CN106409608A - 一种枢轴衔铁式高压直流继电器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种枢轴衔铁式高压直流继电器，包括触头组组件、枢轴衔铁组件、电磁驱动组件和外壳部分。其中触头组组件包含四部分：触头组组件包括常开触头、常闭触头、COM端和动触头片，动触头片本身通过卡簧固定在传动杆上，一端被限制在COM端卡槽内，另一端在常开触头和常闭触头间；动触头片由枢轴衔铁组件带动在NO、NC触头间摆动，枢轴衔铁受电磁力作用向内摆动，受弹簧反力的作用向外摆动。本发明触头材料采用钨钼合金，抗熔焊性能高；密封腔室抽真空，耐压、绝缘性能好；传动机构具有位移放大功能，分断速度快。本发明具有很高的机械可靠性，能适应多种触点结构，采用位移放大机构提高分断速度，适合大电压切换，绕组设计在密封腔室外容易更换等优点。

Description

一种枢轴衔铁式高压直流继电器
技术领域
本发明涉及一种枢轴衔铁式高压直流继电器。
背景技术
目前市场上的直流继电器结构紧凑，体积小巧，但工作电压也较低，而工作电压高的(高达25kV.DC.)千伏级高压型直流继电器却往往体积较为庞大，使其使用受到限制。本发明涉及了一种枢轴衔铁式的高压直流继电器，能够耐受5KV直流高压，并且采用紧凑型结构，将其尺寸有效缩小，减小并节约了其安装空间，具有实用性。
发明内容
本发明的目的是提供一种枢轴衔铁式高压直流继电器，并采用紧凑的结构设计，最大限度的缩小其体积。
本发明的技术方案是：一种枢轴衔铁式高压直流继电器，其特征为：包括外壳、触头组组件、枢轴衔铁组件和电磁驱动组件；其中外壳包括陶瓷密封罩和塑料外壳，塑料外壳上有安装耳，便于安装；
触头组组件包括触头组组件包括常开触头，常闭触头，COM端和动触头片，常开触头、常闭触头和COM端与陶瓷密封罩以特定位置焊接，动触头片本身通过卡簧固定在传动杆上，一端被限制在COM端卡槽内，另一端在常开触头和常闭触头间；
枢轴衔铁组件包括传动杆、绝缘子、衔铁、半月片和铰接连杆，动触头片套在传动杆上，两侧被卡簧卡住限定位置，半月片焊接在导磁壳体上表面，衔铁和半月片通过铰接连杆连接在一起，衔铁、绝缘子和传动杆钎焊在一起构成传动机构，也称为枢轴衔铁，以铰接连杆为轴转动；
电磁驱动组件包括线圈、骨架、铁芯、内密封环、导磁壳体和下盖，线圈和骨架组成绕组，绕组套在铁芯上放置在导磁外壳里为继电器提供电磁驱动力，内密封环焊接在导磁壳体内部上顶端，用来支撑弹簧；弹簧安装在内密封环和导磁壳体形成的圆形凹槽内，弹簧底部大圆抵在内密封环上侧面，弹簧上部小圆斜面与衔铁下平面接触；当继电器线圈失电，衔铁受弹簧力向外摆动，动触头片接触常闭触头触头；当继电器线圈带电，衔铁受电磁吸力克服弹簧阻力向内摆动，动触头片接触常开触头；
陶瓷密封罩、密封法兰和电磁驱动组件之间形成一个密封腔室，触头组组件的电接触部分和枢轴衔铁组件在密封腔室内，绕组在密封腔室外。
其中带有键槽的密封法兰上侧和陶瓷密封罩通过钎焊实现密封连接，下侧和导磁壳体通过激光焊实现密封连接。
其中铁芯和导磁壳体之间的孔隙则通过内密封环与两者之间的钎焊实现密封。
其中弹簧是非规则锥形结构，具有良好的弹力特性。
其中铁芯、衔铁、半月片、导磁壳体和下盖皆为导磁材料，并形成一个导磁回路。
其中内密封环由不导磁材料做成，与铁芯、导磁壳体钎焊在一起，形成密封腔室的一部分。
其中NO、NC触头和COM端的导电部分沿轴向延伸出外壳，并作为接线端，节省了径向尺寸。
为了提高本继电器的耐高压能力，除了采用真空密封室，还采用钨钼合金作为触头材料，提高触头抗熔焊性能。
采用矮胖型的绕组尺寸，尽量占用径向富余空间，节省轴向尺寸。
绕组在灭弧室外，便于更换。
安装外壳有安装耳，便于安装，整体设计紧凑，节省空间，体积小。
