多相AC电力触头电弧抑制器制造技术

电弧抑制电路，其被配置成抑制跨电力接触器的电弧放电，所述电力接触器耦接至具有预定数目的相的交流(AC)电源，电力接触器的每个触头对应于预定数目的相中的一个，电弧抑制电路包括：若干个双重单向电弧抑制器，所述若干个双重单向电弧抑制器等于AC电源的预定数目的相。每个双重单向电弧抑制器包括：第一相特定电弧抑制器，其被配置成抑制正域中的跨相关联的触头的电弧放电；第二相特定电弧抑制器，其被配置成抑制负域中的跨相关联的触头的电弧放电；以及线圈锁控制器，其被配置成耦接在电力接触器的触头线圈驱动器之间，被配置成检测触头线圈驱动器的输出条件并且在预定时间内禁止第一相特定电弧抑制器和第二相特定电弧抑制器的操作。抑制器的操作。抑制器的操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多相AC电力触头电弧抑制器
[0001]优先权
[0002]本申请要求2019年1月29日提交的美国临时申请序列号62/798,316、2019年1月29日提交的美国临时申请序列号62/798,323、以及2019年1月29日提交的美国临时申请序列号62/798,326的优先权权益，所有这些美国临时申请的内容通过引用整体并入本文。


[0003]本申请一般涉及高功率多相AC电力触头电弧抑制器。

技术介绍

[0004]电流触头电弧放电可能对电触头表面例如继电器和某些开关具有有害影响。电弧放电可能随着时间的推移而劣化并最终破坏触头表面，并且可能导致过早的部件故障、较低的质量性能和相对频繁的预防性维护需要。另外，继电器、开关等中的电弧放电可能导致电磁干扰(EMI)发射的产生。电流触头电弧放电可能在消费者、商业、工业、汽车和军事应用领域的交流(AC)电力和直流(DC)电力二者中发生。由于其普遍性，确实已经开发出了数百种特定的装置来解决电流触头电弧放电的问题。
附图说明
[0005]在附图的图中通过示例而非限制的方式示出了一些实施方式。
[0006]图1是在示例实施方式中的高功率、多相AC电力触头电弧抑制器系统的框图。
[0007]图2是在示例实施方式中的以反并联配置的三个双重单向电弧抑制器的框图。
[0008]图3是在示例实施方式中的线圈锁控制器的框图。
[0009]图4是在示例实施方式中的示例第一相特定电弧抑制器和第二相特定电弧抑制器的框图。
[0010]图5是在示例实施方式中的第一相特定电弧抑制器和第二相特定电弧形抑制器以及双重单向电弧抑制器的其他部件的示例实现方式的电路图。
[0011]图6是在示例实施方式中的双重单向电弧抑制器的框图。
[0012]图7A和图7B是在示例实施方式中的电弧抑制电路的时序图。
[0013]图8示出了在示例实施方式中的三相电力系统的使用波形800示出的电弧抑制器电路的操作。
[0014]图9A至图9C是在示例实施方式中的双重单向电弧抑制器的实现方式的透视图。
具体实施方式
[0015]多相电力系统是AC电力生成和传输的常用方法。最常见的这样的多相电力是三相电力，其中电力沿三个导体传输，相对于彼此成一百二十度异相。这样，在多相电力系统中，在任何给定时间处，至少一个导体上的电流处于正域，而至少一个其他导体上的电流处于负域。在平衡的三相电力系统中，瞬时电流的总和为零，这在系统级上可能阻止试图抑制三
相系统中的触头处的电弧。此外，由于三相系统的每条线路在零交叉上方和下方的恒定循环，常规的电弧抑制器可能与所产生的电流密度相抗衡。
[0016]已经开发了利用电弧抑制器来在多相AC电力电弧生成和任何相关情况中的最早阶段抑制电弧形成的系统和方法。通过在多相电力系统的每一相上并入一个双重单向电弧抑制器，整个电弧抑制电路能够抑制所有相上以及正域和负域中的电弧。双重单向电弧抑制器各自并入两个单独的电弧抑制器，一个电弧抑制器用于处理正域中的电弧放电，并且一个电弧抑制器用于处理负域中的电弧放电。每个单独的电弧抑制器通过触发闭锁开关例如热敏电阻自动地接入和断开，当交流电流在零线上过渡时，该触发闭锁开关自动地接通和切断。
[0017]图1是在示例实施方式中的高功率、多相AC电力触头电弧抑制器系统的框图。电弧抑制电路1和电力接触器2可以是任何合适的AC电力生成模式，例如，通常是单相、三相或多相。电力接触器2包括第一触头10A和第二触头10B，可以断开和闭合在第一触头10A与第二触头10B之间本领域已知的开关或其他机构。接触器线圈驱动器3可以是本领域已知的各种线圈驱动器中的任何一种，例如，过程控制器、自动控制器、辅助继电器、手动开关、接触器触头、继电器触头和半导体驱动器。AC电源4通过电力接触器2向AC电力负载5提供AC电力。电力触头线终端67、77、87和电力触头端终端68、78、88跨电力接触器2向电弧抑制电路1提供电耦接。第一接触器线圈端终端91和第二接触器线圈端终端92向线圈驱动器3的操作的电弧抑制电路1提供输入。
[0018]图2是在示例实施方式中的以反并联配置的三个双重单向电弧抑制器的框图。在本文公开的其他附图中的具体实现方式中示出了双重单向电弧抑制器，在适当或期望的情况下，双重单向电弧抑制器可以被并入在块级上。这样，可以设想，电弧抑制电路1的各个块可以根据本文公开的块实现方式的任何排列或组合来实现。
[0019]电弧抑制电路1包括以反并联配置的三(3)个双重单向电弧抑制器6、7、8。双重单向电弧抑制器6、7、8中的每一个包括将在本文中详细描述的块。每个双重单向电弧抑制器6、7、8的每个块可以根据每个双重单向电弧抑制器6、7、8的要求在每个双重单向电弧抑制器6、7、8内单独实现。然而，应认识和理解的是，每个双重单向电弧抑制器6、7、8的每个相关部件可以根据共同原理实现，并且关于一个双重单向电弧抑制器6、7、8的一个这样的部件——例如，双重单向电弧抑制器6的线圈锁控制器61的讨论可以理解为对应于不同的双重单向电弧抑制器6、7、8的相关部件、即双重单向电弧抑制器7的线圈锁控制器71和双重单向电弧抑制器8的线圈锁控制器81。
[0020]虽然在本文中详细描述了三相系统，但是应认识和理解，关于三相系统公开的原理可以应用于任何单相或多相AC电力系统。更广泛地，对于具有预定数目的相的任何系统，电弧抑制电路1可以利用与其中使用电弧抑制电路1的系统中的预定数目的相相等的若干个双重单向电弧抑制器来实现。此外，注意，电弧抑制电路1可以用于单相AC或DC系统中。
[0021]每个双重单向电弧抑制器6、7、8分别包括线圈锁控制器61、71、81；分别包括第一相特定单个单极电弧抑制器62、72、82；以及分别包括第二相特定单个单极电弧抑制器63、73、83；分别在节点611、711、811处彼此耦接，并且分别在节点612、712、812处彼此耦接。每个双重单向电弧抑制器6、7、8还分别包括第二过电压保护器69、79、89，第二过电压保护器69、79、89分别在节点640、740、840处与第一相特定单个单极电弧抑制器62、72、82耦接以及
分别在节点681、781、881处与第二相特定单个单极电弧抑制器63、73、83耦接。线圈锁控制器61、71、81、第一相特定单个单极电弧抑制器62、72、82以及第二相特定单个单极电弧抑制器63、73、83的示例将在本文中详细公开。第二过压保护器69、79、89可以是或者可以包括变阻器、瞬态电压抑制(TVS)二极管、齐纳二极管、气体管、火花隙或者任何其他相关的合适部件，以在不需要相关联的电弧抑制器6、7、8进行电弧抑制时锁定相关联的电弧抑制器6、7、8。
