CN100459009C - 一种直流永磁接触器 - Google Patents

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王华敏
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Abstract

本发明涉及一种直流永磁接触器，属于电系统中的控制技术领域。它包括触头系统和与触头系统相连接的传动系统，还有为触头打开、闭合提供动力和进行控制的操作系统；所述的操作系统包括一个永磁机构和一个对永磁机构起转换、控制及联锁作用的辅助开关；所述的永磁机构包括分闸线圈、合闸线圈、磁缸、动铁芯、永久磁铁；动铁芯两端分别有合闸线圈和分闸线圈；辅助开关连接传动系统和永磁机构。本发明具有装配调整简单、工作过程简单、动作灵敏、可靠性高、辅助开关布置集中的优点。

Description

一种直流永磁接触器
技术领域
本发明涉及一种直流永磁接触器，属于电系统中的控制技术领域，适用于各种电控场合，特别适用于船电自动控制。
背景技术
现有直流接触器，如ZCZ-2、3转换接触器，采用的是电磁操作加上机械锁扣的操作形式，工作原理如图2所示，其运行过程为：
合闸过程：接通电源正极(+)，再接通合闸电源开关5，电流通过常闭辅助开关3.2.1再经合闸线圈8至电源负极(-)，合闸回路即通电。接触器在合闸线圈8的作用下，克服反力弹簧，向闭合位置运动，在到达闭合位置时，常闭辅助开关3.2.1由常闭转换为断开，使合闸线圈8断电，同时，分励脱扣器所带保持回路开关10闭合，保持线圈9通电，保持回路工作，合闸过程结束。此时，常开辅助开关3.2.2已转换为闭合，为分闸操作做好准备，机械锁扣也处于锁扣状态。
断开过程：接通电源正极(+)，再接通分闸电源开关6，电流通过合闸过程中已闭合的常开辅助开关3.2.2再经分闸线圈7至电源负极(-)，分闸回路即通电。接触器在分闸线圈7的作用下，使机械锁扣解扣，同时，分励脱扣器所带保持回路开关10断开，保持线圈9断电，使电保持回路断电，接触器在分断弹簧的作用下，向断开位置运动，并使接触器保持在断开位置，断开过程结束。此时，常闭辅助开关3.2.1已转换为闭合，为合闸操作做好准备。
在接触器解扣时，接触器的常开辅助开关3.2.2和分励脱扣器所带保持回路开关10必须配合好，否则解扣机构无法解扣。为了满足动作要求，辅助开关只能分散布置，增加了机构的复杂性，调整要求高，使接触器的可靠性降低，同时该接触器的辅助开关采用直动式桥式触点，开放布置，耐环境能力差，在存在油雾的环境中，当触点表面有油膜时，触点就会接触不良导致接触器电动操作失灵，降低其可靠性。
由于带有保持线圈9，为了保证低温升，保持线圈9的导线线径一般都很小，加上空间较小，该线圈在加工过程中的报废率一直较高，在实际使用中也有线圈烧损现象；为了保证可靠吸合和磁保持力，磁系统在闭合状态下的非工作气隙较小，在加工装配过程中稍不注意，在以后的使用过程中由于剩磁的影响，就会发生接触器解扣时动作迟缓的现象，影响可靠性。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的缺点，提供一种直流永磁接触器，此接触器采用永磁机构代替现有接触器中的机械锁扣和保持回路的电磁机构，其工作过程变得更为简单、可靠，动作灵敏。
本发明的技术方案是：所述的一种直流永磁接触器，包括触头系统和与触头系统相连接的传动系统，还有为触头打开、闭合提供动力和进行控制的操作系统；所述的操作系统包括一个永磁机构和一个对永磁机构起转换、控制及联锁作用的辅助开关；所述的永磁机构包括分闸线圈、合闸线圈、磁缸、动铁芯、永久磁铁；动铁芯两端分别有合闸线圈和分闸线圈；辅助开关连接传动系统和永磁机构。
更进一步的技术方案为：
所述合闸线圈和分闸线圈装在磁缸中，动铁芯动配合装在合闸线圈和分闸线圈之中，永久磁铁装在动铁芯的外部，位于合闸线圈与分闸线圈之间。
所述的传动系统是一个连杆机构，其中，转动杆的一端与辅助开关通过开关连杆活动连接，另一端与永磁机构活动连接；转动杆的中部活动连接一个固定杆，该固定杆一端固定在基座上，转动杆中部还通过触头系统连杆与触头系统活动连接。
所述的转动杆的另一端与永磁机构的动铁芯连杆活动连接。
所述的触头系统包括有触头和灭弧装置。
本发明的直流永磁接触器的技术效果在于，装配调整简单、工作过程简单、动作灵敏、可靠性高、辅助开关布置集中。
附图说明
图1为本发明直流永磁接触器一个实施例的结构示意图；
图2为现有直流接触器的工作原理图；
图3为图1所述实施例直流永磁接触器的工作原理图；
图4为图1所述实施例中的永磁机构的原理图。
图5为图1所述实施例中的永磁机构的结构示意图。
图中各图号的构件名称为：
1-触头系统；2-传动系统，2.1-转动杆，2.2-开关连杆，2.3-触头系统连杆，2.4-固定杆；3-操作系统，3.1-永磁机构，3.2-辅助开关，3.2.1-常闭辅助开关，3.2.2-常开辅助开关；4-基座，5-合闸电源开关，6-分闸电源开关，7-分闸线圈，8-合闸线圈，9-保持线圈，10-保持回路开关，13-磁缸，14-动铁芯，15-永久磁铁，16-动铁芯连杆。
具体实施方式
如图1、3、4、5所示：一种直流永磁接触器，有一个触头系统1和与触头系统1相连接的传动系统2，还有为触头打开、闭合提供动力和进行控制的操作系统3；所述的操作系统3有一个永磁机构3.1和一个对永磁机构3.1起转换、控制及联锁作用的辅助开关3.2；所述的永磁机构3.1由分闸线圈7、合闸线圈8、磁缸13、动铁芯14、永久磁铁15、以及动铁芯连杆16组成；动铁芯14两端分别有合闸线圈8和分闸线圈7；辅助开关3.2连接传动系统2和永磁机构3.1；所述的合闸线圈8和分闸线圈7装在磁缸13中，动铁芯14动配合装在合闸线圈8和分闸线圈7之中，永久磁铁15装在动铁芯14的外部，位于合闸线圈8与分闸线圈7之间；传动系统2是一个连杆机构，其中，转动杆2.1的一端与辅助开关3.2通过开关连杆2.2活动连接，另一端与永磁机构3.1活动连接；转动杆2.1的中部活动连接一个固定杆2.4，该固定杆2.4一端固定在基座4上，转动杆2.1的中部还通过触头系统连杆2.3与触头系统1活动连接；转动杆2.1的另一端与永磁机构3.1的动铁芯连杆16活动连接；触头系统1包括有触头和灭弧装置，该触头和灭弧装置分别与传动杆2.1活动连接，即触头系统连杆2.3分成两个，其中一个为触头连杆，另一个为灭弧装置连杆。
结合符图1、3、4、5对本发明直流永磁接触器的工作原理和结构作进一步说明如下：
合闸过程：接通电源正极(+)，再接通合闸电源开关5，电流通过常闭辅助开关3.2.1再经合闸线圈8至电源负极(-)；在合闸线圈8的作用下，克服永久磁铁15的保持力，向闭合位置运动，在即将到达闭合位置时，常闭辅助开关3.2.1由常闭转换为断开，使合闸线圈8断电，此时，依靠永久磁铁15产生的吸力使机构继续运动到闭合位置并保持，合闸过程完成。此时，常开辅助开关3.2.2已转换为闭合，为分闸操作做好准备。
断开过程为：接通电源正极(+)，再接通分闸电源开关6，电流通过合闸过程中已闭合的常开辅助开关3.2.2再经分闸线圈7至电源负极(-)；在分闸线圈7的作用下，克服永久磁铁15的保持力，向断开位置运动，在即将到达断开位置时，常开辅助开关3.2.2还原为常开，使分闸线圈7断电，此时依靠永久磁铁15的吸力使机构继续运动到断开位置并保持，断开过程完成。此时，常闭辅助开关3.2.1已还原为闭合，为合闸操作做好准备。
永磁机构3.1(见附图4、5)是将电磁作用与永久磁铁的永磁作用有机地结合起来，通过永久磁铁15产生的吸引力就可使接触器保持在合闸或分闸位置上。本发明采用双稳态永磁机构3.1，它主要由磁缸13、动铁芯14、永久磁铁15、分闸线圈7、合闸线圈8、动铁芯连杆16组成。接触器处在合闸位置时，永久磁铁15的磁场主要作用在动铁芯14的下方。收到分闸命令时，分闸线圈7通以相应的电流使其在上部工作气隙产生的磁场方向与永久磁铁15的磁场方向相反，其磁力线主要分布在动铁芯14的上端，当分闸线圈7电流达到某一值时，动铁芯14开始向上运动，并随着顶都气隙减少呈现加速运动。动铁芯14达到分闸位置时，切断分闸线圈7的电流，由永久磁铁15的吸引力保持分闸位置。由分闸位置变为合闸时工作原理相同。
图1为本发明直流永磁接触器的实施例，用于DC 220V的电动机励磁回路中。所述的直流永磁接触器的的触头系统1(包括有灭弧装置)、传动系统2的转动杆2.1、永磁机构3.1、辅助开关3.2安装在基座6上，属于平面布置安装；永磁机构3.1动作通过转动杆2.1带动触头系统连杆2.3实现触头及灭弧系统的合闸(或分闸)和辅助开关3.2的转换，此过程干脆可靠，安装调试简单，方便工程化的进程。当分闸线圈7通电时，动铁芯14到达上端，其永磁机构3.1带动转动杆2.1、触头系统连杆2.3实现接触器的分断，当合闸线圈通电时动铁心到达下端，实现接触器的合闸或转换。

