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1、(10)申请公布号 CN 102412098 A (43)申请公布日 2012.04.11 C N 1 0 2 4 1 2 0 9 8 A *CN102412098A* (21)申请号 201110285184.7 (22)申请日 2011.09.23 H01H 50/16(2006.01) H01H 50/64(2006.01) (71)申请人张汉全 地址 417009 湖南省娄底市涟钢风阳路凤南 小区8栋一单元501号 (72)发明人张汉全 (74)专利代理机构湖南省娄底市兴娄专利事务 所 43106 代理人朱成实 (54) 发明名称 具有除故障锁的节能交流接触器 (57) 摘要 一种具有。
2、除故障锁的节能交流接触器，其动 铁芯上固装有锁钩，静铁芯下方或上方安装有除 故障锁，除故障锁的锁舌杆头部靠近锁钩中心线。 锁体内有套上复位弹簧的连杆、连杆前端固连锁 舌杆挡板、后端固连吸铁板，锁体后腔内装有开锁 线圈及铁芯，开锁线圈与断相、短路故障自动清除 电路连接。本发明能实现三相动触头的机械自锁， 使接触器线圈在正常运行时不带电，提高接触器 线圈使命寿命，节约电能和资源，在用电线路出现 断相、短路故障时自动拉闸断电，具有巨大的经济 和社会效益。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 5 页 CN 102。
3、412110 A 1/1页 2 1.一种配电房用具有除故障锁的节能交流接触器，包括与动铁芯(1)联动的三相动触 头Q 1 、Q 2 、Q 3 和套在静铁芯(2)上的接触器线圈KM1，其特征在于接触器线圈KM1与启动按 钮开关CA1串接后跨接在主电源上，动铁芯(1)上固装有锁钩(3)，静铁芯(2)下方或上方 安装有除故障锁(4)，除故障锁(4)的锁舌杆(41)头部靠近锁钩(3)中心线；所述的除故 障锁(4)结构如下：锁体(40)前部中心孔内安有锁舌杆(41)及滚珠(42)，锁体(40)中部 空腔内的连杆(43)上套有复位弹簧(44)，连杆(43)前端与锁舌杆(41)的挡板(45)固连， 连杆(4。
4、3)穿过间壁(46)的后端固连吸铁板(47)，锁体(40)后部空腔内装有开锁线圈KM2 及铁芯(48)；KM2负端与继电器J 1 、J 2 的常开触头2、继电器J 3 、J 4 的常闭触头1串接，KM2 正端与三相桥式整流器U 1 正极相连，三相桥式整流器U 1 负极与继电器J 1 -J 4 的动触头4串 接，U 1 的三个输入端分别与相线A、B、C相连；在相线A、C上分别套有电流互感器H 1 、H 2 ，桥 式整流器U 2 的一个输入端直接与H 1 次级线圈相连、另一个输入端经限流电位器W 1 与H 1 次 级线圈相连，U 2 的两个输出端分别连接J 1 线圈两端；桥式整流器U 3 的一个输。
5、入端直接与H 2 次级线圈相连、另一个输入端经限流电位器W 2 与H 2 次级线圈相连，U 3 的两个输出端分别连 接J 2 线圈两端，J 1 和J 2 线圈两端分别并联有二级管D、电阻R、电容C；J 3 的线圈触头3、5分 别与相线C、B相连，J 4 的线圈触头3、5分别与相线B、A相连，停止按钮开关CA2一端接U 1 负极、另一端接KM2负端。 2.一种三相电器用具有除故障锁的节能交流接触器，包括与动铁芯(1)联动的三相动 触头Q 1 、Q 2 、Q 3 和套在静铁芯(2)上的接触器线圈KM1，其特征在于启动按纽开关CA1一端 经接触器线圈KM1接主电源相线A、另一端接继电器J 1 动触头。
