CN108831802A - 带辅助触点的高压直流继电器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带辅助触点的高压直流继电器，该继电器包括瓷座、左主触点、右主触点、连接圈、铁架和金属壳；所述左主触点和右主触点采用卧式放置在瓷座上对应的左右侧位置，该密封腔体内置有上推杆、下推杆、导电块和动铁芯；所述导电块安装在下推杆的上方，且所述下推杆的下方位于铁架之上的位置套接有压缩弹簧，所述左主触点、右主触点、导电块和压缩弹簧四者组成了主导电回路；所述上推杆与下推杆之间通过绝缘柱相连接，且所述上推杆位于绝缘柱上方的外围上套接有辅助接触片和辅助弹簧，且瓷座上焊接有左辅助触点、右辅助触点，所述辅助接触片、辅助弹簧、左辅助触点和右辅助触点四者辅助导通回路。
Description
技术领域
本发明涉及继电器技术领域，尤其涉及一种带辅助触点的高压直流继电器。
背景技术
随着新能源行业的发展，对高压直流继电器的要求越来越高，其主回路工作电压要求超过1000VDC、工作电流超过1000A,绝缘耐压达到10000VAC,现有的高压直流继电器无法满足此需要。由于汽车控制技术的发展，对高压直流继电器提出了带辅助触点的要求，以满足汽车控制电路中的检测或监测功能。但是，现阶段市场上大多数高压直流继电器只有一组主触点；少数带辅助触点的产品可靠性不高。因此无法同时满足尺寸小型化的需要。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种可靠性能高、大大消除了焊接应力且焊接强度提高了30%的带辅助触点的高压直流继电器。
为实现上述目的，本发明提供一种带辅助触点的高压直流继电器，包括瓷座、左主触点、右主触点、连接圈、铁架和金属壳；所述左主触点和右主触点采用卧式放置在瓷座上对应的左右侧位置，所述连接圈连接在瓷座的底端，且左主触点、瓷座、右主触点和连接圈四者采用高温真空钎焊技术焊接成一整体，该整体再与铁架和金属壳激光焊接形成一个密封的空间，所述铁架与连接圈两者焊接成一体并形成挠性结构；
该密封腔体内置有上推杆、下推杆、导电块和动铁芯；所述导电块安装在下推杆的上方，且所述下推杆的下方位于铁架之上的位置套接有压缩弹簧，所述左主触点、右主触点、导电块和压缩弹簧四者组成了主导电回路；所述上推杆与下推杆之间通过绝缘柱相连接，且所述上推杆位于绝缘柱上方的外围上套接有辅助接触片和辅助弹簧，且瓷座上焊接有左辅助触点、右辅助触点，所述辅助接触片、辅助弹簧、左辅助触点和右辅助触点四者辅助导通回路；
所述动铁芯套接在下推杆的外围上且置于金属壳内，且所述动铁芯的上表面与铁架直接接触；该密封腔体的外侧固定有前永磁铁和后永磁铁。
其中，所述连接圈的底端连接铁片后增大了连接圈与铁片之间形成的灭弧室空间。
其中，所述瓷座的左右两侧均设置有主触点大穿孔，所述瓷座的上方用于焊接排气管和辅助触点的三个小孔；所述左主触点和右主触点焊接在对应的主触点大穿孔内，所述左辅助触点、右辅助触点和排气管焊接在对应的小孔内。
其中，该继电器还包括上垫圈和下垫圈，所述上垫圈通过微氩焊工艺固定连接在上推杆外围上，所述下垫圈通过微氩焊工艺固定连接在下推杆外围上。
其中，该继电器还包括反力弹簧，所述动铁芯上设置有内凹部，所述反力弹簧置于该内凹部内且下推杆穿过该反力弹簧；所述铁片、铁架、动铁芯和反力弹簧组成螺管式磁路系统。
