CN104851749A - 具有分闸保护功能的永磁式接触器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有分闸保护功能的永磁式接触器，其静铁芯包括E型静铁芯，E型静铁芯的中间芯柱内嵌装有永磁铁，E型静铁芯的中间芯柱上套设有线圈架，线圈架上绕设有励磁线圈，励磁线圈经电源提供有驱动动铁芯和E型静铁芯吸合的正向脉冲电流、维持动铁芯和E型静铁芯保持吸合的微小直流电，及驱动动铁芯和E型静铁芯分离的反向脉冲电流，动铁芯和E型静铁芯保持吸合位置由永磁铁提供的磁吸力小于反力弹簧力，E型静铁芯的中间芯柱上设有位于永磁铁正上方的调节气隙。本发明与现有技术相比，能耗低，且分闸脉冲故障时仍可正常分闸，工作安全可靠，同时适用工业应用。

Description

具有分闸保护功能的永磁式接触器

技术领域

本发明涉及输配电设备的低压电器领域，确切的说是接触器，更确切的说永磁式接触器。

背景技术

接触器是一种自动控制电器，可以用来频繁远距离接通和断开大容量的交、直流负载电路。现有接触器按操作机构分为：永磁式接触器和电磁式接触器。

在低压电器领域，电磁式接触器的应用比较广泛；传统的电磁式接触器工作时存在噪声大和触头弹跳等问题，特别是在电磁式接触器吸合状态时，会造成很大的铁损和分磁环损耗，而且浪费了大量的电能。

针对降低电磁式接触器的工作能耗问题，国内外相关学者提出对电磁式接触器进行智能化控制，即为永磁式接触器。永磁式接触器的工作原理是，利用磁极的同性相斥，异性相吸的原理。因安装在接触器操作机构上的永磁体的极性是固定不变的，而固定在接触器底座上的特殊工艺制作的软铁，在外来控制信号作用下，与其固化在一起的电子模块产生十几至二十几毫秒的正反向脉冲电流，使软铁产生不同的极性，相对永磁体面（设为N极），吸合为S极，释放为N极，动静触头的接触保持靠永磁，从而使接触器的主触头达到吸合保持与释放的目的。

永磁式接触器的操作机构在结构上和电磁式接触器的操作机构相比，其最大区别在于合闸后线圈无需通电即可实现合闸位置的保持功能。但现有永磁接触器存在安全隐患问题，如控制电路故障和长期失电时，即出现不能正常提供分闸脉冲；永磁式接触器就不能正常分闸，以此带来巨大的安全隐患。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能耗低，且分闸脉冲故障时仍可正常分闸，工作安全可靠，适用工业应用的永磁式接触器。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种具有分闸保护功能的永磁式接触器，包括有动铁芯、静铁芯、塑壳以及联动支架，塑壳内安装有若干动触头组件，动触头组件包括有动触头和触头弹簧，每个动触头对应有与之配合的静触头，塑壳连接有驱动动触头与静触头分离的反力弹簧，所述动铁芯经联动支架固定在塑壳上，其特征在于：所述的静铁芯包括有E型静铁芯，E型静铁芯的中间芯柱内嵌装有永磁铁，E型静铁芯的中间芯柱上套设有线圈架，线圈架上绕设有励磁线圈，励磁线圈经电源提供有驱动动铁芯和E型静铁芯吸合的正向脉冲电流、维持动铁芯和E型静铁芯保持吸合的微小直流电以及驱动动铁芯和E型静铁芯分离的反向脉冲电流，动铁芯和E型静铁芯保持吸合位置由永磁铁提供的磁吸力小于反力弹簧力，所述E型静铁芯的中间芯柱上设有位于永磁铁正上方的调节气隙。

