(57)【要約】      （修正有）【課題】接触子が迅速かつ確実に分離し、その結果消弧が迅速かつ確実に行われ、また単純な設計かつ単純な製造が可能な直流および 交流駆動用接触器を提供する。【解決手段】固定接触子４、５と、接触ブリッジ８に配置された可動接触子６、７と、２個の接点２、３を備え、接点が開いたときに形成されるアークを少なくとも１個のアークチャンバ２４内へ吹き込むための永久磁石１３、１４とコイル１７、１８を備え、当該永久磁石１３、１４の磁極性が反対方向に向けられている。【選択図】図１
2008078120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定接触子（４，５）と可動接触子（６，７）とを備える少なくとも１個の接点（２，３）；永久磁石吹消しフィールドを発生させる、前記接点（２，３）に隣接して配置された少なくとも１個の永久磁石（１３，１４）；および前記接点（２，３）が開いているときに形成されるアーク（１５，１６）を少なくとも１個のアークチャンバ（２４）内へ吹き込む電磁気吹消しフィールドを発生させる、前記接点（２，３）に隣接して配置された少なくとも１個のコイル（１７，１８）；を含む直流および交流駆動用接触器（１）であって、
前記接触器（１）が少なくとも２個の接点（２，３）を含み、前記可動接触子（６，７）が接触ブリッジ （８）上に配置され、接点（２、３）それぞれに隣接して少なくとも１個の永久磁石（１３，１４）が配置され、そして前記２個の接点（２，３）に割り当てられた前記永久磁石（１３，１４）の磁極性が反対方向に向けられていることを特徴とする接触器（１）。
【請求項２】
アークガイド板（９，１０）がそれぞれの接点（２，３）に隣接して配置されかつ前記固定接触子（４，５）から隔離されており、
前記コイル（１７，１８）はそれぞれの前記固定接触子（４，５）と、それぞれの前記アークガイド板（９，１０）とに電気伝導的に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の接触器（１）。
【請求項３】
前記接点（２，３）に隣接して配置された極板（２０，２１）が、前記永久磁石（１３，１４）に割り当てられることを特徴とする請求項１または２に記載の接触器（１）。
【請求項４】
極板（２２， ２３）が前記コイル（１７，１８）に割り当てられ、前記極板（２２，２３）が前記アークガイド板（９，１０）に隣接して配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の接触器（１）。
【請求項５】
１個のアークチャンバ（２４）が前記アークガイド板（９，１０）に隣接して配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の接触器（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定接触子と可動接触子とを備える少なくとも１個の接点、永久磁石吹消しフィールドを発生させる、前記接点に隣接して配置された少なくとも１個の永久磁石、および接点が開いているときに形成されるアークを少なくとも１個のアークチャンバ内へ吹き込む電磁気吹消しフィールドを発生させる、前記接点に隣接して配置された少なくとも１個のコイルを含む、直流および 交流駆動用接触器に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような接触器は例えば、鉄道システムにおける負荷の切換や大電流または高電圧の電気回路の遮断に用いられる。切換操作の間、すなわち接点が開いているとき、固定接触子と可動接触子との間にアークが形成される。このアークによって接触子間の電流フローが維持される。その上、アークから大量の熱が放出され、その結果、接触子が腐食して接触器の寿命が短くなってしまう。さらに、アーク作用の影響を受けた装置領域全体が、非常に大きな熱負荷に晒されることになる。こうした理由から、迅速な消弧が必要とされている。
【０００３】
用途に応じた様々な消弧方法が知られている。例えば一般に、一定方向の電流の直流駆動に用いられる接触器は、磁界の方向がアークと垂直になるように配置された永久磁石吹消しフィールドを有する。吹消しフィールドはアークにかかる力であるローレンツ力を発し、この力によってアークはアークチャンバの方向へ移動させられる。
【０００４】
二方向性直流駆動用としては、例えば多数の交番作動パンタグラフを備えるトラムの分野またはＩＣＥにおける、エネルギー回復に用いられるものが知られている。交流駆動用としては、アーク内の電流は方向が交番するので、純粋な永久磁場を用いることができない。従ってこれらの分野において、電磁気吹消しフィールド（electromagnetic blowout field）を発生する、いわゆる吹消しコイルが一般に使用されている。電磁気吹消しフィールドの方向は電流の方向に応じて決まる。いずれの場合においても、電流の方向にかかわらず、適切な方向の力がアークに印加される結果となる。
