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合肥仁楷智能裝備帶您從專利內(nèi)容全面了解固態(tài)斷路器
發(fā)布時(shí)間：2025-11-13 來(lái)源：合肥仁楷智能 瀏覽次數(shù)：227客觀的說(shuō)，合肥仁楷智能裝備在看到這個(gè)專利時(shí)還是有點(diǎn)感嘆的，國(guó)外領(lǐng)導(dǎo)廠商多年前便已經(jīng)在研究固態(tài)斷路器相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品了，這需要相當(dāng)強(qiáng)的前瞻性和定勢(shì)耐力......
目前來(lái)看，經(jīng)過(guò)不斷的積累、沉淀，國(guó)外固態(tài)斷路器技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，尤其這兩年，各種類型的固態(tài)斷路器廠商和產(chǎn)品更是呈井噴的態(tài)勢(shì)，ABB、AtomPower、AmberSI、Blixt......
談到固態(tài)斷路器產(chǎn)品，不得不提ABB！
截止目前，ABB對(duì)固態(tài)斷路器的技術(shù)儲(chǔ)備：對(duì)應(yīng)MCB領(lǐng)域，投資瑞典Blixt；對(duì)應(yīng)MCCB領(lǐng)域，投資美國(guó)AtomPower；對(duì)應(yīng)ACB領(lǐng)域，ABB自行研發(fā)SSCB。布局相當(dāng)完善......
固態(tài)斷路器附圖如下
下面來(lái)看看ABB固態(tài)斷路器專利
申請(qǐng)日：2013.07.23
專利權(quán)人：ABB股份公司
發(fā)明人：S.貝薩納、F·帕斯奎爾
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及低電壓開(kāi)關(guān)裝置的技術(shù)領(lǐng)域，例如電路斷路器、切斷開(kāi)關(guān)、接觸器等，更特別是，本發(fā)明涉及一種具有開(kāi)關(guān)單元的開(kāi)關(guān)裝置，該開(kāi)關(guān)單元包括一個(gè)或多個(gè)固態(tài)開(kāi)關(guān)
背景技術(shù)
盡管已經(jīng)證明傳統(tǒng)機(jī)電開(kāi)關(guān)非常堅(jiān)固和可靠，但是在直流電(“DC”)用途中和主要在相對(duì)較高電壓(高達(dá)1500V )時(shí)，分?jǐn)鄷r(shí)間可能相當(dāng)長(zhǎng)，因此，電弧(該電弧通常在分離情況下在機(jī)械觸點(diǎn)之間放電)可能持續(xù)相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間，因此可能產(chǎn)生嚴(yán)重的觸點(diǎn)磨損，從而明顯降低電氣壽命，即降低開(kāi)關(guān)裝置能夠執(zhí)行的開(kāi)關(guān)操作次數(shù)
為了解決這樣的問(wèn)題，已經(jīng)設(shè)計(jì)了所謂的固態(tài)斷路器(“SSCB”)，該固態(tài)斷路器對(duì)于各電極都采用一個(gè)或多個(gè)固態(tài)開(kāi)關(guān)用于電流斷路目的，通常，固態(tài)開(kāi)關(guān)是基于半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)裝置，它能夠在on(開(kāi))狀態(tài)和off(關(guān))狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
SSCB的主要優(yōu)點(diǎn)在于，因?yàn)樗鼈兊臒o(wú)電弧斷路操作，它們具有潛在的無(wú)限次數(shù)電氣壽命，而且，與機(jī)電開(kāi)關(guān)裝置的分?jǐn)鄷r(shí)間相比，它們的分?jǐn)鄷r(shí)間明顯更短，另一方面，當(dāng)固態(tài)開(kāi)關(guān)處于on狀態(tài)時(shí)，SSCB通常需要強(qiáng)化冷卻，以便除去由流過(guò)固態(tài)開(kāi)關(guān)的電流產(chǎn)生的熱量，甚至更相關(guān)的缺點(diǎn)在于SSCB不適合提供在電極的上游和下游連接部分之間的電流隔離，實(shí)際上，即使當(dāng)固態(tài)開(kāi)關(guān)處于off狀態(tài)時(shí)，也有很小電流(泄漏電流)流過(guò)固態(tài)開(kāi)關(guān)。
