专利名称：节能接触器的制作方法
技术领域：
本发明是一种控制电机或其它电器电路通断的接触器。
现有的接触器在电器运行时，其铁芯线圈始终要保持有一定的维持电流，因而要消耗一定的电能。本发明的目的是只在接触器启动瞬间线圈通电吸合，而后靠机械自保持其吸合状态，接触器线圈不再耗电，其优点是1、节约电能。2、提高功率因数。3、接触器运行期间不发热。4、运行无噪音。
本发明对现有的接触器进行了改进，现以交流接触为例说明其工作过程。
对于大型动铁为旋转式交流接触器，加装了图(2)所示的机械自锁装置。按动图(1)电路中的按钮开关K2，主线圈J2通电〔图(2)中未标出〕，产生的吸力将动铁或和动铁相连部位7吸下，在达到极限位置时，被棘爪5卡住，这时接触器接通，当K2抬起时虽然主线圈断电，可是由于棘爪5的作用动铁不能返回，所以接触器仍为接通状态，4为扭簧，产生的顺时针力矩使棘爪5卡住动铁7，6为限位块。当需要接触器释放时，按动图(1)中的K1，A相电经D1、R1、J1、K1到达B相，附加线圈J1被接通，也即图(2)中的附加线圈1被接通，静铁铁芯2产生吸力将动铁3吸下，棘爪5逆时针运动，动铁7在扭簧4的作用下返回，接触器释放，就这样按动K2接触器接通，按下K1接触器释放。
在吸合状态时如外电路停电，为防止供电时被控制的电器突然自行起动，增设了一套使之退出吸合状态的电路图(1)。
C1、C2为分压电容，其容量均不大，以求通过的电流较少，线路中接入电容可以提高感性负载的功率因数，分压后的低电压经过ZL整流给C3、C4充电，由于晶体管T的e极和b极电位相同，晶体管处于截止状态，稳压管W1的作用是使截止更为可靠。R2是检测电阻，阻值较大，如果运行中外电路停电，由于R2的泄放作用，R2上部电位逐渐降低以致于引起三极管导通，C4上的储能形成集电极电流流向可控硅的触发极，可控硅导通，C5上的储能将通过线圈J1常开触点、可控硅流入B相，即图(2)中附加线圈1通导，吸动动铁2向下运动，动铁7脱钩而向上抬起，接触器释放。
RV为压敏电阻，当线路超压时，经RV、R3、R4有一过电压电流，在R4上产生一低电压，经D5向可控硅流入一触发电流，引起可控硅导通，J1通电后接触器释放，因而实现过压保护。
A和B之中任一相在运行中缺相，C4上的储能都会经过晶体管集电极、D4向可控硅注入一触发电流，从而导致接触器释放。同样，B和C之中的任一相在运行中缺相，C4′上的储能会经过晶体管T′、D6向可控硅注入一触发电流，导致接触器释放，这就实现了缺相保护。
在运行中B相电流过大时，在电流线圈二端产生一过电压，D8上端的过电压经W2、D7向可控硅注入一触发电流，导致接触器释放，这就实现了单相过流保护(过流线圈也可用感应线圈)。
图(1)电路的特点是功耗极微，在电器运行时晶体管是截止的，只是在外电路停电时才会形成集电极电流流向可控硅触发极。
用图(3)所示的装置也可实现机械自锁，图中1为附加线圈，2为附加线圈静铁芯，3为附加线圈的动铁芯，4为弹簧，5为棘爪，6为动铁芯(或和动铁芯相连的部位)，其动作过程和图(2)相似。
图(2)、图(3)中的棘爪最好用非磁性金属材料制成以免除其吸附作用。
对于动铁为直动式接触器则采用不增加附加线圈的方法完成机械自锁，在图(1)电路中取消J2，保留J1这时的J1为主线圈，机械自锁的示意图如图(4)、图(5)、图(6)。
将内壁有导向条的园筒7固定置于接触器山型静铁芯的中心处，连杆15上的孔1和动铁芯相连接，2为连杆内的空腔，园台6可在其中平动或转动，3为U型销，和园台6以下的细轴相配合，4为沟槽，由图(5)所示的导向条导向带动连杆15上下运动，7为外园筒的剖面，8为活动转芯16上的角齿，9为活动转芯上的沟槽，10为支撑轴，由于弹簧11的作用，活动转芯有向上运动的趋势。图(5)为外园筒剖面示意图，在导向条12下部有一斜面。图(6)为A－A剖面示意图，13为角齿8上的斜面，14为园筒定位条。
若初始状态如图(4)所示(园台6推入到空腔2里并由U型销束住)按动K1，线圈J1通电，连杆15由动铁芯带动向下运动并带动触点吸合，当抬起按钮时，角齿8在导向条下部斜面作用下受到阻隔，动铁芯不能弹回，接触器的触点仍保持吸合。再按动K1，动铁芯向下运动，在伞形齿的作用下，活动转芯16旋转，使沟槽4和9相对齐，抬起K1时动铁芯向上运动，活动转芯16由导向条12导向随之向上运动，接触器脱离吸合状态。就这样按动K1一次触点吸合，再按动一次K1触点脱离，每吸动一次活动转芯旋转60°，外电路停电时由图(1)电路控制接触器脱离吸合态的过程如前所述。
