CN104465228A - 一种交流接触器电磁系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交流接触器电磁系统，其特征在于：包括动铁芯、静铁芯、吸合线圈、保持线圈、降噪线圈，所述的静铁芯开有第一槽和第二槽，所述的吸合线圈和保持线圈置于第一槽内，吸合线圈与一常闭触点K串联后与保持线圈并联，所述的降噪线圈置于第二槽内并首尾相连。本发明由于没有在大规格交流接触器中通常采用的电子控制，具备很高的可靠性和低成本，并且兼具低功耗和静音。

Description

一种交流接触器电磁系统
技术领域
本发明涉及低压电器交流接触器，尤其指额定电流630A及以上规格交流接触器的电磁系统，属于低压电器技术领域。
背景技术
在交流接触器电磁系统中，线圈的控制方式有两种：第一种不采用电子控制电路而由输入控制电压Uc直接控制，第二种输入控制电压Uc经电子电路控制线圈。
线圈采用第一种控制方式时，如图1所示，为克服由于电磁吸力过零低于弹簧反力而引起的铁芯振动噪声，通过在静铁芯2'上镶嵌短路环13实现，短路环包围极靴面14，当电磁吸力下限值提升至超过弹簧反力时铁芯振动噪声就可消除。由于短路环中感应电流的焦耳热，其设计就需在满足温升要求的前提下使电磁吸力下限值高于弹簧反力。随接触器额定电流增大，通过电流的回路导体截面积近似按额定电流同比例增大，动静铁芯尺寸近似按额定电流增大比例的平方根增大，计算不同额定电流下极靴面14周长l1和短路环周长l2，见图3。可见，在接触器额定电流达630A以上后，线圈若采用第一种控制方式，将出现图2所示短路环过大导致明显突出于静铁芯的现象，从而给交流接触器整体结构的设计和可靠性带来很大的困难。
线圈采用第二种控制方式时，不会产生图2所示的问题，并且很容易实现低功耗，所以适用于630A以上规格的接触器，但由于增加了电子控制单元，相对于第一种方式成本高，可靠性低。
随着光伏，风电等新能源产业的快速发展，对额定电流达630A及以上规格交流接触器的需求越来越大，并由于主要使用环境为户外偏远地区，为降低系统维护成本，特别要求高可靠性，但在接触器产品的选用上，仅有线圈采用电子控制方式的产品可选，可靠性较低。
本发明设计的大规格交流接触器电磁系统，采用第一种线圈控制方式，由吸合线圈和保持线圈并联吸合动静铁芯，并在吸合后由保持线圈维持动静铁芯吸合状态，从而降低功耗；短路环的降噪功能由第三个线圈代替，由于不采用任何电子元器件，具备很高的可靠性，同时兼顾低功耗和低噪音。
发明内容
本发明的目的是，在大规格交流接触器中不采用通常的电子控制，而使用传统的直接控制方式，克服了传统直接控制的缺陷，具备很高的可靠性和低成本，并且兼具低功耗和静音。
为实现上述目的，本发明提供了一种交流接触器电磁系统，其特征在于，包括动铁芯，静铁芯，吸合线圈，保持线圈，降噪线圈，所述动铁芯和所述静铁芯可以互相吸合或分开，所述静铁芯在两侧部各设有第一槽，并在中间部分设有两个相间隔的第二槽，所述吸合线圈套于所述保持线圈外侧，并且所述吸合线圈和所述保持线圈共同置于所述第一槽中，所述降噪线圈置于所述第二槽中，其中，所述吸合线圈的一端与第一端子相连，另一端与常闭触点串联后连到第二端子，所述保持线圈的两个端子分别与所述第一端子和所述第二端子相连，所述常闭触点与所述动铁芯联动；当所述动铁芯和所述静铁芯位于分开位置时，所述常闭触点闭合，所述吸合线圈和所述保持线圈并联于第一端子和第二端子，当所述动铁芯和所述静铁芯吸合时，所述常闭触点在所述动铁芯的带动下分开，所述吸合线圈与所述第二端子断开。
