用于接触器灯泡的测试台、测试组件和测试台的用途的制作方法

1.本发明涉及用于测试接触器的灯泡(bulb)的测试台、包括这种测试台的测试组件以及这种测试台的用途。


背景技术：

2.接触器是一种开关装置，置于电源线和电气负载之间，用于控制对该负载的供电，例如电动机。对于电源线的每一相，接触器包括两个固定触点和一个活动触点，活动触点的运动由致动器控制。固定触点和活动触点优选地容纳在隔离外壳中，也称为“灯泡”。一般来说，致动器是电磁致动器，包括线圈和中心金属杆，中心金属杆连接到活动触点并且当励磁电流流过线圈时移动。
3.根据所考虑的电动机的应用和功率，提供了几种类别或尺寸的接触器。在每一类接触器中，灯泡和电磁致动器自然具有相互兼容的特性，特别是在机械力、致动速度和幅度等方面。
4.在开发接触器的新元件时，特别是在开发新灯泡时，无论是针对其结构和/或使用的材料，这些新元件都要经过耐久性测试，可以达到数百万次闭合/断开循环。
5.为了符合特定类别的灯泡的控制特性，特别是机械力、速度等，该灯泡通常通过属于同一类别的电磁致动器进行测试，通常是标准电磁致动器，通常源自市场上已有的产品。
6.然而，由于标准电磁致动器的闭合/断开循环的持续时间为三秒数量级，因此涉及一百万次循环的耐久性测试需要将近一个月才能完成，这尤其不切实际。


技术实现要素：

7.该发明更具体地试图克服这些问题，通过提供用于接触器灯泡的测试台，其与几种类别的灯泡兼容，并且更快。
8.为此，本发明涉及一种用于接触器灯泡的测试台，该测试台包括：
[0009]-框架，构造成将灯泡固定在其中；和
[0010]-致动装置，由框架承载并且包括输出轴，输出轴以纵向轴线为中心并且相对于框架平行于纵向轴线在前位置和后位置之间平移，输出轴配置为连接到灯泡的致动杆。
[0011]
根据本发明，致动装置是动磁电磁致动器。
[0012]
凭借本发明，动磁电磁致动器允许产生足够的力来控制灯泡的断开和闭合，同时快速、可重复和可靠：耐久性测试比传统使用的电磁致动器更快地进行。另一方面，动磁电磁致动器在输出轴上产生可调节的力和速度：根据本发明的测试台因此与属于各种类别的接触器的灯泡兼容，既实用又经济。
[0013]
根据本发明的有利但非强制性的方面，这样的测试台可以结合单独或根据任何技术上允许的组合采用的以下特征中的一个或多个：
[0014]-致动装置包括：
[0015]
·
沿纵轴延伸的线圈；
[0016]
·
笼，相对于纵向轴线径向设置在线圈周围，相对于线圈平行于纵向轴线平移引导并且刚性连接到输出轴；和
[0017]
·
永磁体，由笼承载并围绕线圈布置；
[0018]
笼配置成当线圈被电力信号激励时相对于线圈沿纵向轴线平移。
[0019]-测试台还包括控制装置，其包括：
[0020]
·
具有输入和输出的模拟模块，输入配置为接收由计算机发送的控制指令，而输出配置为根据控制指令传递用于控制致动装置的模拟控制信号；和
[0021]
·
控制板，包括连接到模拟模块的输出的第一输入、连接到电源的第二输入和连接到线圈的功率输出；
[0022]
其中，所述控制板配置为将所述模拟控制信号与所述电源组合以将所述电功率信号传送到所述线圈。
[0023]-测试台进一步包括：
[0024]
·
活动止动件，安装在输出轴上；和
[0025]
·
两个固定止动件，刚性连接在框架上，布置在活动止动件的两侧，以限制输出轴在前后位置之间的运动。
[0026]-固定止动件由弹性材料制成。
[0027]-测试台进一步包括位置传感器，优选地激光传感器，配置为测量连接到每个灯泡的致动杆的输出轴的端部的位置。
[0028]-测试台还包括力传感器，例如压电传感器，配置为测量由输出轴施加在每个灯泡的致动杆上的力。
[0029]
本发明还涉及一种测试组件，包括：
[0030]
·
如上定义的测试台；和
[0031]
·
至少一个灯泡；
[0032]
其中：
[0033]
·
每个灯泡都固定在框架上；和
[0034]
·
每个灯泡的驱动杆连接到输出轴。
[0035]
根据另一方面，本发明涉及如前定义的测试台用于测试一个或多个接触器灯泡的用途，该用途包括以下步骤：
[0036]-将一个或多个灯泡固定到框架上；
[0037]-将输出轴连接到每个灯泡的驱动杆；
[0038]-通过致动装置将输出轴在其前后位置之间移动任意多次，例如一百万次。
[0039]