图(4)所示各件的材料可以是非磁性金属或工程塑料，也可将园筒内各件直接置于静铁芯中心的孔内而省去园筒。
另一种机械自锁的方式示意图如图(7)。
图(7)所示是一非磁性材料金属片，1为转轴孔，转轴固定在静铁芯或和其相连的部位，在扭簧2的作用下有使金属片向里并逆时针转动的趋势，3为和动铁芯相连的柱形体，按下K1时，J1通电产生的磁力吸引动铁芯，柱形体3随之沿斜面向下运动，并迫使金属片顺时针旋转，当它进入到口咀5后，由于弹簧力的作用，最终柱形体3落入到翘片4的右上角，这时虽然K1抬起，由于金属片的阻挡；柱形体不能向上运动，和动铁相连的触点因而保持接触，6为限位柱，7为滑板。再次按动K1时，柱形体3滑到翘片4的下部，当K1抬起时，柱形体从翘片底部上升回到初始位置，接触器脱离接触，也即按动K1一次接触器接通，再按动一次接触器释放。上述非磁性金属片也可用工程塑料制作。为了使受力平衡也可以在动铁芯的二侧各放置一只图(7)所示的金属片。
接触器使用直流电源(直流接触器)，可将图(1)中的C1、C2换成二电阻分压，ZL、D1去除之外，其余电路仍保留，机械部分和前述相同。
由于线圈通电时间较短，运行期间线圈不耗电，通电时涡流所造成的发热影响不大，所以对接触器的铁芯材质要求不高，除用常规的矽钢迭片外，用一体化的矽钢、软铁等软磁材料做成也可。
权利要求1.一种节约电能可以机械自保持吸合的接触器，它由动铁芯、静铁芯、主线圈、附加线圈、机械自锁装置和一套在外电路停电时可使之自行退出吸合状态的电路等组成，它还可兼有过电压、过电流，断相保护的作用，其特征在于a、对于动铁芯为旋转式的大型接触器，有一套有棘爪所构成的机械锁定装置，当动铁芯或和动铁芯相连部位运动到极限位置(接触器接通)时被棘爪5卡住，在附加线圈通电时，附加线圈的动铁芯3被吸动，带动棘爪使之与动铁芯或与其相连部位相脱离，此棘爪受弹簧4的弹压(或扭)作用；b、对于动铁芯为直动式的接触器有园筒转芯式的机械自锁装置，在静铁芯的中心处置入一内壁有导向条的园筒7，园筒内有一周边呈角齿形状的活动转芯16，在其上部有一和动铁芯相连的连杆15，连杆下部园形薄壳处有一与活动转芯相对应的伞形齿，活动转芯推上去由U型卡和连杆相连接；c、对于动铁芯为直动式的接触器还可有移动薄片式机械自锁装置，有一和静铁芯相连并可绕轴1旋转的非磁性金属片，此金属片受扭簧2的作用，其上开有口咀5和翅片4，另有一在和动铁芯相连的滑板7上有一柱形体3；d、有一套在外电路停电时可控制接触器使之退出吸合状态的电路，它由起滤波、检测、延时作用的电容C3、电阻R2，二极管D2，起稳压、保险作用的稳压管W，供检测、触发可控硅的储能电容C4，起电流放大作用的三极管、可控硅及驱动线圈J1的储能电容C5组成，在外电路停电时C4的储能经W、R2形成基极电流，由三极管放大后形成的集电极电流流向可控硅的触发极，导致C5的储能经可控硅、J1形成线圈电流而吸动铁芯；e、有一套在断相时可触发可控硅使之导通的电路，它由C3′、R2′、W′、D2′、C4′、T′、D6等组成，在断相时三极管T′形成集电极电流，C4′的储能经D6流入可控硅使之触发导通；f、有一套过电压保护电路，它由压敏电阻RV、分压电阻R3、R4和隔离二极管D5组成，当电源过电压时，RV导通形成电流，经R3、R4分压后经D5触发可控硅使之退出吸合状态；g、有一套过电流保护电路，它由整流二极管D8吸收回路C6、R5和稳压管W2，隔离二极管D7组成，当线路过电流时能向可控硅流入一触发电流使之导通。
2.如权利要求1a所述的动铁芯为旋转式的大型接触器，其特征是它的附加线圈受d、e、f、g电路的控制。
3.如权利要求1b、c所述的动铁芯为直动式的接触器，其特征是它的主线圈受d、e、f、g电路的控制。
4.如权利要求1所述的各铁芯，其特征是用矽钢片迭成或由一体化软磁材料制成。
专利摘要一种节约电能、可以机械自保持吸合的接触器，它由动铁芯、静铁芯、主线圈、附加线圈、机械自锁装置等组成，电路失电时，在一套控制电路的作用下可以自行退出吸合状态，同时还兼有过电压，过电流，缺相等保护功能，在运行期间其耗电不及现有接触器的千分之一，而且不吸取无功功率。
文档编号H01H51/10GK2046684SQ88201878
公开日1989年10月25日 申请日期1988年3月16日 优先权日1988年3月16日
发明者毛荣之, 王开来, 马波 申请人:毛荣之, 王开来, 马波