專利名稱：自動切換開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動切換開關(guān)，特別是涉及一種使用在具有兩個以上電源的設(shè)備中，可使不同的電源連鎖切換控制，并在電源切換中具有延遲作用的自動切換開關(guān)。
自動 切換 開關(guān)(Automatic Transfer Switches，簡稱 A.T.S.)，常用在具有二個電源以上且須互鎖控制的電力設(shè)備中，以防止兩種電源同時供電，產(chǎn)生電源間短路故障，如大樓的電梯、緊急照明與消防設(shè)備，以及工廠內(nèi)不能長時間停電的特殊生產(chǎn)設(shè)備等，所以電力設(shè)備中使用A.T.S.做為電源切換控制的情況十分普遍。
如

圖1所示，為兩電源與一用電設(shè)備連接的電路示意圖，用電設(shè)備10(或稱負(fù)載)具有兩個電力供應(yīng)源；一為電力公司的電源11提供的電力，一為發(fā)電機(jī)12提供緊急用電時的電力(如電力公司停電時)，但電力公司11與發(fā)電機(jī)12不可同時供電，以避免造成電源間短路故障，所以電力公司11、發(fā)電機(jī)12的輸出端之間連接有一可互鎖控制的自動切換開關(guān)2，藉由自動切換開關(guān)2內(nèi)電源開關(guān)S1、S2的切換，可使得用電設(shè)備10僅由電力公司11或發(fā)電機(jī)12中之一供電。
如圖2所示，以往自動切換開關(guān)2的結(jié)構(gòu)示意圖，自動切換開關(guān)2包含有一組電源開關(guān)S1、S2，一控制電源開關(guān)S1、S2啟閉的ㄇ形擺臂21，以及一可驅(qū)動ㄇ形擺臂21轉(zhuǎn)動的馬達(dá)22；其中，ㄇ形擺臂21的兩側(cè)向下延伸設(shè)有垂直臂211，且在垂直臂211上開設(shè)有缺口212以使電源開關(guān)S1、S2的凸耳S11、S21恰可伸置在缺口212中，當(dāng)擺臂211產(chǎn)生順時針擺動時，右側(cè)垂直臂211的缺口212將迫使電源開關(guān)S2被往下扳而成為OFF狀態(tài)，同時，左側(cè)垂直臂211的缺口212將迫使電源開關(guān)S1被往上扳而成為ON狀態(tài)，如圖2所示的狀態(tài)，因而達(dá)到使電源開關(guān)S1、S2互鎖控制的目的，至于馬達(dá)22驅(qū)動擺臂21轉(zhuǎn)動，是利用適當(dāng)控制電路的檢測與控制即可實(shí)現(xiàn)，在此不多加贅述。
雖然以往的自動切換開關(guān)2藉由二電源開關(guān)S1、S2互鎖控制，可使電力公司11與發(fā)電機(jī)12的電源可達(dá)互相切換的效果，但自動切換開關(guān)2在切換電力公司11與發(fā)電機(jī)12的電源過程中，因?yàn)闊o延遲時間而產(chǎn)生的暫態(tài)現(xiàn)象，常易導(dǎo)致設(shè)備受損害，其原因如下如表1所示，其為電源開關(guān)S1、S2間切換動作的時序表，(如圖1、2)所示，在電力公司11因故停止供電時，經(jīng)過控制電路檢測確認(rèn)后，即自動啟動發(fā)電機(jī)，待發(fā)電機(jī)電壓建立穩(wěn)定后，自動切換開關(guān)2必須先控制電源開關(guān)S1由ON變?yōu)镺FF、再控制電源開關(guān)S2由OFF變?yōu)镺N，以改由發(fā)電機(jī)12供電予用電設(shè)備10，維持用電設(shè)備10的正常運(yùn)作，過程相當(dāng)于圖中的時序A、B、C、D所述的狀態(tài)；此外，當(dāng)電力公司11恢復(fù)正常供電時，自動切換開關(guān)2則必須先控制電源開關(guān)S2由ON變?yōu)镺FF、再控制電源開關(guān)S1由OFF變?yōu)镺N，以改由電力公司11供電予用電設(shè)備10，過程相當(dāng)于圖中的次序D、E、F所述的