6、4，J 1 的线圈触头5、常开触 头2串接在主电源相线B上，J 1 的线圈触头3与主电源相线C相连；动铁芯(1)上固装有锁 钩(3)、静铁芯(2)下方或上方安装有除故障锁(4)，除故障锁(4)的锁舌杆(41)头部靠近 锁钩(3)中心线；所述的除故障锁(4)结构如下：锁体(40)前部中心孔内安有锁舌杆(41) 及滚珠(42)，锁体40中部空腔内的连杆(43)上套有复位弹簧(44)，连杆(43)前端与锁舌 杆(41)的挡板(45)固连，连杆(43)穿过间壁(46)的后端固连吸铁板(47)，锁体(40)后 部空腔内装有开锁线圈KM2及铁芯(48)；KM2负端与继电器J 2 、J 3 、J 4 的常闭。
7、触头1、延时继 电器SJ的常开触头6串接，KM2正端与三相桥式整流器U 1 正极及SJ的线圈触头2相连，U 1 负极与J 2 -J 5 的动触头4串接，U 1 的三个输入端分别与相线A、B、C相连；相线A、B上分别 套有电流互感器H 1 、H 2 ，相线C上套有电流互感器H 3 、H 4 ，H 1 、H 2 、H 3 次级线圈两端分别与桥式 整流器U 2 、U 3 、U 4 的两个输入端相连，U 2 、U 3 、U 4 的两个输出端分别与J 2 、J 3 、J 4 的线圈两端相 连，桥式整流器U 5 的一个输入端直接与H 4 次级线圈相连、另一端经限流电位器W 1 与H 4 次级 线圈相连，U。
8、 5 的两个输出端与J 5 的线圈两端相连，J 2 -J 5 线圈两端分别并联有二级管D、电阻 R、电容C，J 5 的常开触头连接SJ的线圈触头7，SJ的线圈触头7与动触头8连接；停止按钮 开关CA2一端接U 1 负极、另一端接KM2负端。 权 利 要 求 书CN 102412098 A CN 102412110 A 1/4页 3 具有除故障锁的节能交流接触器 技术领域 0001 本发明涉及一种控制三相电路或三相电器合闸与断开用的电气开关设备，尤其是 能自动清除断相、短路故障的自动保护开关装置。 背景技术 0002 现有的各种三相电路中，都采用继电器自锁装置。当启动按钮开关按下再断开时， 自锁。
9、装置继续维持接触器线圈通电，保证交流接触器的三相动触头处于闭合状态。也就是 说，接触器线圈必须通电才能正常运行。其缺陷之一是接触器线圈消耗电能，据估算，为此 全国每年损失电能70亿千瓦小时以上；缺陷之二是接触器线圈长期带电，线圈容易烧毁损 坏，线圈变成了易损件，需经常更换维修，消耗大量的人力和资源，此外，当电路发生短路、 断相等故障时，现有的交流接触器本身不会自动断开，缺乏自动保护功能。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种具有除故障锁的节能交流接触器，做到节约电能和资 源，发生断相，短路故障时自动断开。 0004 第一个技术方案适合配电房使用。本方案包括与动铁芯联动的三相动触头Q 1 。
10、、Q 2 、 Q 3 和套在静铁芯上的接触器线圈KM1，接触器线圈KM1与启动按纽开关CA1串接后跨接在 主电源上，动铁芯上固装有锁钩，静铁芯上方或上方安装有除故障锁，除故障锁的锁舌杆头 部靠近锁钩中心线。 0005 所述的除故障锁结构如下：锁体前部中心孔内安有锁舌杆及滚珠，锁体中部空腔 内的连杆上套有复位弹簧，连杆前端与锁舌杆的挡板固连，连杆穿过间壁的后端固连吸铁 板，锁体后部空腔内装有开锁线圈KM2及铁芯；KM2负端与继电器J 1 、J 2 的常开触头2、继电 器J 3 、J 4 的常闭触头1串接，KM2正端与三相桥式整流器U 1 正极相连，三相桥式整流器U 1 负 极与继电器J 1 -J。