【０００５】
しかしコイルの使用には多くの不利な点がある。鉄道の分野では一般的なことだが、大電流が恒久的にコイルを通過する場合、大量の熱を発する。従って、停止の瞬間までコイルの作動を遅らせることが知られている。しかし、コイルは時間遅延と共に電磁気吹消しフィールドを蓄積し（Ｅ関数（E-function））、その結果、接触器の接触領域におけるアークの滞留時間が延びる。
【０００６】
一方、小電流の場合、コイルは小さな吹消しフィールドしか蓄積しない。その結果、アークをアークチャンバ内に移動させて消弧を引き起こすのに、吹消しフィールドが十分ではないことがある（臨界電流範囲）。
【０００７】
永久磁石とコイルを組み合わせて吹消しフィールドを発生させる単遮断の遮断器として、独国特許ＤＥ２９８  ２３  ７１７Ｕ１に記載のものがある。遮断器の接点または遮断点は、第１の入力導線に接続された固定接触子と、電線を介して第２の入力導線に接続された可動接触子とを備える。永久磁石および吹消しコイルが接点の周辺に配置されており、吹消しコイルが可動接触子と同じ入力導線に接続されていることを特徴とする。接点が開放されると、可動接触子は、コイルに電気伝導的に接続された集電装置（catching shoe）内へ移動する。その結果、アークは永久磁石によって集電装置の方向に発生した吹消しフィールドによって吹かれ、この集電装置を飛び越える。コイルがこのように作動するのは、集電装置が電気伝導的にコイルに接続されているからである。コイルは次いで、アークをアークシュート内に吹き込む電磁気吹消しフィールドを蓄積する。
【０００８】
この遮断器は、可動接触子が撓み線で入力導線に接続されている必要があり、可動接触子が大きな開放ストロークを有する、という点で好ましくない。その上更に、集電装置は複雑な構造をしており、少なくとも対向する２側面から可動接触子を挟むものでなくてはならない。
【特許文献１】、独国特許ＤＥ２９８  ２３  ７１７Ｕ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は、直流駆動、二方向性直流駆動、および交流駆動用に用いることができ、臨界電流範囲を除いて迅速に消弧する接触器を提供することを目的とする。同時に、単純なデザインの構造やコストのかからない製造という観点を考慮する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的は、接触器が少なくとも２個の接点を含み、可動接触子が接触ブリッジ上に配置され、接点それぞれに隣接して少なくとも１個の永久磁石が配置され、そして２個の接点に割り当てられた永久磁石の磁極性が反対方向に向けられている、という本発明の特徴によって達成される。
【００１１】
永久磁石は、２個の接点の領域内で、前記電吹消しフィールドの磁極性を反対方向に向けて永久磁石吹消しフィールドを発生する。その結果、永久磁石吹消しフィールドは、接点が開くと形成される２個のアークに直ちに作用する。第１の接点におけるアーク中の電流方向は第２の接点におけるアーク中の電流方向と逆なので、２個のアークは２個の永久磁石吹消しフィールドによって同じ方向に移動させられる。このようにして、電流の向きにかかわらず、アークのうち一つが常に電磁気吹消し領域の方向に吹かれ、永久磁石吹消しフィールドによってアークチャンバ内に吹き込まれる。
【００１２】
２個の可動接触子を備えているので、１個の遮断しかない場合と比べ、半分の開放ストロークしか必要としない。従って、磁気装置の作業ストロークを大きくするために必要とされる、費用がかかり場所を取る構造なしで済ますことが可能である。接触ブリッジ上に可動接触子を配置した結果、直線的な開放動作が可能となり、よって撓み線なしで済ますことが可能である。
【００１３】
一実施形態において、アークガイド板がそれぞれの接点に隣接して配置され、かつ固定接触子から隔離されており、吹き消しコイルはそれぞれの固定接触子とそれぞれのアークガイド板とに電気伝導的に接続されている。接点が開いているときに形成されるアークが、 強い永久磁石吹消しフィールドによって吹かれて固定接触子からアークガイド板へ飛ぶまで、コイルは作動しない。従ってコイルの寸法を比較的小さなものとすることができ、加熱を防ぐことができる。
【００１４】
更なる実施形態によると、接点に隣接して配置された極板が永久磁石に割り当てられる。極板を設けることで、特に接点の領域で作用する、増大した均一な永久磁石吹消しフィールドが発生する。その結果、永久磁石吹消しフィールドは、接触子が開くと形成されるアークに直ちに作用し、アークを迅速に接点から引き外して、接触子の腐食を低減させる。
【００１５】
その上更に、極板が吹消しコイルに割り当てられ、この極板がアークガイド板に隣接して配置される。アークが永久磁石領域を通過してからアークガイド板へ飛び越してくるまで、コイルは作動しない。均質な電磁気吹消しフィールドが、コイルの極板によってアークガイド板の領域および消弧領域内に蓄積される。その結果、アークガイド板上のアークは、電流方向とは関係なく永久磁石領域から移動させられ、引き伸ばされる。
【００１６】
更なる態様によると、１個のアークチャンバがアークガイド板に隣接して配置される。アークは吹消しフィールドによってアークチャンバ 内に移動させられ、そこで引き伸ばされ冷却されその結果消滅する。アークチャンバは、例えば、平行に隣り合って配置された消弧ブレードまたはセラミック体から構成することができる。両方の接点のアークが電流方向に応じて同一のアークチャンバ内へ吹き込まれるので、コンパクトな構造の接触器が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１は接触器１の内部の斜視図である。接触器は、２個の接点２，３を含み、それぞれの固定接触子４，５とそれぞれの可動接触子６，７とを備える。可動接触子６，７は１個の接触ブリッジ８上に配置されている。接触ブリッジ８は磁気装置（図示せず）によって駆動され、可動接触子６，７が固定接触子４，５に触れている閉位置から開位置へ移動させることができる。開位置において、可動接触子６，７は固定接触子４，５から離間している。アークガイド板９，１０はそれぞれの接点２，３において固定接触子４，５に隣接して配置されている。アークガイド板９、１０はそれぞれの空隙１１，１２によって固定接触子４，５から隔離している。さらに、少なくとも１個の永久磁石１３，１４がそれぞれの接点２，３に配置されている。永久磁石１３，１４は、その磁界が接点２，３が開いたときに形成されるアーク１５，１６と垂直になるように、配置されている。接点２に配置される永久磁石１３の磁界の方向は、接点３に配置される永久磁石１４の磁界の方向と逆である。
【００１９】
接触器１は、永久磁石１３，１４に隣接して配置される２個のコイル１７，１８をさらに含む。コイル１７は、接点２の固定接触子４とこれに隣接して配置されたアークガイド板９とに、電気伝導的に接続される。コイル１８は同様に、接点３の固定接触子５とアークガイド板１０とに、電気伝導的に接続される。
【００２０】
アークガイド板９，１０は、接触ブリッジ８に対して実質的に垂直に走るアークガイドシャフト１９を接点２，３に隣接して形成し、アークガイドシャフト１９を通じてアーク１５，１６がコイル１７，１８の吹消しフィールドによって吹かれるように、構成される。アークガイド板９、１０は、このアークガイドシャフト１９に沿って膨らんでいる。１個のアークチャンバ２４は、アークガイド板９，１０ に隣接して配置される。
【００２１】
一対の極板２０が、接点２に配置された永久磁石１３に割り当てられ、２枚の極板が接触ブリッジ８の両側に位置するようになっている。接点３は接点２と実質的に同様に形成されているので、一対の極板２１が、接触ブリッジ８の両側に位置するように、永久磁石１４に割り当てられる。 図１は接点２，３それぞれの極板対２０，２１のうち一方のみの極板を示している。極板対２０，２１の極板は磁化可能な材料からなり、それぞれ永久磁石１３または永久磁石１４によって極性を与えられ、その結果均質な永久磁石吹消しフィールドを生じる。 極板対２０，２１は、それにより発生する磁界が接点２，３の領域を貫通するように形成される。
【００２２】
一対の極板２２がコイル１７に割り当てられ、一対の極板２３がコイル１８に割り当てられる。極板対２２，２３の極板は、特にアークガイドシャフト１９とアークガイド板９，１０の領域にまたがるように形成される。第１のアークルートがアークガイド板９，１０のうち一つに飛び越えてくるまでコイル１７，１８は作動しないため、電磁気吹消しフィールドは特にこの領域で作用する必要がある。
【００２３】
以下、接点２，３が開放したときの接触器１における過程を、図１〜３を用いて説明する。
【００２４】
図１は開放の瞬間の接触器を示す。接触ブリッジ８上に配置された可動接触子６，７が固定接触子４，５から離間するように、接触ブリッジ８が磁気駆動（図示せず）によって移動する。その結果アーク１５，１６が接点２，３に形成される。永久磁石１３と極板２０とによって発生した永久磁石吹消しフィールド、ならびに反対方向に向いた永久磁石１４と極板２１とによって発生した永久磁石吹消しフィールドは、直ちにアーク１５，１６に作用する。
【００２５】