其中，所述动铁芯的外表面涂覆有润滑层。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的带辅助触点的高压直流继电器，具有如下优势：
1）左主触点、右主触点采用卧式放置，摈弃了传统的立式放置，两个电极间的爬电距离延长了5倍以上，大大提高了产品的绝缘耐压性能；
2）由于左主触点和右主触点的接触面设计成长方形的，接触面由圆形改为长方形，在相同触点直径的条件下，接触面积增加了1/3，增加了工作电流；
3）瓷座的结构进行了升级，左右侧面开一大孔，便于焊接左右主触点；上面开三小孔，便于焊接排气管和左右辅助触点；陶瓷金属化及真空钎焊的高要求对瓷座的结构分布提出了更高的要求，本发明的瓷座结构经过优化后，大大消除了焊接应力，焊接强度提高了30%；
4）本发明结构组成磁吹灭弧系统；当开断电弧时，根据左手定则，改变电弧运动方向、拉长电弧，减小燃弧时间，起到快速冷却电弧、快速熄灭电弧的作用。三、按此结构和工艺加工的产品其主触点工作电压达到1000VDC、工作电流超过1000A,绝缘耐压达到10000VAC。辅助触点电压工作电压达到60VDC、工作电流超过5A,绝缘耐压达到1000VAC。
附图说明
图1为本发明的带辅助触点的高压直流继电器的剖视图；
图2为本发明的带辅助触点的高压直流继电器的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1-2，本发明提供的带辅助触点的高压直流继电器，包括瓷座1、左主触点14、右主触点2、连接圈11、铁架10和金属壳8；所述左主触点和右主触点采用卧式放置在瓷座上对应的左右侧位置，所述连接圈连接在瓷座的底端，且左主触点、瓷座、右主触点和连接圈四者采用高温真空钎焊技术焊接成一整体，该整体再与铁架和金属壳激光焊接形成一个密封的空间，所述铁架与连接圈两者焊接成一体并形成挠性结构；
该密封腔体内置有上推杆21、下推杆22、导电块13和动铁芯7；所述导电块安装在下推杆的上方，且所述下推杆的下方位于铁架之上的位置套接有压缩弹簧，所述左主触点、右主触点、导电块和压缩弹簧12四者组成了主导电回路；所述上推杆与下推杆之间通过绝缘柱15相连接，且所述上推杆位于绝缘柱上方的外围上套接有辅助接触片17和辅助弹簧16，且瓷座上焊接有左辅助触点18、右辅助触点20，所述辅助接触片、辅助弹簧、左辅助触点和右辅助触点四者辅助导通回路；
所述动铁芯套接在下推杆的外围上且置于金属壳内，且所述动铁芯的上表面与铁架直接接触；该密封腔体的外侧固定有前永磁铁23和后永磁铁24。
在本实施例中，所述连接圈的底端连接铁片6后增大了连接圈与铁片之间形成的灭弧室空间。所述瓷座的左右两侧均设置有主触点大穿孔，所述瓷座的上方用于焊接排气管26和辅助触点的三个小孔；所述左主触点和右主触点焊接在对应的主触点大穿孔内，所述左辅助触点、右辅助触点和排气管焊接在对应的小孔内。该继电器还包括上垫圈19和下垫圈3，所述上垫圈通过微氩焊工艺固定连接在上推杆外围上，所述下垫圈通过微氩焊工艺固定连接在下推杆外围上。该继电器还包括反力弹簧9，所述动铁芯上设置有内凹部，所述反力弹簧置于该内凹部内且下推杆穿过该反力弹簧；所述铁片、铁架、动铁芯和反力弹簧组成螺管式磁路系统。所述动铁芯的外表面涂覆有润滑层。
本发明的具体工作及优势具体分析如下：
