CN104091726B - 一种直流继电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流继电器，包括触头部分，触头部分包括两个分别用来提供电流流入、流出的静触头和一个动簧片，所述动簧片的两端分别与两个静触头相配合；在动簧片的两端的外侧分别对称设有一块用来吹弧的第一磁钢，两块第一磁钢的相向的一面的极性为任意设置；在动簧片的中间的外侧设有至少一块具有预置方向磁场的第二磁钢，使得该预置方向磁场作用在动簧片上时产生一个与触头斥力方向相反的电磁力。本发明通过在触头部分的周边设置特定位置的磁钢，既减少了磁钢的使用量，降低了产品的制作成本，又能在有效提供电磁力以抵抗触头斥力的基础上，增大电弧磁吹力，同时，对吹弧磁钢的极性无要求，大大方便了产品的装配和使用。

Description

一种直流继电器

技术领域

本发明涉及一种直流继电器，特别是涉及一种能够提高产品承受大电流能力的直流继电器。

背景技术

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。直流继电器是继电器中的一种，现有的直流继电器大多采用动簧片直动式(也称为螺线管直动式)方案，比如宏发、泰科、松下、LS等厂商都采用螺线管直动式方案，这种直流继电器的触头部分如图1所示，图1为现有技术的直流继电器的触头部分的示意图，触头部分包括两个静触头101、102和动触头的动簧片103，动簧片103为直动式，当动簧片103的两端分别与两个静触头101、102相接触时，电流I由静触头101流入，经过动簧片103后从静触头102流出(如图1中的箭头线所示)。这种直流继电器在车辆工程等领域，产品有可能经受大电流比如3000A的冲击，当触头流过电流时，由于电流线的收缩，触头间会产生互相排斥的电动力，因此作用在动簧片103上有电动力F11、电动力F12，动簧片103会受到使动静触头分离的力。为了抵抗这种触头斥力(即电动力F11、电动力F12)，需在动簧片103上通过弹簧施加力(即弹簧力F13)，以提高动静触头间的压力。在理论上，电流越大，电动力越大，需要的弹簧力也越大。但是，过大的弹簧力需要更强的磁路来驱动，从而漆包线用量大增，成本上升、产品体积变大。

为了解决上述问题，专利申请“具有灭弧磁体的触头桥”(专利公开号CN102246250A)公开了一种解决方案，如图2至图4所示，图2为具有灭弧磁体的触头桥的主视图，图3为具有灭弧磁体的触头桥的俯视图，图4为沿图2中A-A线的剖视图逆时针旋转90°。这种具有灭弧磁体的触头桥是在触头部分设置六块磁钢204，六块磁钢204分成两半分别设置在动簧片203的宽度的两边，即一边设有三块磁钢204，同一边的三块磁钢204中，其中有两块磁钢204分别对应设在动簧片203两端与两个静触头201、202的相接触处(即设在两边)，另一块磁钢204则设在所述两块磁钢204的中间，且中间的磁钢204的极性与两边的磁钢204的极性相反(如图3所示)，两边的磁钢204主要用来吹弧，中间的磁钢204在动簧片203上产生电磁力F21，与弹簧力F22共同作用来增加动静触头间的压力，这种具有灭弧磁体的触头桥，动簧片203在大电流流过时，受磁钢204所产生的电磁力F21作用，即动簧片203会受一与触头间电动力即触头斥力相反的作用力，和弹簧力F22一起来抵抗触头斥力，让动静触头紧密接触。但是，这种具有灭弧磁体的触头桥，存在如下弊端：

1、磁利用率低，由于有6块磁钢，磁钢间磁场会错乱，导致触点间灭弧磁场强度下降，电弧向外的力会被削弱(如图5所示)，图5为具有灭弧磁体的触头桥的磁场分布示意图，受两边磁钢204的作用，会产生电弧向外的力F23，但是，受中间磁钢204的作用，又会产生电弧向内的力F24；

2、因为需要用到6块磁钢，造成成本很高；

3、当大电流流过时，由于触点附近的磁钢(即两边磁钢)会使动簧产生一个脱开的电磁力F25(如图6、图7所示)，图6为具有灭弧磁体的触头桥的俯视图，图7为沿图6中B-B线的剖视图逆时针旋转90°，从而削弱了中间磁钢对动簧片203产生的向上的电磁力，有效的磁钢磁能未能充分利用；

4、由于具有灭弧磁体的触头桥既要起到吹弧的效果又要起到使动簧片抵抗触头斥力的效果，所以具有灭弧磁体的触头桥中对磁钢的极性以及电流方向都有严格的要求，这就给产品的装配和使用带来了不便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种直流继电器，通过在触头部分的周边设置特定位置的磁钢，既减少了磁钢的使用量，降低了产品的制作成本，又能在有效提供电磁力以抵抗触头斥力的基础上，增大电弧磁吹力，同时，对吹弧用磁钢的极性无要求，大大方便了产品的装配和使用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直流继电器，包括触头部分，触头部分包括两个分别用来提供电流流入、流出的静触头和一个动簧片，所述动簧片的两端分别与两个静触头相配合；在动簧片的两端的外侧分别对称设有一块用来吹弧的第一磁钢，两块第一磁钢的相向的一面的极性为任意设置；在动簧片的中间的外侧设有至少一块具有预置方向磁场的第二磁钢，使得该预置方向磁场作用在动簧片上时产生一个与触头斥力方向相反的电磁力。

