电力接触器和包括这种接触器的交通工具的制作方法

本发明属于供电配电网络的领域。

更具体地，本发明属于交通工具中的机载配电领域。

更具体地，本发明涉及电力接触器，例如在飞行器中使用的接触器。

背景技术：

在交通工具配电网络中，由电源的相或正极所承载的电流的回流通常由与交通工具的电接地分离的专用单独导体(对电源的中性或参考电势)执行。

图1中所展示的接触器100的示例性设置中所展示的这种配置具体地在用于向设备供电的电路所需的质量与经由用作电接地的交通工具结构的标称电流回流不相容时使用。

当结构的电力连续性不能保证足够低的电阻时也需要这种配置，这能够在由许多金属零件的组装而产生的结构中观察到，例如，具有金属结构的飞行器，或者对于现代飞行器而言，越来越多地使用非导电结构或不适于导电的结构(例如，由复合材料制成的结构)。

这种配置涉及大量的部件到部件接口和部件到系统接口，从而导致复杂性和高重量的布线、以及由于辐射射频电流回路的电磁耦合风险。

在航空学中，重量的问题至关重要。此外，应当在最大可能程度上限制可归因于系统的元件之间的电磁耦合的任何机载系统故障。

本发明提供了一种电力接触器，该电力接触器降低了内部布线的复杂性，因此使得可以限制上述问题固有的后果，并且可以改善设置的可靠性。

技术实现要素：

本发明涉及一种电力接触器，该电力接触器旨在连接至dc电源从而维持电势vdc处的端子与参考电势0vdc处的端子之间的电势差。根据本发明的电力接触器包括：

-至少一个线圈，被安排用于致动至少一个电触点；以及

-至少一个控制器，向所述至少一个线圈供应由所述电源所递送的电压+vdc；以及

-至少一个辅助触点，由所述至少一个线圈致动，所述至少一个辅助触点的端子连接至所述控制器的输入端以便限定所述输入端上的电压。

所述至少一个电触点、所述至少一个线圈和所述至少一个辅助触点包封在机械壳体中。

所述电力接触器进一步包括局部电接地平面，所述局部电接地平面旨在电连接至所述电源的参考电势0vdc、并且连接至所述电力接触器之外的电接地。

来自所述至少一个线圈和来自所述至少一个辅助触点的电流回流是由连接至所述局部电接地平面的公共导体形成的。

来自所述至少一个控制器的电流回流连接至所述局部电接地平面。

在一个实施例中，所述机械壳体通过独立导体连接至所述局部电接地平面。

在一个实施例中，所述机械壳体通过公共导体连接至所述局部电接地平面，所述公共导体将来自所述至少一个线圈和来自所述至少一个辅助触点的所述电流回流连接至所述局部电接地平面。

在一个实施例中，从所述局部电接地平面到所述至少一个控制器的距离以及从所述局部电接地平面到包括开关元件的机械壳体的距离短于或等于30cm。

在一个实施例中，所述局部电接地平面上任意两点之间的电阻都低于10μω，优选地低于2μω。

在一个实施例中，所述局部电接地平面是某种材料的矩形板，所述材料的电阻率低于或等于10^-6ω.m，厚度e大于或等于0.10mm、优选地等于0.5mm，并且其板宽度l与板长度l的比率l/l高于或等于2/3且低于或等于1。

在一个实施例中，所述局部电接地平面的形状基本上是正方形。

本发明还涉及包括至少一个根据本发明的电力接触器的飞行器。

在一个实施例中，所述飞行器进一步包括总体电接地平面，所述总体电接地平面负责所述飞行器的所述电流回流，并且连接至所述至少一个电源接触器的所述局部电接地平面。

附图说明

通过阅读以下描述并检查附图将更好地理解本发明。这些描述和附图仅是以本发明的完全非限制性指示的方式提供的。

如上所述，图1示出了现有技术的电源接触器。

图2示出了第一实施例中的根据本发明的电力接触器。

图3示出了第二实施例中的根据本发明的电力接触器。

图4示出了图2的实施例中的电源接触器，所述电源接触器的电源的参考电势连接至一般接地平面。

具体实施方式

图1示出了常规地用于飞行器的机载电气系统的现有技术的接触器100的布线图。

在此所展示的电源接触器100是spst-2no-2nc接触器。其包括：

-机械壳体110，该机械壳体包封：

ο单刀单掷电触点111，包括第一端子a1和第二端子a2；

ο四个辅助触点112，其中两个是“常开”的no辅助触点，并且两个是“常闭”的nc辅助触点；

ο浪涌线圈l2，触点的浪涌电流和/或保持电流易于流经该浪涌线圈；

ο保持线圈l1+l2，保持电流易于流经所述保持线圈；

-控制器120。

易于流经浪涌线圈l2和保持线圈l1+l2以闭合电触点111的浪涌电流有时是易于流经保持线圈l1+l2以保持所述电触点闭合的保持电流的10倍。例如，浪涌电流可以是4a，并且保持电流可以是0.4a，这证明了使用两个线圈限制电源接触器激励在长时段上的功耗和发热是合理的。

