一种断路器接触器结构方法与流程

文档序号:32799876发布日期:2023-01-03 23:21阅读:25来源:国知局

1.本发明涉及继电器、断路器、接触器、新能源(尤其包括新能源汽车)电控,等相关技术领域。


背景技术:

2.对于新能源电控,尤其是新能源汽车电控而言,继电器、断路器或者接触器是重要的电控物理开关部件。为使行文简洁,后文将继电器、断路器、接触器统称为“接触器”,即在本发明说明书当中及权利要求书中,“接触器”即指包括本专业领域的“继电器”、“断路器”和“接触器”。
3.在大多数的应用中,“接触器”用于控制高压和大负载的电路在物理上的通或者断,使用寿命和处理电弧往往是衡量“接触器”性能(或质量)的主要指标。虽然在绝大多数大负载电路中,所使用的“接触器”均为真空“接触器”,但“接触器”断开时依然无法避免产生电弧,且需要在尽可能短的时间内灭弧。事实上,对于“接触器”而言,无论如何改变导电材质或者“接触器”内部的空间环境,电弧的产生是必然的。因此,现有技术条件下,“接触器”的开关次数往往是几十万次。而且,需要强调的是,“接触器”之所以以开关次数作为其使用寿命的指标,是因为每次拉弧都会对“接触器”的金属触点造成伤害,导致金属接触点的接触性能逐渐下降。因此,可以肯定的是,在现有技术条件下,“接触器”有效使用生命周期内,其接触性能并不是不变的,而是在不断下降的(因此,标称为某一固定开关次数使用寿命只是针对平均的应用场景,而不是要求最严苛的应用场景)。
4.所以,“接触器”只能用于开关频率很低的应用场景中,对于大多数的、一般的应用,几十万次的开关次数确实不是问题。但随着应用负载不断地增大,电压不断增高,在越来越多新能源电控尤其是新能源汽车的电控应用中,对于开关频率和接触性能的要求越来越高。在现有技术条件下,“接触器”几十万次的开关使用寿命和不断衰减的接触性能,已经日渐无法适应应用需求。
5.本发明将提供一种“接触器”结构及方法,使“接触器”的有效开关次数大幅增加,并实现在有效使用寿命内,“接触器”的接触新能不衰减。


技术实现要素:

