一种智能型永磁真空接触器的制作方法

1.本实用新型涉及中压电气开关设备领域，具体涉及一种智能型永磁真空接触器。


背景技术：

2.真空接触器作为作为一种中压电气控制开关设备，利用真空灭弧室灭弧，可以频繁接通和切断正常工作电流，适用于控制和保护电动机、变压器、无功补偿等设备，特别适用于需要远距离接通和断开电路，以及频繁起动和停止电动机的场合。
3.现有的中压真空接触器多为弹簧操动机构或电磁操动机构，弹簧操动机构存在零部件多、精度要求高、组装繁琐的不足，而电磁操动机构则需要外部电源维持合闸状态，功率消耗大。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种智能型永磁真空接触器，通过整体结构上的改进，针对需要频繁开断电流的工作环境能够实现快速响应，高效可靠。
5.为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
6.一种智能型永磁真空接触器，包括立架、接触器用真空泡、软连接、绝缘子、超程弹簧、永磁机构和智能控制器，所述立架设有绝缘基架，所述接触器用真空泡的静触头端通过铜排固定于所述绝缘基架，所述软连接固定于所述接触器用真空泡的动触头端，所述绝缘子穿过所述软连接的开孔并旋入所述接触器用真空泡的动触头端，所述超程弹簧置于所述绝缘子下端，所述立架还设有连杆，所述连杆固定连接所述超程弹簧下端面，所述连杆在所述立架内沿竖直方向滑动，所述连杆下方固定有支架，所述永磁机构固定于所述立架底部，所述永磁机构包括外框以及设置于所述外框内部的合分闸线圈、永磁体、分闸弹簧和动铁芯，所述动铁芯设有水平设置的吸合部和竖直设置的伸出部，所述合分闸线圈设于所述永磁体上方，所述永磁体设于所述吸合部上方，所述伸出部由所述外框顶部的缺口处伸出，所述分闸弹簧套设于所述伸出部顶部，所述支架固定于所述伸出部顶部，所述智能控制器设于所述立架内部，所述智能控制器用于控制所述合分闸线圈电流方向。
7.进一步地，本实用新型提出的一种智能型永磁真空接触器中，所述立架还设有横梁、左侧板、右侧板和底板，所述横梁两侧分别固定所述左侧板和右侧板，所述底板固定于所述左侧板和右侧板的底部，所述绝缘基架固定于所述横梁上方，所述永磁机构固定于所述底板上方。
8.进一步地，本实用新型提出的一种智能型永磁真空接触器中，所述左侧板和右侧板均沿竖直方向设有条形槽，所述连杆的两端均设有铜套，所述铜套限位于所述条形槽中。
9.进一步地，本实用新型提出的一种智能型永磁真空接触器还包括手动脱扣装置，所述手动脱扣装置包括脱扣支架、脱扣轴和脱扣拨片，所述脱扣支架固定于所述永磁机构的外框上方，所述脱扣轴设置于所述脱扣支架上的通孔内，所述脱扣拨片固定于所述脱扣
轴上，所述脱扣拨片能够随所述脱扣轴转动。
10.进一步地，本实用新型提出的一种智能型永磁真空接触器还包括辅助开关，所述辅助开关固定于所述底板上，所述辅助开关内部设有弹簧和触点，所述连杆上还设有压板，所述压板位于所述辅助开关上端接触点的正上方。
11.进一步地，本实用新型提出的一种智能型永磁真空接触器中，所述辅助开关和压板均设有两组，其中第一组辅助开关内部的触点为常开触点，第二组辅助开关内部的触点为常闭触点。
12.进一步地，本实用新型提出的一种智能型永磁真空接触器中，所述智能控制器包括开关电源电路、合闸储能电容、分闸储能电容、合闸开关器件、分闸开关器件、辅助电源电路、主控模块、分闸信号处理模块、合闸信号处理模块、分闸驱动电路、合闸驱动电路，所述开关电源电路输入端连接外部电路，所述开关电源电路输出端经过所述合闸储能电容连接所述合闸开关器件，所述开关电源电路输出端经过所述分闸储能电容连接所述分闸开关器件，所述合闸开关器件和分闸开关器件分别连接所述合分闸线圈的一端，所述开关电源电路输出端经过所述辅助电源电路连接所述主控模块，所述主控模块分别连接所述分闸信号处理模块和合闸信号处理模块，所述主控模块经过所述合闸驱动电路连接所述合闸开关器件驱动端，所述主控模块经过所述分闸驱动电路连接所述分闸开关器件驱动端。
13.进一步地，本实用新型提出的一种智能型永磁真空接触器中，所述合闸开关器件包括第一igbt管和第二igbt管，所述分闸开关器件包括第三igbt管和第四igbt管，所述开关电源电路输出端连接所述合闸储能电容正极、所述第一igbt管集电极、所述第三igbt管集电极和所述分闸储能电容正极，所述第一igbt管发射极连接所述第二igbt管集电极和所述合分闸线圈第一端，所述所述第三igbt管发射极连接所述第四igbt管集电极和所述合分闸线圈第二端，所述合闸储能电容负极、所述第二igbt管发射极、所述第四igbt管发射极和所述分闸储能电容负极均接地，所述合闸驱动电路连接所述第一igbt管栅极和第二igbt管栅极，所述分闸驱动电路连接所述第三igbt管栅极和第四igbt管栅极。
14.进一步地，本实用新型提出的一种智能型永磁真空接触器中，所述智能控制器还包括分闸信号检测模块、合闸信号检测模块和报警输出电路，所述分闸信号检测模块连接第二组辅助开关内部的触点，所述合闸信号检测模块连接第一组辅助开关内部的触点，所述主控模块分别连接所述分闸信号检测模块、合闸信号检测模块和报警输出电路。
15.进一步地，本实用新型提出的一种智能型永磁真空接触器中，所述智能控制器还包括led显示电路，所述主控模块连接所述led显示电路。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
17.本实用新型在合闸状态靠永磁力保持，无需外部电源持续，具有功耗小、可靠性高的特点；分闸时依靠内部分闸弹簧释放能量和同方向电磁力使动铁芯运动到分闸终端位置，动作反应速度快。本实用新型手动脱扣装置能够完成事故状态外部手动分闸，辅助开关提供辅助触点可指示分闸、合闸到位情况，未到位可产生报警，有效提高了使用可靠性。本实用新型结构精简、体积小、功耗小，针对需要频繁开断电流的工作环境，能够实现快速响应，高效可靠。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例整体结构示意图。
19.图2为本实用新型实施例中永磁机构在合闸状态下结构示意图。
20.图3为本实用新型实施例中永磁机构在分闸状态下结构示意图。
21.图4为本实用新型实施例合闸状态示意图。
22.图5为本实用新型实施例分闸状态示意图。
23.图6为本实用新型实施例中手动脱扣装置结构示意图。
24.图7为本实用新型实施例中智能控制器结构示意图。
25.图8为本实用新型实施例中智能控制器部分电路示意图。
26.图中：1
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立架，11
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绝缘基架，12
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铜排，13
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连杆，14
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支架，131
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铜套，132
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压板，15
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横梁，16
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左侧板，17
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右侧板，18
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底板，2
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接触器用真空泡，3
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软连接，4
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绝缘子，5
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超程弹簧，6
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永磁机构，61
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外框，62
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合分闸线圈，63
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永磁体，64
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分闸弹簧，65
