CN109449056A - 一种拍合式磁保持继电器电磁系统及其装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种拍合式磁保持继电器电磁系统，它解决了现有磁保持继电器电磁系统结构不稳定，运行不可靠，磁吸力不易调整的问题，其包括电磁部分和轭铁组件，轭铁组件包括轭铁，轭铁的竖直部外侧设有压簧，内侧设有导磁块，在轭铁的竖直部上设有长方形孔，且压簧和导磁块均与轭铁相连，在轭铁的竖直部和导磁块之间设有磁钢，电磁部分包括线圈，线圈内穿设有铁芯，且铁芯上端延伸至线圈上方，轭铁的竖直部位于线圈一侧，轭铁的水平部和铁芯相连，轭铁远离线圈的一侧设有衔铁，衔铁的平直部与铁芯上端相连，衔铁的压弯部上具有推动卡方孔。本发明具有结构简单且稳定，运行可靠，磁吸力易调整等优点。
Description
技术领域
本发明属于电路控制技术领域，具体涉及一种拍合式磁保持继电器电磁系统及其装配方法。
背景技术
磁保持继电器是一种电子控制器件，隶属于电磁继电器大类中的极化继电器，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。磁保持继电器是近几年发展起来的一种新型继电器，它的常闭或常开状态是依赖磁钢的作用。据有关资料介绍，目前市场上的磁保持继电器的触点转换电流最大可达150A，控制线圈电压分为DC9V、DC12V等，一般能达到电器寿命10000次，机械寿命1000000次，触点接触压降<100mV。因此，其还具有省电、性能稳定、体积小、承载能力大等优点，比一般电磁继电器性能优越。磁保持继电器的工作原理一般是在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，利用电磁吸力使动簧上的动触点与静簧上的静触点吸合，达到在电路中的导通作用。当电流的方向改变后，动簧上的动触点与静簧上的静触点断开，达到切断电路作用。拍合式磁保持继电器的磁路结构一般有以下6种结构：分别为永磁串联在铁芯中部型，永磁串联在铁芯底部型，永磁镶嵌在底部轭铁或侧面轭铁型，永磁在侧面轭铁侧并将其短路型，永磁在底部轭铁侧并将其短路型，永磁在铁芯侧并将其短路型，但不管是哪种类型，其磁路结构都会存在着一些缺点，例如很多磁保持继电器的电磁系统虽有磁保持继电器的磁路结构原理图，但没有完全细化，如具体部分的结构设计规范等内容，不能指导具体继电器产品的具体结构设计，磁钢不易拆卸，不易调整磁吸力；有些磁保持继电器的电磁系统的结构不稳定，其抗振性差，触点弹跳严重，导致继电器运行效果不可靠。
为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各种解决方案。例如，中国专利文献公开了一种磁保持继电器的电磁系统以及磁保持继电器[申请号：201810015011.5]，其中电磁系统位于磁保持继电器的基座内，包括铁芯、线圈骨架、磁轭、线圈以及磁钢，所述线圈绕设在所述线圈骨架上，所述铁芯可滑移的设置在所述线圈骨架内，所述磁钢位于所述线圈附近以产生磁场，进一步包括弹簧和调节件，所述铁芯远离动触点的一端设置有盲孔，所述弹簧容置于所述盲孔中被所述调节件压缩，所述调节件沿所述弹簧伸缩方向的位置可调整。
上述方案在一定程度上解决了现有磁保持继电器电磁系统不适用各种具体继电器产品、磁吸力不易调整的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如，由于其电磁系统之间的抗冲击结构连接方式并不突出，抗振性不佳，电磁系统及整个继电器的运行效果不太可靠。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构稳定，运行可靠的拍合式磁保持继电器电磁系统。