6.在开始阐述本发明内容之前,需要强调的是,对于“接触器”而言,在断开时对所产生电弧的灭弧处理结构或装置,在本专业技术领域是通用方法或手段。因此,在本发明中将涉及灭弧的功能,但并不申明灭弧的功能属于本发明权利范围的部分。
7.需要进一步强调的是本发明结构及方法涉及“接触器”全部功能中的绝大部分,但本发明结构及方法涉及相关原理及申明权利保护范围为“接触器”内部实现物理线路断开或连接的开关的结构及相关方法。在本发明内容的进一步描述中,将就本发明所涉及原理、结构、方法所涉及的概念及相关描述符号进行必要的定义。
8.如图 1所绘示为,在现有技术条件下,普通“接触器”内部的,简易开关结构的原理
图。图2所绘示为,在现有技术条件下,普通“接触器”内部开关结构的另一种实现原理图。显而易见,对于“接触器”而言,其内部开关结构的具体实现可以有多种形式,本发明将使用这些具体的简易结构,并在该简单结构之上创造更优越的结构并形成新的“接触器”内部开关结构。
9.如图1所绘示,标号11和标号12是可导电物理线路,标号15是简易开关结构的动触点,标号14是简易开关结构的静触点。同理,如图2所示,标号21和标号22是可导电物理线路,标号25是简易开关结构的动触点,标号23和标号24是简易开关结构的静触点。显而易见,简易开关结构的通断原理并不在其动触点或静触点的数量或运动方式,而是当静触点与动触点接触时,可导电物理线路形成物理连接关系,当静触点与动触点分开时,可导电物理线路形成物理上断开关系。因此,对于本发明而言,以最简约的方式阐述本发明的具体结构及方法,将仅以基于图1所示简易开关结构来绘示本发明的结构,但并不表示本发明仅限于基于图1所示简易开关结构来实现本发明的结构及方法。
10.如图3所绘示,为本发明“接触器”内部开关结构原理图。在本发明所提供开关结构中,以两个简易开关结构形成物理连接上的并连结构。如图3所示,标号31和标号32为可导电物理线路,标号34和标号35分别为其中简易开关结构之一的静触点和动触点,标号37和标号38为另一简易开关结构的静触点和动触点。
11.为了更清晰和简洁地阐明本发明结构及方法原理,本文就以下必要关键专业术语进行定义:“引导式接触器”,表示使用本发明结构、方法及原理所实现的“接触器”;“非引导式接触器”,表示现有技术条件下,未使用本发明结构、方法及原理所实现的“接触器”;“接触开关”,表示如前文所述,在现有技术条件下,“非引导式接触器”内部的,简易开关结构;“接触点”,表示如前文所述简易开关结构的静触点和动触点的组合;“主接触点”,表示“引导式接触器”内部两个简易开关结构中其中一个开关结构的静触点和动触点的组合;“副接触点”,表示“引导式接触器”内部,除“主接触点”以外的其它的静触点和动触点的组合。
12.显而易见,在“引导式接触器”内,在该接触器承载着高压大负荷电流时,当“副接触点”仍然保持闭合状态时,此时“主接触点”断开时,过程中并不会在“主接触点”产生电弧。
13.显而易见,在“引导式接触器”内,当“副接触点”处于闭合状态,该接触器便会开始承载高压大负荷电流,此时当处于断开状态的“主接触点”闭合时,过程中并不会在“主接触点”产生电弧。
14.所以,本发明原理1是欲使“主接触点”闭合时,首先通过“副接触点”开始引导产生电弧,并通过先于“主接触点”闭合而令电弧熄灭(此后“主接触点”闭合时将不存在足够产生电弧的高压差条件),从而令“主接触点”闭合时不会产生任何电弧(即“主接触点”永远不会因为电弧而损失接触性能)。本发明原理2是欲使“主接触点”断开时,首先保证“副接触点”仍然处于闭合状态,从而使“主接触点”在承载高压大负荷电流的情况下断开,也不会产
生任何电弧(由于“副接触点”仍处于闭合状态,“主接触点”断开过程中不存在足以产生电弧的高压差条件),等“主接触点”已经处于断开状态之后,再令“副接触点”断开,用“副接触点”承受关断高压大负荷电流而产生的电弧(并最终由灭弧装置将电弧熄灭)。
15.所以,依据本发明结构及方法,在“引导式接触器”进行断开或闭合的开关操作过程中,“主接触点”永远都不会产生电弧,不会受到电弧的高温损害,从而避免随着开关次数的增多而使“主接触点”的接触性能降低(即接触电阻变大)。显而易见,以本发明结构及方法所实现的“引导式接触器”的“主接触点”在该接触器使用生命周期内,“主接触点”的接触性能不变(即“引导式接触器”接触性能不衰减)。显而易见,原理上,当“引导式接触器”的接触性能以“主接触点”来体现,而完全不以“副接触点”的接触性能来体现,则可以得出在“引导式接触器”的使用生命周期内,该接触器的接触性能不变(即理论上该接触器的接触电阻不变)。
16.显而易见,如果以“引导式接触器”的标称接触电阻作为衡量该接触器是否应该结束其使用生命周期,很显然“引导式接触器”永远都不会结束其使用生命周期。很显然这并不客观,所以可以显而易见的推断出,决定“引导式接触器”使用生命周期的指标并不是其接触电阻的变化,而是“引导式接触器”的“副接触点”是否还能进行电弧引导,以及保证“副接触点”能够导通电流。很显然,从“副接触点”第一次开始进行电弧引导,直到“副接触点”最后一次可以顺利进行电弧引导,并不能仅仅以开关次数来计算,因为这个开关次数会是一个远远超过几十万次的较大的数字(因为在接触电阻大到很离谱的情况下,依然可以进行电弧引导,而被引导出的电弧会在很短的时间内被熄灭,因此也并不会产生过多的热量)。
17.因此,相较于“非引导式接触器”,“引导式接触器”具有超乎想象的、足够长的可使用生命周期。
附图说明
18.下面将以明确易懂的方式,结合附图说明优选实施方式,对本方案的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
19.图1是现有技术条件下单触点“接触器”原理示意图;图2是现有技术条件下双触点“接触器”原理示意图;图3是本发明技术条件下单触点“接触器”原理示意图。
具体实施方式
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见,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它的附图,并获得其它的实施方式。
21.为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个或几个,或仅标出了其中的一个或几个,在本文中,“一个”不仅表示“仅此一个”,也可以表示“多于一个”的情形,“几个”不仅表示在图中出现的固
定数目,根据本发明技术方案原理,在不同的具体应用场景中,本文图中所绘示的“几个”可以是适应不同具体应用场景的具体数量,本文并不限制“几个”为本文图中所绘示的固定数量。
22.实施例1本发明的一个实施例,实现“引导式接触器”由闭合状态转变为断开状态,包括步骤:“引导式接触器”的“主接触点”和“副接触点”均处于闭合状态,“引导式接触器”接收到转变为断开状态的指令。
[0023]“引导式接触器”首先将“主接触点”转为断开状态,由于“副接触点”仍处于闭合状态,因此在“主接触点”断开的过程中,“主接触点”的动接触点与静接触点之间没有电弧。
[0024]
当“引导式接触器”的“主接触点”处于断开状态,“引导式接触器”再开始将“副接触点”转变为断开状态,与此同时“引导式接触器”灭弧装置吸收“副接触点”的动接触点与静接触点之间的电弧,令电弧最终消失。
[0025]
当“引导式接触器”的“副接触点”处于断开状态,且电弧完全消失,确认完成“引导式接触器”由闭合状态转变为断开状态。
[0026]
实施例2本发明的一个实施例,实现“引导式接触器”由断开状态转变为闭合状态,包括步骤:“引导式接触器”的“主接触点”和“副接触点”均处于断开状态,“引导式接触器”接收到转变为闭合状态的指令。
[0027]“引导式接触器”首先将“副接触点”转为闭合状态,与此同时“引导式接触器”灭弧装置吸收“副接触点”的动接触点与静接触点之间的电弧,令电弧最终消失。
[0028]
当“引导式接触器”的“副接触点”处于闭合状态,且电弧完全消失,“引导式接触器”再开始将“主接触点”转你为闭合状态。由于此时“副接触点”已经处于闭合状态,在“主接触点”转为闭合状态的过程中,“主接触点”的动接触点与静接触点之间没有电弧。
[0029]
当“引导式接触器”的“主接触点”处于闭合状态,确认完成“接触器”由断开状态转变为闭合状态。
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