具有小且稳定的过渡电阻的电接触接口制造技术

本发明专利技术涉及一种具有小且稳定的过渡电阻的电接触接口，其具有至少两个相互作用以实现电接触的接触配合件(22、26)。根据本发明专利技术，在两个接触配合件(22、26)的一个中，在接触面(23)的区域中构造有结构化部，其从这个接触配合件(22)的接触面(23)的平面凸出，其中，结构化部在机械力的影响下变形，并且在对置的接触配合件(26)中引起形式为凹处(28、31)的相应的变形，其中，从平面凸出的结构构造为，使得即使当在对置的接触配合件中引起变形之后，两个接触面(23)的平坦的区域也不相互接触，从而迫使电流只通过在变形过程中形成的接触接口流动，从而精确定位电流转移面。

Electrical contact interface with small and stable transition resistance

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有小且稳定的过渡电阻的电接触接口本专利技术涉及一种具有小且稳定的过渡电阻的电接触接口或者说电接触界面，其具有至少两个相互作用以实现电接触的接触配合件。为了引导和分配电流而使用电接触配合件。在此，必须非常经常地将不同的导电体相互连接。这些连接部位必须设计为，使得在连接部位上的电压降在使用期限期间保持尽可能小。由此避免连接部位过热，所述过热可能损害待连接的导电体的电绝缘，或者当连接部位位于电气装置内部时，可能影响、损害或者也可能毁坏电气装置的功能。此外，低的电压降确保了对电流的节能地分配和引导。在用于控制和影响电流的装置中可能存在若干连接部位。针对这种装置的示例例如可以是接通和切断电流的机械开关装置，或者也可以是用于控制异步电机的电子开关装置、例如软启动器。但这同样也可以是变流器或逆变器，它们产生具有可变的频率和电压的三相电流系统，以便适当地运行电机。连接部位此外也必须这样实现，使得其在不断出现的由导体材料和表面涂层构成的组合中确保持续良好的电连接。作为针对不同的连接部位的示例，图1示出了具有由两个固定开关件2、3和桥4构成的机械接触系统的电源部件或者说功率部件1，其例如使用在软启动装置中。软启动装置设计用于在三相电流网络中运行异步电机并且包含三个图1所示的结构组件。通过相应的连接轨5和6实现装置与三相电流网络的连接。在电源部件1中，两个晶闸管反并联地布置。利用晶闸管，通过适当的控制执行电流控制，以便可以软启动或制动ASM。在此在晶闸管中形成的电损耗通过铝冷却体7、8、9从晶闸管中导出，以便避免晶闸管过热。两个晶闸管位于上方的冷却体7与两个下方的冷却体8、9之间并且在此是不可见的。在启动之后，ASM位于静态的运行中。为了避免在该运行状态中的晶闸管中的电损耗，利用机械接触系统桥接晶闸管。机械接触系统由固定开关件2和3以及可运动的桥4构成，所述桥在桥接状态下置放在两个固定开关件2、3上并且将两个固定开关件传导地相互连接。如果应该借助晶闸管控制ASM，那么桥4通过在此未示出的驱动系统向上运动，从而使固定开关件2、3不再连接。晶闸管的桥接随即被消除。因此，根据运行状态存在两个电流路径。电流路径“晶闸管控制”由铜连接轨6、连接部位10、铝连接器11、连接部位12(在此不可见)、冷却体7、晶闸管、冷却体8、9、连接部位13、铝连接器14、连接部位15、16和铜连接轨5构成。电流路径“桥接”由铜连接轨6、连接部位10、铝连接器11、连接部位12(在此不可见)、冷却体7、连接部位17、铝连接器18、连接部位19、20、固定开关件3、固定开关件3与可运动的桥4之间的接触面、可运动的桥4、可运动的桥4与固定开关件2的接触面、连接部位15、16和铜连接轨5构成。因此，在电流路径内部存在多个连接部位。这在电流路径“桥接”内是具有材料配对“镀锡的铜和铝”的连接部位10、具有材料配对“铝-铝”的连接部位12(在此不可见)和17、具有成分“裸露的铜-铝”的连接部位19、20和具有三个成分“裸露的铜-铝-镀锡的铜”的连接部位15、16。当前，所有连接部位都可能具有过大的过渡电阻，并且在多个依次相续的加热过程中所述过渡电阻会明显改变，方式为过渡电阻通常变大。因此，例如在连接部位10处，初始的过渡电阻为20μOhm。在多个加热过程之后，过渡电阻最大提高10倍，因此690A的测试电流导致该连接部位过热。连接部位15、16和19、20同样显示了过渡电阻的明显的增大，从而将可运动的桥4加热到过高的温度。连接部位17、13和12的过渡电阻也没有保持稳定并且增大。当没有使用晶闸管时，所有这些连接损耗已经在桥接的运行中导致电源部件的强烈升温，由此，开关频率大大降低。三个电源部件的升温在此可能是非常不同的，因为所有连接部位不同地运行并且因此产生不一样多的损耗热量。在出现高的启动电流的运行状态“晶闸管控制”中，连接部位13和12关于温度的不同表现也导致在连接部位上的非常不同的并且也很高的电损耗。