本发明的另一个目的是针对上述问题，提供一种拍合式磁保持继电器电磁系统的装配方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本拍合式磁保持继电器电磁系统，包括电磁部分和轭铁组件，所述的轭铁组件包括呈具有竖直部和水平部的L状的轭铁，所述的轭铁的竖直部外侧设有压簧，内侧设有导磁块，在轭铁的竖直部上设有能将压簧和导磁块连通的长方形孔，且所述的压簧和导磁块均通过第一铆接结构与轭铁相连，在轭铁的竖直部和导磁块之间设有磁钢，所述的电磁部分包括线圈，所述的线圈内穿设有铁芯，且铁芯上端延伸至线圈上方，所述的轭铁的竖直部位于线圈一侧，所述的轭铁的水平部沿线圈下端延伸设置且通过第二铆接结构和铁芯相连，所述的轭铁远离线圈的一侧设有呈弯曲状且具有平直部和压弯部的衔铁，所述的衔铁的平直部与铁芯上端相连，所述的衔铁的压弯部沿轭铁外侧向下延伸且在压弯部上具有和压簧相对应的压簧让位方孔以及用于装配推动卡的推动卡方孔。轭铁由导磁性能良好的电工纯铁板加工而成，一端开有长条形的小方孔，其作用是用于限制永磁体磁回路通过的磁通量，衔铁也由导磁性能良好的电工纯铁板加工而成，轭铁与衔铁的形状相似，便于它们之间以及其他部件的安装，电磁系统工作时，会在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而在磁路上产生工作磁通，它与磁钢产生的磁通合成电磁吸力，衔铁就会在合成力的作用下吸向铁芯，从而带动触点的吸合，达到在电路中的导通作用。当电流的方向改变后，工作磁通的方向也随之改变，合成的电磁吸力方向也发生了变化，衔铁就会在合成力的作用下会离开铁芯，从而使触点断开，达到切断电路的作用。
在上述的拍合式磁保持继电器电磁系统中，所述的第一铆接结构包括设置在轭铁的竖直部和压簧之间的压簧铆接组件及其设置在轭铁的竖直部与导磁块之间的导磁块铆接组件。
在上述的拍合式磁保持继电器电磁系统中，所述的压簧呈弯曲状，且所述的压簧包括沿轭铁外侧轴向延伸的轴向平直部，所述的轴向平直部上端的宽度大小小于轴向平直部下端的宽度大小，且所述的轴向平直部上端设有由压簧让位方孔穿出且朝向线圈一侧弯曲的弯曲部，且所述的弯曲部压紧在衔铁的平直部上。压簧由弹性性能良好铜合金材料加工而成，弯曲部用于对衔铁的压紧和限位，使衔铁在工作时不易松动或发生偏移，保持电磁系统工作的稳定性。
在上述的拍合式磁保持继电器电磁系统中，所述的压簧铆接组件包括若干设置在轭铁的竖直部外侧且位于长方形孔上方的压簧铆接凸起，所述的压簧的轴向平直部上设有若干和压簧铆接凸起一一对应的压簧铆接孔，且所述的压簧铆接凸起和压簧铆接孔铆接相连。压簧平直部分通过压簧铆接孔与轭铁上的压簧铆接凸起铆接在一起，使其之间的结构较为稳定，增加了结构的抗振性。
在上述的拍合式磁保持继电器电磁系统中，所述的导磁块呈平板状，且在导磁块上端靠近轭铁的竖直部一侧具有向内凹陷的打扁部，所述的打扁部内设有若干磁钢安装凸起，且所述的磁钢通过磁钢安装凸起定位在打扁部内。导磁块由导磁性能良好的电工纯铁板加工而成，大大增强了继电器电磁系统的导磁性能，打扁端位置用来放置磁钢，打扁部位的两个圆形小凸苞用于磁钢沿图示上下方向的定位，从而使磁钢能够移动而调整磁吸力。
在上述的拍合式磁保持继电器电磁系统中，所述的导磁块铆接组件包括设置在若干设置在轭铁的竖直部内侧且位于长方形孔下方的导磁块铆接台阶孔，所述的导磁块上位于打扁部下方设有若干和导磁块铆接台阶孔一一对应的导磁块铆接凸起，且所述的导磁块铆接凸起和导磁块铆接台阶孔铆接相连。轭铁与导磁块通过铆接的方式使其之间的结构较为稳定，增加了结构的抗振性。