该方法引出与上述关于本发明的测试台相同的优点。
附图说明
[0040]
根据以下对用于接触器灯泡的测试台、测试组件和这种测试台的用途的实施例及其原理的描述，本发明将被更好地理解，并且其进一步的优点将变得更加明显，这些实施例仅作为示例并参考附图提供，其中：
[0041]-图1是根据本发明的测试台的透视图，显示为操作配置，其中接触器灯泡安装在测试台上；
[0042]-图2是图1的灯泡的局部立体图；
[0043]-图3是图1的测试台的纵剖视图；
[0044]-图4是图3的细节iv的放大图；
[0045]-图5是图3的细节v的放大图；和
[0046]-图6是图1的测试台的控制装置的示意图。
具体实施方式
[0047]
图1示出了根据本发明的测试组件8。测试组件8包括测试台10和至少一个灯泡100。在这种情况下，测试组件8包括四个灯泡100。灯泡100在下文中参考图2描述。测试台10配置为测试固定到测试台10的一个或多个灯泡100。灯泡100不形成测试台10的一部分，但对于其正常使用是必需的，该测试台10的目的是测试灯泡100。在这种情况下，可以在测试台10上同时测试一到四个灯泡100。当多个灯泡100一起测试时，这些灯泡100彼此相同。在图1中，测试台10显示为处于操作配置，四个灯泡100固定到测试台10以进行测试，例如，用于耐久性测试。
[0048]
首先将描述图2中所示的灯泡100，该灯泡100的结构是非限制性的。灯泡100包括外壳102，在这种情况下基本上为平行六面体形状，具有上表面104和相对的下表面106。外壳102由虚线示意性地示出并且作为透明视图以显示灯泡100的内部。外壳102由电绝缘材料制成并且通常是密封的，因此得名“灯泡”。外壳102通常由合成聚合物材料制成，例如热固性材料。
[0049]
灯泡100包括相对于外壳102固定的两个固定触点110。固定触点110由金属例如铜合金制成，并且每个具有第一端112和相对的第二端114。每个在这种情况下为钩形的第一端112容纳在外壳102内，而在这种情况下是具有通孔的直的每个第二端114可从外壳102的外部接近。在所示示例中，两个固定触点110之一从上表面104伸出外壳102，而两个固定触点110中的另一个从下表面106伸出外壳102。
[0050]
灯泡100还包括活动触点120，其容纳在外壳102内并且可相对于外壳102沿致动轴线a100在闭合位置和断开位置之间平移，在闭合位置，活动触点120共同邻接两个固定触点110中的每一个，在断开位置，活动触点120不与两个固定触点110中的任何一个邻接。在这种情况下，活动触点120通常呈现“σ”(大写的sigma)形状。
[0051]
灯泡100包括弹簧130，该弹簧130容纳在外壳102中并且配置为将活动触点120从其闭合位置推到其断开位置。灯泡100包括致动杆140，其具有沿致动轴线a100延伸的细长形状并且包括系留端142和与系留端142相对的自由端144。系留端142位于外壳102内并且连接到活动触点120，而自由端144可从外壳102外部接近。在这种情况下，自由端144位于外壳102外部。致动杆140构造成使活动触点120在其断开和闭合位置之间抵抗弹簧130移动。
[0052]
在这种情况下，灯泡100包括两个电弧室150，配置为消散在使用灯泡100时产生的电弧，例如，当活动触点120从其闭合位置移动到其断开位置时。
[0053]
现在将参照图1描述测试台10。
[0054]
测试台10包括框架20，框架20配置为固定在支撑件上，例如工作台上。没有显示支撑件。根据一些实施例，支撑件包括例如安装在脚轮上的可移动框架和测试台10的控制单元。在耐久性测试期间，支撑件被认为是静止的。
[0055]
在这种情况下，框架20由拧在一起的机加工铝部件的组件制成，被认为是固定的并且不可变形。在这种情况下，框架20包括底座202、法兰204、两个侧向支撑件206和208以及接口板210。
[0056]
底座202由矩形板制成并且在底座平面p202中延伸。在这种情况下，底座平面p202是水平的。描述是关于图中所示的各种元件的取向提供的，记住它实际上可能不同。
[0057]
法兰204具有大致平行六面体形状并固定到底座202的上表面。法兰204具有穿过它的孔212，以测试台10的纵向轴线a10为中心。纵向轴线a10平行于底座202，在这种情况下是水平的。