由此，尽管存在对称的电流负载，但电源部件还是不同地变热。现在，通过适当修改冷却通道，可以使中间的电源部件比两个外部的电源部件保持略微更热，并且只通过温度传感器监测中间的电源部件。然而，由于连接部件的未定义的和不利的性能，不能实现针对该结构尺寸所计划的470A和570A的额定电流值，因为必须考虑到在电源部件和接触系统中的过高温度。因此产生了如下问题，即这样改进在电流路径中出现的所有连接部位，使得过渡电阻从一开始很小，并且在装置运行的使用寿命中也只提高到一定的程度，或者几乎保持稳定。已知的是，连接部位经常设计具有作为连接配合件的铜。在此既使用裸露的铜也使用镀锡的铜以及其组合。优选的是如下连接，在所述连接中，两个配对件由镀锡的铜构成，因为镀锡提供了防腐蚀保护并且基于锡的易变形性可以良好地补偿表面粗糙度或表面缺陷。因此形成更多可以导引电流的接触点。在另外的连接变型方案中，连接配合件由镀银的铜和铝构成。所述连接优选在交变负载中使用，所述交变负载在连接部件上产生明显的温度改变。由此，在该配对中形成的边界层一再被破坏，从而使过渡电阻保持在可接受的范围内。由于形成了边界层，该组合不太适用于连续负载。为了在铝与铜之间建立低欧姆的连接的另一措施是以定义的方式结构化的、放置在连接配合件之间的盘片。所述盘片在旋拧时以其结构穿过铝的电干扰氧化层，由此实现小的过渡电阻。图2示出了这种AI弹性接触盘21。弹性接触盘21优选由铝制成并且不只进入连接配合件中，而且也在旋拧过程期间略微变形。为了使在此部分暴露的裸露的铝不氧化，对弹性接触盘21进行表面镀锡处理，从而使锡覆盖铝区域并且保护其以防空气氧化。针对正确的功能的前提条件是盘表面上的均匀的力引入，从而在更薄的连接配合件中，必须在螺钉和/或螺母下方放置4mm厚的钢盘。用于连接铝与铜的另外的可能性是Cupal盘。该盘由两个形状配合地相互连接的盘构成，其中，一个盘由铝构成，并且另一个盘由铜构成。通过该结构应该避免接触面上的电化学过程。为了实现铝侧上的小的过渡电阻，两个铝面必须在旋拧之前去除氧化层。通常还事先涂覆接触油脂，从而没有氧气或其它的空气成分能够到达边界面并且引起新的氧化或腐蚀。当在没有相应于AI弹性接触盘或Cupal盘的辅助器件的情况下连接两个铝配对件或者连接铝配对件与铜配对件时，为了建立电连接的另一可能性是，将氧化层从铝配对件上去除，并且随后立即给裸露的铝面涂油作为防氧化和腐蚀保护。例如可以机械地通过利用砂纸打磨或者刷掉而实现氧化层的去除。由现有技术已知的用于具有小且稳定的过渡电阻的电接触接口的制造方法的缺点是高成本的和技术上高要求的制造。因此，本专利技术所要解决的技术问题在于，以简单和廉价的方式方法实现具有小且稳定的过渡电阻的电接触接口。根据本专利技术，该技术问题通过具有权利要求1的特征的电接触接口解决。有利的可以单独或相互组合地使用的设计方案和扩展设计是从属权利要求的主题。根据本专利技术，该技术问题通过具有小且稳定的过渡电阻或者说接触电阻的电接触接口解决，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有小且稳定的过渡电阻的电接触接口，具有至少两个相互作用以实现电接触的接触配合件(22、26)，其特征在于，在两个接触配合件之一(22)中，在接触面(23)的区域中构造有结构化部，所述结构化部从这个接触配合件(22)的接触面(23)的平面凸出，其中，所述结构化部在机械力的影响下变形并且在对置的接触配合件(26)中引起形式为凹处(28、31)的相应的变形，其中，从平面凸出的结构构造为，使得当在对置的接触配合件中引起变形之后，两个接触面(23)的平坦的区域也不相互接触，从而迫使电流只通过在变形过程中形成的接触面流动，从而精确地定位电流转移面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171124 DE 102017221071.01.一种具有小且稳定的过渡电阻的电接触接口，具有至少两个相互作用以实现电接触的接触配合件(22、26)，其特征在于，在两个接触配合件之一(22)中，在接触面(23)的区域中构造有结构化部，所述结构化部从这个接触配合件(22)的接触面(23)的平面凸出，其中，所述结构化部在机械力的影响下变形并且在对置的接触配合件(26)中引起形式为凹处(28、31)的相应的变形，其中，从平面凸出的结构构造为，使得当在对置的接触配合件中引起变形之后，两个接触面(23)的平坦的区域也不相互接触，从而迫使电流只通过在变形过程中形成的接触面流动，从而精确地定位电流转移面。


2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：N赖兴巴赫，P凯斯鲍尔，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE