[实用新型]一种提高功率开关寿命的储能瞬变通断触头

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率开关内部触头系统，特别是涉及一种提高功率开关寿命的储能瞬变通断触头。

背景技术

功率开关触头的断开过程会产生一系列的物理现象。研究表明，开关触头在大气中断开电路时，如果电路的电流超过0.25～1A，电路断开后在触头间的电压超过12V，则在触头间隙(又称弧隙)中便会产生一团温度极高、发出强光和能够导电的近似圆柱形的气体--电弧。在电弧作用下，往往发生烧毁触点或融化粘住或动触头组件变形等现象，造成开关功能失效，直接影响了触头的寿命，特别是其电寿命，继而影响开关电器的电寿命和机械寿命。实验表明，触点断开时电弧的燃烧时间与触头的断开速度有关。断开速度愈快，则电弧的燃烧时间就愈小，触点的烧损也愈小，因此为了提高开关寿命，可以通过提高触点的分断速度来实现。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种提高功率开关寿命的储能瞬变通断触头，以减小触头间电弧燃烧的时间，从而提高开关寿命。

本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种提高功率开关寿命的储能瞬变通断触头，包括静触头、动触头、弓簧、衔铁及阶梯轴，其中阶梯轴穿过衔铁中心并与衔铁连接，动触头为两个，分别固定在弓簧的两端，弓簧的中部与阶梯轴固定连接，两个静触头分别位于与两个动触头相对应的位置，以保证动触头在阶梯轴的带动下能够与静触头相接触。

在上述提高功率开关寿命的储能瞬变通断触头中，弓簧的两端各设置一个支架，对动触头进行限位。

本实用新型与现有技术相比的有益效果为：

本实用新型通过将动触头固定在弓簧两端，并将弓簧的中部与阶梯轴固定连接，形成了储能瞬变结构，储能瞬变结构具有两个能量稳定状态，当其缓变触发量(位移)积累到一定程度，达到转换阈值时，结构将由一个稳定状态瞬间跃变到另外一个稳定状态，本实用新型中当衔铁上下运动时，带动整个阶梯轴包括固定在其上的弓簧上下运动，由于弓簧本身的特点，当弓簧的位移量由零积累到临界值(转换阈值)时，弓簧将从一个稳定状态瞬间跃变到另外一个稳定状态，从而在极短的时间内发生动静触头的快速接通与断开，即实现了开关的通-断状态变化。在状态发生转换之前，开关处于稳定的通或断的状态，因此本实用新型提高了触头分断速度，减小了电弧燃烧时间，提高了开关的寿命。

附图说明

图1为本实用新型储能瞬变通断触头结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示为本实用新型储能瞬变通断触头结构示意图，由图可知该储能瞬变通断触头包括两个静触头1、弓簧3、衔铁4、阶梯轴5及分别连接在弓簧3两端的两个动触头2，其中阶梯轴5穿过衔铁4并与衔铁4机械连接，弓簧3的中部与阶梯轴5固定连接，两个静触头1分别位于与两个动触头2相对应的位置，以保证动触头2在阶梯轴5的带动下能够与静触头1相接触，此外弓簧3的两端各设置一个支架6，对动触头2进行限位。

弓簧3也可以由其他与弓簧具有相似特性的储能瞬变结构代替，储能瞬变结构具有两个能量稳定状态，当其缓变触发量(位移)积累到一定程度，达到转换阈值时，结构将由一个稳定状态瞬间跃变到另外一个稳定状态，此类结构具有状态稳定性好，转换时间短的特点。

动触头2与静触头1稳定接通时，此时弓簧处于其中一种稳定状态，如图1中实线所示，当衔铁4向下运动，带动整个阶梯轴5以及固定在其上的弓簧3向下运动，当弓簧3的位移量积累到临界值(转换阈值)时，弓簧3将由该稳定状态瞬间跃变到另一稳定状态，如图1中虚线所示，此时动触头2与静触头1断开，从而实现了动静触头的快速分离。

动触头2与静触头1稳定断开时，此时弓簧3处于其中一种稳定状态，如图1中虚线所示，当衔铁4向上运动，带动整个阶梯轴5以及固定在其上的弓簧3向上运动，当弓簧3的位移量积累到临界值(转换阈值)时，弓簧将由该稳定状态瞬间跃变到另一稳定状态，如图1中实线所示，此时动触头2与静触头1接通，从而实现了动静触头的快速接通。

本实用新型将开关动触头通常采取的弹性或刚性结构设计成瞬动结构，该结构只有在缓变位移触发量积累到超过临界值才会在极短的时间内发生开关通-断状态变化，在状态发生变化之前，开关处于稳定的通或断的状态，因此本实用新型提高了触头分断速度，减小了电弧燃烧时间，提高了功率开关的寿命。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。