本发明的具有分闸保护功能的永磁式接触器，合闸（动铁芯和静铁芯吸合）时，励磁线圈通以正向脉冲电流，正向脉冲电流和永磁铁合成磁势产生的磁吸力大于反向弹簧力，实现动铁芯和静铁芯吸合，即动触头与静触头吸合，达到合闸；合闸后，励磁线圈中微小直流电和永磁铁合成磁势产生的磁吸力实现动铁芯和静铁芯的吸合保持；分闸时，除去微小直流电，励磁线圈中通入反向脉冲电流，反向脉冲电流产生的电磁斥力和反向弹簧力共同作用，实现分闸。

分闸时，由于永磁铁产生的磁吸力起到阻碍作用，会降低动铁芯分闸速度，引入调节气隙，通过调节气隙调整永磁铁吸力的特性，使得永磁铁在动铁芯和静铁芯吸合位置处最大，随着分闸（动铁芯和E型静铁芯分离）工作气隙的增加，永磁铁吸力迅速降低，从而实现接触器的节能，以及避免接触器分闸速度降低的不利方面；同时分闸时由于触头与触头间有电弧，电弧对接触器的寿命有损坏，反向脉冲电流介入，可以提高分闸速度，并与调节气隙相辅相成，共同提高分闸速度，降低电弧的影响，提高接触器使用寿命。

具有故障保护功能：如控制电路故障或者长期失去电压（失压），由于弹簧反力大于永磁吸力，动铁芯和静铁芯就会自动分开，达到安全分闸的目的，而不需要外加其他分闸保护装置，使用更为安全可靠。

能耗小：充分利用永磁铁吸力，只需通微小直流电即可实现合闸状态保持，能耗少；而且，励磁线圈套在E型静铁芯的中间芯柱上，达到了将通入的微小直流电降低到最小值（10mA），达到节能的目的；即在通入最小直流电，接触器还能达到稳定的吸合状态。

便于工业应用：与传统的永磁式交流接触器相比，机械结构变化小，可保留原触头、灭弧结构和外壳不变，永磁操作机构的机械部分改动小，如静铁芯采用E形，只需更换永磁操作机构的控制电路部分，即可实现对现有永磁式接触器的改造应用，便于工业应用。

本发明进一步设置为：在所述动铁芯和E型静铁芯吸合过程中，励磁线圈同时通有所述正向脉冲电流和所述微小直流电。

该进一步设计下，通入微小直流电，即节能又可以保证接触器的稳定吸合状态。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明具体实施例的具有分闸保护功能的永磁式接触器分闸状态示意图；

图2为本发明具体实施例的具有分闸保护功能的永磁式接触器合闸状态示意图。

具体实施方式

 参见附图1和附图2，本发明公开的一种具有分闸保护功能的永磁式接触器，包括有动铁芯1、静铁芯、塑壳3以及联动支架4；所述塑壳3内安装有若干动触头组件，动触头组件包括有动触头51和触头弹簧52，每个动触头对应有与之配合的静触头53，本具体实施例中塑壳3内设有三组直动式桥式触头。所述塑壳3连接有驱动动触头51与静触头53分离的反力弹簧54，所述动铁芯1经联动支架4固定在塑壳3上；所述的静铁芯包括有E型静铁芯2，E型静铁芯2的中间芯柱21内嵌装有永磁铁6，E型静铁芯2的中间芯柱21上套设有线圈架71，线圈架71上绕设有励磁线圈72，励磁线圈72经电源8提供有驱动动铁芯1和E型静铁芯2吸合的正向脉冲电流、维持动铁芯1和E型静铁芯2保持吸合的微小直流电以及驱动动铁芯1和E型静铁芯2分离的反向脉冲电流；动铁芯1和E型静铁芯2保持吸合位置由永磁铁6提供的磁吸力小于反力弹簧54力，所述E型静铁芯2的中间芯柱21上设有位于永磁铁6正上方的调节气隙22。