所述的第二磁钢为一块，该块第二磁钢设在动簧片的正中间的外侧，并处于动簧片的沿着电流流动方向的右边，该第二磁钢的N极极面朝向所述动簧片。

所述的第二磁钢为一块，该块第二磁钢设在动簧片的正中间的外侧，并处于动簧片的沿着电流流动方向的左边，该第二磁钢的S极极面朝向所述动簧片。

所述的第二磁钢为二块，二块第二磁钢分别对称设在动簧片的正中间的外侧，并处于动簧片的沿着电流流动方向的左右两边，其中，左边一块第二磁钢的S极极面朝向所述动簧片，右边一块第二磁钢的N极极面朝向所述动簧片。

所述的两块第一磁钢的中心分别处于动簧片的沿着长度方向的中心线上。

所述的两块第一磁钢之间还连接有轭铁夹。

本发明的一种直流继电器，当大电流流过动簧片时，动簧片会受中间一对或一个第二磁钢所产生的磁场向上的电磁力去抵抗触头斥力，从而使动簧片与引出端紧密接触，电磁力与弹簧力共同抵抗触头斥力。当触头间有电弧产生时，动簧片两端的第一磁钢会对电弧产生磁吹，从而使电弧快速熄灭。

本发明的有益效果是：

1、磁钢呈四周分布，磁场不紊乱，对电弧的磁吹效果不仅不会互相抵消，反而会增大电弧磁吹力。

2、用于磁吹的一对第一磁钢分布在动簧片两端，不会使动簧片产生使动静触头分离的电磁力，从而不会削弱动簧片中间第二磁钢产生的电磁力；由于触头间的电流方向与灭弧磁钢的磁力线平行，根据左手定则，动簧片不会受第一磁钢的影响。

3、由于灭弧用的第一磁钢放置动簧片两端，所以对这一对第一磁钢的极性无要求，可简化生产。

4、由于只采用了三块或四块磁钢，产品成本比较低。

5、该方案不仅仅适用于当触头闭合，大电流流过的应用，还适用于当触头由断开到闭合这一接通大电流的应用。由于触头电动力的存在，以及触头由断开到闭合这一过程会有触头回跳，接通大电流时，由于触头压力不足，产品很有可能爆炸或者烧毁等情况。而使用该方案，可以给触头提供强大的压力，使触头紧密接触，避免异常。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种直流继电器不局限于实施例。

附图说明

图1是现有技术的直流继电器的触头部分的示意图；

图2是现有技术的具有灭弧磁体的触头桥的主视图；

图3是现有技术的具有灭弧磁体的触头桥的俯视图；

图4是沿图2中A-A线的剖视图逆时针旋转90°；

图5是现有技术的具有灭弧磁体的触头桥的磁场分布示意图；

图6是现有技术的具有灭弧磁体的触头桥的俯视图；

图7是沿图6中B-B线的剖视图逆时针旋转90°；

图8是实施例一本发明的结构示意图；

图9是实施例一本发明的结构俯视图；

图10是实施例一本发明的触头部分的主视图；

图11是实施例一本发明的触头部分的俯视图；

图12是沿图10中C-C线的剖视图逆时针旋转90°；

图13是实施例一本发明的触头部分的磁场分布示意图；

图14是实施例二本发明的触头部分的磁场分布示意图；

图15是实施例三本发明的触头部分的磁场分布示意图；

图16是实施例四本发明的触头部分的磁场分布示意图；

图17是实施例五本发明的触头部分的磁场分布示意图；

图18是实施例六本发明的结构示意图；

图19是实施例六本发明的结构俯视图。

具体实施方式

实施例一，参见图8至图13所示，本发明的一种直流继电器，包括触头部分，触头部分包括两个分别用来提供电流流入、流出的静触头11、12和一个动簧片21，所述动簧片21的两端分别与两个静触头11、12相配合；在动簧片21的两端的外侧分别对称设有一块用来吹弧的第一磁钢31，两块第一磁钢31的相向的一面的极性为相异；在动簧片21的中间的外侧设有二块具有预置方向磁场的第二磁钢32，使得该预置方向磁场作用在动簧片21上时产生一个与触头斥力方向相反的电磁力。

二块第二磁钢32分别对称设在动簧片21的正中间的外侧，并处于动簧片21的沿着电流流动方向的左右两边，其中，左边一块第二磁钢32的S极极面朝向所述动簧片21，右边一块第二磁钢32的N极极面朝向所述动簧片21。