これを図２に示す。アーク１５中の電流方向はアーク１６中の電流方向と逆なので、２個のアーク１５，１６は永久磁石吹消しフィールドによって同じ方向に（図の場合は左方向に）吹かれる。その結果アーク１６はアークガイドシャフト１９の方向に吹かれ、空隙１２を飛び越える。接触器の電気回路は閉じたままであり、 電流は、固定接触子４からアーク１５、接触ブリッジ８、 アーク１６、アークガイド板１０およびコイル１８を経て、固定接触子５へと流れる。その結果コイル１８はアークガイド板１０へ飛び越してきたアーク１６によって作動し、電磁気吹消しフィールドを発生する。これも同様にアーク１６に作用する。その結果、アーク１６の第２のアークルートは概して接触ブリッジ８からアークガイド板９へ飛び越えてくる（図３参照）。アーク１５は消滅する。
【００２６】
接触器１の電気回路は閉じたままであり、電流は、固定接触子４からコイル１７、アークガイド板９、アーク１６、アークガイド板１０およびコイル１８を経て、固定接触子５へと流れる。アーク１６の第２のアークルートが接触ブリッジ８からアークガイド板９へ飛び越えた結果、コイル１７は、同様に電磁気吹消しフィールドを発生するように作動する。このようにして、最終的にアークチャンバ２４内で消滅するまで、アーク１６はアークガイドシャフト１９から吹き出されてアークガイド板９，１０で引き伸ばされる。
【００２７】
非常に小さな電流と高電圧を同時に用いる場合（臨界電流範囲）、アーク１６の第２のアークルートが接触ブリッジ８からアークガイド板９へと飛び越すのに、コイル１８の電磁気吹消しフィールドが十分でないことがある。この場合アーク１５はすぐには消滅せず、アーク１６に直列接続して焼け続ける。この場合、アーク１５は消滅するまで永久磁石１３の永久磁石吹消しフィールドによってさらに引き伸ばされる。アーク１５が消滅すると即座に、アーク１６も消滅する。従って、永久磁石１３は臨界電流範囲の制御）に有利に寄与する。
【００２８】
開放の瞬間の接触器内の電流方向が上記した場合と反対であれば、アーク１６ではなくアーク１５がアークガイドシャフト１９に導かれ、まずアークガイド板９へと飛び越してくる。残りの消弧過程は、上述の実施態様と同様である。
【００２９】
接触器１は交流駆動に用いることも可能である。というのはアーク１５，１６のうち一つがアークガイド板９，１０へ飛び越えてくると、コイル１７，１８のうち一つが作動して、電流方向と共に方向を変える電磁気吹消しフィールドが生じ、その結果、対応するアーク１５，１６がアークチャンバ２４内に常に移されて、そこで消滅するからである。永久磁石１３，１４は、交流駆動において、アーク１５とアーク１６とのいずれかが、それに対応するアークガイド板９，１０上で半波長の間に吹かれて対応するコイル１７，１８が作動するように、選択される。電流方向が次の半波長で変わると、電磁気吹消しフィールドの方向も反転してアークはアークチャンバ２４の方向に更に吹かれる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】接点開放時の、接触器の部分断面斜視図である。
【図２】第１の吹消しコイルが作動した後の、接触器の部分断面斜視図である。
【図３】第２の吹消しコイルが作動した後の、接触器の部分断面斜視図である。
【図１】
2008078120.tif 000003
【図２】
2008078120.tif 000004
【図３】
2008078120.tif 000005
【外国語明細書】
Contactor for Direct Current and Alternating Current Operation
The invention relates to a contactor for direct current and alternating current operation with at least one contact point with a fixed contact and a movable contact, at least one permanent magnet, arranged adjacent to the contact point, for the generation of a permanent magnetic blowout field and at least one coil, arranged adjacent to the contact point, for the generation of an electromagnetic blowout field, for blowing an arc that is formed when opening the contact point into at least one arc chamber .