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动铁芯，651
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吸合部，652
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伸出部，7
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智能控制器，701
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开关电源电路，702
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合闸储能电容，703
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分闸储能电容，704
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合闸开关器件，705
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分闸开关器件，706
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辅助电源电路，707
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主控模块，708
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分闸信号处理模块，709
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合闸信号处理模块，710
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分闸驱动电路，711
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合闸驱动电路，712
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分闸信号检测模块，713
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合闸信号检测模块，714
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报警输出电路，715
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led显示电路，8
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手动脱扣装置，81
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脱扣支架，82
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脱扣轴，83
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脱扣拨片，9
‑
辅助开关。
具体实施方式
27.以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
28.参见图1至图3所示，本实用新型提供一种智能型永磁真空接触器，其特征在于，包括立架1、接触器用真空泡2、软连接3、绝缘子4、超程弹簧5、永磁机构6和智能控制器7，立架1设有绝缘基架11，接触器用真空泡2的静触头端通过铜排12固定于绝缘基架11，软连接3固定于接触器用真空泡2的动触头端，绝缘子4穿过软连接3的开孔并旋入接触器用真空泡2的动触头端，超程弹簧5置于绝缘子4下端，立架1还设有连杆13，连杆13固定连接超程弹簧5下端面，连杆13在立架1内沿竖直方向滑动，连杆13下方固定有支架14，永磁机构6固定于立架1底部，永磁机构6包括外框61以及设置于外框61内部的合分闸线圈62、永磁体63、分闸弹簧64和动铁芯65，动铁芯65设有水平设置的吸合部651和竖直设置的伸出部652，合分闸线圈62设于永磁体63上方，永磁体63设于吸合部651上方，伸出部652由外框61顶部的缺口处伸出，分闸弹簧64套设于伸出部652顶部，支架14固定于伸出部652顶部，智能控制器7设于立架1内部，智能控制器7用于控制控制合分闸线圈62电流方向。
29.在本实施例中，绝缘基架11用于固定接触器用真空泡2；接触器用真空泡2作为开断工作电流关键元器件，静触头作为工作电流输入端；软连接3作为工作电流接线输出端；绝缘子4保证软连接3与地的电气绝缘；超程弹簧5压缩储能提供分闸速度；永磁机构6作为合闸、分闸运动关键部件；智能控制器7控制永磁机构合闸、分闸动作。
30.参见图4所示，在本实施例的合闸过程中，智能控制器7控制合分闸线圈62电流，使得合分闸线圈62产生的磁场能够吸合动铁芯65克服分闸弹簧64向上运动并压缩储能，永磁体63磁力吸合动铁芯65完成合闸，保持合闸状态下，动铁芯向上运动8mm。在合闸过程中，支架14和连杆13一起向上运动6mm，使接触器用真空泡2动静触头接触合闸，动铁芯65继续向
上运动2mm，连杆13压缩超程弹簧5，压缩量为2mm，工作电流从接触器用真空泡2静触头流向软连接3。
31.参见图5所示，在本实施例的分闸过程中，智能控制器7控制合分闸线圈62电流，使得合分闸线圈62产生的磁场与永磁体63相斥，分闸弹簧64瞬间释放压缩量，动铁芯65被迫分离永磁体63，向下运动到终端位置完成分闸，动铁芯63向下运动8mm。在分闸过程中，动铁芯与外部支架14和连杆13一起向下运动2mm，使超程弹簧5释放2mm压缩量，提供了分闸速度，动铁芯65继续向下运动6mm将接触器用真空泡2动静触头分离分闸，切断工作电流。
32.本实用新型实施例在合闸状态靠永磁力保持，无需外部电源持续，具有功耗小、可靠性高的特点；分闸时依靠内部分闸弹簧释放能量和同方向电磁力使动铁芯运动到分闸终端位置，动作反应速度快。
33.进一步地，参见图1所示，作为一种改进实施例，立架1还设有横梁15、左侧板16、右侧板17和底板18，横梁15两侧分别固定左侧板16和右侧板17，底板18固定于左侧板16和右侧板17的底部，绝缘基架11固定于横梁15上方，永磁机构6固定于底板18上方。
34.进一步地，参见图1所示，作为一种改进实施例，左侧板16和右侧板17均沿竖直方向设有条形槽，连杆13的两端均设有铜套131，铜套131限位于条形槽中。本实施例中，条形槽起到导向作用，使连杆13沿竖直方向运动。
35.进一步地，参见图6所示，作为一种改进实施例，一种智能型永磁真空接触器还包括手动脱扣装置8，手动脱扣装置8包括脱扣支架81、脱扣轴82和脱扣拨片83，脱扣支架81固定于永磁机构6的外框61上方，脱扣轴82设置于脱扣支架81上的通孔内，脱扣拨片83固定于脱扣轴82上，脱扣拨片83能够随脱扣轴82转动。
36.在本实施例中，手动脱扣装置8的设置是为了完成事故状态下外部手动分闸。当永磁机构6处于合闸状态时，通过外部手动力量旋转脱扣轴82，带动脱扣拨片83向下方转动作用于支架11上，使永磁机构6脱离合闸位置，加上超程弹簧5释放压缩使接触器完成分闸。
37.进一步地，参见图1所示，作为一种改进实施例，一种智能型永磁真空接触器还包括辅助开关9，辅助开关9固定于底板18上，辅助开关9内部设有弹簧和触点，连杆13上还设有压板132，压板132位于辅助开关9上端接触点的正上方。
38.在本实施例中，辅助开关9的作用为提供辅助触点。辅助开关9利用本身内部弹簧特性，在合闸过程中，压板132跟随连杆13向上运动，所述的辅助开关9上端接触点与压板132分开，内部弹簧释放，触点状态改变；在分闸过程中，压板132跟随连杆13向下运动，压板132压缩辅助开关9上端接触点，辅助开关9内部弹簧压缩，触点状态改变。
39.进一步地，参见图1所示，作为一种改进实施例，辅助开关9和压板132均设有两组，其中第一组辅助开关9内部的触点为常开触点，第二组辅助开关9内部的触点为常闭触点。
40.在本实施例中，在合闸前，第一组辅助开关9内部的触点为开通状态，第二组辅助开关9内部的触点为闭合状态，在此状态下，可进行合闸操作；合闸过程结束时，第一组辅助开关9内部的触点改变为闭合状态，第二组辅助开关9内部的触点改变为打开状态，在此状态下，表示合闸到位。在分闸前，第一组辅助开关9内部的触点为闭合状态，第二组辅助开关9内部的触点为开通状态，在此状态下，可进行分闸操作；分闸过程结束时，第一组辅助开关9内部的触点改变为开通状态，第二组辅助开关9内部的触点改变为闭合状态，在此状态下，表示分闸到位。
