CN105161371B - 一种带永磁单稳态拍合式电磁继电器 - Google Patents

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Abstract

一种带永磁单稳态拍合式电磁继电器，涉及电磁继电器领域。解决了现有拍合式电磁继电器静态保持力不够、抗振性差和触电弹跳严重的问题。轭铁和永磁体均为直角L型结构，永磁体的两个直角边分别为S极和N极；衔铁为钝角L型结构，衔铁倒扣在轭铁的顶部，且所述衔铁以自身L型拐角处为支点绕轭铁的L型立板顶部旋转，铁芯位于衔铁与轭铁之间，且所述铁芯竖直固定在轭铁的L型底板上表面，线圈缠绕在铁芯上组成线圈组，极面固定在铁芯的顶部，所述线圈与极面之间留有空隙，永磁体的S极直角边位于该空隙中，永磁体的N极直角边与轭铁的L型立板侧面相接触，轭铁的侧壁上不导磁部分设置有绝缘层。本发明适用于减小继电器在振动下误动作的可能。

Description

一种带永磁单稳态拍合式电磁继电器
技术领域
本发明涉及电磁继电器领域，具体涉及拍合式电磁继电器领域。
背景技术
拍合式电磁继电器在航天、国防及民用领域中有着广泛的应用，起到控制、检测、保护和调节的作用，是电气装置中最基本的器件之一。为了提高继电器的灵敏度、减小功耗、缩小体积、减轻重量，通常在电磁继电器内部使用永磁体。现有含有永磁体的拍合式电磁继电器，当线圈通电时，永磁体处于电磁磁通回路内，具有去磁危险，同时由于永磁磁通的存在，减小了电磁效率，使继电器功耗上升、灵敏度下降。不含有永磁体的拍合式电磁继电器，吸合与释放稳定状态下的保持力较小，不仅影响了继电器的抗振性能，而且会导致触点弹跳，不利于继电器寿命的提高。
发明内容
本发明为了解决现有拍合式电磁继电器静态保持力不够、抗振性差和触电弹跳严重的问题，提出了一种带永磁单稳态拍合式电磁继电器。
一种带永磁单稳态拍合式电磁继电器包括轭铁、线圈、铁芯、极面、永磁体、绝缘层和衔铁，所述轭铁和永磁体均为直角L型结构，永磁体的两个直角边分别为S极和N极；衔铁为钝角L型结构，衔铁倒扣在轭铁的顶部，且所述衔铁以自身L型拐角处为支点绕轭铁的L型立板顶部旋转，铁芯位于衔铁与轭铁之间，且所述铁芯竖直固定在轭铁的L型底板上表面，线圈缠绕在铁芯上组成线圈组，极面固定在铁芯的顶部，所述线圈与极面之间留有空隙，永磁体的S极直角边位于该空隙中，永磁体的N极直角边与轭铁的L型立板侧面相接触，轭铁的侧壁上不导磁部分设置有绝缘层。
有益效果：本发明专利采用新结构含永磁磁系统，克服拍合式继电器静态保持力不够、抗振性差、触点弹跳严重等缺点。通过永磁体与其对应的工作气隙相互配合，加大了在吸合与释放稳态位置时的保持力，提高了继电器的可靠性，减小该类型继电器在振动下误动作的可能，同时减小触点弹跳，提高继电器的电寿命。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的一种带永磁单稳态拍合式电磁继电器的立体结构示意图；
图2为图1的右视图；
图3为图1的俯视图；
图4为线圈2、铁芯3、极面4和轭铁1的位置配合示意图；
图5为永磁体5的结构示意图；
图6为释放位置时磁通回路示意图；
图7为吸合位置时磁通回路示意图；
图8为采用本发明所述的电磁继电器的吸反力配合图；图中，A曲线为605安匝吸力曲线，B曲线为吸合电压吸力曲线，C曲线为反力曲线，D曲线为释放电压吸力曲线，E曲线为0安匝吸力曲线。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1至图5说明本具体实施方式，本具体实施方式所述的一种带永磁单稳态拍合式电磁继电器包括轭铁1、线圈2、铁芯3、极面4、永磁体5、绝缘层7和衔铁6，所述轭铁1和永磁体5均为直角L型结构，永磁体5的两个直角边分别为S极和N极；衔铁6为钝角L型结构，衔铁6倒扣在轭铁1的顶部，且所述衔铁6以自身L型拐角处为支点绕轭铁1的L型立板顶部旋转，铁芯3位于衔铁6与轭铁1之间，且所述铁芯3竖直固定在轭铁1的L型底板上表面，线圈2缠绕在铁芯3上组成线圈组，极面4固定在铁芯3的顶部，所述线圈2与极面4之间留有空隙，永磁体5的S极直角边位于该空隙中，永磁体5的N极直角边与轭铁1的L型立板侧面相接触，轭铁1的侧壁上不导磁部分设置有绝缘层7。
本实施方式所述的拍合式电磁继电器含有永磁体5，是本发明电磁继电器的电磁系统的关键部分，电磁系统含有一小一大两个工作气隙，在释放位置时，小气隙处的磁通必然大于大气隙处的磁通，小气隙处的磁场力大于大气隙处磁场力，此时，衔铁6与轭铁1侧面接触，继电器保持释放状态。
当线圈2通电时，继电器内部磁场方向如图6所示，此时电磁吸力开始增大，线圈2所产生的磁场方向与小气隙处永磁的磁场方向相反，并且与大气隙处的永磁磁场方向相同，直到释放位置下衔铁组初始的保持力与反力之差大于0时，衔铁组开始转动，直至衔铁与极面相接触，到达吸合位置，完成吸合过程，如图7所示。
当线圈2断电时，电磁吸力下降，由于永磁回路都属于大气隙回路，如图7中所示，故永磁回路产生的电磁吸力较小，当吸力值小于反力值时，衔铁组在反力与永磁回路吸力作用下返回至释放位置，此时衔铁6侧面与轭铁1侧面接触，完成释放过程。
本发明所述的拍合式电磁继电器的电磁结构存在电磁磁通和永磁磁通，在释放位置磁通路径如下：
电磁磁通路径为：铁芯3→极面4→衔铁6顶部→衔铁6尾部→轭铁1底部→铁芯3；
永磁磁通大气隙路径为：永磁体5→轭铁6侧面→衔铁6尾部→衔铁6顶部→极面4→铁芯3→永磁体5；
永磁磁通小气隙路径为：永磁体5→轭铁6侧面→轭铁1底部→铁芯3→永磁体5；
在吸合位置磁通路径如下：
电磁磁通路径为：铁芯3→极面4→衔铁6顶部→衔铁6尾部→轭铁1底部→铁芯3；
永磁磁通大气隙路径1为：永磁体5→轭铁6侧面→衔铁6尾部→衔铁6顶部→极面4→铁芯3→永磁体5；
永磁磁通大气隙路径2为：永磁体5→轭铁6侧面→轭铁1底部→铁芯3→永磁体5。
具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的一种带永磁单稳态拍合式电磁继电器的区别在于，所述永磁体5采用铝镍钴、钐钴或钕铁硼实现。
具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式一所述的一种带永磁单稳态拍合式电磁继电器的区别在于，所述线圈组与轭铁1底部之间采用氟塑料带绝缘。
由图8可以看出：反力曲线本身为三段式，即在静合触点处的反力、在间隙运动时的反力和在动合触点处的反力三段反力曲线；0安匝下永磁产生的吸力要比继电器自身反力要小得多，所以在不通电情况下继电器会保持释放状态；在释放电压下，电磁吸力和永磁吸力总的吸力虽然总是比反力要小，但是二者曲线却已经非常接近，这有利于释放电压的调试；在吸合电压下，电磁吸力和永磁吸力总的吸力虽然总是比反力要大，但是二者曲线同样非常接近，这样可以降低吸合电压下继电器的功耗；而额定电压下，也就是605安匝下的吸力，处处都要比反力大得多，提高抗振性，以保证继电器正常高效的工作。

