CN103762122B - 一种级联磁芯的电磁机构及其节能接触器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种级联磁芯的电磁机构，包括级联磁芯和电磁线圈，级联磁芯包括至少两组铁芯组件，分别为包括第一静铁芯和第一动铁芯的第一铁芯组件；以及包括第二静铁芯和第二动铁芯的第二铁芯组件，第二动铁芯和第二静铁芯之间设有第二弹性件；第一动铁芯和第一静铁芯之间设有第一弹性件；第一动铁芯通过联动机构和第二动铁芯联动连接。本发明还公开了具有级联磁芯电磁机构的节能接触器，其包括壳体，壳体中设有工作触头、电磁线圈和级联磁芯。本发明可以有效缩短交流接触器释放状态下动静铁芯之间的距离，使得交流接触器在同样开距的需求下，安匝数大大降低，降低对线圈供电电流的要求，起到节省铁芯材料和线圈材料的作用，达到节能效果。
Description
技术领域
本发明涉及节能接触器，尤其是一种级联磁芯的电磁机构。
背景技术
交流接触器主要用作频繁接通或分断正常电路工作或对大容量负荷的远近距离控制。传统的交流接触器如授权公告号为：CN101572200B的专利文件所公开的《节能接触器》，其包括壳体，壳体中设有工作触头、电磁机构、机械钩锁件及电气连锁件，机械钩锁件用于控制电磁机构工作状态，使工作触头在不用维持电流的情况下能保持闭合工作状态，使上下铁芯之间不产生接触面。上述结构的节能接触器虽然可以使得电磁线圈不用维持电流而触头可以保持其闭合工作状态，达到节能目的；但由于上述交流接触器的电磁机构包括一组线圈和一对上下铁芯，当在大电流或高压的状态下使用时，为了保证安全可靠的分断，该交流接触器需要保证足够的动静触头距离，从而造成上下铁芯分断时，他们之间的距离比较远，因而需要较高的磁场来达到吸合目的，也就需要较大的电流，即需要较高的安匝数。由于电磁力和安匝数的关系是上述上下铁芯的距离的平方的函数，电磁力与距离的平方呈反比，故当距离变大时，为了维持等同的电磁力，就需要明显增加安匝数。而如果能在电磁机构的设计中有效缩短交流接触器释放状态下上下铁芯之间的距离，则能在同样开距的需求下，安匝数大大降低，因此对线圈供电电流及铁芯材料和线圈材料的要求能明显降低。
发明内容
发明目的一：为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种级联磁芯的电磁机构，该电磁机构可以有效缩短交流接触器释放状态下动静铁芯之间的距离，使得交流接触器在同样开距的需求下，安匝数大大降低，明显降低对电磁线圈供电电流的要求，起到节省铁芯材料和电磁线圈材料的作用，从而达到节能效果。
为了实现上述目的一，本发明采用的技术方案是：一种级联磁芯的电磁机构，包括磁芯，以及绕设于磁芯上的电磁线圈，其特征在于：所述磁芯为级联磁芯，所述级联磁芯包括至少两组铁芯组件，分别为第一铁芯组件和第二铁芯组件，所述第一铁芯组件包括第一静铁芯和第一动铁芯，所述第二铁芯组件包括第二静铁芯和第二动铁芯，所述第二动铁芯和第二静铁芯之间设有用于保持第二动铁芯和第二静铁芯之间的距离的第二弹性件；所述第一动铁芯和第一静铁芯之间设有用于保持第一动铁芯和第一静铁芯之间的距离的第一弹性件；所述第一动铁芯通过联动机构和第二动铁芯联动连接。
作为本发明的进一步设置，所述第一动铁芯通过连杆与所述第二动铁芯联动连接。
作为本发明的进一步设置，所述第二动铁芯与第二静铁芯之间的距离大于第一动铁芯与第一静铁芯之间的距离。
采用上述方案，电磁机构中的磁芯采用多级磁芯级联的方式达到交流接触器节材节能的目的。交流接触器的电磁机构的工作过程具有以下4个状态，分别为释放状态、一次吸合状态、二次吸合状态、恢复释放状态。