其特征在于，所述保持线圈比所述吸合线圈的线径更细且匝数更多。
其特征在于，所述动铁芯和所述静铁芯均由硅钢片叠压而成。
其特征在于，所述降噪线圈的首尾直接相联。
其特征在于，所述降噪线圈的匝数为2-10匝。
其特征在于，所述吸合线圈和所述保持线圈均绕制于所述第一线圈骨架内，其中所述吸合线圈绕制于所述保持线圈外侧，所述第一线圈骨架连同所述吸合线圈和所述保持线圈作为一个整体置于所述静铁芯的所述第一槽内。
其特征在于，所述降噪线圈绕制于所述第二线圈骨架内，并作为一个整体置于所述第二槽内。
其特征在于，在所述第二线圈骨架上有第一台面，所述第一线圈骨架上有第二台面，所述第二台面压于所述第一台面上，以固定所述降噪线圈。
以下将结合附图对本发明的构思，具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的，特征和效果。
附图说明
图1是传统交流接触器电磁系统采用直接控制方式的示意图。
图2表示出了传统交流接触器电磁系统当额定电流增大时采用直接控制方式的问题。
图3是图1中随额定电流增大，极靴面周长l1和短路环周长l2的对比图。
图4是本发明的交流接触器电磁系统的示意图。
图5是本发明的交流接触器电磁系统的分解爆炸图。
图6是本发明的交流接触器电磁系统中，动静铁芯分开的电路示意图。
图7是本发明的交流接触器电磁系统中，动静铁芯吸合的电路示意图。
图8是本发明的交流接触器电磁系统中，降噪线圈的应用电路示意图。
图9是本发明的交流接触器电磁系统的整体结构示意图。
图10是本发明的交流接触器电磁系统的整体结构分解爆炸图。
图11是本发明的交流接触器电磁系统的A面侧面图，及其部分放大图。
图12是本发明的交流接触器电磁系统的B面侧面图，及其部分放大图。
具体实施方式
如图所示，如图4-5所示，该发明所述的交流接触器电磁系统包括动铁芯1，静铁芯2，吸合线圈3，保持线圈4，降噪线圈5，动铁芯和静铁芯可以互相吸合或分开，静铁芯在两侧部各设有第一槽6，并在中间部分设有两个相间隔的第二槽7，吸合线圈3套于保持线圈4外侧，并且吸合线圈3和保持线圈4共同置于第一槽6中，降噪线圈5置于第二槽7中。线圈的接线方式如图3所示，吸合线圈3的一端与第一端子A1相连，另一端与常闭触点K串联后连到第二端子A2，保持线圈4的两个端子分别与第一端子A1和第二端子A2相连，常闭触点K与动铁芯联动；当动铁芯和静铁芯位于分开位置时，常闭触点K闭合，吸合线圈3和保持线圈4并联于第一端子A1和第二端子A2，当动铁芯和静铁芯吸合时，常闭触点K在动铁芯1的带动下分开，吸合线圈3与第二端子A2断开。
其中，保持线圈4比吸合线圈3的线径更细且匝数更多。降噪线圈的首尾直接相联。在本实施例中动铁芯和静铁芯均由硅钢片叠压而成。
本发明中，电磁系统中动铁芯和静铁芯从分开到吸合的整个过程，分为四个阶段：
1第一阶段：从控制电压Uc施加到动铁芯1开始向静铁芯2运动。在该阶段，动铁芯1未发生运动，常闭触点K处于闭合状态，吸合线圈3与保持线圈4并联于端子A1和A2两端，控制电压施加于端子A1，A2后，在吸合线圈3和保持线圈4中产生电流，从而在动铁芯上产生电磁吸力，随着电流上升，电子吸力上升到等于弹簧反力；
2第二阶段：从动铁芯1开始运动到常闭触点K打开。在该阶段，动铁芯1所受电磁吸力克服弹簧反力向静铁芯2靠近，常闭触点K虽与动铁芯1联动，但由于触点超程仍处于闭合状态，吸合线圈3与保持线圈4仍并联于端子A1和A2两端；
3第三阶段：从常闭触点K打开到动铁芯和静铁芯闭合。在该阶段，常闭触点K打开，吸合线圈3与端子A2断开，仅在保持线圈4中有电流，动铁芯1在电磁吸力作用下继续向静铁芯2靠近直到动铁芯和静铁芯闭合；