Claims (2)

1、一种直流永磁接触器，包括触头系统(1)和与触头系统(1)相连接的传动系统(2)，还有为触头打开、闭合提供动力和进行控制的操作系统(3)；其特征在于，所述的操作系统(3)包括一个永磁机构(3.1)和一个对永磁机构(3.1)起转换、控制及联锁作用的辅助开关(3.2)；所述的永磁机构(3.1)包括分闸线圈(7)、合闸线圈(8)、磁缸(13)、动铁芯(14)、永久磁铁(15)；动铁芯(14)两端分别有合闸线圈(8)和分闸线圈(7)；辅助开关(3.2)连接传动系统(2)和永磁机构(3.1)；所述的传动系统(2)包括转动杆(2.1)、开关连杆(2.2)、固定杆(2.4)、触头系统连杆(2.3)，其中，转动杆(2.1)的一端与辅助开关(3.2)通过开关连杆(2.2)活动连接，另一端与永磁机构(3.1)活动连接；转动杆(2.1)的中部活动连接一个固定杆(2.4)，该固定杆(2.4)一端固定在基座(4)上，转动杆(2.1)的中部还通过触头系统连杆(2.3)与触头系统(1)活动连接。
2、如权利要求1所述的直流永磁接触器，其特征在于，所述的转动杆(2.1)的另一端与永磁机构(3.1)的动铁芯连杆(16)活动连接。
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Denomination of invention: DC permanent magnet contactor

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