其中，在所述动铁芯1和E型静铁芯2吸合过程中，励磁线圈72同时通有所述正向脉冲电流和所述微小直流电。在合闸时，便随着正向脉冲电流通入微小直流电，可大大提高合闸速度，提高了工作稳定性，也缩短正向脉冲通入时间，节能性更好；而且微小直流电在合闸时便通入，合闸保持稳定性也更为可靠。

本具体实施例中，所述线圈架71上端高出所述E型静铁芯2，线圈架71具有位于动铁芯与E型静铁芯2动作行程之间并绕有励磁线圈的延伸绕线部，在动铁芯1和E型静铁芯2合闸位置时，动铁芯1插入线圈架71的延伸绕线部内。该设计，使得动铁芯1和E型静铁芯2吸合和分离工作更为可靠。

本发明具有分闸保护功能的永磁式接触器工作原理为：合闸（动铁芯和静铁芯吸合）时，励磁线圈通以正向脉冲电流和微小直流电，正向脉冲电流、微小直流电和永磁铁合成磁势产生的磁吸力大于反向弹簧力，实现动铁芯和静铁芯吸合，即动触头与静触头吸合，达到合闸；

合闸保持，撤除正向脉冲电流，励磁线圈中微小直流电和永磁铁合成磁势产生的磁吸力实现动铁芯和静铁芯的吸合保持；充分利用永磁铁吸力，只需通微小直流电即可实现合闸状态保持，能耗少。

分闸时，除去微小直流电，励磁线圈中通入反向脉冲电流，反向脉冲电流产生的电磁斥力和反向弹簧力共同作用，实现分闸；分闸时，由于永磁铁产生的磁吸力起到阻碍作用，会降低动铁芯分闸速度，引入调节气隙，通过调节气隙调整永磁铁吸力的特性，使得永磁铁在动铁芯和静铁芯吸合位置处最大，随着分闸（动铁芯和E型静铁芯分离）工作气隙的增加，永磁铁吸力迅速降低，从而实现接触器的节能，以及避免接触器分闸速度降低的不利方面。

具有故障保护功能：如控制电路故障或者长期失去电压（失压），由于弹簧反力大于永磁吸力，动铁芯和静铁芯就会自动分开，达到安全分闸的目的，而不需要外加其他分闸保护装置，使用更为安全可靠；

能耗小：充分利用永磁铁吸力，只需通微小直流电即可实现合闸状态保持，能耗少；

便于工业应用：与传统的永磁式交流接触器相比，机械结构变化小，可保留原触头、灭弧结构和外壳不变，只需更换永磁操作机构的控制电路部分以及对永磁操作机构的机械结构部分稍加改动，即可实现对现有永磁式接触器的改造应用，便于工业应用。

Claims (2)

1.一种具有分闸保护功能的永磁式接触器，包括有动铁芯、静铁芯、塑壳以及联动支架，塑壳内安装有若干动触头组件，动触头组件包括有动触头和触头弹簧，每个动触头对应有与之配合的静触头，塑壳连接有驱动动触头与静触头分离的反力弹簧，所述动铁芯经联动支架固定在塑壳上，其特征在于：所述的静铁芯包括有E型静铁芯，E型静铁芯的中间芯柱内嵌装有永磁铁，E型静铁芯的中间芯柱上套设有线圈架，线圈架上绕设有励磁线圈，励磁线圈经电源提供有驱动动铁芯和E型静铁芯吸合的正向脉冲电流、维持动铁芯和E型静铁芯保持吸合的微小直流电以及驱动动铁芯和E型静铁芯分离的反向脉冲电流，动铁芯和E型静铁芯保持吸合位置由永磁铁提供的磁吸力小于反力弹簧力，所述E型静铁芯的中间芯柱上设有位于永磁铁正上方的调节气隙。

2.根据权利要求1所述具有分闸保护功能的永磁式接触器，其特征在于：在所述动铁芯和E型静铁芯吸合过程中，励磁线圈同时通有所述正向脉冲电流和所述微小直流电。