从释放状态到一次吸合状态转变时，电磁线圈通电使第一静铁芯产生磁场吸引位于第一静铁芯上方的第一动铁芯向下运动，当电磁力大于弹性件对第一动铁芯的拉力时，两者达到吸合状态；由于第一动铁芯与第二动铁芯通过连杆联动连接，当第一动铁芯向下运动时带动第二动铁芯同时向下运动，而当第一静铁芯与第一动铁芯吸合时，第二动铁芯和第二静铁芯之间的距离也缩小了一半；由于为了满足高电压或高电流的情况，第二动铁芯和第二静铁芯之间的距离设置呈现有技术中的距离的2倍，而第一静铁芯和第一动铁芯之间的距离则同现有技术中的相同。
从一次吸合状态向二次吸合状态转变时，由于第二静铁芯上也绕有电磁线圈，当电磁线圈通电时，第二静铁芯和第二动铁芯之间的磁场力因为两者之间的距离缩短，吸力大大增强而使上述第二动铁芯和第二静铁芯迅速吸合，完成二次吸合状态。
从二次吸合状态到恢复释放状态转变时，当卷绕于第二静铁芯和第一静铁芯上的电磁线圈失电，磁场消失，在弹性件的回复力的作用下，第二动铁芯复位，与第二静铁芯分离；第二动铁芯同时带动第一动铁芯与第一静铁芯分离，恢复到释放状态。
发明目的二：为了提供一种具有级联磁芯的电磁机构的节能接触器，本发明采用的技术方案是：一种级联磁芯的电磁机构的节能接触器，包括壳体，壳体中设有工作触头和电磁机构，工作触头包括动触头和静触头，电磁机构包括电磁线圈和磁芯，其特征在于：所述磁芯为级联磁芯，所述级联磁芯包括至少两组铁芯组件，分别为第一铁芯组件和第二铁芯组件，所述第一铁芯组件包括第一静铁芯和第一动铁芯，所述第二铁芯组件包括第二静铁芯和第二动铁芯，所述第二动铁芯和第二静铁芯之间设有用于保持第二动铁芯和第二静铁芯之间的距离的第二弹性件；所述第一动铁芯和第一静铁芯之间设有用于保持第一动铁芯和第一静铁芯之间的距离的第一弹性件；所述第一动铁芯通过联动机构和第二动铁芯联动连接。
作为本发明的进一步设置，所述壳体上设有触头安装腔、第一铁芯安装腔和第二铁芯安装腔，第二铁芯安装腔位于触头安装腔和第一铁芯安装腔之间，所述第一静铁芯固设于第一铁芯安装腔中的底座上，所述第一动铁芯通过第一动铁芯架安装于第一静铁芯上方且第一动铁芯架与所述第一铁芯安装腔内壁滑动配合，所述第一动铁芯和第一静铁芯之间的第一弹性件的一端固设于所述底座上，所述第一弹性件的另一端与所述第一动铁芯架连接；所述第二铁芯安装腔和第一铁芯安装腔之间通过级联架隔开，所述第二静铁芯固设于级联架上，所述第二动铁芯通过第二动铁芯架安装于第二静铁芯上方且第二动铁芯架与所述第二铁芯安装腔内壁滑动配合，所述第二动铁芯和第二静铁芯之间的第二弹性件的一端固设于所述级联架上，所述第二弹性件的另一端与所述第二动铁芯架连接；所述第一动铁芯和第二动铁芯之间通过连杆联动连接，所述第一动铁芯架朝向所述第二动铁芯的一端设有连杆，连杆端部设有卡设于所述第二动铁芯架上的倒钩，所述触头安装腔中设有与所述触头安装腔内壁滑动配合的动触头架，所述动触头与所述第二动铁芯架联动连接，所述动触头安装于动触头架上；所述静触头通过静触头架安装于所述触头安装腔中。
作为本发明的进一步设置，所述动触头架与所述第二动铁芯架一体连接。
本发明采用多级级联结构把第二动铁芯和第二静铁芯之间的距离减少到原来的1/2，因此产生同样的吸力所需的铁芯面积可以减少到原来的1/4，虽然用了两套铁芯和线圈，但总的材料需求也还是降低到原来的1/2，节材效果明显，从而可以达到节能的目的。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
附图1为本发明具体实施例磁芯机构的工作原理示意图；
附图2为本发明具体实施例的外观结构示意图；
附图3为本发明具体实施例的主视图；
附图4为本发明具体实施例的剖视图。
具体实施方式
