当前位置: 首页 > 专利查询>宋红伟专利>正文

一种双向直流开关制造技术

技术编号:16381577 阅读:29 留言:0更新日期:2017-10-15 17:48
本发明专利技术公开了一种双向直流开关,其中包括两个静触头和一个灭弧罩,静触头与灭弧罩紧密配合,永磁铁嵌入灭弧罩内并以同极相对的方式设置在静触头中心线的两侧;在静触头的下方有动触头,动触头与一个往复运动的机构相连接,灭弧罩的下方有一个线圈用于控制上述机构的往复运动;动静触头之间的电弧在磁场力的作用下被吹向静触头中心线同一侧的小灭弧室,不会造成电弧短路。本发明专利技术通过永磁铁与小灭弧室的结构设计增加了电弧的爬行空间和提高了产品的散热性,进而显著提高直流开关的电寿命,同时还能实现直流开关的双向导通功能,即触头的无极性要求,可避免将正负极接反产生的危害。

A bidirectional DC switch

The invention discloses a bi-directional DC switch, including two static contact and a static contact arc shield, and arc shield closely with permanent magnets embedded within the arc shield is arranged at both sides of the static contact center line to homopolarly opposite way; at the bottom of the static contact and a movable contact, dynamic contact with a reciprocating motion mechanism is connected below the arc arc shield has a coil is used to control the reciprocating motion mechanism; effect of arc contact between the magnetic force is blown to the center line of the static contact with the side of the small arc chamber, will not cause the short circuit arc. The structure design of the permanent magnet and the small arc chamber increases the arc crawl space and improves the heat dissipation of the product, and greatly improve the electrical life of switching, but also can realize the bidirectional DC guide switch function, namely contact without polarity, can avoid the negative electrode is connected to produce anti harm the.

【技术实现步骤摘要】
一种双向直流开关
本专利技术涉及一种高压直流开关,特别涉及一种双向直流开关。
技术介绍
气候变暖和节能减排的大背景下,新能源汽车和充电桩行业在全球范围内正在迅速发展,德国和法国甚至分别提出自2030年和2040年起新车只能为零排放汽车,禁止销售汽油车和柴油车;根据中国的新能源发展规划,至2020年将建成电动汽车充电站1.2万个,充电桩450万个,电动汽车的保有量将达到500万辆。直流开关(如高压直流继电器、高压直流接触器)是电动汽车和充电桩中控制直流电路通断的必备电器元件,在电动汽车中,直流开关主要应用在BMS电池管理系统和动力电池组中;在充电桩中,直流开关作为直流充电桩与汽车连接的电器开关;电器开关在分断高电压、大电流的电路时往往产生电弧,交流电由于过零点的存在而相对容易使电弧熄灭,但直流电则没有过零点,所以直流开关的电弧更加不容易熄灭,因此直流开关在额定负载条件下的电寿命次数普遍偏低。行业中的直流开关产品多利用永磁铁以磁吹的方式来灭弧,但直流开关因电流方向的不同(正负极区分)而使得磁吹力的方向有所不同,进而导致产品的电气寿命因为正、负极接法的不同而存在明显差异,直流开关多为单极,如果用户把电极接反,势必导致产品的使用寿命大幅降低。除了电动汽车与充电桩行业外,光伏等新能源行业对直流开关的需求也日益增多,需要该产品在高电压、大电流条件下满足一定的电寿命指标;另外,随着储能技术和能源互联网的发展,将来有可能在电动汽车与储能电站之间或储能电站与电网之间实现反向充电,将冗余电能返还使电能得到有效利用,这时也需要直流开关具有双向导通功能。所以需要实现一种双向导通的直流开关设计方式,解决正、负极接反导致电气寿命降低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双向直流开关,本专利技术通过永磁铁与小灭弧室的结构设计增加了电弧的爬行空间和产品的散热性,进而显著提高直流开关的电寿命,同时还能实现直流开关的双向导通功能,即触头的无极性要求,可避免将正负极接反产生的危害。本专利技术提供的一种双向直流开关,包含一对静触头、灭弧罩和线圈,所述灭弧罩和所述线圈被导磁套包围并坐落在由上盖和底座构成的壳体中,在所述灭弧罩内嵌有一对或一对以上的永磁铁,任意一对永磁铁分别位于两个静触头中心线的两侧并同极相对放置;所述静触头中心线的任意一侧的一个永磁铁或多个永磁铁的长度方向与所述中心线平行;在中心线任意一侧的一个或多个永磁铁外端的最大间距小于两个静触头外圆的最大距离。优选地,所述灭弧罩中在所述静触头中心线的两侧形成有若干个小灭弧室,每个小灭弧室的内侧壁设有开口,使灭弧气体形成环形流动回路。优选地,所述导磁套是一种方形柱状金属套筒结构,其方形面交界处设有圆角。优选地,所述导磁套位于所述底座内,所述灭弧罩分别与所述静触头和所述导磁套连接;所述导磁套与所述灭弧罩之间的空隙形成腔体,所述腔体中密封有灭弧气体。优选地,所述线圈位于所述灭弧罩下方,所述线圈内部嵌有由导磁材料构成的轴套。优选地,所述导磁套内设有通过往复运动使电路导通或断开的驱动机构,所述驱动机构的上端设置在所述灭弧罩中,其下端位于所述线圈内。优选地,所述上盖设置在所述灭弧罩上方;所述灭弧罩上部伸出一片薄壁,所述薄壁穿过所述上盖的槽并伸出所述上盖的外部。优选地,所述底座上部的外轮廓为方形,其方形面交接处设有倒角或圆角。优选地,所述上盖通过卡扣与底座固定连接,所述卡扣设置在所述底座的方形面交接处。优选地,所述静触头的上部设有螺纹;其中间部分设有滚花且被填充在所述上盖和所述灭弧罩之间的环氧树脂所固定;其下部是一种触头结构。与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:(1)本专利技术通过永磁铁与小灭弧室的设计增加了磁吹力和电弧的爬行距离,使电弧更容易熄灭;同时小灭弧室的开口特征配合金属导磁套的结构设计增强了产品的散热性能,显著提高直流开关的电寿命;(2)通过永磁铁的设置方式,实现单极直流开关的双向导通功能,可避免将正负极接反产生的危害。附图说明图1本专利技术的主视剖面示意图;图2本专利技术的俯视剖面示意图;图3~图6为本专利技术的双向直流开关的双向导通原理示意图;图7本专利技术的外部结构立体示意图;图8本专利技术的内部结构立体示意图。其中,1.上盖;2.静触头;3.灭弧罩;301.灭弧罩外周围轮廓壁;3011.内凸出部分;3012.外周围方形部分;302.灭弧罩中间体;31.第一开口;32.第二开口;33.第三开口;34.外侧壁;4.驱动机构;41.动触头;42.触头弹簧;43.轴;44.动铁芯;45.卡簧;46.复位弹簧;47.薄壁;48.槽;49.卡扣;5.导磁套;6.线圈;7.轴套;8.底座;9.静铁芯;10.永磁铁。具体实施方式本专利技术提供了一种双向直流开关,为使本专利技术更明显易懂,以下结合附图和实施方式对本专利技术做进一步说明。如图1和图2结合所示,本专利技术的一种双向直流开关主要包括一对静触头2、一对或一对以上的永磁铁10、上盖1、灭弧罩3、金属导磁套5、驱动结构4、线圈6、静铁芯9和底座8。上盖1位于灭弧罩3的上方,灭弧罩3的上部伸出一片薄壁47,该薄壁47穿过上盖1的槽48并伸出上盖1的外部,用于增加两个静触头2之间的爬电距离。静触头2从下至上依次穿过上盖1的圆孔和灭弧罩3的圆孔,并坐落在灭弧罩3上。其中,静触头2的上部有螺纹,下部为触头,有滚花特征的中间部分被填充在上盖1和灭弧罩3之间的环氧树脂所固定。上部螺纹特征用于接线,下部触头与动触头实现通断,中间的滚花特征固定在环氧树脂中有助于提高抗扭强度。灭弧罩3的下方设有静铁芯9,线圈6设置在静铁芯9的下端,线圈6的内部嵌有一个由导磁材料构成的轴套7,灭弧罩3和线圈6的侧面和底部均被导磁套5所包围。导磁套5可以是一个方形的柱状金属套筒,导磁套5的方形面交界处有圆角特征。导磁套5下部设置于底座8下部内,底座8下部的形状为多边形;底座8上部的外形轮廓可以是方形,其方形面交接处有倒角或圆角特征。底座8的上部与上盖1的下部通过卡扣49固定连接,卡扣49设置在底座8上部的方形侧面的交接处。导磁套5和灭弧罩3所构成的腔体内充有灭弧气体(如氢气、氮气等),灭弧气体通过环氧树脂被密封在该腔体中。导磁套5内设有一个往返运动的驱动机构4,驱动机构4的上端位于灭弧罩3中,下端位于线圈6内。其中,该驱动机构4包括动触头41、触头弹簧42、轴43、动铁芯44、卡簧45和复位弹簧46。动触头41和动铁芯44均穿过轴43并位于轴43的外侧,各自通过卡簧45在其外端进行限位;动触头41的下端与穿过轴43的触头弹簧42紧密接触,动铁芯44上端与穿过轴43的复位弹簧46上端紧密接触。当对线圈6通电并在一定的电压下,动铁芯44在电磁力的作用下会克服复位弹簧46的弹簧反力朝向静铁芯9的方向运动,同时带动驱动机构4整体向上运动,使动触头41与静触头2接触,从而使电路导通。当线圈6断电或电压下降到一定值后,复位弹簧46的弹簧反力大于电磁力,从而在弹簧反力的作用下,驱动机构4回复到原始位置,使得电路断开,即通过对线圈6的控制使驱动机构4进行往复运动,进而使由静触头2、动触头41以及外部电路构成的主回路进行开、关动作。如图2和图8所示,灭弧罩3包含灭弧罩外周围轮廓壁301和灭弧罩中间体302;灭弧罩外周围轮廓壁301又包本文档来自技高网
...
一种双向直流开关