在此仅通过接触器的非限制性示例的方式呈现了接触器的这些特征，所述接触器可以具有多个常开或常闭电触点和多个不同数量的常开或常闭次要触点。

电源接触器100具有：

-六个端子1、2、5、7、9、11，这六个端子和易于经受电势vdc，各自唯一地与线圈l1、l2之一或与辅助触点之一相关联；

-五个端子3、4、6、8和10，这五个端子易于经受参考电势0dc，端子3与线圈相关联，其他端子各自唯一地与一个辅助触点相关联。

端子1至11电连接且独立地连接至控制器120。

具体地包含开关元件(即，线圈和辅助触点)的机械壳体110还通过接地导体113连接至电接地310，以便将泄漏电流引开，并且避免在利用电磁屏蔽实施的所述壳体上积聚电荷。

关于控制器120，其由具有供应电势+vdc的参考电势和0vdc的电源300供应电压。

应当特别注意的是，电源接触器100包括到参考电势0vdc的六个回流。

出于更好地强调本发明的接触器的配置的目的而回顾了现有技术的接触器的这些特征，为了进行比较，将以等效的能力对本发明的接触器的配置进行说明。

图2示出了根据本发明的电源接触器200。其包括：

-机械壳体110，该机械壳体包封：

οspst电触点111，包括第一端子a1和第二端子a2；

ο四个辅助触点112，其中两个是“常开”的no辅助触点，并且两个是“常闭”的nc辅助触点；

ο浪涌线圈l2，触点的浪涌电流和/或保持电流易于流经该浪涌线圈；

ο保持线圈l1+l2，保持电流易于流经所述保持线圈；

-控制器120；以及

-局部电接地平面230，连接至电源接触器200之外的电接地310。

局部电接地平面230由作为良电导体的材料(例如，铜)构成。

与电源接触器200的线圈l1、l2和辅助触点相关联的到参考电势0vdc的连接在所述接触器的机械壳体110的内部被分组在一起，在单一连接端子3'上尽可能地接近辅助触点和线圈l1、l2。

单一公共导体(例如，电缆)用于将连接端子3'连接至局部电接地平面230。控制器120和机械壳体110独立于所述公共导体连接至所述局部电接地平面。

由于必须连接至局部电接地的元件安排，将柔性编织的电连接器用作局部电接地将需要柔性编织的连接器具有大于30cm的长度。具有这种长度的柔性编织的连接器的电阻对于柔性编织的连接器构成有效的电接地平面而言过高。

有利地，局部电接地平面230基本上采用矩形板形状，该矩形板的厚度为至少0.1mm并且优选地等于0.5mm，并且其长度l和宽度l使得比率l/l高于三分之二且低于或等于1。优选地，该板的形状基本上为正方形。这些特征使得可以当多个信号共享同一电回流接地时在电接地平面上的任意两点之间获得足够低以使通过公共阻抗的干扰风险降低至与机载设备的要求相符的水平的电阻。使用板而不是柔性编织的连接器使得可以限制多触点连接的数量，因此避免了在连接点处电阻的局部增大，并且还避免了电气系统的可靠性降低。

在实践中，表达“足够低的电阻”被理解为意指小于10μω、优选地小于2μω的电阻。为了获得这样的电阻，该至少一个电接地平面230可以由作为良电导体的材料(例如，铜)构成。表达“良导体的材料”应根据通常被配电系统领域的技术人员所理解的含义来采用。一般而言，在工作条件下展现出小于10^-6ω.m的电阻率的材料被认为是“良导体”。

有利地，局部电接地平面230被定位成尽可能接近机械壳体110和控制器120，以便限制所使用的电缆的长度并且因此限制重量。优选地，局部电接地平面230的安排使得用于连接连接端子3'、机械壳体110和控制器120的导电电缆的长度小于30cm。

在一个未展示的实施例中，根据本发明的一个接触器的局部电接地平面230可以用作根据本发明的另一个接触器200的局部电接地平面230，特别是在电机柜包括多个电接触器的情况下。

在所展示的示例中，通过以这种方式将接触器200的电流回流分组在一起，所使用的电缆的数量被减少了四倍，从而从：

-初始地使用一条电缆将线圈连接至参考电势；

-初始地使用四条电缆将辅助触点的端子连接至参考电势0vdc；

改变为使用单一电缆进行所有这些连接。

在图3所展示的一个实施例中，用于将连接端子3'连接到局部电接地平面230的单一公共导体还用于将机械壳体110连接至所述局部电接地平面。

根据本发明的组件因此使得电源接触器200可以使用局部电接地平面230来在内部布线。

限制电缆的数量使得可以将接触器200中所使用的布线重量在实践中限制约30％，并且可以最小化辐射射频电流回路，因此降低可能导致电气系统故障的电磁耦合的风险。

比如在此所描述的本发明适合于任何类型的交通工具，并且特别适合于具有主要由复合材料制成的结构的飞行器。具体地，这种飞行器配备有总体电接地平面400，因为总是可能出现的泄漏电流易于损坏所述结构。根据本发明的电力接触器200可以有利地用于这类飞行器，该飞行器的电接地平面充当如图4中展示的总体电接地平面400，局部接地平面230的参考电势经由电源300返回到该总体电接地平面。在此，有利地利用总体电接地平面400来替换图2的实施例的电接地310。

然而，应注意的是，本发明不仅仅局限于在此所描述的实施例的航空学领域，而是可以适于如例如汽车领域等其他工业领域。