本发明的具体实施例如图1-4所示是具有级联磁芯的电磁机构的节能接触器，其包括壳体6，壳体6中设有工作触头和电磁机构，工作触头包括动触头71和静触头72，电磁机构包括电磁线圈和磁芯，磁芯为级联磁芯，级联磁芯包括至少两组铁芯组件，可以两组或三组级联，本实施例中采用两组级联，分别为第一铁芯组件和第二铁芯组件，第一铁芯组件包括第一静铁芯11和第一动铁芯12，第一静铁芯11和第一动铁芯12于释放状态下保持距离不接触；第二铁芯组件包括第二静铁芯21和第二动铁芯22，第二静铁芯21和第二动铁芯22于释放状态下保持距离不接触；第二动铁芯22和第二静铁芯21之间设有用于保持第二动铁芯22和第二静铁芯21之间的距离的第二弹簧42；第一动铁芯12和第一静铁芯11之间设有用于保持第一动铁芯12和第一静铁芯11之间的距离的第一弹簧41；第一动铁芯12通过联动机构和第二动铁芯22联动连接；第二弹簧42在没有外力作用的情况下，保持第二动铁芯22和第二静铁芯21不接触，第一动铁芯12和第一静铁芯11在第一弹簧41的弹性力的作用下，保持两者之间的距离不接触。上述第二动铁芯22与第二静铁芯21之间的距离大于第一动铁芯12与第一静铁芯11之间的距离。
如图2-4所示，上述壳体6中由上至下（方向参考图3或4）依次设有触头安装腔61、第二铁芯安装腔62和第一铁芯安装腔63，第二铁芯安装腔62位于触头安装腔61和第一铁芯安装腔63之间，第一静铁芯11固设于第一铁芯安装腔63中的底座631上，第一动铁芯12通过第一动铁芯架632安装于第一静铁芯11上方且第一动铁芯架632与第一铁芯安装腔63内壁滑动配合，第一动铁芯12和第一静铁芯11之间的第一弹簧41的一端固设于底座631上，第一弹簧41的另一端与第一动铁芯架632连接；第二铁芯安装腔62和第一铁芯安装腔63之间通过级联架隔开64，第二静铁芯21固设于级联架64上，第二动铁芯22通过第二动铁芯架622安装于第二静铁芯22上方且第二动铁芯架622与第二铁芯安装腔62内壁滑动配合，第二动铁芯22和第二静铁芯21之间的第二弹簧42的一端固设于级联架64上，第二弹簧42的另一端与第二动铁芯架622连接；第一动铁芯12和第二动铁芯22之间通过连杆5联动连接，连杆5设置在第一动铁芯架632朝向第二动铁芯22的一端，连杆5端部设有卡设于第二动铁芯架622上的倒钩51，触头安装腔61中设有与触头安装腔61内壁滑动配合的动触头架611，动触头71与第二动铁芯架622联动连接，动触头71安装于动触头架611上；静触头72通过静触头架612安装于触头安装腔61中。优选的，动触头架611与第二动铁芯架622一体连接。
本发明采用多级磁芯级联的方式达到交流接触器节材节能的目的。交流接触器的电磁机构的工作过程具有以下4个状态，分别为释放状态1、一次吸合状态2、二次吸合状态3、恢复释放状态4。
从释放状态1到一次吸合状态2转变时，绕设于第一静铁芯11上的电磁线圈31通电使第一静铁芯11产生磁场吸引位于第一静铁芯11上方的第一动铁芯12向下运动，当电磁力大于第一弹簧41对第一动铁芯12的拉力时，两者达到吸合状态；由于第一动铁芯12与第二动铁芯22通过连杆5联动连接，当第一动铁芯12向下运动时带动第二动铁芯22同时向下运动，而当第一静铁芯11与第一动铁芯12吸合时，第二动铁芯22和第二静铁芯21之间的距离也缩小了一半；由于为了满足高电压或高电流的情况，第二动铁芯22和第二静铁芯21之间的距离设置呈现有技术中的距离的2倍，而第一静铁芯11和第一动铁芯12之间的距离则同现有技术中的相同。如果设置多级级联磁芯，则动静铁芯之间的距离可以根据级联的数目具体设置，如设置三级级联磁芯，则第三动静铁芯之间的距离为第一动静铁芯之间的距离的3倍，而第二动静铁芯之间的距离则为第一动静铁芯之间的距离的2倍，根据级联数的多少具体设置；本发明中涉及的上下方向以图1中方向为准。
从一次吸合状态2向二次吸合状态3转变时，由于第二静铁芯21上也绕有电磁线圈32，当电磁线圈32通电时，第二静铁芯21和第二动铁芯22之间的磁场力因为两者之间的距离缩短，吸力大大增强而使上述第二动铁芯22和第二静铁芯21迅速吸合，完成二次吸合状态；第二动铁芯22带动动触头向下运动达到与静触头闭合状态。