11、 4 的动触头4串接，U 1 的三个输入端分别与相线A、B、C相连；在相线A、C分 别套有电流互感器H 1 、H 2 ，桥式整流器U 2 的一个输入端直接与H 1 次级线圈相连、另一个输入 端经限流电位器W 1 与H 1 次级线圈相连，U 2 的两个输出端分别连接J 1 线圈两端；桥式整流器 U 3 的一个输入端直接与H 2 次级线圈相连、另一个输入端经限流电位器W 2 与H 2 次级线圈相 连，U 3 的两个输出端分别连接J 2 线圈两端，J 1 和J 2 线圈两端分别并联有二级管D、电阻R、 电容C；J 3 的线圈触头3、5分别与相线C、B相连，J 4 的线圈触头3、5分别与相线B、A相连。
12、， 停止按钮开关CA2一端接U 1 负极、另一端接KM2负端。 0006 第一个技术方案的使用方法和工作原理如下： 0007 1、合闸送电 0008 首先根据变压器容量定好限流电位器W 1 、W 2 的限流标准，然后按下启动按钮开关 CA1。接触器线圈KM1得电使静铁芯产生电磁力，吸引动铁芯动作。动铁芯一方面带动动触 头Q 1 、Q 2 、Q 3 合闸，使三相电源通电；另一方面带动锁钩移动，锁钩在移动过程中先推动锁舌 杆，锁舌杆则在复位弹簧作用下紧紧卡住锁钩。此时，虽然KM1因CA1的松开而失电，使静 说 明 书CN 102412098 A CN 102412110 A 2/4页 4 铁芯丧失。
13、电磁力，但是动铁芯不会在支撑弹簧的作用下复位，它因锁钩被锁舌杆卡住而不 动作，即实现机械自锁，三相电源保持合闸状态。与之同时，继电器J 3 、J 4 的线圈都得电导 通，它们的动触头4动作后倒向常开触头2，维持直流电不导通；由于正常情况下电流互感 器H 1 、H 2 产生的电流不大，没有超过限流电位器W 1 、W 2 的限流标准，继电器J 1 、J 2 的动触头4 都不动作，亦维持直流电不导通状态，因此开锁线圈KM2不导电，三相电路正常运行。 0009 2、自动消除短路故障原理 0010 不管三相电路A、B、C中任何两相短路，电流互感器H 1 或H 2 都会感应出一个比较 大的超过限流电位器W。
14、 1 或W 2 限流标准的电流，这个电流使J 1 或J 2 线圈导通，J 1 或J 2 的动 触头4与常开触头2闭合，来自U 1 的直流电使KM2导通，产生电磁力吸引除故障锁上的吸 铁板往后移动，拉动锁舌杆后移，使锁舌杆松开锁钩，动铁芯则在支撑弹簧的作用下复位， 带动三相动触头Q 1 、Q 2 、Q 3 断开，即三相电路自动拉闸而停止运行。 0011 3、自动清除断相故障原理 0012 不管三相电路A、B、C哪一相断开，都会造成电流互感器J 3 或J 4 线圈断电，使J 3 或 J 4 的动触头4与常闭触头1闭合，来自U 1 的直流电使KM2导通，产生电磁力吸引除故障锁 上的吸铁板往后移动，带。
15、动锁舌杆后移，使锁舌杆松开锁钩，动铁芯则在支撑弹簧的作用下 复位，带动三相动触头Q 1 、Q 2 、Q 3 断开，即三相电路自动拉闸而停止运行。 0013 如果按下停止按钮开关CA2，随时可以使KM2导通、三相电路自动拉闸断电。 0014 第二个技术方案适合三相电器、特别是电动机使用。本方案包括与动铁芯联动的 三相动触头Q 1 、Q 2 、Q 3 和套在静铁芯上接触器线圈KM1，启动按钮开关CA1一端经接触器线 圈KM1接主电源相线A、另一端接继电器J 1 动触头4，J 1 的线圈触头5、常开触头2串接在主 电源相线B上，J 1 的线圈触头3与主电源相线C相连。动铁芯上固装有锁钩，静铁芯下方或。
16、 上方安装有除故障锁，除故障锁的锁舌杆头部靠近锁钩中心。 0015 所述的除故障锁结构如下：锁体前部中心孔内安有锁舌杆及滚珠，锁体中部空腔 内的连杆上套有复位弹簧，连杆前端与锁舌杆的挡板固连，连杆穿过间壁的后端固连吸铁 板，锁体后部空腔内装有开锁线圈KM2及铁芯；KM2负端与继电器J 2 、J 3 、J 4 的常闭触头1、延 时继电器SJ的常开触头6串接，KM2正端与三相桥式整流器U 1 正极及SJ的线圈触头2相 连，U 1 负极与J 2 -J 5 的动触头4串接，U 1 的三个输入端分别与相线A、B、C相连；相线A、B上 分别套有电流互感器H 1 、H 2 、相线C上套有电流互感器H 3 、。