狀態(tài)；由于以往自動切換開關(guān)2的擺臂21逆時針轉(zhuǎn)動時，將使電源開關(guān)S2成為ON的狀態(tài)，同時電源開關(guān)S1成為OFF狀態(tài)，但是兩電源開關(guān)S1、S2同時動作而無延遲時間的存在，對用電設(shè)備10極易造成損壞，因?yàn)楫?dāng)發(fā)電機(jī)12供電時，若電力公司11電源恢復(fù)正常，控制電路須控制自動切換開關(guān)2的擺臂21順時針轉(zhuǎn)動，使電源開關(guān)S1成為ON的狀態(tài)，同時電源開關(guān)S2成為OFF狀態(tài)，但用電設(shè)備10中若有電感性負(fù)載或電容性負(fù)載或馬達(dá)負(fù)載，則將產(chǎn)生剩余電力的存在，產(chǎn)生倒灌電流，即所謂的暫態(tài)現(xiàn)象，此時需等待一段時間，使用電設(shè)備10的暫態(tài)現(xiàn)象消除后，再給予重新供電(即由發(fā)電機(jī)12供電切換為電力公司11供電)，即相當(dāng)于使電源開關(guān)S2關(guān)閉后，延遲一段適當(dāng)時間再使電源開關(guān)S1開啟，但以往自動切換開關(guān)2的構(gòu)造中并無法使電源開關(guān)S2關(guān)閉后，再延遲一段時間才使電源開關(guān)S1開啟，因此易造成用電設(shè)備10的損害。
本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種自動切換開關(guān)，其使用在具有兩個以上電源的設(shè)備中，且可使不同的電源連鎖切換控制，并在電源切換中具有延遲作用。
為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型的自動切換開關(guān)包括有一控制電路、一由控制電路控制而可適時正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的動力源、一與動力源輸出軸連接而可適時順時針或逆時針轉(zhuǎn)動的擺臂、一樞設(shè)在擺臂底面適當(dāng)處的壓輪組，及多個電源開關(guān)；其中，壓輪組至少包含有一個可將電源開關(guān)開啟的壓輪，及一個可將電源開關(guān)關(guān)閉的壓輪，在受控的多個電源開關(guān)以間隔適當(dāng)距離的方式位于壓輪組的移動路徑上；則藉由動力源適時驅(qū)動擺臂旋轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動壓輪組移動的過程中，將可使多個電源開關(guān)依序受到壓輪組中的大移動半徑壓輪或小移動半徑壓輪的壓制，而成開啟或關(guān)閉的狀態(tài)，且具有適當(dāng)?shù)难舆t時間，以確實(shí)達(dá)到自動切換開關(guān)的目的。
本實(shí)用新型的自動切換開關(guān)具有以下效果(1)結(jié)構(gòu)簡單由上述說明可知，本實(shí)用新型自動切換開關(guān)的機(jī)械結(jié)構(gòu)是由馬達(dá)、擺臂、樞設(shè)在擺臂底面的壓輪組所構(gòu)成，組成構(gòu)件簡單，所以具有不耗費(fèi)成本、可大量制造的優(yōu)點(diǎn)。
(2)具延遲時間由上述說明可知，藉由擺臂從一電源開關(guān)擺動至另一電源開關(guān)的角度限制，可使得一電源開關(guān)開閉時，另一電源開關(guān)并不會馬上開啟，而會產(chǎn)生一段延遲時間，藉由此段延遲時間可有效消除用電設(shè)備內(nèi)部在電路突然中斷時所產(chǎn)生的暫態(tài)效應(yīng)，而消除對用電設(shè)備可能造成的破壞。
(3)具有連鎖特性由上述說明可知，藉由擺臂旋轉(zhuǎn)在任何位置，兩電源開關(guān)都不會有同時開啟的現(xiàn)象，可以避免兩電源間發(fā)生短路故障。
