CN103500689A

CN103500689A - 一种大功率继电器的电磁结构

Info

Publication number: CN103500689A
Application number: CN201310459437.7A
Authority: CN
Inventors: 梁慧敏; 由佳欣; 杨文英; 汝楠; 翟国富
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: CN103500689B

Abstract

本发明提供一种大功率继电器的电磁结构，包括：外壳，为顶端开口的圆筒状，包括外壳下底和外壳侧壁；永磁体，圆柱形，固定于所述外壳下底的中心位置，所述永磁体为纵向充磁；下轭铁，圆形，设置于所述永磁体上方且与所述永磁体不相接触；所述下轭铁与所述外壳侧壁固定连接；上轭铁，圆形，设置于所述下轭铁上方且与所述下轭铁不相接触；所述上轭铁与所述外壳侧壁固定连接；线圈骨架，环形，设置于所述上轭铁和所述下轭铁之间，用以供线圈缠绕；衔铁，圆柱形，从所述下轭铁中心穿过并沿着垂直方向上下运动；其中，所述上轭铁、所述衔铁、所述下轭铁和所述外壳侧壁均为导磁材料。

Description

一种大功率继电器的电磁结构

技术领域

本发明涉及继电器技术领域，特别涉及一种大功率继电器的电磁结构。

背景技术

由于转换深度高、多路同步切换、输入输出比大、抗干扰能力强等一系列固体开关器件不能代替的优点，高压直流大功率接触器已成为先进武器装备的高压直流电源系统中不可缺少的关键元器件，主要用于完成系统配电、负载保护等功能，是未来接触器发展的一个重要方向。我国在高压直流接触器的设计与试验相关技术储备方面尚属空白，该类接触器产品的质量与配套能力目前已难以为航天及武器装备保驾护航，日渐成为制约航天及武器装备发展的关键所在。作为电磁接触器的两大机构之一，电磁机构承担着把电磁能转化为机械能的重任，是接触器的主要组成部分，其性能的优劣决定着接触器整机的指标水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装配简单、性能优良的继电器电磁结构，以适应航天及武器装备发展领域的标准，使得产品满足保持力较高、具备单稳态结构的要求。

为达上述目的，本发明提供一种大功率继电器的电磁结构，包括：

外壳，为顶端开口的圆筒状，包括外壳下底和外壳侧壁；

永磁体，圆柱形，固定于所述外壳下底的中心位置，所述永磁体为纵向充磁；

下轭铁，圆形，设置于所述永磁体上方且与所述永磁体不相接触；所述下轭铁与所述外壳侧壁固定连接；

上轭铁，圆形，设置于所述下轭铁上方且与所述下轭铁不相接触；所述上轭铁与所述外壳侧壁固定连接；

线圈骨架，环形，设置于所述上轭铁和所述下轭铁之间，用以供线圈缠绕；

衔铁，圆柱形，从所述下轭铁中心穿过并沿着垂直方向上下运动；

其中，所述上轭铁、所述衔铁、所述下轭铁和所述外壳侧壁均为导磁材料。

根据本发明提出的一种大功率继电器的电磁结构，其中，还包括连杆和弹簧，所述连杆一端固定连接于所述衔铁的中心，另一端从所述上轭铁中穿出；所述弹簧设置于所述连杆的端部，用于带动所述连杆运动。

根据本发明提出的一种大功率继电器的电磁结构，其中，所述永磁体的材料为钕铁硼、铝镍钴或铁氧体中的一种。

根据本发明提出的一种大功率继电器的电磁结构，其中，所述永磁体的直径根据所需吸力的大小而进行调整。

本发明的磁路结构适宜应用在直动式电磁系统如继电器、接触器、断路器、电磁阀、磁开关等设备中，对称结构、零件通用性强、装配简单，具有单稳态磁保持、永磁体调整保持力、配置灵活的特点。本发明应用于某电磁系统后，力的更改只需更换永磁体（在磁饱和范围内），更加便捷；触动条件低，吸合（释放）安匝数小，功率小；永磁体远离主触点及灭弧室所在区域，可以减弱高温对于永磁体的不利影响，同时该结构具有良好的抗振性能。