[0022]可熔迹线或可熔元件641、741、841分别可以在可熔元件641、741、841的延伸长度上没有有机材料，例如焊接掩模、丝网等。另外地或可替选地，可熔元件641、741、841本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电弧抑制电路，其被配置成抑制跨电力接触器的电弧放电，所述电力接触器耦接至具有预定数目的相的交流(AC)电源，所述电力接触器的每个触头对应于所述预定数目的相中的一个，所述电弧抑制电路包括：若干个双重单向电弧抑制器，所述若干个双重单向电弧抑制器等于所述AC电源的预定数目的相，每个双重单向电弧抑制器跨所述电力接触器耦接，每个双重单向电弧抑制器包括：第一相特定电弧抑制器，其被配置成抑制正域中的跨相关联的触头的电弧放电；第二相特定电弧抑制器，其被配置成抑制负域中的跨所述相关联的触头的电弧放电；以及线圈锁控制器，其被配置成耦接在所述电力接触器的触头线圈驱动器之间，被配置成检测所述触头线圈驱动器的输出条件，并且在预定时间内禁止所述第一相特定电弧抑制器和所述第二相特定电弧抑制器的操作。2.根据权利要求1所述的电弧抑制电路，其中，所述第一相特定电弧抑制器被配置成不抑制所述负域中的电弧放电，并且所述第二相特定电弧抑制器被配置成不抑制所述正域中的电弧放电。3.根据权利要求2所述的电弧抑制电路，其中，所述第一相特定电弧抑制器和所述第二相特定电弧抑制器中的每一个包括闭锁开关，所述闭锁开关被配置成使所述第一相特定电弧抑制器和所述第二相特定电弧抑制器分别不抑制所述负域和所述正域中的电弧放电。4.根据权利要求3所述的电弧抑制电路，其中，所述闭锁开关是闸流晶体管。5.根据权利要求4所述的电弧抑制电路，其中，所述线圈锁控制器包括：功率转换器，其耦接在线圈接口上；整流器，其耦接至所述功率转换器；功率限制器，其耦接至所述整流器；功率存储器，其耦接至所述功率限制器；以及电流源，其耦接至所述功率存储器，所述电流源耦接至所述第一相特定电弧抑制器和所述第二相特定电弧抑制器。6.根据权利要求5所述的电弧抑制电路，其中，所述功率转换器包括RC电路，所述整流器包括二极管阵列，所述功率限制器包括齐纳二极管；所述功率存储器包括电容器；并且所述电流源包括MOSFET晶体管。7.根据权利要求5所述的电弧抑制电路，其中，所述第一相特定电弧抑制器和所述第二相特定电弧抑制器中的每一个包括线圈锁，所述线圈锁耦接至所述线圈锁控制器，被配置成基于来自所述线圈锁控制器的输入禁用所述第一相特定电弧抑制器和所述第二相特定电弧抑制器中的相应一个。8.根据权利要求7所述的电弧抑制电路，其中，所述线圈锁包括耦接至所述线圈锁控制器的信号隔离器发射器和耦接至所述闭锁开关的信号隔离器检测器。9.根据权利要求8所述的电弧抑制电路，其中，所述线圈锁是包括所述信号隔离器发射器和所述信号隔离器检测器的光继电器。10.根据权利要求8所述的电弧抑制电路，其中，所述第一相特定电弧抑制器和所述第二相特定电弧抑制器中的每一个包括：
信号边沿检测器；与所述信号边沿检测器串联的边沿脉冲转换器；与所述边沿脉冲转换器串联的限流器；以及第一过电压保护装置，其耦接至所述边沿脉冲转换器和所述线圈锁的所述信号隔离器检测器。11.根据权利要求10所述的电弧抑制电路，其中，所述边沿脉冲转换器是以下中的至少一个：变压器；脉冲变压器；或栅极触发器。12.根据权利要求10所述的电弧抑制电路，其中，所述双重单向电弧抑制器中的每一个还包括：第一触头端，其被配置成电耦接至所述电力接触器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖因霍尔德，
申请(专利权)人：电弧抑制技术公司，
类型：发明
国别省市：