值，使电磁铁5设计难度降低，外形尺寸降低，而本发明采用的吸入式电磁铁相对于市面上大电流接触器多采用的拍合式电磁铁，拥有有效行程长，电磁力输出较为稳定的特点；而利用导磁板6可增强磁吹系统的磁场，提高灭弧能力。

4、主回路系统中动触头8采用硬连接的滑动方式代替了通常采用的软连接方式，从根本上避免了因软连接编织带部分铜线断线而造成的通流能力下降问题；静触头7和导电铜板9均采用标准铜材设计，简单可靠。

5、每组触头的微动开关组件11配备2个微动开关，其中1个为备用设计，确保一个微动开关出现问题后，备用的微动开关仍能保证信号反馈的可靠性。

6、接触器外壳12采用抗冲击性能优良、绝缘性能优异的smc材质，保证机械结构和电气性能的可靠性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。