17、H 4 ，H 1 、H 2 、H 3 次级线圈两端分别与 桥式整流器U 2 、U 3 、U 4 的两个输入端相连，U 2 、U 3 、U 4 的两个输出端分别与J 2 、J 3 、J 4 的线圈两 端相连，桥式整流器U 5 的一个输入端直接与H 4 次级线圈相连，另一端经限流电位器W 1 与H 4 次级线圈相连，U 5 的两个输出端与J 5 的线圈两端相连，J 2 -J 5 的线圈两端分别并联有二级管 D、电阻R、电容C，J 5 的常开触头连接SJ的线圈触头7，SJ的线圈触头7与动触头8连接； 停止按钮开关CA2一端接U 1 负极、另一端接KM2负端。 0016 第二技术方案的使用方法与工作原。
18、理如下： 0017 1、合闸启动 0018 首先将限流电位器W 1 调到三相电器(例如电动机)的最高允许电流标准，然后按 下启动按钮开关CA1：这时主电源如果有一相缺电，都不能使接触器线圈KM1导电。当主电 源三相都带电时，KM1得电使静铁芯产生电磁力，吸引动铁芯动作。动铁芯一方面带动动 触头Q 1 、Q 2 、Q 3 合闸，使电动机旋转；另一方面带动锁钩移动，锁钩在移动过程中先推动锁舌 说 明 书CN 102412098 A CN 102412110 A 3/4页 5 杆，锁舌杆则在复位弹簧作用下紧紧卡住锁钩。此时，虽然KM1因CA1的松开而失电，使静 铁芯丧失电磁力，但是动铁芯不会在支撑弹。
19、簧的作用下复位，它因锁钩被锁舌杆卡住而不 动作，即实现机械自锁，三相电源保持合闸状态。与之同时，J 2 、J 3 、J 4 的线圈得电，动触头4 都倒向常开触头2，维持直流电不导通；由于正常情况下H4的感应电流较小，未超过限流电 位器W 1 的限流标准，J 5 的动触头4不动作，亦维持直流电不导通，因此开锁线圈KM2不导电， 电动机正常运转。 0019 2、自动清除断路故障原理 0020 不管三相电源A、B、C中的哪一相断相，都会使该相线上安装的电流互感器(H 1 -H 3 中的一个)无电流，使相对应的继电器(J 2 -J 4 中的一个)线圈失电，该失电的继电器动触头 4与常闭触头1闭合，来自。
20、U 1 的直流电使KM2导通，产生电磁力吸引除故障锁上的吸铁块往 后移动，带动锁舌杆后移，使锁舌杆松开锁钩，动铁芯则在支撑弹簧的作用下复位，带动三 相动触头Q 1 、Q 2 、Q 3 断开，使电动机停止运转。 0021 3、自动清除短路故障原理 0022 不管三相电源A、B、C中的哪两相短路，都会使电流互感器H 4 的感应电流急聚增 加而超过限流电位器W 1 的限流标准，使继电器J 5 动触头4与常开触头2闭合，时间集电器 SJ的线圈被导通，当SJ延时一段时间后，其动触头8与常开触头6闭合，来自U 1 的直流电 使KM2导通，产生电磁力吸引锁舌杆后移，使锁舌杆松开锁钩，动铁芯复位，带动三相动触。
21、 头Q 1 、Q 2 、Q 3 断开，使电动机停止运转。 0023 如果按下停止按纽开关CA2，随时可以使KM2导通，电动机停止运转。 0024 与已有技术相比，本发明有下列特点： 0025 1、节约电能和资源，具有巨大的经济和社会效益。 0026 本发明能实现三相动触头的机械自锁，使接触器线圈在正常运行时不带电。这样 一来，一方面能减少电能消耗，每年全国可节约电能70亿千瓦小时以上，另一面提高了接 触器线圈使用寿命，不易烧毁，无需经常更换，既减少维护成本，又节约宝贵的铜资源及绝 缘材料。 0027 2、用电线路出现断相、短路故障时自动拉闸断电，具有消除故障功能，避免故障对 其它电器备造成损害。