[0058]
侧向支撑件206和208对称地布置在测试台10的纵向平面p10的两侧。纵向平面p10，在这种情况下是垂直平面，支撑纵向轴线a10并且正交于底座平面p202。侧向支撑件206和208均具有带有凹槽的大致三角形形状并且均平行于纵向平面p10延伸。侧向支撑件206和208将底座202连接到接口板210。
[0059]
接口板210布置成板状并且在测试台10的横向方向上延伸，换言之，垂直于纵向轴线a10。测试台10的横向轴线a12被定义为与纵向轴线a10正交且与底座平面p202平行的轴线。因此在这种情况下横向轴线a12是水平的。
[0060]
接口板210配置为容纳一个或多个灯泡100，灯泡100固定到接口板210的前表面212。“向前”或“向后”方向参照附图任意定义，记住：实际上可能会有所不同。在这种情况下，向前的方向指向图的右侧。当一个或多个灯泡100安装在接口板210上时，每个灯泡100的致动轴线a100平行于纵向轴线a10。
[0061]
图3所示的孔214穿过接口板210布置，孔214出现在前表面212上。孔214在这种情况下是椭圆形的并且平行于横向轴线a12纵向延伸。
[0062]
测试台10包括致动装置30，如图1所示并且在图3和图4中更详细地显示为横截面。致动装置30包括壳体300，在这种情况下，壳体300具有以纵向轴线a10为中心的大致圆柱形形状并且限定内部容积v300。壳体300通过前端连接到法兰204。致动装置300包括在壳体300的后端上的用于冷却致动装置30的风扇302。壳体300内设有进气口304，以使空气在风扇302的作用下在壳体300内循环。
[0063]
致动装置30包括线圈310，该线圈310容纳在内部容积v300中并固定到壳体300，在这种情况下在壳体300的后侧。在这种情况下，线圈310具有以纵向轴线a10为中心的大致圆柱形形状。
[0064]
致动装置30还包括笼320，在这种情况下，笼320呈钟形，具有径向部分322和轴向部分324，径向部分322围绕线圈310相对于纵向轴线a10径向设置，轴向部分324基本上为圆盘形，以纵向轴线a10为中心并且在这种情况下位于线圈310的前侧。笼320优选地由非磁性材料制成。笼320相对于线圈310平行于纵向轴线a10被平移引导。致动装置30还包括永磁体330，永磁体330由笼320承载并且布置在线圈310周围。在这种情况下，永磁体330被示出为横截面并且由矩形表示。
[0065]
当线圈310被电力信号(例如电流)激励时，线圈310会产生磁场，该磁场对永磁体330施加力，并因此对笼320施加力。取决于电流的方向，笼320朝测试台10的前面或后面移动。换句话说，当线圈310被电力信号激励时，笼320配置为相对于线圈310沿纵向轴线a10平移。
[0066]
因此，致动装置30为动磁电磁致动器。这样的结构是有利的，因为笼320和致动器30的其余部分之间的机械摩擦非常低，而产生的力可以由电力信号控制以适应在测试台上测试的灯泡100的尺寸。在所示示例中，致动装置30配置为产生由用户选择的范围在10n(牛顿)和640n之间的力，在这种情况下，该力与纵向轴线a10对齐。测试台10因此适用于测试单个小灯泡以及四个大灯泡。
[0067]
笼320刚性连接到输出轴340，输出轴340以纵向轴线a10为中心并且相对于框架20平行于纵向轴线a10被平移引导。输出轴340和笼320的组件被认为是刚性且不可变形的。因此，输出轴340再现了笼320的所有向前或向后运动。
[0068]
致动装置30因此由框架20承载，壳体300相对于框架20固定，而笼320和输出轴340可相对于框架20平行于纵向轴线a10平移移动。
[0069]
输出轴340包括后端342和前端344，后端342在这种情况下带有螺纹并连接到笼320，与后端342相对，前端344构造成连接到固定到接口板210的每个灯泡的致动杆140。
[0070]
在这种情况下，前端344连接到接口法兰346，该接口法兰346布置在前端344和每个致动杆140之间。在这种情况下，接口法兰346呈现细长的平行六面体形状，沿横向轴线a12纵向延伸。接收壳348，在这种情况下，如图2所示的四个接收壳，布置在接口法兰346中，每个接收壳348构造成容纳用于固定到相应致动杆140的套筒350。接口法兰346的形状不作限制，可根据待测灯泡的配置而改变。
