一种用于自动转换开关的触头结构的制作方法

1.本发明涉及一种低压电器、双电源自动转换开关领域，尤其是涉及一种用于自动转换开关的触头结构。


背景技术：

2.双电源自动转换开关是在用电突然断电时通过双电源切换开关，自动连接到备用的电源上，使我们的运作不至于停断，仍能继续运作。双电源自动转换开关的用途，简单来说就是一路常用一路备用，当常用电突然故障或停电时，通过双电源切换开关，自动投入到备用电源上，(小负荷下备用电源也可由发电机供电)使设备仍能正常运行。最常见的是电梯、消防、监控上，银行用的ups不间断电源也是，不过他的备用是电池组。
3.当前的双电源自动转换开关多为单断点结构，其动触头与联结板之间多为硬连接或软联结，硬连接指动触头与联结板直接接触，软联结指动触头通过导电的软线与联结板连接。在接通分断较大电流时会产生较高能量电弧和热量，而电弧和热量又集中于动静触点之间，因此会对开关的动静触头产生较大损伤，严重时会毁坏开关本体，使其无法继续使用。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于自动转换开关的触头结构，能减小分断电流并可以给动触头分压减少电弧电压和电流，以此实现较好的灭弧效果，减少接通分断电流给开关本体带来的伤害。
5.申请人在构思上做出如下分析，接通分断指标是双电源转换开关的一个重要参数，接通分断电流时产生的电弧会对动静触头开断部位产生损伤，严重时会对开关本体造成很大破坏以致无法继续使用。当前的专用型转换开关的触头部分多为单断点结构，负载端和电源端之间的动静触头只有一个断点，动触头与联结板之间通过导电软线进行连接。这种结构在接通分断较大电流时会在动静触点间产生电弧和大量热量，使其带电操作寿命和接通电流的大小及次数都不高。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.本发明的目的是保护一种用于自动转换开关的触头结构，包括驱动连杆、下连杆、动触头、触头支架、联结板、静触头、高电阻连接件，其中具体地：
8.驱动连杆，其上设有方孔，所述方孔中插设有方轴，所述方轴能够与自动转换开关的操作机构传动连接；
9.下连杆，其一端通过第一连接轴与驱动连杆轴接；
10.动触头，其上设有2个轴孔；
11.触头支架，其上设有与动触头上轴孔对应的2个轴孔，并在2个轴孔处通过第二连接轴和第三连接轴与动触头轴接，且第二连接轴与下连杆的另一端连接，所述第三连接轴连接在自动转换开关的基座上，所述驱动连杆、下连杆、触头支架和自动转换开关基座构成
四连杆结构；
12.联结板，电连接于自动转换开关的电源侧与外部电路之间；
13.静触头，电连接于自动转换开关的负载侧与外部电路之间；
14.高电阻连接件，连接于联结板和动触头之间。
15.进一步地，所述动触头与触头支架之间设有弹簧，所述弹簧为压缩状态。
16.进一步地，所述动触头上设有动触点与第一接触面；
17.所述静触头上设有静触点；
18.所述联结板上设有相互垂直的第二接触面和第三接触面。
19.进一步地，所述触头支架上的轴孔与第三连接轴之间构成间隙配合，所述触头支架能够绕第三连接轴转动。
20.进一步地，所述动触头上的两个轴孔的孔径大于触头支架上对应孔的孔径。
21.进一步地，所述第一接触面为下凸的弧面结构；
22.所述动触头上还设有第四接触面，所述第四接触面为与第一接触面连接的平面结构。
23.进一步地，所述方轴能够顺时针旋转带动动触头逆时针旋转，实现合闸状态；
24.合闸状态时，弹簧的作用下动触点与静触点压紧，且第一接触面压紧第三接触面。
25.进一步地，所述方轴能够逆时针旋转带动动触头顺时针旋转，实现分闸状态；
26.分闸状态下，动触点离开静触点并产生电弧，所述第四接触面与第三接触面脱离。
27.进一步地，所述高电阻连接件的材料为铜绞线；
28.所述高电阻连接件与动触头、联结板之间的连接方式为软连接或硬连接。
29.进一步地，所述第一接触面与第四接触面之间通过倒角或倒圆过渡连接。
30.本发明的机理如下：
31.本专利通过采用动触头与联结板之间并联的两种连接，一种为电阻较小的连接，一种为电阻较大的连接，使动静触头闭合时两个连接同时闭合，回路电阻很小，回路发热和功耗也小，而当动静触头分开时电阻较小的连接断开仅通过电阻较大的连接串联动触头和联结板，此时回路电阻增大，产生限流效果，同时串联较大电阻的连接也会分压，使得动静触点之间的电压、电流都减小，以此实现快速灭弧，减少接通分断电流对转换开关本体的损害。
32.与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：
33.本发明中动触头与联结板形成的回路能够在合闸和分闸状态下具有两种不同的电阻，合闸时的电阻小，可用于承载电流，分闸时电阻大，能减小分断电流并可以给动触头分压减少电弧电压和电流，以此实现较好的灭弧效果，减少接通分断电流给开关本体带来的伤害。
附图说明
34.图1为本技术方案中用于自动转换开关的触头结构的正面结构示意图；
35.图2为本技术方案中用于自动转换开关的触头结构的剖面结构示意图；
36.图3为本技术方案中动触头的结构示意图；
37.图4为本技术方案中用于自动转换开关的触头结构分闸时结构示意图；
38.图5为本技术方案中触头支架的结构示意图；
39.图6为本技术方案中触头结构合闸状态的电路模型图；
40.图7为本技术方案中触头结构分闸状态的电路模型图。
41.图中：1、方轴，2、驱动连杆，3、动触头，4、高电阻连接件单元，5、静触头，6、联结板，7、触头支架，8、弹簧，9、第一连接轴，10、第二连接轴，11、第三连接轴，12、下连杆，31、动触头主体，32、动触点，33、安装槽，34、第一接触面，35、第四接触面，36-37、孔，38、接触面，51、静触点，61、第二接触面，62、第三接触面，71-72孔。
具体实施方式
42.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本技术方案中如未明确说明的部件型号、材料名称、连接结构、控制方法、算法等特征，均视为现有技术中公开的常见技术特征。
43.见图1到图5，本发明的结构包括方轴1、驱动连杆2、动触头3、高电阻连接件单元4、静触头5、联结板6、触头支架7、弹簧8、第一连接轴9、第二连接轴10、第三连接轴11、下连杆12。
44.操作机构(图中未标示)可带动方轴1沿着其中心轴线旋转，驱动连杆2上有相应的方孔，方轴1能够插入驱动连杆2上的方孔，以此带动驱动连杆2进行旋转。触头支架7上的孔71、72通过第二连接轴10、第三连接轴11与动触头3上的孔36、37对应连接，其中第三连接轴11为固定轴，第三连接轴11固定在开关基座上(图中未标示)，触头支架7上的孔72与第三连接轴11之间为间隙配合，触头支架7可以第三连接轴11为圆心自由转动。
45.动触头主体31上的孔36、37的孔径分别大于触头支架上的孔72、71，弹簧8安装在动触头3的安装槽33和触头支架11之间，装配后为压缩状态。下连杆12的两端分别通过第一连接轴9和第二连接轴10连接触头支架7、动触头3和驱动连杆2。高电阻连接件4分别连接在联结板6的第二接触面61和动触头的接触面38上，高电阻连接件4的材料可以是铜绞线或其他导电材料，且高电阻连接件4与动触头3、联结板6之间的连接方式可以是柔性的软连接或硬连接。
46.驱动连杆2、下连杆12、触头支架7和开关基座构成四连杆结构。方轴1顺时针旋转可带动动触头3逆时针旋转并合闸，合闸后在弹簧8的作用下动触头3的触点32与静触点51压紧，且动触头3上的第一接触面34也压紧联结板6上的第三接触面62形成电阻较低的硬连接；联结板6的作用是转换开关的电源侧与外部电路的连接件，静触头5是作为负载侧与外部电路的连接件。
47.当该侧回路处于合闸状态如图6，此时回路的电阻为动静触点间的接触电阻r触头与高电阻连接件4的电阻r1和第一接触面34、第三接触面62形成的硬连接电阻r2并联电阻串联，如图6，因r触头与r2的阻值较小，该处回路电阻也较小，转换开关可以良好的承载额定工作电流。
48.分断电流时，方轴逆时针旋转，动触头3顺时针旋转，动触点32离开静触点51并产生电弧，动触头上的第四接触面35与联结板6也脱离，此时回路的状态可看作图7状态，由电弧与高电阻连接件4串联，因高电阻连接件4的电阻r1较大，分断电流状态下的回路电阻大于合闸状态下的回路电阻，因此分断电流时的电流减少，且电弧两端的恢复电压因被r1分
压而减小，电弧被很快熄灭，从而保护了开关本体。
49.为使动触头3能够平滑的从断开状态转动到闭合状态，动触头上的第一接触面34与第四接触面35之间有倒角或倒圆。
50.本实施例以动触头与联结板之间的连接除通过该发明中的面34、面35实现，其他能在合闸时使动触头3与联结板6接触、分闸时时动触头3与联结板6断开的方法也在保护范围内。
51.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于自动转换开关的触头结构，其特征在于，包括：驱动连杆(2)，其上设有方孔，所述方孔中插设有方轴(1)，所述方轴(1)能够与自动转换开关的操作机构传动连接；下连杆(12)，其一端通过第一连接轴(9)与驱动连杆(2)轴接；动触头(3)，其上设有2个轴孔；触头支架(7)，其上设有与动触头(3)上轴孔对应的2个轴孔，并在2个轴孔处通过第二连接轴(10)和第三连接轴(11)与动触头(3)轴接，且第二连接轴(10)与下连杆(12)的另一端连接，所述第三连接轴(11)连接在自动转换开关的基座上，所述驱动连杆(2)、下连杆(12)、触头支架(7)和自动转换开关基座构成四连杆结构；联结板(6)，电连接于自动转换开关的电源侧与外部电路之间；静触头(5)，电连接于自动转换开关的负载侧与外部电路之间；高电阻连接件(4)，连接于联结板(6)和动触头(3)之间。2.根据权利要求1所述的一种用于自动转换开关的触头结构，其特征在于，所述动触头(3)与触头支架(7)之间设有弹簧(8)，所述弹簧(8)为压缩状态。3.根据权利要求1所述的一种用于自动转换开关的触头结构，其特征在于，所述动触头(3)上设有动触点(32)与第一接触面(34)；所述静触头(5)上设有静触点(51)；所述联结板(6)上设有相互垂直的第二接触面(61)和第三接触面(62)。4.根据权利要求1所述的一种用于自动转换开关的触头结构，其特征在于，所述触头支架(7)上的轴孔与第三连接轴(11)之间构成间隙配合，所述触头支架(7)能够绕第三连接轴(11)转动。5.根据权利要求1所述的一种用于自动转换开关的触头结构，其特征在于，所述动触头(3)上的两个轴孔的孔径大于触头支架(7)上对应孔的孔径。6.根据权利要求3所述的一种用于自动转换开关的触头结构，其特征在于，所述第一接触面(34)为下凸的弧面结构；所述动触头(3)上还设有第四接触面(35)，所述第四接触面(35)为与第一接触面(34)连接的平面结构。7.根据权利要求3所述的一种用于自动转换开关的触头结构，其特征在于，所述方轴(1)能够顺时针旋转带动动触头(3)逆时针旋转，实现合闸状态；合闸状态时，弹簧(8)的作用下动触点(32)与静触点(51)压紧，且第一接触面(34)压紧第三接触面(62)。8.根据权利要求6所述的一种用于自动转换开关的触头结构，其特征在于，所述方轴(1)能够逆时针旋转带动动触头(3)顺时针旋转，实现分闸状态；分闸状态下，动触点(32)离开静触点(51)并产生电弧，所述第四接触面(35)与第三接触面(62)脱离。9.根据权利要求1所述的一种用于自动转换开关的触头结构，其特征在于，所述高电阻连接件(4)的材料为铜绞线；所述高电阻连接件(4)与动触头(3)、联结板(6)之间的连接方式为软连接或硬连接。10.根据权利要求6所述的一种用于自动转换开关的触头结构，其特征在于，所述第一
接触面(34)与第四接触面(35)之间通过倒角或倒圆过渡连接。

技术总结
本发明涉及一种用于自动转换开关的触头结构，包括驱动连杆、下连杆、动触头、触头支架、联结板、静触头、高电阻连接件，其中驱动连杆上设有方孔，方孔中插设有方轴，方轴能够与自动转换开关的操作机构传动连接；下连杆的一端通过第一连接轴与驱动连杆轴接；触头支架上在2个轴孔处通过第二连接轴和第三连接轴与动触头轴接，且第二连接轴与下连杆的另一端连接，第三连接轴连接在自动转换开关的基座上，驱动连杆、下连杆、触头支架和自动转换开关基座构成四连杆结构。与现有技术相比，本发明能减小分断电流并可以给动触头分压减少电弧电压和电流，以此实现较好的灭弧效果，减少接通分断电流给开关本体带来的伤害。电流给开关本体带来的伤害。电流给开关本体带来的伤害。


技术研发人员：陈沛宇
受保护的技术使用者：上海电器股份有限公司人民电器厂
技术研发日：2022.03.11
技术公布日：2023/9/20