Such contactors are used, for example, in railway systems for switching loads and for interrupting electric circuits with large currents or high voltages. During the switching operation, i.e., when the contact points are opened, an arc is formed between the fixed contact and the movable contact. The current flowing between the contacts is maintained by means of this arc. Moreover, a large quantity of heat is released by the arc, which results in the erosion of the contacts, consequently reducing the life cycle of the contactor. Furthermore, the entire device area affected by the arc influence is subjected to a very large thermal load. For this reason, a quick extinguishing of the arc is required.
Depending on the application, various methods for extinguishing an arc are known: A contactor for use in direct current operation with a constant direction of current normally has permanent magnetic blowout fields that are arranged in such a way that the direction of the magnetic field is perpendicular to the arc. The blowout fields exert a force on the arc, the Lorentz force, by means of which the arc is driven in the direction of an arc chamber.
For bidirectional direct current operation, such as is known, for example, in the recuperation from the tram field or in ICEs, with a number of alternatingly active pantographs, and for alternating current operation, no purely permanent magnetic fields can be used due to the alternating direction of current in the arcs. In these fields, therefore, the use of so-called blowout coils is customary, which coils generate an electromagnetic blowout field. The direction of the electromagnetic blow out field is determined by the direction of current. Regardless of the direction of current, the result is a correctly directed force on the arc in every case.
The use of coils brings with it a number of disadvantages, however. If high currents permanently flow through the coil, as is customary in the railway sector, the result is considerable heating. It is known, therefore, to delay activating the coil until the moment of the shutoff. The coil, however, builds up the electromagnetic blowout field with a time delay (E-function), as a result of which the dwell time of the arc in the contactor's contact zone is extended.
In the case of small currents, on the other hand, the coil builds up only a small blowout field. As a result, it can happen that the blowout field is not sufficient for driving the arc into the arc chamber and for bringing about the extinguishing of the arc (critical current range).
A single-break circuit breaker is known from DE 298 23 717 U1 in which a permanent magnet and a coil are combined for the generation of a blowout field. The contact or break point of the circuit breaker comprises a fixed contact that is connected to a first input lead and a movable contact that is connected to a second input lead via a wire. A permanent magnet and a blowout coil are arranged in the area around the contact point, wherein the blowout coil is connected to the same input lead as is the movable contact. When the contact point is opened, the movable contact is moved into a catching shoe which is electroconductively connected to the coil. The resulting arc is blown via the blowout field generated by the permanent magnet in the direction of the catching shoe, and jumps over to this shoe. Because the catching shoe is electroconductively connected to the coil, the coil is activated in this way. The coil then builds up an electromagnetic blowout field that blows the arc into an arc chute.
Detrimental in this circuit breaker is the fact that the movable contact must be connected to the input lead with a flexible wire, and the fact that the movable contact has a large opening stroke. Moreover, the catching shoe has a complex geometry and must surround the movable contact on at least two opposing sides.
The object of the present invention is therefore to provide a contactor that can be used for direct current operation, bidirectional direct current operation and alternating current operation, and that effects a quick extinguishing of the arc with the exclusion of a critical current range. At the same time, a structure with a simple design and therefore economical manufacture must be taken into consideration.
Said object is achieved according to the invention by the features that the contactor has at least two contact points, wherein the movable contacts are arranged on a contact bridge, at least one permanent magnet is arranged adjacent to each contact point and the permanent magnets assigned to the two contact points are polarised in opposite directions.
The permanent magnets generate permanent magnetic blowout fields in the area of the two contact points, with said blowout fields being polarised in opposite directions. Consequently, permanent magnetic blowout fields act immediately on the two arcs that are formed when the contact points are opened. Because the direction of current in the arc at the first contact point is opposite to the direction of current in the arc at the second contact point, the two arcs are driven in the same direction by the two permanent magnetic blowout fields. In this way, one of the arcs is always blown in the direction of the electromagnetic blowout areas and the arc chamber by the permanent magnetic blowout fields, regardless of the direction of current.
Because two movable contacts are provided, only half of an opening stroke is required in comparison to a single break. It is therefore possible to do away with costly and space-consuming mechanics for enlarging the working stroke of the magnetic drive. As a result of the arrangement of the movable contacts on the contact bridge, a straight opening movement is made possible, and so it is possible to do without a flexible wire.
In one embodiment, it may be provided an arc guide plate being arranged adjacent to each contact point and isolated from the fixed contacts, and the respective blowout coil being electroconductively connected to the respective fixed contact and the respective arc guide plate. The coils are not activated until the arcs, which are formed when the contact points are opened, are blown by the strong permanent magnetic blowout fields and jump from the fixed contacts to the arc guide plates. This allows a relatively small dimensioning of the coils and avoids overheating.
According to a further embodiment, pole plates arranged adjacent to the contact points can be assigned to the permanent magnets. As a result of the pole plates, an enlarged, uniform permanent magnetic blowout field is generated that particularly acts in the area of the contact points. Consequently, the permanent magnetic blowout fields immediately act on the arcs that are formed when the contacts are opened and drive the arcs quickly out of the contact points, thus reducing contact erosion.
Furthermore, there may be provided pole plates being assigned to the blowout coils and these pole plates being arranged adjacent to the arc guide plates. The coils are not activated until the arcs jump over to the arc guide plates after running through the permanent magnetic areas. A homogenous electromagnetic blowout field is built up by the pole plates of the coils in the area of the arc guide plates and in the arc extinguishing area. The arcs found on the arc guide plates are consequently driven away from the permanent magnetic areas and stretched, independently of the direction of current.
According to a further development, exactly one arc chamber is arranged adjacent to the arc guide plates. The arcs are driven into the arc chamber by the blowout fields where they are stretched and cooled and consequently extinguished. The arc chamber can, for example, comprise arc extinguishing blades or ceramic bodies arranged parallel and next to one another. Because the arcs of both contact points are blown into the same arc chamber, depending on the direction of current, a space-saving structure of the contactor is possible.
In the following, embodiments of the invention are explained in more detail using a drawing. Shown are:
Fig. 1 a perspective partial view of a contactor in section at the time of opening of the contact points, 
Fig. 2   a perspective partial view of a contactor in section after activation of the first blowout coil,
Fig. 3 a perspective partial view of a contactor in section after activation of the second blowout coil.
Fig. 1 shows a perspective view of the interior of a contactor 1. The contactor comprises two contact points 2, 3, each with a fixed contact 4, 5 and each with a movable contact 6, 7. The movable contacts 6, 7 are arranged on a one contact bridge 8. The contact bridge 8 can be moved via a magnetic drive (not shown) and can be transferred from a closed position in which the movable contacts 6, 7 touch the fixed contacts 4, 5 into an open position. In the open position, the movable contacts 6, 7 are separated from the fixed contacts 4, 5. An arc guide plate 9, 10 is arranged adjacent to the fixed contacts 4, 5 at each contact point 2, 3. Each of the arc guide plates 9, 10 is isolated from the fixed contacts 4, 5 by an air gap 11, 12. Furthermore, at least one permanent magnet 13, 14 is arranged at each contact point 2, 3. The permanent magnets 13, 14 are arranged in such a way that their magnetic field is perpendicular to the arcs 15, 16 which are formed when the contact points 2, 3 are opened.  The direction of the magnetic field of the permanent magnet 13 arranged at the contact point 2 is opposite to the direction of the magnetic field of the permanent magnet 14 arranged on the contact point 3.
