CN107170597A - 一种供电切换单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种供电切换单元，包括壳体，壳体内开设有前、后两个空腔，前空腔中置有可左右滑动的横向滑块，后空腔中置有可前后滑动的纵向滑块，横向滑块的左侧或右侧连接有左驱电磁铁或右驱电磁铁，纵向滑块的后端连接解锁电磁铁，横向滑块的左右两端面、纵向滑块的前端面分别设有一个动触条，前空腔的左右内壁上、后空腔的前内壁上各设有一个进线静触点、一个出线静触点，各动触条与其对应的两个静触点构成一个机械开关；三个机械开关的进线静触点分别连接A、B、C三相进线，三个机械开关的出线静触点共同连接火线出线端子，N线连接零线出线端子；三个机械开关分别控制A、B、C三相中其中一相的通或断，任意同一时刻最多只有一相被导通。
Description
技术领域
本发明主要涉及配网电能治理领域，具体涉及一种供电切换单元。
背景技术
现有三路输入一路输出的换相机构，多为每条线路设有一个机械或电磁开关，通过控制各个开关的通或断实现线路的切换，这类特点是开关设置较多，故障率较高，控制过程中存在短路的概率；市场也有部分切换开关采用电机驱动实现线路切换，同样存在故障概率较高，切换模式单一等劣势。
基于两种垂直关系的直线移动、运动轨迹有交点的两种物体，有相互制约关系，利用这种彼此制约的相互作用，发明了排他性的三选一供电切换单元。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种供电切换单元。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种供电切换单元，其特征在于：包括有壳体，壳体内开设有前、后两个空腔，前空腔中置有可左右滑动的横向滑块，后空腔中置有可前后滑动的纵向滑块，横向滑块的左侧或右侧连接有左驱电磁铁或右驱电磁铁，纵向滑块的后端连接有解锁电磁铁，横向滑块的左右两端面、纵向滑块的前端面分别设有一个动触条，前空腔的左右内壁上、后空腔的前内壁上各设有一个进线静触点、一个出线静触点，各动触条与其对应的两个静触点构成一个机械开关；所述三个机械开关的进线静触点分别连接A、B、C三相进线，三个机械开关的出线静触点共同连接火线出线端子，N线连接零线出线端子；三个机械开关分别控制A、B、C三相中其中一相的通或断，任意同一时刻最多只有一相被导通。
所述的一种供电切换单元，其特征在于：所述横向滑块的后端设有凹字形的矫正槽，纵向滑块的前端设有凹字形的凹槽；当横向滑块居中时，纵向滑块的凹槽恰好能完全插入矫正槽内、并将横向滑块锁定在居中位置，同时纵向滑块的机械开关被导通；当横向滑块在左侧或右侧时，纵向滑块的凹槽套在横向滑块的矫正槽的边框上，将横向滑块控制在侧位，此时横向滑块的其中一个机械开关被导通，纵向滑块的机械开关不导通。
所述的一种供电切换单元，其特征在于：所述横向滑块的上端面上沿横向滑块的移动方向开设有两端带有限位的左右滑槽，横向滑块上的两个动触条置于左右滑槽中，两个动触条之间连接有弹簧一。
所述的一种供电切换单元，其特征在于：所述纵向滑块的上端面上沿纵向滑块的移动方向开设有前端带有限位的前后滑槽，纵向滑块上的动触条置于前后滑槽中且所述动触条后侧通过一个弹簧二连接在纵向滑块的后端。
所述的一种供电切换单元，其特征在于：所述三个动触条为两端弯折的导电触片。
所述的一种供电切换单元，其特征在于：增加横向和纵向滑块的横截面积，横向和纵向滑块上可增加设置两个或两个以上的机械开关，控制多线通断。
本发明的原理是：
横向滑块在前空腔中横向移动，纵向滑块在后空腔中纵向移动；横向滑块和纵向滑块的移动方向彼此垂直；
横向滑块的电磁铁断电时，因其电磁铁的居中复位作用，横向滑块趋向于居中位置；因解锁电磁铁复位作用，纵向滑块趋向于前端；当解锁电磁铁通电时驱动纵向滑块向后移动并完全脱离横向滑块，此时横向滑块会复位至居中状态；横向滑块复位至居中状态时，其上的左右动触条均脱离对应的静触点；
