專利名稱：續(xù)流無電弧斷電交流電力開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種交流電力開關(guān)。
在電力電路中，廣泛使用電力開關(guān)，儲如各類閘刀，繼電器，接觸器都屬電力開關(guān)。在一般情況下，負載大都呈電感性，因此斷電時，會在電力開關(guān)觸頭對間隙中形成強烈電弧，不僅極大縮短電力開關(guān)的電壽命，甚至會釀成事故，本發(fā)明就是針對這一問題，采用續(xù)流原理，提出一種無電弧斷電交流電力開關(guān)。
為了闡明本發(fā)明的構(gòu)思，首先對電力開關(guān)的一些結(jié)構(gòu)給予明確的定義。電力開關(guān)是靠接觸機構(gòu)接通或切斷電路的。如附圖1和附圖2所示，對于每個接觸機構(gòu)都有一個可動的導(dǎo)體稱為活動體1。觸頭對2是活動體和電路的接觸部分，和電路連接、固定的部分稱為靜觸頭21，和活動體連接的部分稱為動觸頭22。一般把接通負載和電源的觸頭統(tǒng)稱為主觸頭。通過兩對主觸頭接通電源和負載的接觸機構(gòu)稱為雙觸頭接觸機構(gòu)(附圖1)，通過一對主觸頭接通電源和負載的接觸機構(gòu)稱為單觸頭接觸機構(gòu)(附圖2)。接觸機構(gòu)連接負載和電源的兩端分別稱為負載端3和電源端4。


如下附圖1是開關(guān)的雙觸頭接觸機構(gòu)示意圖，附圖2是開關(guān)的單觸頭接觸機構(gòu)示意圖。兩圖中1是活動體，2是主觸頭對，3是負載端，4是電源端，21是靜觸頭，22是動觸頭。
附圖3是本發(fā)明構(gòu)思原理圖，圖中5是雙向晶閘管，6是雙向晶閘管控制電路或觸發(fā)機構(gòu)。
附圖4是電磁力控制的電力開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中7是在電磁線圈上增加的副繞組，8是整流二極管，9是濾波電容器，10是限流電阻。
附圖5、6是單個雙向晶閘管和接觸機構(gòu)連接的開關(guān)觸發(fā)機構(gòu)示意圖，圖中11是一對副觸頭。
附圖7是多個雙向晶閘管和接觸機構(gòu)連接的開關(guān)觸發(fā)機構(gòu)示意圖，圖中11是若干對副觸頭，12是若干個雙向晶閘管陽極到陰極串接組。
附圖8是具有明顯絕緣分離電力開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中14是相互絕緣聯(lián)動的兩個副觸頭，13是延遲分離機構(gòu)。
以下闡明本發(fā)明的總體構(gòu)思半導(dǎo)體器件雙向晶閘管有一個良好特性陽極和陰級存在電壓時，對控制極施加脈沖電流，雙向晶閘管維持導(dǎo)通，導(dǎo)通方向和電壓方向相同，雙向晶閘管導(dǎo)通后關(guān)斷條件是控制極失去電流，且陽極與陰極間無電流。如附圖3所示，在一個開關(guān)接觸機構(gòu)電源端和負載端，分別連接雙向晶閘管的陽極和陰極，再在開關(guān)觸頭對斷開瞬間在控制極存在觸發(fā)電流或?qū)刂茦O施加觸發(fā)脈沖，接觸機構(gòu)主觸頭對分開瞬間，雙向晶閘管導(dǎo)通。當雙向晶閘管控制極失去觸發(fā)電流后，由于流入負載電流是交變的，遇到負載電流為零時，雙向晶閘管自動關(guān)斷。在接觸機構(gòu)主觸頭對斷開時，由于雙向晶閘管續(xù)流，不會在主觸頭對間隙中產(chǎn)生電弧。雙向晶閘管關(guān)斷是在電流為零的狀態(tài)下發(fā)生的，此時負載電感電磁能量為零，不會產(chǎn)生反壓，也不會形成電弧。