从二次吸合状态3到恢复释放状态4转变时，当卷绕于第二静铁芯21和第一静铁芯11上的电磁线圈32失电，磁场消失，在第二弹簧42的回复力的作用下，第二动铁芯22复位，与第二静铁芯21分离；第二动铁芯22通过第二动铁芯架带动动触头与静触头分开，达到分断状态；而上述第二动铁芯22在回复力作用下运动的同时通过连杆5带动第一动铁芯12与第一静铁芯11分离，恢复到释放状态。
本发明采用两级级联的磁芯结构把接触器中的第二动铁芯22和第二静铁芯21之间的距离减少到原来的1/2，因此产生同样的吸力所需的铁芯面积可以减少到原来的1/4，虽然用了两套铁芯和线圈，但总的材料需求也还是降低到原来的1/2，节材效果明显，从而可以达到节能的目的。
Claims (6)
1.一种级联磁芯的电磁机构，包括磁芯，以及绕设于磁芯上的电磁线圈，其特征在于：所述磁芯为级联磁芯，所述级联磁芯包括至少两组铁芯组件，分别为第一铁芯组件和第二铁芯组件，所述第一铁芯组件包括第一静铁芯和第一动铁芯，所述第二铁芯组件包括第二静铁芯和第二动铁芯，所述第二动铁芯和第二静铁芯之间设有用于保持第二动铁芯和第二静铁芯之间的距离的第二弹性件；所述第一动铁芯和第一静铁芯之间设有用于保持第一动铁芯和第一静铁芯之间的距离的第一弹性件；所述第一动铁芯通过联动机构和第二动铁芯联动连接。
2.根据权利要求1所述的级联磁芯的电磁机构，其特征在于：所述第一动铁芯通过连杆与所述第二动铁芯联动连接。
3.根据权利要求2所述的级联磁芯的电磁机构，其特征在于：所述第二动铁芯与第二静铁芯之间的距离大于第一动铁芯与第一静铁芯之间的距离。
4.一种具有权利要求1所述的级联磁芯的电磁机构的节能接触器，包括壳体，壳体中设有工作触头和电磁机构，工作触头包括动触头和静触头，电磁机构包括电磁线圈和磁芯，其特征在于：所述磁芯为级联磁芯，所述级联磁芯包括至少两组铁芯组件，分别为第一铁芯组件和第二铁芯组件，所述第一铁芯组件包括第一静铁芯和第一动铁芯，所述第二铁芯组件包括第二静铁芯和第二动铁芯，所述第二动铁芯和第二静铁芯之间设有用于保持第二动铁芯和第二静铁芯之间的距离的第二弹性件；所述第一动铁芯和第一静铁芯之间设有用于保持第一动铁芯和第一静铁芯之间的距离的第一弹性件；所述第一动铁芯通过联动机构和第二动铁芯联动连接。
5.根据权利要求4所述的节能接触器，其特征在于：所述壳体上设有触头安装腔、第一铁芯安装腔和第二铁芯安装腔，第二铁芯安装腔位于触头安装腔和第一铁芯安装腔之间，所述第一静铁芯固设于第一铁芯安装腔中的底座上，所述第一动铁芯通过第一动铁芯架安装于第一静铁芯上方且第一动铁芯架与所述第一铁芯安装腔内壁滑动配合，所述第一动铁芯和第一静铁芯之间的第一弹性件的一端固设于所述底座上，所述第一弹性件的另一端与所述第一动铁芯架连接；所述第二铁芯安装腔和第一铁芯安装腔之间通过级联架隔开，所述第二静铁芯固设于级联架上，所述第二动铁芯通过第二动铁芯架安装于第二静铁芯上方且第二动铁芯架与所述第二铁芯安装腔内壁滑动配合，所述第二动铁芯和第二静铁芯之间的第二弹性件的一端固设于所述级联架上，所述第二弹性件的另一端与所述第二动铁芯架连接；所述第一动铁芯和第二动铁芯之间通过连杆联动连接，所述第一动铁芯架朝向所述第二动铁芯的一端设有连杆，连杆端部设有卡设于所述第二动铁芯架上的倒钩，所述触头安装腔中设有与所述触头安装腔内壁滑动配合的动触头架，所述动触头与所述第二动铁芯架联动连接，所述动触头安装于动触头架上；所述静触头通过静触头架安装于所述触头安装腔中。
6.根据权利要求5所述的节能接触器，其特征在于：所述动触头架与所述第二动铁芯架一体连接。
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