在上述的拍合式磁保持继电器电磁系统中，所述的铁芯呈具有依次轴向设置的大头端、中间端和小头端的台阶轴状，所述的铁芯的大头端露出于线圈上端且和衔铁的平直部相连，所述的铁芯的中间端穿设在线圈中心，且所述的铁芯的小头端延伸至线圈下方。铁芯由导磁性能良好的电工纯铁棒加工而成，更利于其大头部分与衔铁的吸合。
在上述的拍合式磁保持继电器电磁系统中，所述的第二铆接结构包括设置在轭铁的水平部上的铁芯铆接孔，且所述的铁芯铆接孔和铁芯的小头端铆接相连。
在上述的拍合式磁保持继电器电磁系统中，所述的线圈包括线圈架，所述的线圈架具有供铁芯穿过的中心孔，且所述的线圈架周向外侧设有漆包圆铜线和镀锡铜包钢方丝。线圈的主要功能是为继电器提供电磁力，线圈通电时产生的磁力会使衔铁作机械运动，带动触头接通或断开电路。
上述的拍合式磁保持继电器电磁系统的一种拍合式磁保持继电器电磁系统装配方法包括以下步骤：
S1、轭铁组件铆接：通过第一铆接结构将压簧和导磁块分别与轭铁铆接；
S2、电磁部分铆接：通过第二铆接结构将线圈、铁芯、轭铁组件三者铆接相连；
S3、磁钢安装：将磁钢按照极性要求装在电磁部分上；
S4、衔铁安装：将衔铁装在电磁部分上，从而构成继电器电磁系统。
在上述的拍合式磁保持继电器电磁系统的装配方法中，步骤S3中的磁钢的极性判断方法可用示波器观察，用铁器在磁钢上滑动，若波形为先正后负，则示波器起初接触的是磁钢的正极，反之为负极。
在上述的拍合式磁保持继电器电磁系统的装配方法中，步骤S4中将衔铁装在电磁部分时可先将衔铁安装在线圈架上，然后再向线圈架间隔中插入衔铁局部，再将压簧装入以对衔铁进行限位。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：本电磁结构易于装配，结构不复杂，功耗较小；磁钢在导磁块上具有定位结构，方便利用调整磁钢的位置而达到调整磁吸力的目的，适用于很多具体的继电器产品；电磁结构中很多组件采用铆接方式，其抗振能力强，触点严重弹跳的现象少，电磁结构稳定好，电磁系统工作的可靠性高。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图；
图2是本发明中轭铁的结构示意图；
图3是本发明压簧的结构示意图；
图4是本发明中导磁块的结构示意图；
图5是本发明中磁钢的结构示意图；
图6是本发明中铁芯的结构示意图；
图7是本发明中线圈及其部件的结构示意图
图中，轭铁1、竖直部11、水平部12、长方形孔13、压簧铆接凸起14、导磁块铆接台阶孔15、铁芯铆接孔16、压簧2、压簧铆接组件21、轴向平直部22、弯曲部23、压簧铆接孔24、导磁块3、导磁块铆接组件31、打扁部32、磁钢安装凸起33、导磁块铆接凸起34、磁钢4、线圈5、线圈架51、中心孔52、铁芯6、大头端61、中间端62、小头端63、衔铁7、平直部71、压弯部72、压簧让位方孔73、推动卡方孔74。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1-7所示，本拍合式磁保持继电器电磁系统，包括电磁部分和轭铁组件，轭铁组件包括呈具有竖直部11和水平部12的L状的轭铁1，轭铁1的竖直部11外侧设有压簧2，内侧设有导磁块3，在轭铁1的竖直部11上设有能将压簧2和导磁块3连通的长方形孔13，且压簧2和导磁块3均通过第一铆接结构与轭铁1相连，在轭铁1的竖直部11和导磁块3之间设有磁钢4，电磁部分包括线圈5，线圈5内穿设有铁芯6，且铁芯6上端延伸至线圈5上方，轭铁1的竖直部11位于线圈5一侧，轭铁1的水平部12沿线圈5下端延伸设置且通过第二铆接结构和铁芯6相连，轭铁1远离线圈5的一侧设有呈弯曲状且具有平直部71和压弯部72的衔铁7，衔铁7的平直部71与铁芯6上端相连，衔铁7的压弯部72沿轭铁1外侧向下延伸且在压弯部72上具有和压簧2相对应的压簧让位方孔73以及用于装配推动卡的推动卡方孔74。