针对现有技术的上述缺陷， 对产品的结构进行了全新优化升级；并利用专用软件对电场、磁场分布进行了重新构置，设计了一种新型的带辅助触点的高压直流继电器的结构。
1、图1中：左主触点14、右主触点2、导电块13和压缩弹簧12组成了主导电回路；左主触点、右主触点采用卧式放置，摈弃了传统的立式放置，两个电极间的爬电距离延长了5倍以上，大大提高了产品的绝缘耐压性能；同时两个导电杆的接触面结构进行了优化，接触面由圆形改为长方形，在相同导电杆直径的条件下，接触面积增加了1/3，增加了工作电流。
2、辅助弹簧16、辅助接触片17、左辅助触点18和右辅助触点20组成了可靠稳定的辅助导通回路。
3、瓷座1的结构进行了升级，左右侧面开一大孔，便于焊接左右主触点；上面开三小孔， 便于焊接排气管和左右辅助触点；陶瓷金属化及真空钎焊的高要求对瓷座的结构分布提出了更高的要求，本发明的瓷座结构经过优化后，大大消除了焊接应力，焊接强度提高了30%。
4、铁架10和连接圈11焊接成一体并形成挠性结构，摈弃了传统的直触性结构；新型的挠性结构有利于降低产品的吸合回跳时间，提高灭弧能力。
5、上垫圈19和上推杆21的连接固定使用先进的微氩焊工艺，摈弃了传统的卡圈固定，因为卡圈易变形、脱落，连接可靠性低。
6、磁路系统进行了改进，优化了传统的动静铁芯接触结构，摈弃了静铁芯，动铁芯7与铁架10直接接触，优化了产品的磁路，减少了中间磁阻，提升了产品吸力，有助于产品灭弧性能的提高；同时动铁芯表面的特殊涂层提高了动作的可靠性。
7、动铁芯7与下推杆22的连接采用先进的微氩焊工艺，摈弃了传统的螺纹或胶水固定方式，提高了连接的可靠性。
8、铁片6与连接圈11的连接位置由中间优化到下部，增大了35%的产品内部的灭弧室空间，大空间有利于电弧的转移、扩散、冷却，同理提高了产品的灭弧开断能力。
9、绝缘柱15把上推杆21、下推杆22通过模具成型固定连接在一起，起到隔离主回路和辅助回路的作用，使主回路、辅助回路的绝缘达到要求。
10、左主触点14、右主触点2和导电块13材质采用添加了元素W的新型导电材料，具有高的热稳定性、抗熔焊性和低的材料转移特性，使电弧侵蚀减少。
11、左主触点14、右主触点2、左辅助接触点、右辅助接触点、排气管26、瓷座、连接圈采用高温真空钎焊技术焊接成整体后再与铁架、金属壳激光焊接形成一个密封的空间，并在内部充入额定压力的混合气体，混合气体的泄漏率小于10E-13Pa.m3/s,混合气体是为了提高灭弧能力，极低的气体泄漏量可保证产品储存寿命超过20年和稳定的灭弧能力。
12、在图2中：前永磁铁23和后永磁铁24，采用高性能的钕铁硼材料，和导磁片27共同固定在产品外侧形成稳定的外加磁场和磁路，组成磁吹灭弧系统；当开断电弧时，根据左手定则，改变电弧运动方向、拉长电弧，减小燃弧时间，起到快速冷却电弧、快速熄灭电弧的作用。
13、按此结构和工艺加工的产品其主触点工作电压达到1000VDC、工作电流超过1000A,绝缘耐压达到10000VAC。辅助触点电压工作电压达到60VDC、工作电流超过5A,绝缘耐压达到1000VAC。
本发明的具体组装如下：
1、瓷座：由95%的Al2O3粉料采用特殊的等静压工艺，经高温烧结而成后，其焊接表面涂覆形成Mo-Mn金属化层； 非焊接表面涂覆釉层以提高绝缘耐压水平。
2、陶瓷组件：左主触点、右主触点、瓷座、连接圈、左辅助接触点、右辅助接触点、排气管采用高温真空钎焊技术焊接成。