(4)維修容易藉由擺臂位于兩電源開關(guān)之間，可使兩電源開關(guān)均為OFF狀態(tài)，可以確保用電負(fù)載端在無電作業(yè)下進(jìn)行保養(yǎng)或維修。
(5)可控制兩組以上的電源開關(guān)動作利用本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)可使二組電源開關(guān)達(dá)到互鎖控制的目的，也可控制多組電源開關(guān)達(dá)到依序?qū)ɑ蚴顷P(guān)閉的目的，在使用操作上具有控制模式多樣化的特性，適合使用者選擇使用。
下面通過最佳實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型的自動切換開關(guān)進(jìn)行詳細(xì)說明，附圖中圖1是以往兩電源與一用電設(shè)備連接的電路示意圖。
圖2是以往自動切換開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型自動切換開關(guān)的一較佳實(shí)施例的俯視圖。
圖4是本實(shí)用新型自動切換開關(guān)一較佳實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖5是本實(shí)用新型自動切換開關(guān)一較佳實(shí)施例的控制電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖6～17是本實(shí)用新型自動切換開關(guān)的壓輪組的動作狀態(tài)圖。
圖18是本實(shí)用新型自動切換開關(guān)另一較佳實(shí)施例的控制模式示意圖。
如圖3及圖4所示的本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的俯視圖與側(cè)視圖，由圖可知，本實(shí)施例的自動切換開關(guān)3主要包括有一控制電路4(如圖5所示)、一由控制電路4控制而可產(chǎn)生順時針或逆時針轉(zhuǎn)動輸出的動力源(包含馬達(dá)30與減速器31)，在動力源輸出軸301結(jié)合一可受連動的擺臂32、一樞設(shè)在擺臂32底面適當(dāng)處的壓輪組33，以及一組電源開關(guān)341、342，其中在靠近的臂32旋轉(zhuǎn)軸心的兩側(cè)各設(shè)有微動開關(guān)321，藉由擺臂32兩側(cè)的凸桿322適時碰觸微動開關(guān)321以停止擺臂32的擺動；此外，壓輪組33是由三個壓輪331、332及333組成，其中壓輪331距離擺臂32的旋轉(zhuǎn)軸心較遠(yuǎn)，另外二個壓輪332、333位于壓輪331的左右兩側(cè)且距離擺臂32的旋轉(zhuǎn)軸心較近，電源開關(guān)341、342以間隔適當(dāng)距離的方式位于壓輪組33的移動路徑上，其中電源開關(guān)342連接發(fā)電機(jī)與用電設(shè)備，而電源341連接電力公司與用電設(shè)備。
如圖5所示，為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例控制電路的結(jié)構(gòu)圖，如圖所示，本實(shí)施例的控制電路4包括有二組對稱設(shè)置的變壓器41、整流器42、分壓器43、濾波器44與波形轉(zhuǎn)換器45，以及一穩(wěn)壓電路46、集成電路47、調(diào)整電路48與第一、第二繼電器491、492，其中，一組變壓器41的初級線圈與電力公司(ELE)的輸出端連接，另一組變壓器41的初級線圈則與發(fā)電機(jī)(G)的輸出端連接，在正常情況下，發(fā)電機(jī)(G)未啟動，無電力輸出，此時，由電力公司(ELE)供應(yīng)的電力將徑由變壓器41的次級線圈、整流器42、分壓器43、濾波器44后產(chǎn)生一電壓訊號輸入集成電路47中，同時經(jīng)由波形轉(zhuǎn)換器45產(chǎn)生一訊號輸入集成電路47中，另外，整流器42的輸出端與穩(wěn)壓電路46連接，并維持充電電池B.T.