为了保证高压下继电器分段能力，本发明采用多段位移放大传动机构，衔铁为第一级，枢轴为第二级，动触头片为第三级。该结构能大幅提升分段速度，提高分段能力，机械可靠性高，适合大电压切换。
本发明触头材料采用钨钼合金，抗熔焊性能高；壳内为密封室并抽真空耐压绝缘性能好；传动机构具有位移放大功能，提高分断速度。本发明具有很高的机械可靠性，能适应多种触点结构，采用位移放大机构提高分断速度，适合大电压切换，线圈组件设计在密封室外容易更换等优点。
附图说明
图1是本发明实施例的外形结构示意图之一。
图2是本发明实施例的外形结构示意图之二。
图3是本发明实施例去掉外壳后的结构示意图。
图4是本发明实施例的内部结构示意图。
图5是本发明实施例内部结构剖面示意图。
图6是本发明实施例的弹簧。
附图标号：陶瓷密封罩1，外壳2，抽真空预留孔3，4、5、6、7是四个螺丝，8、9是导线引出孔，10下盖，NO触头11，NC触头12，COM端13，动触头片14，卡簧15，传动杆16，绝缘子17，衔铁18，半月片19，导磁壳体20，21键槽，铰接连杆22，线圈23、骨架24、铁芯25、橡胶垫片26、内密封环27，密封法兰28。
具体实施方式
如图1所示，本发明实例包括外壳、触头组组件、枢轴衔铁组件和电磁驱动组件。外壳包括陶瓷密封罩1和塑料外壳2，塑料外壳2上有安装耳，便于安装。
如图4所示，触头组组件包括NO常开触头11、NC常闭触头12、COM公共端13和动触头片14。NO触头11、NC触头12和COM13通过钎焊与陶瓷密封罩1焊接在一起。动触头片14通过卡簧15固定在传动杆16上。动触头片14一端卡在COM端13位于密封腔室的卡槽内，另一端在NO、NC触头间。
如图4所示，枢轴衔铁组件包括传动杆16、绝缘子17、衔铁18、半月片19和铰接连杆22。半月片19焊接在导磁壳体20上表面，衔铁18和半月片19通过铰接连杆22连接在一起。衔铁18、传动杆16、绝缘子17和卡簧15构成传动机构，也称为枢轴衔铁,可以以铰接连杆22为轴摆动；同时传动机构起绝缘和传动作用,具有位移放大功能，能提高分断速度。
如图2、图3、图5所示，电磁驱动组件包括下盖10、线圈23、骨架24、铁芯25和导磁壳体20，8、9是骨架24上的绕组导线引出孔。线圈和骨架组成绕组。内密封环27由不导磁材料做成，与铁芯25、导磁壳体20钎焊在一起，形成密封腔室的一部分。绕组套在铁芯25上，橡胶垫片26用于稳固绕组。下盖10通过四个螺丝4、5、6、7紧固在导磁壳体20上，便于更换绕组。铁芯25、衔铁18、半月片19、导磁壳体20和下盖10皆为导磁材料，并形成一个导磁回路。
如图3、图4所示，为了实现密封，设计了带有键槽21(用于装配工艺)的密封法兰28，密封法兰28上侧和陶瓷密封罩1通过钎焊实现密封连接，下侧和导磁壳体20通过激光焊实现密封连接；三个延伸出陶瓷密封罩1的接线柱也通过钎焊实现密封；铁芯25和导磁壳体20之间的孔隙则通过内密封环27与两者之间的钎焊实现密封。以上部件整体围成一个密封腔室，最后通过图1中的抽真空预留孔3实现抽真空。
图6是不规则锥形弹簧，安装在内密封环27和导磁壳体20形成的圆形凹槽内，弹簧底部大圆抵在内密封环27上侧面，弹簧上部小圆斜面与衔铁18下平面接触。
当线圈23失电时，传动机构只受弹簧反力向外摆动，动触头片在传动机构的驱动下，以其和COM端卡槽之间的活动链接为支点，另一端向NC触头12运动并最终贴在NC触头上，使COM端13和NC触头12导通。
当线圈带电时，导磁回路有磁通通过产生电磁力，电磁力克服弹簧阻力使传动机构向内摆动，动触头片在传动机构的驱动下，以其和COM端卡槽之间的活动链接为支点，另一端向NO触头11运动并最终贴在NO触头上，使COM端13和NO触头12导通。