22、和影响人畜的安全。 0028 值得一提的是，本发明可与现有的各种自动化设备配套使用。 附图说明 0029 图1是立式具有除故障锁的节能交流接触器机械部分结构示意图 0030 图2是倾斜式具有除故障锁的节能交流接触器机械部分结构示意图。 0031 图3是多线圈式具有除故障锁的节能交流接触器机械部分结构示意图。 0032 图4是配电房用具有除故障锁的节能交流接触器电路图 0033 图5是三相电器用具有除故障锁的节能交流接触器电路图 具体实施方式 0034 实施例一 0035 如图1所示，套有接触器线圈KM1的山字形静铁芯2开口朝上固定在支撑板5上， 说 明 书CN 102412098 A CN 1。
23、02412110 A 4/4页 6 支撑弹簧6使动铁芯1位于静铁芯2上方，三相动触头Q 1 、Q 2 、Q 3 以联动方式与动铁芯1固 联为一体，锁钩3的杆身上端固定在动铁芯1下方中央，其杆身穿过静铁芯2中心孔和支承 板5上的通孔，支承板5下方安装有除故障锁4，除故障锁4的锁舌杆41头部靠近铁钩3中 心线。 0036 除故障锁4机械部分结构如下：锁体40前部槽心孔内安有锁舌杆41及滚珠42， 锁体40中部空腔内的连杆43上套有复位弹簧44，连杆43前端与锁舌杆的挡板45固连，连 杆43穿过间壁46的后端固连吸铁板47，锁体40后部空腔内装有开锁线圈KM2及铁芯48。 0037 在本实施例中，除。
24、故障锁4电气部分结构如图4所示，它与上文叙过的第一技术方 案完全相同，此处不再赘述。 0038 实施例二 0039 本实施例与例一基本相同，不同的是除故障锁4电气部分结构如图5所示，它与上 文叙述的第二技术方案完全相同，此处不再赘述。 0040 实施例三 0041 如图2所示，套有接触器线圈KM1的山字形静铁芯2开口朝一侧，固定在支撑板5 上，动铁芯1与静铁芯2内侧下端互相铰接，三相动触头Q 1 、Q 2 、Q 3 以联动方式与动铁芯1固 联为一体，锁钩3的杆身固定在动铁芯1上方，除故障锁4固定在静铁芯2上方，除故障锁 的锁舌杆41头部靠近处于水平状态的锁钩3中心线，动、静铁芯之间安有支撑弹簧。
25、6。在本 实施例中除故障锁4的结构与例一完全相同。 0042 实施例四 0043 本实施例与例三基本相同，不同的是除故障锁4的电气部分采用图5所示的结构， 它与上文叙述的第二技术方案完全相同，此处，不再赘述。 0044 实施例五 0045 如图3所示，至少两个套有接触器线圈KM1的静铁芯2固定在支承板5上，支承弹 簧6使动铁芯1位于静铁芯2上方，三相动触头Q 1 、Q 2 、Q 3 以联动方式与动铁芯1固联为一 体，锁钩3的杆身上端固定在动铁芯下方中央，其杆身穿过支承弹簧6和支承板5上的通 孔，支承板5下方安装有除故障锁4，除故障锁4的锁舌杆41头部靠近锁钩3中心线。在本 实施例中，除故障锁4。
26、的结构与例一完全相同。 0046 实施例六 0047 本实施例与例五基本相同，不同的是除故障锁4的电气部分采用图5所示的结构， 它与上文叙述的第二技术方案完全相同，此处不再赘述。 说 明 书CN 102412098 A CN 102412110 A 1/5页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102412098 A CN 102412110 A 2/5页 8 图2 说 明 书 附 图CN 102412098 A CN 102412110 A 3/5页 9 图3 说 明 书 附 图CN 102412098 A CN 102412110 A 4/5页 10 图4 说 明 书 附 图CN 102412098 A CN 102412110 A 5/5页 11 图5 说 明 书 附 图CN 102412098 A 。