41.进一步地，参见图7所示，作为一种改进实施例，智能控制器7包括开关电源电路701、合闸储能电容702、分闸储能电容703、合闸开关器件704、分闸开关器件705、辅助电源电路706、主控模块707、分闸信号处理模块708、合闸信号处理模块709、分闸驱动电路710、合闸驱动电路711，开关电源电路701输入端连接外部电路，开关电源电路701输出端经过合闸储能电容702连接合闸开关器件704，开关电源电路701输出端经过分闸储能电容703连接分闸开关器件705，合闸开关器件704和分闸开关器件705均连接合分闸线圈62，开关电源电路701输出端经过辅助电源电路706连接主控模块707，主控模块707分别连接分闸信号处理模块708和合闸信号处理模块709，主控模块707经过合闸驱动电路711连接合闸开关器件704驱动端，主控模块707经过分闸驱动电路710连接分闸开关器件705驱动端。
42.在本实施例中，开关电源电路701适配工作电源ac220v/dc110v/dc220v输入，输出稳定电压供合闸储能电容702和分闸储能电容703充电，并为辅助电源电路706提供输入；辅助电源电路706为主控模块707提供电压为3.3v的直流电源。智能控制器7经合闸信号处理模块709接收到合闸信号后，通过合闸驱动电路711控制合闸开关器件704，使合闸储能电容702从输出端释放电流到永磁机构6的合分闸线圈62，合分闸线圈产生磁场吸合动铁芯65开启合闸过程。智能控制器7经分闸信号处理模块708接收至分闸信号后，通过分闸驱动电路710控制分闸开关器件705，使分闸储能电容710从输出端释放与合闸相反的直流电流到永磁机构6的合分闸线圈62，合分闸线圈62产生与永磁体63相反磁场，分闸弹簧释放能量使动铁芯65被迫分离永磁体63开启分闸过程。
43.在一些实施例中，辅助电源电路706还提供+24v直流电压输出。
44.在一些实施例中，主控模块707采用主流的控制器芯片实现。
45.进一步地，参见图8所示，作为一种改进实施例，合闸开关器件704包括第一igbt管q1和第二igbt管q2，分闸开关器件705包括第三igbt管q3和第四igbt管q4，开关电源电路701输出端连接合闸储能电容702正极、第一igbt管q1集电极、第三igbt管q3集电极和分闸储能电容703正极，第一igbt管q1发射极连接第二igbt管q2集电极和合分闸线圈62第一端，第三igbt管q3发射极连接第四igbt管q4集电极和合分闸线圈62第二端，合闸储能电容702负极、第二igbt管q2发射极、第四igbt管q4发射极和分闸储能电容703负极均接地，合闸驱动电路711连接第一igbt管q1栅极和第二igbt管q2栅极，分闸驱动电路710连接第三igbt管q3栅极和第四igbt管q4栅极。
46.在本实施例中，等待合闸分闸状态时，第二igbt管q2和第四igbt管q4均处于导通状态，第一igbt管q1和第三igbt管q3均处于关断状态。接收到合闸信号时，主控模块707通过合闸驱动电路711先控制第二igbt管q2关断，再控制第一igbt管q1导通，合闸储能电容702放电经过第一igbt管q1到永磁机构6的合分闸线圈62再到第四igbt管q4，形成回路，第四igbt管q4在此过程中一直处于导通状态。接收到分闸信号时，主控模块707通过分闸驱动电路710先控制第四igbt管q4关断，再控制第三igbt管q3导通，分闸储能电容703放电经过第三igbt管q3到永磁机构6的合分闸线圈62再到第二igbt管q2，形成回路，第二igbt管q2在此过程中一直处于导通状态。
47.进一步地，参见图1、图7所示，作为一种改进实施例，智能控制器7还包括分闸信号检测模块712、合闸信号检测模块713和报警输出电路714，分闸信号检测模块712连接第二组辅助开关9内部的触点，合闸信号检测模块713连接第一组辅助开关9内部的触点，主控模
块707分别连接分闸信号检测模块712、合闸信号检测模块713和报警输出电路714。
48.在本实施例中，二组辅助开关9用于指示合闸到位情况和分闸到位情况。合闸过程结束时，若智能控制器7通过分闸信号检测模块712接收第二组辅助开关9内部的触点为开通状态，并同时通过合闸信号检测模块713接收第一组辅助开关9内部的触点为闭合状态，则表示合闸到位，智能控制器7不产生报警输出，否则，智能控制器7将产生报警输出。分闸过程结束时，若智能控制器7通过分闸信号检测模块712接收第二组辅助开关9内部的触点为闭合状态，并同时通过合闸信号检测模块713接收第一组辅助开关9内部的触点为开通状态，则表示分闸到位，智能控制器7不产生报警输出，否则，智能控制器7将产生报警输出。
49.进一步地，参见图7所示，作为一种改进实施例，智能控制器7还包括led显示电路715，主控模块707连接led显示电路715。led显示电路715用于指示当前智能控制器工作状态和合闸、分闸状态。
50.本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。