專利名稱：節能接觸器的制作方法
技術領域：
本發明是一種控制電機或其它電器電路通斷的接觸器。
現有的接觸器在電器運行時，其鐵芯線圈始終要保持有一定的維持電流，因而要消耗一定的電能。本發明的目的是只在接觸器啟動瞬間線圈通電吸合，而后靠機械自保持其吸合狀態，接觸器線圈不再耗電，其優點是1、節約電能。2、提高功率因數。3、接觸器運行期間不發熱。4、運行無噪音。
本發明對現有的接觸器進行了改進，現以交流接觸為例說明其工作過程。
對于大型動鐵為旋轉式交流接觸器，加裝了圖(2)所示的機械自鎖裝置。按動圖(1)電路中的按鈕開關K2，主線圈J2通電〔圖(2)中未標出〕，產生的吸力將動鐵或和動鐵相連部位7吸下，在達到極限位置時，被棘爪5卡住，這時接觸器接通，當K2抬起時雖然主線圈斷電，可是由于棘爪5的作用動鐵不能返回，所以接觸器仍為接通狀態，4為扭簧，產生的順時針力矩使棘爪5卡住動鐵7，6為限位塊。當需要接觸器釋放時，按動圖(1)中的K1，A相電經D1、R1、J1、K1到達B相，附加線圈J1被接通，也即圖(2)中的附加線圈1被接通，靜鐵鐵芯2產生吸力將動鐵3吸下，棘爪5逆時針運動，動鐵7在扭簧4的作用下返回，接觸器釋放，就這樣按動K2接觸器接通，按下K1接觸器釋放。
在吸合狀態時如外電路停電，為防止供電時被控制的電器突然自行起動，增設了一套使之退出吸合狀態的電路圖(1)。
C1、C2為分壓電容，其容量均不大，以求通過的電流較少，線路中接入電容可以提高感性負載的功率因數，分壓后的低電壓經過ZL整流給C3、C4充電，由于晶體管T的e極和b極電位相同，晶體管處于截止狀態，穩壓管W1的作用是使截止更為可靠。R2是檢測電阻，阻值較大，如果運行中外電路停電，由于R2的泄放作用，R2上部電位逐漸降低以致于引起三極管導通，C4上的儲能形成集電極電流流向可控硅的觸發極，可控硅導通，C5上的儲能將通過線圈J1常開觸點、可控硅流入B相，即圖(2)中附加線圈1通導，吸動動鐵2向下運動，動鐵7脫鉤而向上抬起，接觸器釋放。
RV為壓敏電阻，當線路超壓時，經RV、R3、R4有一過電壓電流，在R4上產生一低電壓，經D5向可控硅流入一觸發電流，引起可控硅導通，J1通電后接觸器釋放，因而實現過壓保護。
A和B之中任一相在運行中缺相，C4上的儲能都會經過晶體管集電極、D4向可控硅注入一觸發電流，從而導致接觸器釋放。同樣，B和C之中的任一相在運行中缺相，C4′上的儲能會經過晶體管T′、D6向可控硅注入一觸發電流，導致接觸器釋放，這就實現了缺相保護。
在運行中B相電流過大時，在電流線圈二端產生一過電壓，D8上端的過電壓經W2、D7向可控硅注入一觸發電流，導致接觸器釋放，這就實現了單相過流保護(過流線圈也可用感應線圈)。
圖(1)電路的特點是功耗極微，在電器運行時晶體管是截止的，只是在外電路停電時才會形成集電極電流流向可控硅觸發極。
用圖(3)所示的裝置也可實現機械自鎖，圖中1為附加線圈，2為附加線圈靜鐵芯，3為附加線圈的動鐵芯，4為彈簧，5為棘爪，6為動鐵芯(或和動鐵芯相連的部位)，其動作過程和圖(2)相似。
圖(2)、圖(3)中的棘爪最好用非磁性金屬材料制成以免除其吸附作用。
對于動鐵為直動式接觸器則采用不增加附加線圈的方法完成機械自鎖，在圖(1)電路中取消J2，保留J1這時的J1為主線圈，機械自鎖的示意圖如圖(4)、圖(5)、圖(6)。
將內壁有導向條的園筒7固定置于接觸器山型靜鐵芯的中心處，連桿15上的孔1和動鐵芯相連接，2為連桿內的空腔，園臺6可在其中平動或轉動，3為U型銷，和園臺6以下的細軸相配合，4為溝槽，由圖(5)所示的導向條導向帶動連桿15上下運動，7為外園筒的剖面，8為活動轉芯16上的角齒，9為活動轉芯上的溝槽，10為支撐軸，由于彈簧11的作用，活動轉芯有向上運動的趨勢。圖(5)為外園筒剖面示意圖，在導向條12下部有一斜面。圖(6)為A－A剖面示意圖，13為角齒8上的斜面，14為園筒定位條。
若初始狀態如圖(4)所示(園臺6推入到空腔2里并由U型銷束住)按動K1，線圈J1通電，連桿15由動鐵芯帶動向下運動并帶動觸點吸合，當抬起按鈕時，角齒8在導向條下部斜面作用下受到阻隔，動鐵芯不能彈回，接觸器的觸點仍保持吸合。再按動K1，動鐵芯向下運動，在傘形齒的作用下，活動轉芯16旋轉，使溝槽4和9相對齊，抬起K1時動鐵芯向上運動，活動轉芯16由導向條12導向隨之向上運動，接觸器脫離吸合狀態。就這樣按動K1一次觸點吸合，再按動一次K1觸點脫離，每吸動一次活動轉芯旋轉60°，外電路停電時由圖(1)電路控制接觸器脫離吸合態的過程如前所述。