The contactor 1 furthermore comprises two coils 17, 18 that are arranged adjacent to the permanent magnets 13, 14.  The coil 17 is electroconductively connected to the fixed contact 4 of the contact point 2 and the arc guide plate 9 arranged adjacent to it. The coil 18 is likewise electroconductively connected to the fixed contact 5 of the contact point 3 and the arc guide plate 10.
The arc guide plates 9, 10 are formed in such a way that they form, adjacent to the contact points 2, 3, an arc guide shaft 19 that runs essentially perpendicularly to the contact bridge 8 and through which the arcs 15, 16 are blown by the blowout fields of the coils 17, 18. The arc guide plates 9, 10 expand following this arc guide shaft 19. An arc chamber 24 is arranged adjacent to the arc guide plates 9, 10.
A pair of pole plates 20 is assigned to the permanent magnet 13 arranged at the contact point 2, whereby the two pole plates are located on opposite sides of the contact bridge 8. Because the contact point 3 is formed in a manner essentially analogous to a contact point 2, a pair of pole plates 21 is likewise assigned to the permanent magnet 14, with the pole plates being located on opposite sides of the contact bridge 8. Fig. 1 shows only one pole plate of the pairs of pole plates 20, 21 for each contact point 2, 3. The pole plates of the pairs of pole plates 20, 21 are made of magnetisable material and are polarised by the permanent magnets 13 or the permanent magnets 14, respectively, and consequently generate a homogenous permanent magnetic blowout field. The pairs of pole plates 20, 21 are formed in such a way that the magnetic fields that they generate penetrate the area of the contact points 2, 3.
A pair of pole plates 22 is assigned to coil 17 and a pair of pole plates 23 is assigned to coil 18. The pole plates of the pairs of pole plates 22, 23 are formed in such a way that they extend particularly over the area of the arc guide shaft 19 and the arc guide plates 9, 10. Because the coils 17, 18 are not activated until the first arc root jumps over to one of the arc guide plates 9, 10, the electromagnetic blowout fields must particularly act in this area.
In the following, the processes in the contactor 1 when the contact points 2, 3 are opened are described using Figures 1 to 3.
Fig. 1 shows the contactor at the moment of opening. The contact bridge 8 is moved down by means of the magnetic drive (not shown) so that the movable contacts 6, 7 arranged on this contact bridges are separated from the fixed contacts 4, 5.  Thus, the arcs 15, 16 are formed at the contact points 2, 3. The permanent magnetic blowout field generated by the permanent magnet 13 and the pole plates 20, as well as the permanent magnetic blowout field generated by the permanent magnet 14, which is polarised in an opposite direction, and the pole plates 21 act on the arcs 15, 16 immediately.
This is shown in Fig. 2. Because the direction of current in the arc 15 is opposite to that of the arc 16, the two arcs 15, 16 are blown in the same direction, in the case shown, to the left, by the permanent magnetic blowout fields. The arc 16 is consequently blown in the direction of the arc guide shaft 19 and jumps over the air gap 12. The electric circuit in the contactor is now still closed, and the current flows from the fixed contact 4 via the arc 15, the contact bridge 8, the arc 16, the arc guide plate 10 and the coil 18 to the fixed contact 5. The coil 18 is consequently activated by arc 16 jumping over to the arc guide plate 10, and now generates an electromagnetic blowout field, which likewise acts on the arc 16. This leads to the second arc root of the arc 16 generally jumping over from the contact bridge 8 to the arc guide plate 9 (see Fig. 3). The arc 15 is extinguished.
The electric circuit in the contactor 1 is now still closed, whereby the current flows from the fixed contact 4, via the coil 17, the arc guide plate 9, the arc 16, the arc guide plate 10 and the coil 18 to the fixed contact 5. As a result of the second arc root of the arc 16 jumping from the contact bridge 8 over to the arc guide plate 9, the coil 17 is now also activated so that it likewise generates an electromagnetic blowout field. In this way, the arc 16 is blown out of the arc guide shaft 19 and expands at the arc guide plates 9, 10, until it is finally extinguished in the arc chamber 24.