為了減輕這些問(wèn)題，已經(jīng)發(fā)展了混合方案，其中，對(duì)于各電極，普通的機(jī)電開(kāi)關(guān)與電極的固態(tài)開(kāi)關(guān)并聯(lián)和/或串聯(lián)地電連接，混合固態(tài)斷路器已經(jīng)證明在它們的操作中相當(dāng)可靠和有效，但是它們也受到一些缺陷的影響：通常，它們相對(duì)龐大，很難在現(xiàn)場(chǎng)安裝；而且，它們具有相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)布局，該結(jié)構(gòu)布局以工業(yè)水平來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)通常昂貴；另外，固態(tài)開(kāi)關(guān)和機(jī)電開(kāi)關(guān)的操作必須根據(jù)非常精確的時(shí)序和嚴(yán)格的正時(shí)來(lái)管理；因此，在市場(chǎng)上還要求能夠至少部分解決上述缺陷的技術(shù)方案。
發(fā)明內(nèi)容
為了響應(yīng)該需要，本發(fā)明提供了一種開(kāi)關(guān)裝置，專利內(nèi)容晦澀，低壓配電研發(fā)組提煉如下：
1、傳統(tǒng)機(jī)電開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)
2、本體觸頭系統(tǒng)由固態(tài)開(kāi)關(guān)取代
3、本體可電動(dòng)或手動(dòng)操作搖進(jìn)
4、控制單元控制協(xié)調(diào)邏輯時(shí)序(分|退)
5、分?jǐn)嗯c隔離功能一體化
6、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、縮小體積、降低成本
原文專利關(guān)鍵內(nèi)容點(diǎn)
1、對(duì)于各電極，開(kāi)關(guān)單元2包括一個(gè)或多個(gè)固態(tài)開(kāi)關(guān)20，該固態(tài)開(kāi)關(guān)20可以根據(jù)需要而串聯(lián)或并聯(lián)地電連接，該固態(tài)開(kāi)關(guān)20優(yōu)選是基于半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)裝置，例如功率MOSFET、絕緣柵雙極晶體管(“IGBT”)、柵關(guān)閉可控硅整流器(GTO)、集成柵轉(zhuǎn)換可控硅整流器(IGCT)等。
2、開(kāi)關(guān)單元2包括通氣組280，該通氣組280包括合適布置的通氣裝置28，該通氣裝置28與固態(tài)開(kāi)關(guān)20操作相連，以便保證合適地除去在這些固態(tài)開(kāi)關(guān)20操作時(shí)產(chǎn)生的熱量。
3、開(kāi)關(guān)單元2可相對(duì)于支承框架5運(yùn)動(dòng)，即在插入位置A(圖17)和退回位置B(圖16)之間，反之亦然。
4、開(kāi)關(guān)裝置2包括致動(dòng)裝置3，用于使得開(kāi)關(guān)單元2在所述插入位置A和退回位置B之間運(yùn)動(dòng)，反之亦然。
5、開(kāi)關(guān)裝置1包括控制單元4，該控制單元設(shè)置成控制開(kāi)關(guān)單元2和致動(dòng)裝置3的操作
6、控制單元4包括控制裝置41，用于當(dāng)開(kāi)關(guān)單元2必須進(jìn)行插入/退回操作時(shí)協(xié)調(diào)致動(dòng)裝置3和固態(tài)開(kāi)關(guān)20的操作；控制裝置41協(xié)調(diào)致動(dòng)裝置3和固態(tài)開(kāi)關(guān)20的操作，這樣，致動(dòng)裝置3只在固態(tài)開(kāi)關(guān)20處于off狀態(tài)時(shí)才使得開(kāi)關(guān)單元2在插入和退回位置A、B之間運(yùn)動(dòng)以及相反。這樣，開(kāi)關(guān)單元2的插入/退回操作總是在安全操作情況下進(jìn)行，從而明顯減少了在相互連接/分離的觸點(diǎn)21、22、51、52處的放電現(xiàn)象，例如電弧。
7、實(shí)際上，電極與外部裝置或電源總線的電流連接/絕緣通過(guò)開(kāi)關(guān)單元2的插入/退回操作來(lái)保證，而不采用專門的機(jī)電開(kāi)關(guān)裝置。
8、執(zhí)行結(jié)合的斷路和切斷功能的這種能力對(duì)于斷路/切斷操作的協(xié)調(diào)和在開(kāi)關(guān)裝置的部件之間的交接提供了明顯的優(yōu)點(diǎn)。
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