3、推杆组件：绝缘柱把上推杆、下推杆通过模具成型固定连接在一起；上垫圈、导电块、压缩弹簧、下垫圈、反力弹簧、动铁芯组装后，并与上推杆、下推杆采用微氩焊工艺连接固定。
4、陶瓷组件与推杆组件、金属壳、铁架采用激光焊接工艺连接成一体，并形成一个密封的空间。
5、线圈组件：漆包线在线轴4上线紧缠密绕形成线圈绕组5。
6、线圈组件、铁片采用铆压方式卡入铁架中。
7、磁路系统：铁片、铁架、动铁芯、反力弹簧组成螺管式磁路系统。
8、运动系统：动铁芯表面涂覆特殊润滑层；线圈25引线上加直流电，产生的电流使线圈绕组5形成磁场，磁场在磁路系统上形成闭合磁力线，吸力使动铁芯与铁架闭合。
9、同时使反力弹簧压缩，推动下推杆和上推杆向上运动，导电块与右主触点、右主触点接触，再使压缩弹簧压缩，形成稳定的接触，主回路电流导通。 同时辅助弹簧使辅助接触片、左辅助接触点、右辅助接触点形成稳定的接触，辅助回路导通。
10、磁吹灭弧系统：前永磁铁、后永磁铁、导磁片正确安装后形成一个稳定的外加磁场。
11、灭弧室空间：通过排气管充入一定压力的混合气体后再钳口密封。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种带辅助触点的高压直流继电器，其特征在于，包括瓷座、左主触点、右主触点、连接圈、铁架和金属壳；所述左主触点和右主触点采用卧式放置在瓷座上对应的左右侧位置，所述连接圈连接在瓷座的底端，且左主触点、瓷座、右主触点和连接圈四者采用高温真空钎焊技术焊接成一整体，该整体再与铁架和金属壳激光焊接形成一个密封的空间，所述铁架与连接圈两者焊接成一体并形成挠性结构；
该密封腔体内置有上推杆、下推杆、导电块和动铁芯；所述导电块安装在下推杆的上方，且所述下推杆的下方位于铁架之上的位置套接有压缩弹簧，所述左主触点、右主触点、导电块和压缩弹簧四者组成了主导电回路；所述上推杆与下推杆之间通过绝缘柱相连接，且所述上推杆位于绝缘柱上方的外围上套接有辅助接触片和辅助弹簧，且瓷座上焊接有左辅助触点、右辅助触点，所述辅助接触片、辅助弹簧、左辅助触点和右辅助触点四者辅助导通回路；
所述动铁芯套接在下推杆的外围上且置于金属壳内，且所述动铁芯的上表面与铁架直接接触；该密封腔体的外侧固定有前永磁铁和后永磁铁。
2.根据权利要求1所述的带辅助触点的高压直流继电器，其特征在于，所述连接圈的底端连接铁片后增大了连接圈与铁片之间形成的灭弧室空间。
3.根据权利要求1所述的带辅助触点的高压直流继电器，其特征在于，所述瓷座的左右两侧均设置有主触点大穿孔，所述瓷座的上方用于焊接排气管和辅助触点的三个小孔；所述左主触点和右主触点焊接在对应的主触点大穿孔内，所述左辅助触点、右辅助触点和排气管焊接在对应的小孔内。
4.根据权利要求1所述的带辅助触点的高压直流继电器，其特征在于，该继电器还包括上垫圈和下垫圈，所述上垫圈通过微氩焊工艺固定连接在上推杆外围上，所述下垫圈通过微氩焊工艺固定连接在下推杆外围上。
5.根据权利要求1所述的带辅助触点的高压直流继电器，其特征在于，该继电器还包括反力弹簧，所述动铁芯上设置有内凹部，所述反力弹簧置于该内凹部内且下推杆穿过该反力弹簧；所述铁片、铁架、动铁芯和反力弹簧组成螺管式磁路系统。
6.根据权利要求1所述的带辅助触点的高压直流继电器，其特征在于，所述动铁芯的外表面涂覆有润滑层。
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