因此本發(fā)明總體構(gòu)思為續(xù)流無電弧斷電交流電力開關(guān)包括若干個接觸機構(gòu)，若干個雙向晶閘管5和若干個觸發(fā)電路或者觸發(fā)機構(gòu)6。在每個接觸機構(gòu)連接的電路斷開瞬間，接觸機構(gòu)負載端和電源端分別和一個雙向晶閘管5的陽極和陰極是連接的(附圖3、4、5、6)或者和若干個雙向晶閘管5陽極到陰極串接組12是連接的(附圖7)，這種連接可以是永久性的固定性連接(附圖3、4、5、6、7)，也可以是通過一定機構(gòu)暫時性的可分離性連接(附圖8)。每個雙向晶閘管控制極由觸發(fā)電路或觸發(fā)機構(gòu)6(附圖3)提供觸發(fā)電流或者電脈沖，觸發(fā)電流或者電脈沖在電路斷開瞬間可以已經(jīng)存在，也可以同步產(chǎn)生，并在雙向晶閘管觸發(fā)后瞬即消失。
依上述構(gòu)思，可以構(gòu)成下述幾種方式控制電路或觸發(fā)機構(gòu)1、如附圖4所示，對于電磁力控制的閉合開關(guān)，其控制電路構(gòu)成是在其電磁線圈上增繞若干個彼此獨立的副繞組7構(gòu)成一個變壓器，每個副繞組連接二極管8、電容9和電阻10構(gòu)成一個整流濾波電路，整流方式可以是半波整流，也可以是全波整流，整流濾波電路輸出端連接雙向晶閘管的控制極和陰極。
2、如附圖5、6所示，對于接觸機構(gòu)兩端連接一個雙向晶閘管陽極和陰極的電力開關(guān)，雙向晶閘管的控制極通過副觸頭對11和接觸機構(gòu)的活動體構(gòu)成可分離式接觸，通過一定結(jié)構(gòu)使副觸頭對11的閉合超前于主觸頭對，分離滯后于主觸頭對。而對于雙觸頭接觸機構(gòu)，采用一定結(jié)構(gòu)使和雙向晶閘管陰極連接的主觸頭對分離滯后于另一對主觸頭，接觸超前于另一對主觸頭，構(gòu)成觸發(fā)機構(gòu)。
3、對于雙觸頭接觸機構(gòu)，雙向晶閘管的控制極可以直接和活動體1連接，構(gòu)成觸發(fā)機構(gòu)。
4、如附圖7所示，對于接觸機構(gòu)兩端連接若干個雙向晶閘管陽極到陰極串接組12的電力開關(guān)，在接觸機構(gòu)中增加若干個副觸頭對11，這些副觸頭對的動觸頭與活動體1連接，并采用一定機構(gòu)使副觸頭對分離滯后于和雙向晶閘管陰極連接的主觸頭對，并且兩相鄰的的副觸頭對中靠近雙向晶閘管陰極連接端一方的副觸頭對分離超前于另一副觸頭對，這些副觸頭對的固定的副觸頭依次與串接的雙向晶閘管控制極連接。而對于雙觸頭接觸機構(gòu)，采用一定結(jié)構(gòu)使和雙向晶閘管陰極連接的主觸頭對分離滯后于另一對主觸頭，構(gòu)成觸發(fā)機構(gòu)。
上述幾種電力開關(guān)，在斷電后仍有晶閘管連接負載和電源，在要求電源和負載必須明顯絕緣分離的場合，如附圖8所示，在接觸機構(gòu)中增設(shè)一個或兩個副觸頭14。雙向晶閘管陽級或陰極或者兩者通過副觸頭連接接觸機構(gòu)的負載和電源兩端，并通過延時機構(gòu)13使副觸頭和接觸機構(gòu)兩端斷開時間滯后于雙向晶閘管的關(guān)斷時間。
實驗完全表明本發(fā)明提供的電力開關(guān)斷電時不存在電弧。并續(xù)流晶閘管僅在開關(guān)關(guān)斷瞬間工作，只要負載電流不超過晶閘管許可的浪涌電流即可，也不需要采取任何散熱措施，因而制造成本很低。同時還可以以銅質(zhì)觸頭代替銀質(zhì)觸頭，節(jié)約寶貴的銀資源。因此本發(fā)明在電力系統(tǒng)中具有良好的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種續(xù)流無電弧斷電交流電力開關(guān)，包括若干個接觸機構(gòu)，其主要特征在于它還包括若干個雙向晶閘管和若干個觸發(fā)電路或者觸發(fā)機構(gòu)，在每個接觸機構(gòu)連接的電路斷開瞬間，接觸機構(gòu)負載端和電源端分別和一個雙向晶閘管的陽極和陰極是連接的，或者和若干個雙向晶閘管陽極到陰極串接組是連接的，這種連接可以是永久性的固定性連接，也可以是通過一定機構(gòu)暫時性的可分離性連接；每個雙向晶閘管控制極由觸發(fā)電路或觸發(fā)機構(gòu)提供觸發(fā)電流或者電脈沖，觸發(fā)電流或者電脈沖在電路斷開瞬間可以已經(jīng)存在，也可以同步產(chǎn)生，并在雙向晶閘管觸發(fā)后瞬即消失。
2.按照權(quán)利1所述的續(xù)流無電弧斷電交流電力開關(guān)，對于電磁力控制的閉合開關(guān)，其控制電路構(gòu)成是在其電磁線圈上增繞若干個彼此獨立的副繞組構(gòu)成一個變壓器，每個副繞組連接二極管、電容和電阻構(gòu)成一個整流濾波電路，整流方式可以是半波整流，也可以是全波整流，整流濾波電路輸出端連接雙向晶閘管的控制極和陰極。
3.按照權(quán)利1所述的續(xù)流無電弧斷電交流電力開關(guān)，對于接觸機構(gòu)兩端連接一個雙向晶閘管陽極和陰極的電力開關(guān)，雙向晶閘管的控制極通過副觸頭對和接觸機構(gòu)的活動體構(gòu)成可分離式接觸，構(gòu)成觸發(fā)機構(gòu)。
4.按照權(quán)利1所述的續(xù)流無電弧斷電交流電力開關(guān)，對于雙觸頭接觸機構(gòu)，雙向晶閘管的控制極可以直接和活動體連接，構(gòu)成觸發(fā)機構(gòu)。
5.按照權(quán)利1所述的續(xù)流無電弧斷電交流電力開關(guān)，對于接觸機構(gòu)兩端連接若干個雙向晶閘管陽極到陰極串接組的電力開關(guān)，在接觸機構(gòu)中增加若干個副觸頭對，這些副觸頭對的動觸頭與活動體連接，這些副觸頭對的固定的副觸頭依次與串接的雙向晶閘管控制極連接，構(gòu)成觸發(fā)機構(gòu)。
6.按照權(quán)利1所述的續(xù)流無電弧斷電交流電力開關(guān)，在接觸機構(gòu)中增設(shè)一個或兩個副觸頭；雙向晶閘管陽級或陰極或者兩者通過副觸頭連接接觸機構(gòu)的負載和電源兩端，并通過延時機構(gòu)使副觸頭對斷開時間滯后于雙向晶閘管的關(guān)斷時間，構(gòu)成電源和負載明顯絕緣分離的開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明采用續(xù)流原理,提出一種無電弧斷電交流電力開關(guān),實驗完全表明本發(fā)明徹底抑制了開關(guān)中電弧的產(chǎn)生,極大延長了電力開關(guān)的使用壽命,杜絕了電弧所產(chǎn)生的事故,同時還可為國家節(jié)約大量貴重金屬銀,是一種極其理想的電力開關(guān),有著十分誘人的使用前景。
文檔編號H01H9/30GK1368746SQ0110283
公開日2002年9月11日 申請日期2001年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月6日
發(fā)明者王振民 申請人:王振民