所述的两块第一磁钢31的中心分别处于动簧片21的沿着长度方向的中心线上。

本发明的一种直流继电器，当大电流流过动簧片21时，动簧片21会受中间一对第二磁钢32所产生的磁场向上的电磁力F31，从而使动簧片21与引出端11、12紧密接触，电磁力F31与弹簧力F32共同抵抗触头斥力F33。当触头间有电弧产生时，动簧片两端的第一磁钢31会对电弧产生磁吹，形成向外的力F34，从而使电弧快速熄灭。

本发明的一种直流继电器，四块磁钢呈四周分布，磁场不紊乱，对电弧的磁吹效果不仅不会互相抵消，反而会增大电弧磁吹力；如图13所示，当触头间有电弧产生时，动簧片21两端的第一磁钢31会对电弧产生磁吹，形成向外的磁吹力F34，磁吹力F34指向动簧片21的宽度方向，两块第二磁钢32也会对电弧产生磁吹，形成向内的磁吹力F35，由磁吹力F34和磁吹力F35形成合力F36，显然，合力F36是大于磁吹力F34的。用于磁吹的一对第一磁钢31分布在动簧片21两端，不会使动簧片21产生使动静触头分离的电磁力，从而不会削弱动簧片21中间第二磁钢32产生的电磁力；由于触头间的电流I的方向与灭弧磁钢即第一磁钢31的磁力线平行，根据左手定则，动簧片21不会受第一磁钢的影响。由于只采用了四块磁钢，产品成本比较低。

实施例二，参见图14所示，本发明的一种直流继电器，与实施例一的不同之处在于，两块第一磁钢31的极性分别相反设置，这样，两块第一磁钢31的相向的一面的极性仍为相异，此时，动簧片两端的第一磁钢同样会对电弧产生磁吹，形成向外的磁吹力F41。

实施例三，参见图15所示，本发明的一种直流继电器，与实施例一的不同之处在于，将其中的一块第一磁钢31(图中的左边一块)的极性相反设置，这样，两块第一磁钢31的相向的一面的极性为相同，磁场分布如图15中所示，此时，动簧片两端的第一磁钢31同样会对电弧产生磁吹，形成向外的磁吹力F51，两个第一磁钢31所产生的磁吹力F51在动簧片宽度方向上朝向相同。

实施例四，参见图16所示，本发明的一种直流继电器，与实施例一的不同之处在于，将其中的一块第一磁钢31(图中的右边一块)的极性相反设置，这样，两块第一磁钢31的相向的一面的极性为相同，磁场分布如图16中所示，此时，动簧片两端的第一磁钢31同样会对电弧产生磁吹，形成向外的磁吹力F61，两个第一磁钢31所产生的磁吹力F61在动簧片宽度方向上朝向相同。

实施例五，参见图17所示，本发明的一种直流继电器，与实施例二的不同之处在于，第二磁钢32仅为一块，该块第二磁钢32设在动簧片21的正中间的外侧，并处于动簧片21的沿着电流流动方向的右边，该第二磁钢32的N极极面朝向所述动簧片。磁场分布如图17中所示，此时，动簧片一侧的第二磁钢32同样会作用在动簧片上，产生抵抗触点斥力的电磁力。

实施例六，参见图18至图19所示，本发明的一种直流继电器，与实施例一的不同之处在于，所述的两块第一磁钢31之间还连接有轭铁夹4，利用轭铁夹4的目的是增加磁场强度。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种直流继电器，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种直流继电器，包括触头部分，触头部分包括两个分别用来提供电流流入、流出的静触头和一个动簧片，所述动簧片的两端分别与两个静触头相配合；其特征在于：在动簧片的沿着长度方向的两端的外侧分别对称设有一块用来吹弧的第一磁钢，两块第一磁钢的相向的一面的极性为任意设置；在动簧片的中间的外侧设有至少一块具有预置方向磁场的第二磁钢，使得该预置方向磁场作用在动簧片上时产生一个与触头斥力方向相反的电磁力。

2.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于：所述的第二磁钢为一块，该块第二磁钢设在动簧片的正中间的外侧，并处于动簧片的沿着电流流动方向的右边，该第二磁钢的N极极面朝向所述动簧片。

3.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于：所述的第二磁钢为一块，该块第二磁钢设在动簧片的正中间的外侧，并处于动簧片的沿着电流流动方向的左边，该第二磁钢的S极极面朝向所述动簧片。

4.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于：所述的第二磁钢为二块，二块第二磁钢分别对称设在动簧片的正中间的外侧，并处于动簧片的沿着电流流动方向的左右两边，其中，左边一块第二磁钢的S极极面朝向所述动簧片，右边一块第二磁钢的N极极面朝向所述动簧片。

5.根据权利要求2或3或4所述的直流继电器，其特征在于：所述的两块第一磁钢的中心分别处于动簧片的沿着长度方向的中心线上。

6.根据权利要求2或3或4所述的直流继电器，其特征在于：所述的两块第一磁钢之间还连接有轭铁夹。

7.根据权利要求5所述的直流继电器，其特征在于：所述的两块第一磁钢之间还连接有轭铁夹。