的電力，并可在正常電力供應(yīng)中斷時，由充電電池B.T.的電力提供集成電路47及電路中其他部份所需的電源；在集成電路47中存有控制程序，使集成電路47可經(jīng)由輸入的判斷電壓大小與頻率值，隨時探測電力公司(ELE)所供應(yīng)的電力是否正常，一旦電力公司(ELE)未正常供電時間超過調(diào)整電路48中由第一可變電阻VR1設(shè)定的時間(約1～30秒)，集成電路47將隨即送出一低電位控制信號以使第二繼電器492的接點(diǎn)狀態(tài)改變(a、b接點(diǎn)接合)，而使發(fā)電機(jī)(G)啟動，待電路47探測發(fā)電機(jī)(G)發(fā)電電壓建立完成后，即輸出低電位控制信號使第一繼電器491的接點(diǎn)改變，如圖所示由c、b接點(diǎn)相連改為c、a接點(diǎn)相連，使得馬達(dá)30產(chǎn)生正轉(zhuǎn)，直到微動開關(guān)321跳開，馬達(dá)30才停止；在發(fā)電機(jī)(G)啟動產(chǎn)生電力并輸出時，同樣經(jīng)由變壓器41的次級線圈、整流器42、分壓器43、濾波器44、波形轉(zhuǎn)換器45產(chǎn)生一預(yù)定頻率的電壓訊號訊號輸入集成電路47中，以隨時檢測發(fā)電機(jī)(G)的供電狀態(tài)；當(dāng)電力公司(ELE)恢復(fù)正常供電時，經(jīng)由輸入的電壓訊號使集成電路47檢知，集成電路47則立即輸出高電位控制信號使得第一繼電器491接點(diǎn)狀態(tài)改變，如圖所示由c、a接點(diǎn)相連改為c、b接點(diǎn)相連，使得馬達(dá)30產(chǎn)生反轉(zhuǎn)，直到微動開關(guān)321跳開，馬達(dá)30才停止，此時發(fā)電機(jī)(G)不可立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，必須在無載下空轉(zhuǎn)，經(jīng)由發(fā)電機(jī)(G)內(nèi)部冷卻風(fēng)扇，降低發(fā)電機(jī)(G)內(nèi)部鐵蕊及繞阻溫度，所以要由調(diào)整電路48的第二可變電阻VR2設(shè)定的發(fā)電機(jī)(G)停機(jī)的延遲時間(約1～10分鐘)，集成電路47才會輸出高電位控制信號使第二繼電器492的接點(diǎn)改變(a、b接點(diǎn)跳開)，使發(fā)電機(jī)(G)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
如圖3所示，若電力公司正常供電，而發(fā)電機(jī)(G)未運(yùn)轉(zhuǎn)，這時連接電力公司(ELE)與用電設(shè)備的電源開關(guān)341呈開啟(ON)的狀態(tài)，而連接發(fā)電機(jī)(G)與用電設(shè)備的電源開關(guān)342呈關(guān)閉(OFF)狀態(tài)，此時，位于擺臂32底面的壓輪組33，具有較大移動半徑且位于中央的壓輪331恰壓觸電源開關(guān)341的凸耳S3的上側(cè)面(如圖6所示)，而具有較小移動半徑且位于左側(cè)的壓輪332則位于凸耳S3的下側(cè)面；當(dāng)控制電路4檢測出電力公司(ELE)未正常供電并超過設(shè)定時間時，將令馬達(dá)30產(chǎn)生正轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)使擺臂32產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動，再由擺臂32帶動壓輪組33產(chǎn)生移動，由于電源開關(guān)341的凸耳S3位于壓輪組33的移動路徑上，由圖7、8所示可明顯看出，此時左側(cè)壓輪332的移動將使凸耳S3往上扳動，進(jìn)而使電源開關(guān)341由ON的狀態(tài)變成OFF的狀態(tài)，且因電源開關(guān)341的凸耳S3內(nèi)具有彈性元件輔助，所以壓輪332推動凸耳S3提升到5分之4的行程時，電源開關(guān)341由彈性元件的推動而立刻從ON的狀態(tài)變成OFF的狀態(tài)，因此，擺臂32將可繼續(xù)擺動；當(dāng)擺臂32順時針轉(zhuǎn)動適當(dāng)角度后，電源開關(guān)S4將被擺臂32底面的壓輪組33中具有較大移動半徑的中央壓輪331壓觸(如圖9所示)，且隨著擺臂32的繼續(xù)擺動，使得壓輪331將電源開關(guān)342的凸耳S4往下扳，電源開關(guān)S4由OFF的狀態(tài)變成ON的狀態(tài)(如圖10、11所示)，直到設(shè)在擺臂32右側(cè)的凸桿322碰觸到微動開關(guān)321，控制電路4方使馬達(dá)30停止正轉(zhuǎn)，繼而使擺臂32不再繼續(xù)順時針轉(zhuǎn)動，完成自動切換開關(guān)的動作；當(dāng)擺臂32產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動進(jìn)而使電源開關(guān)341關(guān)閉(OFF)、電源開關(guān)342開啟(ON)時，即可在電力公司(ELE)無法正常供電的情況下，改由發(fā)電機(jī)(G)供應(yīng)電力給用電設(shè)備，使其能繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
相反地，當(dāng)電力公司(ELE)恢復(fù)正常供電并超過設(shè)定時間時，如前所述，控制電路4將檢測出并驅(qū)使馬達(dá)30產(chǎn)生反轉(zhuǎn)，于是擺臂32開始產(chǎn)生逆時針轉(zhuǎn)動，并帶動底面的壓輪組33產(chǎn)生移動，由于電源開關(guān)342位于壓輪組33的移動路徑上，所以，右側(cè)壓輪333的移動將使凸耳S4往上扳動(如圖12所示)，進(jìn)而使凸耳S4由ON的狀態(tài)變成OFF的狀態(tài)(如圖13、14所示)，當(dāng)擺臂32逆時針轉(zhuǎn)動適當(dāng)角度后，電源開關(guān)341將被擺臂32底面的壓輪組33中具有較大移動半徑的壓輪331壓觸，且隨著擺臂32的繼續(xù)擺動，使得壓輪331將凸耳S3往下扳(如圖15所示)，于是電源開關(guān)341由OFF的狀態(tài)變成ON狀態(tài)(如圖16、17所示)，直到設(shè)在擺臂32左側(cè)的凸桿322碰觸到微動開關(guān)321，控制電路4方使馬達(dá)30停止反轉(zhuǎn)，繼而使擺臂32不再繼續(xù)逆時針轉(zhuǎn)動，再一次完成自動切換開關(guān)的動作，并改由電力公司(ELE)供電給用電設(shè)備，并在一段設(shè)定時間后，控制電路4使發(fā)電機(jī)(G)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；值得注意的是，利用擺臂32從電源開關(guān)342擺動至電源開關(guān)341的角度關(guān)系，使得電源開關(guān)342關(guān)閉時，電源開關(guān)341并不會馬上開啟，而會有一段延遲時間產(chǎn)生，藉由此段延遲時間可有效消除用電設(shè)備在電路突然中斷時，內(nèi)部所產(chǎn)生的暫態(tài)效應(yīng)，而消除對用電設(shè)備可能造成的破壞。
在前述實(shí)施例中，藉由本實(shí)用新型的自動切換開關(guān)3達(dá)到使電源開關(guān)341、342互鎖控制的目的，而本實(shí)用新型除可達(dá)到使電源開關(guān)341、342互鎖控制的操作模式外，也可應(yīng)用在控制多組電源開關(guān)的依序?qū)ɑ蛐判蜿P(guān)閉；如圖18所示，為本實(shí)用新型另一較佳實(shí)施例的控制模式示意圖，在本實(shí)施例中，仍包括有由控制電路控制而可適時產(chǎn)生正、反轉(zhuǎn)的馬達(dá)60，一由馬達(dá)60驅(qū)動而可順時針或逆時針轉(zhuǎn)動的擺臂62，以及設(shè)在擺臂62底面具有不同移動路徑的二組壓輪組63、64；其中，馬達(dá)60可以是步級馬達(dá)或是減速馬達(dá)，藉由微動開關(guān)的控制使馬達(dá)60僅可帶動擺臂62順時針或是逆時針轉(zhuǎn)動一圈。此外，每一壓輪組63、64皆由二個前、后且偏心設(shè)置的壓輪631、632、641、642所組成，而使每一壓輪組63、64具有各自的移動路徑；另外，在每一組壓輪組63、64的移動路徑上各設(shè)有二組呈對角線設(shè)置的電源開關(guān)651、652、653、654；當(dāng)馬達(dá)60驅(qū)動擺臂62呈順時針方向轉(zhuǎn)動時，藉由壓輪組64、63中的壓輪642依序壓制電源開關(guān)651與653，壓輪631依序壓制電源開關(guān)652與654，將可使位于每一壓輪組64、63的移動路徑上的電源開關(guān)651～654依序?qū)?ON)；相反地，當(dāng)馬達(dá)60驅(qū)動擺臂62呈逆時針方向轉(zhuǎn)動時，藉由壓輪組64、63中的壓輪641依序壓制電源開關(guān)653與651，壓輪632依序壓制電源開關(guān)654與652，將可使電源開關(guān)654～651依序關(guān)閉(OFF)。
權(quán)利要求1.一種自動切換開關(guān)，其包括有一控制電路；一動力源，其有一輸出軸，可由控制電路控制其順時針或逆時針轉(zhuǎn)動；一擺臂，其有一旋轉(zhuǎn)軸心與動力源的輸出軸結(jié)合；及一由擺臂控制的電源開關(guān)；其特征是所述擺臂上設(shè)有壓輪組，所述壓輪組包含至少一個將所述電源開關(guān)開啟的壓輪及至少一個將所述電源開關(guān)關(guān)閉的壓輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動切換開關(guān)，其特征是所述擺臂的旋轉(zhuǎn)軸心的兩側(cè)附近各設(shè)有一微動開關(guān)，擺臂兩側(cè)對應(yīng)微動開關(guān)處各設(shè)有一可觸動微動開關(guān)的凸桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動切換開關(guān)，其特征是所述壓輪組是由三個壓輪組成，其中一壓輪距離擺臂的旋轉(zhuǎn)軸心較遠(yuǎn)，另外二個壓輪位于前一壓輪的左右兩側(cè)距離擺臂的旋轉(zhuǎn)軸心較近處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動切換開關(guān)，其特征是所述擺臂上設(shè)有多組具有不同移動路徑的壓輪組，每一壓輪組由二個壓輪組成。
專利摘要一種用于具有二個以上電源的設(shè)備中的自動切換開關(guān)，其包括有控制電路、由控制電路控制而正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的動力源、與動力源連接而可順時針或逆時針轉(zhuǎn)動的擺臂、樞設(shè)在擺臂的壓輪組及多個電源開關(guān)；其中，壓輪組至少有一可將電源開關(guān)開啟的壓輪及一將電源開關(guān)關(guān)閉的壓輪，電源開關(guān)位于壓輪組的移動路徑上；藉由動力源驅(qū)動擺臂旋轉(zhuǎn)而帶動壓輪組移動的過程中，可使電源開關(guān)受到壓輪組的壓制，而呈開啟或關(guān)閉的狀態(tài)。
文檔編號H01H9/54GK2171908SQ9322273
公開日1994年7月13日 申請日期1993年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月19日
發(fā)明者董順發(fā) 申請人:董順發(fā)