当横向滑块居中时，纵向滑块凹槽可完全插入横向滑块凹槽，此时纵向滑块上的动触条导通前端的静触点；
在横向滑块被驱动至左侧过程中的某个时刻，横向滑块上弹簧一驱动左侧动触条开始接触并导通左侧对应的静触点，随着横向滑块继续向左移动，弹簧一继续被压缩，当横向滑块停止移动时，弹簧一被压缩m；电磁铁驱动横向滑块移动至左侧之后，解锁电磁铁断电，纵向滑块向前端复位，纵向滑块凹槽套入横向滑块右侧边框(因横向滑块右侧边框限制纵向滑块复位行程，纵向滑块上的动触条与其前端静触点之间有电气安全距离，即纵向滑块上的机械开关仍然处于断开状态)，此时横向滑块凹槽右边框的外侧面与纵向滑块凹槽右边框内侧面的间距为n(m>n)；横向滑块电磁铁断电时，横向滑块向居中位置复位，但受纵向滑块凹槽的作用只能复位n而停止并处于稳定平衡状态，同时横向滑块上的弹簧一也复位n；因为m>n，弹簧一仍然被压缩m-n，压缩量(m-n)产生的弹力足以保持左侧动触条导通对应的静触点；此时，右侧动触条远离对应静触点；纵向滑块上的动触条也未能导通其对应的前端静触点。
横向滑块向右移动导通右侧对应的静触点的原理，与横向滑块向左移动导通左侧对应的静触点的原理相同；即，当横向滑块导通右侧对应静触点的同时，其左侧动触条远离对应的左侧静触点，纵向滑块上的动触条未能导通其对应的前端静触点。
因横向滑块、纵向滑块之间相互作用和复位弹簧作用，供电切换单元有四个状态：1)横向滑块在左侧时导通左侧开关(其它开关断开)、2)横向滑块在右侧时导通右侧开关(其它开关断开)、3)横向滑块居中且纵向滑块全程复位时导通甲端开关(其它开关断开)、4)横向滑块居中且纵向滑块在后端而离开横向滑块时，三个开关都断开；即，任意同一时刻，最多只有一个机械开关被导通。
为便于描述，左侧开关导通时的稳定状态(横向滑块被纵向滑块锁定在左侧)称为左档，右侧开关导通时的稳定状态(横向滑块被纵向滑块锁定在右侧)称为右档，纵向滑块上机械开关导通时的稳定状态(横向滑块被纵向滑块锁定在居中位置)称为甲档，三个机械开关都断开的稳定状态称为空档。
横向滑块电磁铁称为DH，纵向滑块电磁铁称为解锁电磁铁DJ；
DH断电时，横向滑块复位至居中位置；DH通正向电流时驱动横向滑块向右移动；DH通反向电流时驱动横向滑块向左移动。
DJ断电时，纵向滑块向前端复位，DJ通电时驱动纵向滑块向后端移动。
附下表说明供电切换单元的工作原理及其工作流程：
本发明的优点是：
所述供电切换单元，任意同一时刻最多只能导通一相，从根本上，杜绝了切换过程中两相或三相同时导通导致相间短路的现象；
一个供电切换单元只需两个驱动电磁铁，动触条只需做最简单的直线移动，没有旋转运动，故障率实现最小化；动触条与对应静触点在导通或断开的过程中没有摩擦，寿命实现最大化；
当完成切换任务，无需电能或磁力保持某档状态；利用横向滑块和纵向滑块相互连锁作用、及弹簧复位作用，零功耗保持所述供电切换单元的某档状态；
当需要多个供电切换单元时，多个供电切换单元的横向滑块可共用驱动机构，实现驱动电磁铁数量最小化，不但大幅降低故障率，同时减少设备体积和成本。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为横向滑块及其左驱电磁铁的结构示意图。
图3为横向滑块上两动触条及弹簧一的结构示意图。
图4为纵向滑块上动触条及弹簧二的结构示意图。
图5为本发明各部件的连线图。
具体实施方式
如图1-5所示，一种供电切换单元，包括有壳体1，壳体1内开设有前、后两个空腔2、3，前空腔2中置有可左右滑动的横向滑块4，后空腔3中置有可前后滑动的纵向滑块5，横向滑块4的左侧连接有左驱电磁铁18，纵向滑块5的后端连接有解锁电磁铁6，横向滑块4的左右两端面、纵向滑块5的前端面分别设有一个动触条7-1、7-2、7-3，前空腔2的左右内壁上、后空腔3的前内壁上各设有一个进线静触点8-1、8-2、8-3、一个出线静触点9-1、9-2、9-3，各动触条7-1、7-2、7-3与其对应的两个静触点8-1、9-1、8-2、9-2、8-3、9-3构成一个机械开关；所述三个机械开关的进线静触点8-1、8-2、8-3分别连接A、B、C三相进线，三个机械开关的出线静触点9-1、9-2、9-3共同连接火线出线端子10，N线连接零线出线端子11；三个机械开关分别控制A、B、C三相中其中一相的通或断，任意同一时刻最多只有一相被导通。
