CN106024529A - 一种单永磁负荷开关双稳态电磁机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种单永磁负荷开关双稳态电磁机构，包括线圈、线圈骨架、转轴、衔铁、轭铁、永磁体，其中，所述轭铁包括左轭铁、右轭铁和下轭铁，所述左轭铁和右轭铁相对设置，所述线圈骨架以及所述线圈设置在所述左轭铁和所述右轭铁之间；所述下轭铁设置在所述左轭铁和所述右轭铁之间，并且位于所述线圈上方，所述下轭铁的一端通过永磁体与所述左轭铁或所述右轭铁相连；所述衔铁通过所述转轴可枢转地与所述下轭铁相连，位于所述下轭铁的上方，所述衔铁的两端分别具有第一极面和第二极面，用以分别和所述左轭铁以及右轭铁相接触。

Description

一种单永磁负荷开关双稳态电磁机构

技术领域

本发明专利涉及继电器技术领域，特别涉及一种可应用于继电器等多种电磁系统的含永磁磁路设计。

背景技术

从衔铁的运动模式对含永磁继电器进行分类，可分为转动衔铁式，直动衔铁式两类；其中转动衔铁式继电器是非常重要的一大类继电器，它具有结构紧凑，应用广泛，性能稳定的特点；尤其在航天、国防及民用领域中有着广泛的应用。转动衔铁式含永磁继电器中，保持力由永磁体提供，衔铁是其中驱动触簧系统动作的器件，轭铁是其中承担衔铁限位的器件，以它们为中心，连接线圈铁芯等其它器件组成的整个继电器磁路直接决定着含永磁继电器的整机性能；磁路与其相应的结构设计可以极大地提高永磁体的利用效率，并与吸反力特性设计值相对应；由永磁形成的磁路可控性高，调节因素多，可拓展性强，在实际应用中可以适应各种情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保持力高且可调整的磁路设计，从而使产品实际性能更加优良，调试方便。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种单永磁负荷开关双稳态电磁机构，包括线圈、线圈骨架、转轴、衔铁、轭铁、永磁体，其中：

所述轭铁包括左轭铁、右轭铁和下轭铁，所述左轭铁和右轭铁相对设置，所述线圈骨架以及所述线圈设置在所述左轭铁和所述右轭铁之间；所述下轭铁设置在所述左轭铁和所述右轭铁之间，并且位于所述线圈上方，所述下轭铁的一端通过永磁体与所述左轭铁或所述右轭铁相连；

所述衔铁通过所述转轴可枢转地与所述下轭铁相连，位于所述下轭铁的上方，所述衔铁的两端分别具有第一极面和第二极面，用以分别和所述左轭铁以及右轭铁相接触。

根据本发明提出的电磁机构，其中，所述左轭铁的纵截面为┌形，包括左侧面和左上面；所述右轭铁的纵截面为┐形，包括右侧面和右上面；所述永磁体与所述左上面的下表面或所述右上面的下表面相连，所述衔铁的第一极面与所述左上面的上表面相接触，或所述衔铁的第二极面与所述右上面的上表面相接触。

根据本发明提出的电磁机构，其中，所述下轭铁的纵截面为反L形。

根据本发明提出的电磁机构，其中，所述永磁体为长方形结构，沿上下方向充磁。

与现有技术相比，本发明提出的单永磁负荷开关双稳态电磁机构适宜应用在转动式电磁系统如继电器、接触器、负荷开关等设备中，其拥有零件通用性强、装配简单、单稳态永磁回路保持、永磁体调整保持力、配置灵活的特点，应用于某电磁系统后，力的更改可以通过更换永磁体(在磁饱和范围内)进行快速调整，也可以根据实际情况进行永磁和零件尺寸的多重调整；永磁体远离主触点，可以减弱外界条件对永磁体的不良影响，使得此结构有较好的抗外界环境干扰性能。

附图说明

图1为本发明一具体实施例的纵向剖面示意图；

图2、图3分别为本发明的电磁机构在初始位置和终止位置时的磁通路径；

图4为本发明的电磁机构的立体结构示意图。

附图标记说明：a1-衔铁；a2-永磁体；a3-下轭铁；a4-左轭铁；a5-右轭铁；a6-铁芯；a7-线圈；a8-线圈骨架；a9-转轴；g1、g2-工作气隙。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，包括衔铁a1，永磁体a2，下轭铁a3，左轭铁a4，右轭铁a5，铁芯a6，线圈a7，线圈骨架a8，转轴a9。其中永磁体a2为长方形结构，沿上下方式(高度方向)充磁，下轭铁a3与永磁体下部接触，衔铁a1为可动部件。