本发明总体结构采用密封结构、内绝缘结构和枢轴衔铁式结构。采用密封结构，密封室抽真空能够提高高压灭弧能力，主要采用金属、陶瓷钎焊和金属之间激光焊来实现。内绝缘结构采用的是传动杆、绝缘子和衔铁之间的钎焊实现。枢轴衔铁式结构具有多段位移放大功能，能够有效提高分断速度。NO、NC触头和动触头片间距为1.4mm，分段速度能达到8ms，有效的保证了绝缘强度和分段能力。采用较小的电磁线圈尺寸和触头轴向布置有效的减小了继电器尺寸，使其尺寸控制在100mmX100mmX100mm以内。

Claims (10)

1.一种枢轴衔铁式高压直流继电器，其特征为：包括外壳、触头组组件、枢轴衔铁组件和电磁驱动组件，
外壳包括陶瓷密封罩(1)和塑料外壳(2)，塑料外壳(2)上有安装耳，便于安装；
触头组组件包括常开触头(11)、常闭触头(12)、COM端(13)和动触头片(14)，常开触头(11)、常闭触头(12)和COM端(13)与陶瓷密封罩(1)以特定位置焊接，动触头片(14)本身通过卡簧(15)固定在传动杆(16)上，一端被限制在COM端(13)卡槽内，另一端在常开触头(11)和常闭触头(12)间；
枢轴衔铁组件包括传动杆(16)、绝缘子(17)、衔铁(18)、半月片(19)和铰接连杆(22)，动触头片(14)套在传动杆(16)上，两侧被卡簧(15)卡住以限定位置，半月片(19)焊接在导磁壳体(20)上表面，衔铁(18)和半月片(19)通过铰接连杆(22)连接在一起，衔铁(18)、绝缘子(17)和传动杆(16)钎焊在一起构成传动机构，也称为枢轴衔铁；传动机构以铰接连杆(22)为轴转动；
电磁驱动组件包括线圈(23)、骨架(24)、铁芯(25)、内密封环(27)、导磁壳体(20)和下盖(10)，线圈(23)和骨架(24)组成绕组，绕组套在铁芯(25)上放置在导磁壳体(20)里为继电器提供电磁驱动力，内密封环(27)焊接在导磁壳体(20)内部上顶端，用来支撑弹簧并起密封作用；
陶瓷密封罩(1)、密封法兰(28)和电磁驱动组件之间形成一个密封腔室，触头组组件的电接触部分和枢轴衔铁组件在密封腔室内，绕组在密封腔室外。
2.根据权利要求1所述的枢轴衔铁式高压直流继电器，其特征在于：带有键槽(21)的密封法兰(28)上侧和陶瓷密封罩(1)通过钎焊实现密封连接，下侧和导磁壳体(20)通过激光焊实现密封连接。
3.根据权利要求1所述的枢轴衔铁式高压直流继电器，其特征在于：铁芯(25)和导磁壳体(20)之间的孔隙则通过内密封环(27)与两者之间的钎焊实现密封。
4.根据权利要求1所述的枢轴衔铁式高压直流继电器，其特征在于：弹簧是非规则锥形结构，具有良好的弹力特性。
5.根据权利要求1所述的枢轴衔铁式高压直流继电器，其特征在于：铁芯(25)、衔铁(18)、半月片(19)、导磁壳体(20)和下盖(10)皆为导磁材料，并形成一个导磁回路。
6.根据权利要求1所述的枢轴衔铁式高压直流继电器，其特征在于：内密封环(27)由不导磁材料做成，与铁芯(25)、导磁壳体(20)钎焊在一起，形成密封腔室的一部分。
7.根据权利要求1所述的枢轴衔铁式高压直流继电器，其特征在于：常开触头(11)、常闭触头(12)和COM端(13)的导电部分沿轴向延伸出陶瓷密封罩(1)，并作为接线端，节省了径向尺寸。
8.根据权利要求1所述的枢轴衔铁式高压直流继电器，其特征在于：触头材料选用钨钼合金，抗熔焊能力强。
9.根据权利要求1所述的枢轴衔铁式高压直流继电器，其特征在于：密封腔室抽真空，耐压强度高。
10.根据权利要求1所述的枢轴衔铁式高压直流继电器，其特征在于:弹簧安装在内密封环(27)和导磁壳体(20)形成的圆形凹槽内，弹簧底部大圆抵在内密封环(27)上表面，弹簧上部小圆斜面与衔铁(18)下平面接触；当继电器线圈失电，衔铁(18)受弹簧力向外摆动，动触头片(14)接触常闭触头(12)；当继电器线圈带电，衔铁(18)受电磁吸力克服弹簧阻力向内摆动，动触头片(14)接触常开触头(11)。
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