In the case of very small currents and simultaneously high voltages (critical current range), it can happen that the electromagnetic blowout field of the coil 18 is not sufficient for the second arc root of the arc 16 to jump from the contact bridge 8 to the arc guide plate 9. The arc 15 is not immediately extinguished in this case and continues to burn in series connection to the arc 16. In this case, the arc 15 is further stretched by the permanent magnetic blowout field of the permanent magnet 13 until extinguishing. As soon as the arc 15 is extinguished, the arc 16 is also extinguished. The permanent magnet 13 consequently advantageously contributes to the mastering of the critical current range.
If the direction of current in the contactor at the moment of opening is opposite to the cases described above, the arc 15 is guided into the arc guide shaft 19 instead of the arc 16, and first jumps over to the arc guide plate 9. The rest of the arc extinguishing process continues in a manner analogous to the examples described above.
The contactor 1 can also be used for alternating current operation, because when one of the arcs 15, 16 jumps over to the arc guide plates 9, 10, one of the coils 17, 18 is activated, which generates an electromagnetic blowout field whose direction changes with the direction of current, consequently always leading to the corresponding arc 15, 16 being driven into the arc chamber 24 and extinguished there. The permanent magnets 13, 14 are selected in such a way that in alternating current operation, either the arc 15 or the arc 16 is blown on the respective arc guide plate 9, 10 during a half-wave and the corresponding coil 17, 18 is activated. When the direction of current changes in the next half-wave, the direction of the electromagnetic blowout field is also inverted and the arc is further blown in the direction of the arc chamber 24.
1. Contactor (1) for direct current and alternating current operation with at least one contact point (2, 3) with a fixed contact (4, 5) and a movable contact (6, 7), at least one permanent magnet (13, 14), arranged adjacent to the contact point (2, 3), for the generation of a permanent magnetic blowout field and at least one coil (17, 18), arranged adjacent to the contact point (2, 3), for the generation of an electromagnetic blowout field, for blowing an arc (15, 16) that is formed when opening the contact point (2, 3) into at least one arc chamber (24), characterised in that the contactor (1) has at least two contact points (2, 3), wherein the movable contacts (6, 7) are arranged on a contact bridge (8), at least one permanent magnet (13, 14) is arranged adjacent to each contact point (2, 3) and the permanent magnets (13, 14) assigned to the two contact points (2, 3) are polarised in opposite directions.
2. Contactor (1) according to Claim 1, characterised in that an arc guide plate (9, 10) is arranged adjacent to each contact point (2, 3) and isolated from the fixed contacts (4, 5) and that the respective coil (17, 18) is electroconductively connected to the respective fixed contact (4, 5) and the respective arc guide plate (9, 10).
3. Contactor (1) according to one of the Claims 1 to 2, characterised in that pole plates (20, 21) arranged adjacent to the contact points (2, 3) are assigned to the permanent magnets (13, 14).
4. Contactor (1) according to one of the Claims 1 to 3, characterised in that pole plates (22, 23) are assigned to the coils (17, 18) and that these pole plates (22, 23) are arranged adjacent to the arc guide plates (9, 10).
5. Contactor (1) according to one of the Claims 1 to 4, characterised in that exactly one arc chamber (24) is arranged adjacent to the arc guide plates (9, 10).
Abstract
The invention relates to a contactor for direct current and alternating current operation with at least one contact point with a fixed contact and a movable contact, at least one permanent magnet, arranged adjacent to the contact point, for the generation of a permanent magnetic blowout field and at least one coil, arranged adjacent to the contact point, for the generation of an electromagnetic blowout field, for blowing an arc that is formed when opening the contact point into at least one arc chamber. A contactor is to be provided that allows a quick and reliable separation of the contacts and consequently also a quick and reliable extinguishing of the arcs and that allows a structure with a simple design and simple manufacture. For this purpose, the contactor has at least two contact points, wherein the movable contacts are arranged on a contact bridge, at least one permanent magnet is arranged adjacent to each contact point and the permanent magnets assigned to the two contact points are polarised in opposite directions.  
【図１】
2008078120.tif 000006
【図２】
2008078120.tif 000007
【図３】
2008078120.tif 000008