横向滑块4的后端设有凹字形的矫正槽12，纵向滑块5的前端设有凹字形的凹槽13；当横向滑块4居中时，纵向滑块5的凹槽13恰好能完全插入矫正槽12内、并将横向滑块4锁定在居中位置，同时纵向滑块5的机械开关被导通；当横向滑块4在左侧或右侧时，纵向滑块5的凹槽13套在横向滑块4的矫正槽12的边框上，将横向滑块4控制在侧位，此时横向滑块4的其中一个机械开关被导通，纵向滑块5的机械开关不导通。
横向滑块4的上端面上沿横向滑块4的移动方向开设有两端带有限位的左右滑槽14，横向滑块4上的两个动触条7-1、7-2置于左右滑槽14中，两个动触条7-1、7-2之间连接有弹簧一15。
纵向滑块5的上端面上沿纵向滑块5的移动方向开设有前端带有限位的前后滑槽16，纵向滑块5上的动触条7-3置于前后滑槽16中且所述动触条7-3后侧通过一个弹簧二17连接在纵向滑块5的后端。
三个动触条7-1、7-2、7-3为两端弯折的导电触片。
增加横向和纵向滑块4、5的横截面积，横向和纵向滑块上可增加设置两个或两个以上的机械开关，控制多线通断。
Claims (6)
1.一种供电切换单元，其特征在于：包括有壳体，壳体内开设有前、后两个空腔，前空腔中置有可左右滑动的横向滑块，后空腔中置有可前后滑动的纵向滑块，横向滑块的左侧或右侧连接有左驱电磁铁或右驱电磁铁，纵向滑块的后端连接有解锁电磁铁，横向滑块的左右两端面、纵向滑块的前端面分别设有一个动触条，前空腔的左右内壁上、后空腔的前内壁上各设有一个进线静触点、一个出线静触点，各动触条与其对应的两个静触点构成一个机械开关；所述三个机械开关的进线静触点分别连接A、B、C三相进线，三个机械开关的出线静触点共同连接火线出线端子，N线连接零线出线端子；三个机械开关分别控制A、B、C三相中其中一相的通或断，任意同一时刻最多只有一相被导通。
2.根据权利要求1所述的一种供电切换单元，其特征在于：所述横向滑块的后端设有凹字形的矫正槽，纵向滑块的前端设有凹字形的凹槽；当横向滑块居中时，纵向滑块的凹槽恰好能完全插入矫正槽内、并将横向滑块锁定在居中位置，同时纵向滑块的机械开关被导通；当横向滑块在左侧或右侧时，纵向滑块的凹槽套在横向滑块的矫正槽的边框上，将横向滑块控制在侧位，此时横向滑块的其中一个机械开关被导通，纵向滑块的机械开关不导通。
3.根据权利要求1或2所述的一种供电切换单元，其特征在于：所述横向滑块的上端面上沿横向滑块的移动方向开设有两端带有限位的左右滑槽，横向滑块上的两个动触条置于左右滑槽中，两个动触条之间连接有弹簧一。
4.根据权利要求3所述的一种供电切换单元，其特征在于：所述纵向滑块的上端面上沿纵向滑块的移动方向开设有前端带有限位的前后滑槽，纵向滑块上的动触条置于前后滑槽中且所述动触条后侧通过一个弹簧二连接在纵向滑块的后端。
5.根据权利要求4所述的一种供电切换单元，其特征在于：所述三个动触条为两端弯折的导电触片。
6.根据权利要求1所述的一种供电切换单元，其特征在于：增加横向和纵向滑块的横截面积，横向和纵向滑块上可增加设置两个或两个以上的机械开关，控制多线通断。
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- 2017-07-07 CN CN201710550718.1A patent/CN107170597A/zh active Pending
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