4第四阶段：动铁芯和静铁芯保持在闭合状态。在该阶段，动铁芯和静铁芯的电磁吸力由保持线圈4提供，同时由于保持线圈4比吸合线圈3的线径更细且匝数更多，所以保持线圈4的阻抗明显大于吸合线圈3，从而使得相对于仅用吸合线圈3进行吸合和保持的设计，线圈电流和功耗更低。如图8所示，在该状态下，根据短路环降低铁芯振动噪声的原理，同时利用线圈长度可通过匝数轻易调节的特点，用首尾直接相联的降噪线圈5代替短路环，克服前述短路环明显突出于静铁芯带来的结构设计困难和可靠性缺陷。
如图9-10所示，吸合线圈3和保持线圈4均绕制于第一线圈骨架8内，其中吸合线圈3绕制于保持线圈4外侧，第一线圈骨架8连同吸合线圈3和保持线圈4作为一个整体置于静铁芯2的第一槽6内；降噪线圈5绕制于第二线圈骨架9内，并作为一个整体置于第二槽7内。图6和图7中的第一端子A1在实物图中体现为图9中的第一端子11，图6和图7中的第二端子A2在实物图中体现为图9中的第二端子12。
如图11-12所示，在第二线圈骨架9上有第一台面C，第一线圈骨架8上有第二台面D，装配时首先将降噪线圈5连同其第二线圈骨架9置入第二槽7中固定，再将吸合线圈3和保持线圈4连同第一线圈骨架8置入第一槽6中，并将第二台面D压于第一台面C上，以固定降噪线圈5。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析，推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种交流接触器电磁系统，其特征在于，包括动铁芯，静铁芯，吸合线圈，保持线圈，降噪线圈，所述动铁芯和所述静铁芯可以互相吸合或分开，所述静铁芯在两侧部各设有第一槽，并在中间部分设有两个相间隔的第二槽，所述吸合线圈套于所述保持线圈外侧，并且所述吸合线圈和所述保持线圈共同置于所述第一槽中，所述降噪线圈置于所述第二槽中，其中，所述吸合线圈的一端与第一端子相连，另一端与常闭触点串联后连到第二端子，所述保持线圈的两个端子分别与所述第一端子和所述第二端子相连，所述常闭触点与所述动铁芯联动；当所述动铁芯和所述静铁芯位于分开位置时，所述常闭触点闭合，所述吸合线圈和所述保持线圈并联于第一端子和第二端子，当所述动铁芯和所述静铁芯吸合时，所述常闭触点在所述动铁芯的带动下分开，所述吸合线圈与所述第二端子断开。
2.如权利要求1所述的交流接触器电磁系统，其特征在于，所述保持线圈比所述吸合线圈的线径更细且匝数更多。
3.如权利要求1所述的交流接触器电磁系统，其特征在于，所述动铁芯和所述静铁芯均由硅钢片叠压而成。
4.如权利要求1所述的交流接触器电磁系统，其特征在于，所述降噪线圈的首尾直接相联。
5.如权利要求1所述的交流接触器电磁系统，其特征在于，所述降噪线圈的匝数为2-10匝。
6.如权利要求1所述的交流接触器电磁系统，其特征在于，所述吸合线圈和所述保持线圈均绕制于所述第一线圈骨架内，其中所述吸合线圈绕制于所述保持线圈外侧，所述第一线圈骨架连同所述吸合线圈和所述保持线圈作为一个整体置于所述静铁芯的所述第一槽内。
7.如权利要求1所述的交流接触器电磁系统，其特征在于，所述降噪线圈绕制于所述第二线圈骨架内，并作为一个整体置于所述第二槽内。
8.如权利要求1所述的交流接触器电磁系统，其特征在于，在所述第二线圈骨架上有第一台面，所述第一线圈骨架上有第二台面，所述第二台面压于所述第一台面上，以固定所述降噪线圈。
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