Claims (3)

1.一种带永磁单稳态拍合式电磁继电器，其特征在于，它包括轭铁(1)、线圈(2)、铁芯(3)、极面(4)、永磁体(5)、绝缘层(7)和衔铁(6)，所述轭铁(1)和永磁体(5)均为直角L型结构，永磁体(5)的两个直角边分别为S极和N极；衔铁(6)为钝角L型结构，衔铁(6)倒扣在轭铁(1)的顶部，且所述衔铁(6)以自身L型拐角处为支点绕轭铁(1)的L型立板顶部旋转，铁芯(3)位于衔铁(6)与轭铁(1)之间，且所述铁芯(3)竖直固定在轭铁(1)的L型底板上表面，线圈(2)缠绕在铁芯(3)上组成线圈组，极面(4)固定在铁芯(3)的顶部，所述线圈(2)与极面(4)之间留有空隙，永磁体(5)的S极直角边位于该空隙中，永磁体(5)的N极直角边与轭铁(1)的L型立板侧面相接触，轭铁(1)的侧壁上不导磁部分设置有绝缘层(7)；
所述电磁继电器的在释放位置的电磁磁通和永磁磁通如下：
电磁磁通路径为：铁芯→极面→衔铁顶部→衔铁尾部→轭铁底部→铁芯；
永磁磁通大气隙路径为：永磁体→轭铁侧面→衔铁尾部→衔铁顶部→极面→铁芯→永磁体；
永磁磁通小气隙路径为：永磁体→轭铁侧面→轭铁底部→铁芯→永磁体；
在吸合位置磁通路径如下：
电磁磁通路径为：铁芯→极面→衔铁顶部→衔铁尾部→轭铁底部→铁芯；
永磁磁通第一大气隙路径为：永磁体→轭铁侧面→衔铁尾部→衔铁顶部→极面→铁芯→永磁体；
永磁磁通第二大气隙路径为：永磁体→轭铁侧面→轭铁底部→铁芯→永磁体。
2.根据权利要求1所述的一种带永磁单稳态拍合式电磁继电器，其特征在于，所述永磁体(5)采用铝镍钴、钐钴或者钕铁硼实现。
3.根据权利要求1所述的一种带永磁单稳态拍合式电磁继电器，其特征在于，所述线圈组与轭铁(1)底部之间采用氟塑料带绝缘。
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