專利名稱：復(fù)合投切開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合投切開(kāi)關(guān)，尤指一種能避免涌流、增加開(kāi)關(guān)使用壽命、保證零電壓開(kāi)啟和零電流關(guān)斷的復(fù)合投切開(kāi)關(guān)。
開(kāi)關(guān)，作為機(jī)電設(shè)備的控制元件，分為觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)和無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電流小，一般不發(fā)熱，但由于其固有的機(jī)械特性，導(dǎo)通角和分?jǐn)嘟鞘侨我獾?，使其觸點(diǎn)的閉合和關(guān)斷時(shí)刻不能被控制，當(dāng)使用作為接觸器時(shí)，可能是在電壓最高的時(shí)刻接通或分?jǐn)啵虼送诮油〞r(shí)產(chǎn)生很大的涌流；分?jǐn)鄷r(shí)產(chǎn)生過(guò)電壓。涌流的沖擊、過(guò)電壓的作用常使機(jī)電設(shè)備損壞。同時(shí)，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)接通和分?jǐn)鄷r(shí)還會(huì)產(chǎn)生電弧，腐蝕觸點(diǎn)，從而使觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的壽命縮短。
針對(duì)上述問(wèn)題，專用開(kāi)關(guān)電容器的接觸器通過(guò)一組輔助觸點(diǎn)和串接電阻來(lái)抑制涌流的大小，如

圖1所示，但它不能消除涌流。
本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種復(fù)合投切開(kāi)關(guān)，其可在零電壓開(kāi)啟和零電流關(guān)斷，消除涌流和過(guò)電壓，消除觸點(diǎn)電弧，延長(zhǎng)電器的使用壽命。
本實(shí)用新型的次要目的在于提供一種復(fù)合投切開(kāi)關(guān)，其對(duì)熱設(shè)計(jì)的要求降低，不需要外加散熱器。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種復(fù)合投切開(kāi)關(guān)，其可采用交流或直流驅(qū)動(dòng)，可用作單相或三相開(kāi)關(guān)。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種復(fù)合投切開(kāi)關(guān)，該復(fù)合投切開(kāi)關(guān)設(shè)有接觸器及控制電路，接觸器的主觸頭連接在供電主回路中，它還包括檢測(cè)控制電路、電子開(kāi)關(guān)；控制電路設(shè)有信號(hào)輸入端，并且具有延時(shí)控制輸出端和普通控制輸出端；檢測(cè)控制電路的輸出端與控制電路的信號(hào)輸入端連接；電子開(kāi)關(guān)與接觸器的主觸頭并聯(lián)，該電子開(kāi)關(guān)與控制電路的普通輸出端連接，接觸器的吸合線圈與控制電路的延時(shí)控制輸出端連接。
所述的電子開(kāi)關(guān)為雙向可控硅。
所述的電子開(kāi)關(guān)為光電耦合電子開(kāi)關(guān)。
所述的檢測(cè)控制電路為過(guò)零控制電路，該過(guò)零控制電路的信號(hào)輸入端連接在供電主回路中。
所述的檢測(cè)控制電路為直流信號(hào)控制電路。
由于本實(shí)用新型的主回路的交流開(kāi)關(guān)接觸器上并聯(lián)有一電子開(kāi)關(guān)，當(dāng)控制輸入接收到閉合信號(hào)后，在檢測(cè)控制電路和控制電路的控制下，電子開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，在零電壓時(shí)接通主回路(在交流驅(qū)動(dòng)時(shí))，之后通過(guò)控制電路延時(shí)接通接觸器的線圈，接觸器觸頭閉合并旁路電子開(kāi)關(guān)的承載電流，觸點(diǎn)閉合時(shí)刻兩端的電壓為零。當(dāng)控制電路輸入端接收到斷開(kāi)信號(hào)時(shí)，控制電路控制接觸器斷開(kāi)，觸點(diǎn)電流轉(zhuǎn)至電子開(kāi)關(guān)，觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)刻兩端電壓為零。如此，消除了供電回路接通時(shí)的涌流和用電器的過(guò)電壓、避免了接觸器觸點(diǎn)電弧，延長(zhǎng)了電器壽命；電子開(kāi)關(guān)只在閉合和關(guān)斷的(1-3)個(gè)周期內(nèi)承載，其損耗可忽略不計(jì)，降低了對(duì)熱設(shè)計(jì)的要求，不需要外加散熱器。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電路圖。
圖2為本實(shí)用新型的閉合、斷開(kāi)原理圖。
圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例1直流驅(qū)動(dòng)的單相開(kāi)關(guān)電路。
圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例2交流驅(qū)動(dòng)的單相開(kāi)關(guān)電路。
圖5為本實(shí)用新型的實(shí)施例3交流驅(qū)動(dòng)的三相開(kāi)關(guān)電路。
圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例1在閉合時(shí)電子開(kāi)關(guān)電流、電子開(kāi)關(guān)電壓的波形圖。
圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例1在閉合時(shí)接觸器觸頭電流、電子開(kāi)關(guān)電壓的波形圖。
圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例1在斷開(kāi)時(shí)電子開(kāi)關(guān)電流、電子開(kāi)關(guān)電壓的波形圖。
圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例1在斷開(kāi)時(shí)接觸器觸頭電流、電子開(kāi)關(guān)電壓的波形圖。
如圖2所示，顯示了在閉合、斷開(kāi)時(shí)，接觸器和電子開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。當(dāng)控制信號(hào)在t1時(shí)給出閉合信號(hào)，電子開(kāi)關(guān)即時(shí)閉合，經(jīng)延時(shí)后，接觸器閉合并處于導(dǎo)通狀態(tài)，而電子開(kāi)關(guān)由于接觸器的導(dǎo)通而不承載電壓；當(dāng)控制信號(hào)在t2時(shí)給出開(kāi)斷信號(hào)時(shí)，接觸器斷開(kāi)，流經(jīng)的接觸器的電流轉(zhuǎn)至電子開(kāi)關(guān)，在控制電路的作用下，電子開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，并且在電壓過(guò)零時(shí)斷開(kāi)。
如圖3所示，本實(shí)用新型在直流驅(qū)動(dòng)時(shí)，直流控制信號(hào)直接輸入控制電路，控制電路由一二極管D、電阻R、電容C、光耦合二極管、繼電器D5組成，控制信號(hào)的正極A分兩路連接輸出，一路通過(guò)二極管D、電阻R、接到光耦合二極管與電容C的正極，光耦合二極管與電容C的負(fù)極連接到控制信號(hào)的負(fù)極B；另一路通過(guò)繼電器D5后連接到控制信號(hào)的負(fù)極B。需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施例中，直流信號(hào)控制電路是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此就不再贅述。
主回路的接觸器J的主觸點(diǎn)上并聯(lián)有由雙向可控硅組成的電子開(kāi)關(guān)，并聯(lián)接點(diǎn)分兩路，一路接控制電路的繼電器D5的觸頭，通過(guò)該觸頭向接觸器J的線圈供電；另一路直接通過(guò)電容D9接到供電主回路。
當(dāng)控制信號(hào)為閉合信號(hào)時(shí)，控制信號(hào)通過(guò)二極管D、電阻R、驅(qū)動(dòng)光耦合二極管，該光耦合二極管發(fā)光使雙向可控硅導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)壓開(kāi)啟，接通供電主回路；同時(shí)控制電路的電容C被充電，經(jīng)一段延時(shí)后，向繼電器D5供電，繼電器D5的觸頭向接觸器J的線圈供電，接觸器J的主觸頭閉合，閉合時(shí)刻該觸頭兩端的電壓為零，電子開(kāi)關(guān)被旁路，不承載電流，供電主回路進(jìn)入工作狀態(tài)。
當(dāng)給出斷開(kāi)控制信號(hào)時(shí)，繼電器D5即時(shí)斷電，其觸頭即時(shí)斷開(kāi)接觸器J的線圈，接觸器J的主觸頭即時(shí)斷開(kāi)，此刻，接觸器J的觸點(diǎn)電流轉(zhuǎn)至電子開(kāi)關(guān)，因而，在斷開(kāi)時(shí)刻，接觸器J的觸點(diǎn)兩端電壓為零，同時(shí)控制電路的電容C放電，經(jīng)一段時(shí)間后，光耦合二極管供電開(kāi)斷，雙向可控硅截止，從而，供電主回路斷開(kāi)。
如圖4所示，本實(shí)用新型在交流單相驅(qū)動(dòng)時(shí)，過(guò)零控制電路產(chǎn)生的控制信號(hào)輸入到控制電路的輸入端?？刂齐娐芳肮╇娭骰芈返墓ぷ鬟^(guò)程與直流驅(qū)動(dòng)控制相同，在此不再贅述。
如圖5所示，本實(shí)用新型在交流三相驅(qū)動(dòng)時(shí)，過(guò)零控制電路與單相驅(qū)動(dòng)電路相同，過(guò)零控制電路產(chǎn)生的控制信號(hào)輸入到控制電路的輸入端；不同的是，其有兩個(gè)控制電路，接觸器的三個(gè)觸頭分別連接在供電主回路的三相上，其中兩個(gè)觸頭上分別并聯(lián)有電子開(kāi)關(guān)，其中一個(gè)電子開(kāi)關(guān)由具有延時(shí)控制的控制電路控制，另一個(gè)電子開(kāi)關(guān)的控制電路不具有延時(shí)作用。
當(dāng)控制信號(hào)為閉合信號(hào)時(shí)，在過(guò)零控制電路控制下，通過(guò)二極管D、電阻R、光耦合二極管的一路即時(shí)導(dǎo)通，光耦合二極管發(fā)光使雙向可控硅導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)壓開(kāi)啟，接通L1/T1、L2/T2供電回路；同時(shí)控制電路的電容C被充電，經(jīng)一段延時(shí)后，向繼電器D5供電，繼電器D5的觸頭接通接觸器J的線圈，接觸器J的觸頭閉合，接通L3/T3供電回路，閉合時(shí)刻觸頭兩端的電壓為零，從此，電子開(kāi)關(guān)被旁路，不承載電流，供電主回路進(jìn)入工作狀態(tài)。
當(dāng)給出斷開(kāi)控制信號(hào)時(shí)，繼電器D5即時(shí)斷電，其觸頭即時(shí)斷開(kāi)接觸器J的線圈，接觸器J的觸頭即時(shí)斷開(kāi)，L3/T3供電回路斷開(kāi)，L1/T1、L2/T2供電回路由于電子開(kāi)關(guān)還繼續(xù)接通，接觸器J的兩個(gè)觸點(diǎn)電流轉(zhuǎn)至相應(yīng)的電子開(kāi)關(guān)，因而斷開(kāi)時(shí)刻接觸器J的觸點(diǎn)兩端電壓為零，同時(shí)，控制電路的電容C放電，經(jīng)一段時(shí)間，使光耦合二極管斷電，控制雙向可控硅截止，另兩個(gè)供電回路斷開(kāi)。
如圖6所示，顯示的是接通時(shí)電子開(kāi)關(guān)電流(Ig)和電子開(kāi)關(guān)的電壓(Vg)的波形，由圖可看出，電子開(kāi)關(guān)零點(diǎn)壓開(kāi)啟。
如圖7所示，顯示的是接通時(shí)接觸器電流(Ij)和Vg的波形，由圖可看出，接觸器零點(diǎn)壓開(kāi)啟。
如圖8所示，顯示的是關(guān)斷時(shí)Ig和Vg的波形，由圖可看出，電子開(kāi)關(guān)零電流關(guān)斷，承受兩倍的電壓幅值。
如圖12所示，顯示的是關(guān)斷時(shí)Ij和Vg的波形，由圖可看出，接觸器零電壓關(guān)斷，電子開(kāi)關(guān)承受兩倍的電壓幅值。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合投切開(kāi)關(guān)，該復(fù)合投切開(kāi)關(guān)設(shè)有接觸器及控制電路，接觸器的主觸頭連接在供電主回路中，其特征在于它還包括檢測(cè)控制電路、電子開(kāi)關(guān)；控制電路設(shè)有信號(hào)輸入端，并且具有延時(shí)控制輸出端和普通控制輸出端；檢測(cè)控制電路的輸出端與控制電路的信號(hào)輸入端連接；電子開(kāi)關(guān)與接觸器的主觸頭并聯(lián)并與控制電路的普通輸出端連接，接觸器的吸合線圈與控制電路的延時(shí)控制輸出端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合投切開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的電子開(kāi)關(guān)為雙向可控硅。
3.如權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合投切開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的電子開(kāi)關(guān)為光電耦合電子開(kāi)關(guān)。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合投切開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的檢測(cè)控制電路為過(guò)零控制電路，該過(guò)零控制電路的信號(hào)輸入端連接在供電主回路中。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合投切開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的檢測(cè)控制電路為直流信號(hào)控制電路。
專利摘要一種復(fù)合投切開(kāi)關(guān),其設(shè)有接觸器及控制電路,還包括檢測(cè)控制電路、電子開(kāi)關(guān);接觸器的主觸頭連接在供電主回路中,控制電路具有延時(shí)控制輸出端和普通控制輸出端;電子開(kāi)關(guān)與接觸器的主觸頭并聯(lián)并與控制電路的普通輸出端連接,接觸器的吸合線圈與控制電路的延時(shí)控制輸出端連接;由此,消除了涌流和過(guò)電壓、避免了觸點(diǎn)電弧、延長(zhǎng)了電器壽命、電子開(kāi)關(guān)損耗可忽略不計(jì),降低了對(duì)熱設(shè)計(jì)的要求。
文檔編號(hào)H01H9/56GK2476868SQ01223109
公開(kāi)日2002年2月13日 申請(qǐng)日期2001年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月30日
發(fā)明者邱曉軍 申請(qǐng)人:時(shí)代集團(tuán)公司