附图说明

图1为本发明处于分断位置时的结构示意图；

图2为本发明处于接通位置时的结构示意图；

图3为本发明的电磁回路示意图。

附图标记说明：a1-衔铁；a2-永磁体；a3-上轭铁；a4-下轭铁；a5-线圈；a6-外壳。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创作性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1、图2，分别为本发明处于分断位置和接通位置时的结构示意图。本发明的结构主要包括衔铁a1，永磁体a2，上轭铁a3，下轭铁a4，线圈a5，外壳a6等，其中衔铁a1、上轭铁a3、下轭铁a4和外壳a6的材料属性均为高导磁材料。

具体的，永磁体a2为圆柱形结构，充磁方向为轴向充磁，上轭铁a3、下轭铁a4外表面分别与外壳a6接触，下轭铁a4内表面与衔铁a1之间有较小的气隙，衔铁a1既作为触动部件，也作为线圈a5的铁芯。

衔铁a1横向截面为圆柱形，纵向截面设计为长方形。永磁体a2的内径可根据吸反力设计特性的需要调整，永磁体的选材亦可根据设计要求改为钕铁硼、铝镍钴、铁氧体等多种材质，极性为纵向充磁，它为衔铁提供保持力。上轭铁a3位于磁系统的上部，拥有向下的一个极面，以整个磁路的中心轴为对称轴，当衔铁a1处在上端位置时，衔铁a1上极面与上轭铁a3的极面接触；当衔铁a1处在下端位置时，衔铁a1下极面与永磁a2上表面接触。线圈a5环绕在衔铁a1周围。连杆（图中未示）与衔铁a1相对位置固定，端部可连接主触点，从而当衔铁a1动作时，实现信号的切换。

具体工作过程如下：

线圈a5未通电时，衔铁a1处在下端初始位置，衔铁a1与永磁体a2上表面接触；此时不加电流的磁路磁通具有一条闭合路径（如图3磁路1所示，图中仅标示出左侧，右侧磁通路径与左侧中心对称）：永磁体a2N极——衔铁a1下极面——衔铁a1——下轭铁a4——外壳a6——永磁体a2S极。在闭合磁通回路的作用下，衔铁下极面与永磁体上表面的吸力使得衔铁a1保持在该位置。

线圈a5通电后，产生与永磁磁通反向的磁通，使得衔铁a1内永磁a2磁通减弱，直至减少到接近0，此时在合力的作用下，衔铁a1动作，向上运动，直至衔铁a1上端极面与上轭铁a3极面接触，带动连杆完成磁路系统的直动动作。此时，线圈电流的磁路磁通具有一条闭合路径（如图3磁路2所示，图中仅标示出左侧，右侧磁通路径与左侧中心对称）：衔铁a1中心——下轭铁a4——外壳a6——上轭铁a3下极面——衔铁a1上极面——衔铁a1中心。当衔铁a1运动到闭合位置后，在闭合磁通回路的作用下，极面间的吸力使得衔铁a1保持在上端位置。

因此，通过改变线圈的通断电状态，从而可实现直动式电磁系统动作件（如继电器中衔铁）的相应功能。

综上所述，本发明所提供的一种大功率继电器的电磁结构，适宜应用在直动式电磁系统如继电器、接触器、断路器、电磁阀、磁开关等设备中，结构对称、装配简单；具有单稳态磁保持、永磁体调整保持力的特点，能够配合不同的反力设计得到灵活的配置方式；同时可使产品具有良好的抗振性能，实际装配更加高效，从而增强批次产品一致性，并降低批次产品的废品率。

以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种大功率继电器的电磁结构，其特征在于，包括：

外壳，为顶端开口的圆筒状，包括外壳下底和外壳侧壁；

2.根据权利要求1所述的一种大功率继电器的电磁结构，其特征在于，还包括连杆和弹簧，所述连杆一端固定连接于所述衔铁的中心，另一端从所述上轭铁中穿出；所述弹簧设置于所述连杆的端部，用于带动所述连杆运动。

3.根据权利要求1所述的一种大功率继电器的电磁结构，其特征在于，所述永磁体的材料为钕铁硼、铝镍钴或铁氧体中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种大功率继电器的电磁结构，其特征在于，所述永磁体的直径根据所需吸力的大小而进行调整。