【技术保护点】
一种双向直流开关,包含一对静触头(2)、灭弧罩(3)和线圈(6),所述灭弧罩(3)和所述线圈(6)被导磁套(5)包围并坐落在由上盖(1)和底座(8)构成的壳体中,在所述灭弧罩(3)内嵌有一对或一对以上的永磁铁(10),其特征在于,任意一对永磁铁(10)分别位于两个静触头(2)中心线(L1)的两侧并同极相对放置;所述静触头(2)中心线(L1)的任意一侧的一个永磁铁(10)或多个永磁铁(10)的长度方向与所述中心线(L1)平行;在中心线(L1)任意一侧的一个或多个永磁铁(10)外端的最大间距(A)小于两个静触头(2)外圆的最大距离(B)。

【技术特征摘要】
1.一种双向直流开关,包含一对静触头(2)、灭弧罩(3)和线圈(6),所述灭弧罩(3)和所述线圈(6)被导磁套(5)包围并坐落在由上盖(1)和底座(8)构成的壳体中,在所述灭弧罩(3)内嵌有一对或一对以上的永磁铁(10),其特征在于,任意一对永磁铁(10)分别位于两个静触头(2)中心线(L1)的两侧并同极相对放置;所述静触头(2)中心线(L1)的任意一侧的一个永磁铁(10)或多个永磁铁(10)的长度方向与所述中心线(L1)平行;在中心线(L1)任意一侧的一个或多个永磁铁(10)外端的最大间距(A)小于两个静触头(2)外圆的最大距离(B)。2.根据权利要求1所述的一种双向直流开关,其特征在于,所述灭弧罩(3)中在所述静触头(2)中心线(L1)的两侧形成有若干个小灭弧室,每个小灭弧室的内侧壁设有开口,使灭弧气体形成环形流动回路。3.根据权利要求1所述的一种双向直流开关,其特征在于,所述导磁套(5)是一种方形柱状金属套筒结构,其方形面交界处设有圆角。4.根据权利要求1或3所述的一种双向直流开关,其特征在于,所述导磁套(5)位于所述底座(8)内,所述灭弧罩(3)分别与所述静触头(2)和所述导磁套(5)连接;所述导磁套(5)与所述灭弧罩(3)之间的空隙形成...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋红伟
申请(专利权)人:宋红伟
类型:发明
国别省市:上海,31

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1