[发明专利]监视电触点状态的装置和方法

说明书

技术领域

本发明的领域主要涉及电子机械开关，并且更具体地涉及用于确定电磁开关的电触点的状态的方法以及配置用于与此类方法一起使用的装置；其中，下面是说明书，参照了附带的并形成说明书一部分的图形。

背景技术

诸如接触器、继电器和其它装置等电磁开关装置是众所周知的并广泛用于开关电流。诸如具有可移动衔铁和固定轭电磁体作为闭合元件的那些开关等常规电磁开关常常用于改变电触点的状态。当电流流过电磁体的螺线管线圈时，则结果的磁场将衔铁向轭移动，直至轭和衔铁的极面相互接触。在关闭通过电磁体的线圈的电流时，诸如弹簧等机械复位装置用于分离衔铁和轭。连接到衔铁的可移动电触点元件相对于固定的电触点元件移动以便闭合和打开电磁开关装置的电触点。此类触点可具有通常闭合或通常打开的配置。

如图1中所示，示出具有电磁体101的常规电磁开关100，该电磁体包括可移动磁芯或衔铁102，其通过空气间隙104与具有电磁触发螺线管或线圈105的固定磁芯或轭103分离。衔铁102可在箭头119所示的方向中移动。可移动衔铁102与至少一个可移动电触点110a处于可操作的通信中，以用于接通和断开固定电触点110b。虽然电触点110a、110b的每一对在图1中示出并在本文中描述为在通常打开的配置中述，但本领域的技术人员将理解，电触点110a、110b可具有通常闭合或通常打开的配置。另外，虽然图1示出具有6对电触点110a、110b，但将理解，可移动衔铁102可配置成与任何数量的电触点处于可操作的通信中。在闭合时，触点110a、110b一般将来自例如诸如AC电源供应的电源112的电力传导到负载115，以及在触点110a、110b打开时，中断到负载115的电力。

在电流(未示出)通过电磁体101的触发线圈105时，产生使衔铁102被轭103电吸引的磁场(未示出)。衔铁102的移动使衔铁102的至少一面117与轭103的至少一面118接触。通过触发线圈105的电流(未示出)惯常由触发电路120或连接到触发线圈105的其它外部电源(未示出)来提供。由于可移动触点110a惯常是通过链接元件107由可移动衔铁102来驱动的，电磁体101形成的磁力保持衔铁102与轭103的接触，并因此将通常打开的电触点110a、110b置于被激励或闭合状态中。随后，在电流(未示出)切断时，电磁体101被断电，并且例如诸如弹簧106的返回元件使衔铁102返回到其最初位置，由此使衔铁102的至少一面117断开与轭103的至少一面118的接触，并且使电触点110a、110b改变状态(即，打开)。

在开关电流时电触点110a、110b的每次打开和闭合操作期间，在触点110a、110b之间的空气间隙中发生电弧。电弧导致开关触点110a、110b的材料腐蚀，腐蚀严重程度至少根据电流和电压负载而变化。材料腐蚀或磨损影响开关装置的开关行为，并且在足够次数的开关操作后，能造成开关装置的故障。另外，电触点110a、110b的电弧诱发的腐蚀是确定开关装置的剩余寿命或维护间隔的重要因素。重要的是知道触点状态，例如诸如剩余触点材料厚度或剩余预期触点寿命，以使得能够预防性维护，例如替换触点110a、110b或电磁开关装置100本身，以避免其中使用开关装置100的系统的意外中断。

用于防止此类意外系统中断的一种典型惯例是在预定次数的操作后，系统地替换触点110a、110b或电磁开关装置100本身而不检查110a、110b的实际状况。在触点未充分磨损时，这导致不必要的替换，以及在电触点110a、110b磨损超过预期时，这可导致装置和/或系统故障。

因此，需要的是一种更精确地确定诸如电触点的剩余厚度等状态的方法，以便推断与触点的残余寿命有关的信息，因为这将使得能够及时通知用户，并因此防止否则可能发生的故障。

发明内容

鉴于上述考虑事项，合乎需要的是提供生成电磁开关装置中电触点的状态的装置和方法。生成的状态可包括任何数量的实施例，包括如电触点的残余寿命的指示、电触点的当前厚度的指示、电触点的状况的通过/失败指示或有关电触点的必需维护的通知的此类非限制性示例。

在本文中使用时，衔铁和轭之间的接触的瞬间将称为电磁开关的闭合。另外，关于一对电触点的术语“状态的改变”将在本文中指闭合触点的打开或备选地指打开触点的闭合。电磁开关的闭合与电触点的状态的改变之间的电相角差在本文中称为磁滞后角(MLA)。