[0071]
轴340、接口法兰346、每个套筒350和对应致动杆140的组件被认为是刚性的且不可变形的。因此，轴340向前或向后的运动被赋予平行于纵向轴线a10的每个致动杆140。
[0072]
测试台10还包括止动装置400，如图1、图3和图5所示。止动装置400包括由输出轴340承载的活动止动件410和由框架20承载的两个固定止动件420和422。
[0073]
在这种情况下，活动止动件410是盘形的，以纵向轴线a10为中心。固定止动件420和422沿纵向轴线a10布置在活动止动件410的两侧，以限制输出轴340在前后位置之间的运动。在图中，固定止动件420位于活动止动件410的左侧，因此是后止动件，而位于活动止动件410右侧的固定止动件422是前止动件。
[0074]
在这种情况下，固定止动件420和422均具有以纵向轴线a10为中心的环形。固定止动件420或422中的每一个容纳在相应的调节壳体430中，调节壳体相对于框架20沿纵向轴线a10的位置是可调节的。在该示例中，每个调节壳体430包括螺纹部分，该螺纹部分与连接到框架200的螺纹套筒432接合。因此，取决于每个调节壳体430围绕纵向轴线a10的旋转方向，对应的固定止动件420或422的位置沿纵向轴线a10向前或向后移动。这样，可以使输出轴340在前后位置之间的行程适应在测试台10上测试的灯泡100的特征。
[0075]
固定止动件420和422优选地由合成弹性体材料制成，例如聚氨酯。通过这种方式，可以重现传统电磁执行器在断开或闭合接触器时遇到的回弹效应。如有必要，改变固定止动件420或422的厚度和/或刚度，以便最好地再现传统电磁致动器的特征。当然，也可以用其他材料制造固定止动件420和422，以便在类似于灯泡100所经受的测试的耐久性测试期间评估这些材料的性能能力。
[0076]
有利地，测试台10还包括位置传感器500，其配置为测量输出轴340的前端344的位置，连接到每个灯泡100的致动杆140。位置传感器500优选地是激光传感器502，其固定到底座202并瞄准连接到接口法兰346的目标504。激光传感器502的瞄准由图3中的虚线箭头
f502示意性地示出。用于测量位置的其他方法当然是可能的，例如，使用电磁传感器、使用光学传感器等。
[0077]
有利地，测试台10还包括力传感器600，其配置为测量由输出轴340施加在每个灯泡100的致动杆140上的力。在所示示例中，力传感器600是压电传感器，示意性地表示为弹簧，其容纳在固定套筒348中。当然可以使用其他测量力的方法，例如，使用比压电传感器对冲击更敏感的应变仪等。
[0078]
测试台10还包括控制装置700，其配置为控制致动装置30并示意性地显示在图6中。控制装置700包括模拟模块710，具有输入712和输出714。输入712配置为接收由计算机716发送的控制指令e710，而输出714配置为根据控制指令e710传递用于控制致动装置300的模拟信号s710。
[0079]
控制装置700还包括控制板720，控制板包括连接到模拟模块710的输出714的第一输入722、连接到电源730的第二输入723和连接到线圈310的功率输出724。在这种情况下，电源730是直流电源，其电压从0变化到80v(伏特)，最大电流为30a(安培)。控制板720配置为将模拟控制信号s710与电源730结合，从而将电力信号724传送到线圈。
[0080]
当使用测试台10测试一个或多个接触器灯泡100时，操作者将一个或多个灯泡100固定到框架20，更具体地固定到接口法兰210，每个输出杆140朝后。然后将接口法兰210固定到框架20的其余部分。然后，操作员将输出轴340连接到每个灯泡100的致动杆140，在这种情况下通过固定套筒350。然后，操作员开始测试，即，通过致动装置30，操作者将输出轴340在其前后位置之间移动任意多次，例如一百万次。测试的开始和配置，即循环数、输出轴340的速度和力等，例如通过计算机716执行的软件来定义。
[0081]
作为定量示例，图中所示的测试台10每秒可以执行灯泡100的四个完整的闭合/断开循环，这比传统的电磁致动器快大约十二倍。从而在不到三天的时间内完成一百万次循环的耐久性测试，特别快捷方便。
[0082]
前述实施例和替代实施例可以组合在一起以产生本发明的新实施例。