圖(4)所示各件的材料可以是非磁性金屬或工程塑料，也可將園筒內各件直接置于靜鐵芯中心的孔內而省去園筒。
另一種機械自鎖的方式示意圖如圖(7)。
圖(7)所示是一非磁性材料金屬片，1為轉軸孔，轉軸固定在靜鐵芯或和其相連的部位，在扭簧2的作用下有使金屬片向里并逆時針轉動的趨勢，3為和動鐵芯相連的柱形體，按下K1時，J1通電產生的磁力吸引動鐵芯，柱形體3隨之沿斜面向下運動，并迫使金屬片順時針旋轉，當它進入到口咀5后，由于彈簧力的作用，最終柱形體3落入到翹片4的右上角，這時雖然K1抬起，由于金屬片的阻擋；柱形體不能向上運動，和動鐵相連的觸點因而保持接觸，6為限位柱，7為滑板。再次按動K1時，柱形體3滑到翹片4的下部，當K1抬起時，柱形體從翹片底部上升回到初始位置，接觸器脫離接觸，也即按動K1一次接觸器接通，再按動一次接觸器釋放。上述非磁性金屬片也可用工程塑料制作。為了使受力平衡也可以在動鐵芯的二側各放置一只圖(7)所示的金屬片。
接觸器使用直流電源(直流接觸器)，可將圖(1)中的C1、C2換成二電阻分壓，ZL、D1去除之外，其余電路仍保留，機械部分和前述相同。
由于線圈通電時間較短，運行期間線圈不耗電，通電時渦流所造成的發熱影響不大，所以對接觸器的鐵芯材質要求不高，除用常規的矽鋼迭片外，用一體化的矽鋼、軟鐵等軟磁材料做成也可。
權利要求1.一種節約電能可以機械自保持吸合的接觸器，它由動鐵芯、靜鐵芯、主線圈、附加線圈、機械自鎖裝置和一套在外電路停電時可使之自行退出吸合狀態的電路等組成，它還可兼有過電壓、過電流，斷相保護的作用，其特征在于a、對于動鐵芯為旋轉式的大型接觸器，有一套有棘爪所構成的機械鎖定裝置，當動鐵芯或和動鐵芯相連部位運動到極限位置(接觸器接通)時被棘爪5卡住，在附加線圈通電時，附加線圈的動鐵芯3被吸動，帶動棘爪使之與動鐵芯或與其相連部位相脫離，此棘爪受彈簧4的彈壓(或扭)作用；b、對于動鐵芯為直動式的接觸器有園筒轉芯式的機械自鎖裝置，在靜鐵芯的中心處置入一內壁有導向條的園筒7，園筒內有一周邊呈角齒形狀的活動轉芯16，在其上部有一和動鐵芯相連的連桿15，連桿下部園形薄殼處有一與活動轉芯相對應的傘形齒，活動轉芯推上去由U型卡和連桿相連接；c、對于動鐵芯為直動式的接觸器還可有移動薄片式機械自鎖裝置，有一和靜鐵芯相連并可繞軸1旋轉的非磁性金屬片，此金屬片受扭簧2的作用，其上開有口咀5和翅片4，另有一在和動鐵芯相連的滑板7上有一柱形體3；d、有一套在外電路停電時可控制接觸器使之退出吸合狀態的電路，它由起濾波、檢測、延時作用的電容C3、電阻R2，二極管D2，起穩壓、保險作用的穩壓管W，供檢測、觸發可控硅的儲能電容C4，起電流放大作用的三極管、可控硅及驅動線圈J1的儲能電容C5組成，在外電路停電時C4的儲能經W、R2形成基極電流，由三極管放大后形成的集電極電流流向可控硅的觸發極，導致C5的儲能經可控硅、J1形成線圈電流而吸動鐵芯；e、有一套在斷相時可觸發可控硅使之導通的電路，它由C3′、R2′、W′、D2′、C4′、T′、D6等組成，在斷相時三極管T′形成集電極電流，C4′的儲能經D6流入可控硅使之觸發導通；f、有一套過電壓保護電路，它由壓敏電阻RV、分壓電阻R3、R4和隔離二極管D5組成，當電源過電壓時，RV導通形成電流，經R3、R4分壓后經D5觸發可控硅使之退出吸合狀態；g、有一套過電流保護電路，它由整流二極管D8吸收回路C6、R5和穩壓管W2，隔離二極管D7組成，當線路過電流時能向可控硅流入一觸發電流使之導通。
2.如權利要求1a所述的動鐵芯為旋轉式的大型接觸器，其特征是它的附加線圈受d、e、f、g電路的控制。
3.如權利要求1b、c所述的動鐵芯為直動式的接觸器，其特征是它的主線圈受d、e、f、g電路的控制。
4.如權利要求1所述的各鐵芯，其特征是用矽鋼片迭成或由一體化軟磁材料制成。
專利摘要一種節約電能、可以機械自保持吸合的接觸器，它由動鐵芯、靜鐵芯、主線圈、附加線圈、機械自鎖裝置等組成，電路失電時，在一套控制電路的作用下可以自行退出吸合狀態，同時還兼有過電壓，過電流，缺相等保護功能，在運行期間其耗電不及現有接觸器的千分之一，而且不吸取無功功率。
文檔編號H01H51/10GK2046684SQ88201878
公開日1989年10月25日 申請日期1988年3月16日 優先權日1988年3月16日
發明者毛榮之, 王開來, 馬波 申請人:毛榮之, 王開來, 馬波