本发明中，衔铁a1的横截面为扁梯形，在衔铁a1的两边进行了削平，以保证在转动到任意一边时的贴合面积。下轭铁a3结构为反L型，左右轭铁结构类似，上方截面弯折成90°，在安装时以铁芯中心为对称轴对称安装，线圈缠绕在两轭铁中心的铁芯a6的线圈骨架a8上，衔铁上安装连杆，推动动簧片动作，实现信号的切换。

当线圈a7未通电时，永磁体a2产生的永磁磁场对衔铁产生吸力作用，衔铁a1或者与左轭铁a4闭合，即衔铁a1处于初始释放位置，衔铁a1或者与右轭铁a5闭合，即衔铁a1处于终止吸合位置。当线圈a7通电时，线圈a7产生的电磁磁场弱化闭合侧永磁体的磁场效果。配合簧片反力，使得衔铁a1开始转动，与闭合侧轭铁分离，最终闭合在另一侧轭铁上；这一过程中，衔铁a1带动连杆，使动簧片动作，完成继电器的信号切换。

具体工作过程如下：

如图2，衔铁a1左端闭合，处在初始释放位置，衔铁a1左极面与左轭铁a4极面上表面接触；线圈a7缠绕在左右轭铁a4、a5中心铁芯a6的线圈骨架a8上；此时线圈a7不通电时的主要永磁磁通路径为：永磁a2的N极——左轭铁a4——衔铁a1左半部——转轴a9——下轭铁a3中间部分——下轭铁a3左半部——永磁a2的S极。在闭合磁通回路的作用下，极面间的吸力使得衔铁a1保持在该位置，当线圈a7通正向脉冲产生逆时针方向的电磁磁通时，电磁磁通增强工作气隙2处的磁通而削弱永磁体a2工作气隙1处的永磁磁通，使得衔铁左极面与右极面受到的吸力发生改变，从而导致衔铁a1发生顺时针方向转动，直至衔铁a1右极面与右轭铁a5上极面接触，带动连杆完成继电器接通或断开状态的转换。

如图3，衔铁a1右端闭合，处在终止吸合位置，衔铁a1右极面与右轭铁a5极面上表面接触；此时线圈a8不通电时的主要永磁磁通路径为：永磁a2的N极——左轭铁a4——铁芯a6——右轭铁a5——衔铁a1右半部——转轴a9——下轭铁a3中间部分——下轭铁a3左半部——永磁a2的S极。在闭合磁通回路的作用下，极面间的吸力使得衔铁a1保持在该位置。当线圈a7通反向脉冲产生顺时针方向的电磁磁通时，线圈a7产生的电磁磁通增强工作气隙1处的磁通而削弱永磁体a2在工作气隙2处的永磁磁通，使得衔铁左极面与右极面受到的吸力发生改变，从而导致衔铁a1发生逆时针方向转动，直至衔铁a1左极面与左轭铁a4上极面接触，带动连杆完成继电器接通或断开状态的转换。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种单永磁负荷开关双稳态电磁机构，包括线圈、线圈骨架、转轴、衔铁、轭铁、永磁体，其特征在于：

所述轭铁包括左轭铁、右轭铁和下轭铁，所述左轭铁和右轭铁相对设置，所述线圈骨架以及所述线圈设置在所述左轭铁和所述右轭铁之间；所述下轭铁设置在所述左轭铁和所述右轭铁之间，并且位于所述线圈上方，所述下轭铁的一端通过永磁体与所述左轭铁或所述右轭铁相连；

所述衔铁通过所述转轴可枢转地与所述下轭铁相连，位于所述下轭铁的上方，所述衔铁的两端分别具有第一极面和第二极面，用以分别和所述左轭铁以及右轭铁相接触。

2.根据权利要求1所述的电磁机构，其特征在于，所述左轭铁的纵截面为┌形，包括左侧面和左上面；所述右轭铁的纵截面为┐形，包括右侧面和右上面；所述永磁体与所述左上面的下表面或所述右上面的下表面相连，所述衔铁的第一极面与所述左上面的上表面相接触，或所述衔铁的第二极面与所述右上面的上表面相接触。

3.根据权利要求1所述的电磁机构，其特征在于，所述下轭铁的纵截面为反L形。

4.根据权利要求1所述的电磁机构，其特征在于，所述永磁体为长方形结构，沿上下方向充磁。