轭铁1由导磁性能良好的电工纯铁板加工而成，一端开有长条形的小方孔，其作用是用于限制永磁体磁回路通过的磁通量，衔铁7也由导磁性能良好的电工纯铁板加工而成，轭铁1与衔铁7的形状相似，便于它们之间以及其他部件的安装，电磁系统工作时，会在线圈5两端加上一定的电压，线圈5中就会流过一定的电流，从而在磁路上产生工作磁通，它与磁钢4产生的磁通合成电磁吸力，衔铁7就会在合成力的作用下吸向铁芯6，从而带动触点的吸合，达到在电路中的导通作用。当电流的方向改变后，工作磁通的方向也随之改变，合成的电磁吸力方向也发生了变化，衔铁7就会在合成力的作用下会离开铁芯6，从而使触点断开，达到切断电路作用。
优选地，第一铆接结构包括设置在轭铁1的竖直部11和压簧2之间的压簧铆接组件21及其设置在轭铁1的竖直部11与导磁块3之间的导磁块铆接组件31。
具体地，压簧2呈弯曲状，且压簧2包括沿轭铁1外侧轴向延伸的轴向平直部22，轴向平直部22上端的宽度大小小于轴向平直部22下端的宽度大小，且轴向平直部22上端设有由压簧让位方孔73穿出且朝向线圈5一侧弯曲的弯曲部23，且弯曲部23压紧在衔铁7的平直部71上。压簧2由弹性性能良好铜合金材料加工而成，弯曲部23用于对衔铁7的压紧和限位，使衔铁7在工作时不易松动或发生偏移，保持电磁系统工作的稳定性。
进一步地，压簧铆接组件21包括若干设置在轭铁1的竖直部11外侧且位于长方形孔13上方的压簧铆接凸起14，压簧2的轴向平直部22上设有若干和压簧铆接凸起14一一对应的压簧铆接孔24，且压簧铆接凸起14和压簧铆接孔24铆接相连。压簧2平直部71分通过压簧铆接孔24与轭铁1上的压簧铆接凸起14铆接在一起，使其之间的结构较为稳定，增加了结构的抗振性。
可见地，导磁块3呈平板状，且在导磁块3上端靠近轭铁1的竖直部11一侧具有向内凹陷的打扁部32，打扁部32内设有若干磁钢安装凸起33，且磁钢4通过磁钢安装凸起33定位在打扁部32内。导磁块3由导磁性能良好的电工纯铁板加工而成，大大增强了继电器电磁系统的导磁性能，打扁端位置用来放置磁钢4，打扁部32位的两个圆形小凸苞用于磁钢4沿图示上下方向的定位，从而使磁钢4能够移动而调整磁吸力。
明显地，所述的导磁块铆接组件31包括设置在若干设置在轭铁1的竖直部11内侧且位于长方形孔13下方的导磁块铆接台阶孔15，所述的导磁块3上位于打扁部32下方设有若干和导磁块铆接台阶孔15一一对应的导磁块铆接凸起34，且导磁块铆接凸起34和导磁块铆接台阶孔15铆接相连。轭铁1与导磁块3通过铆接的方式使其之间的结构较为稳定，增加了结构的抗振性。
其次，铁芯6呈具有依次轴向设置的大头端61、中间端62和小头端63的台阶轴状，铁芯6的大头端61露出于线圈5上端且和衔铁7的平直部71相连，铁芯6的中间端62穿设在线圈5中心，且铁芯6的小头端63延伸至线圈5下方。铁芯6由导磁性能良好的电工纯铁棒加工而成，更利于其大头部分与衔铁7的吸合。
更进一步地，第二铆接结构包括设置在轭铁1的水平部12上的铁芯铆接孔16，且铁芯铆接孔16和铁芯6的小头端63铆接相连。
优选地，线圈5包括线圈架51，线圈架51具有供铁芯6穿过的中心孔52，且线圈架51周向外侧设有漆包圆铜线和镀锡铜包钢方丝。线圈5的主要功能是为继电器提供电磁力，线圈5通电时产生的磁力会使衔铁7作机械运动，带动触头接通或断开电路。
这里的拍合式磁保持继电器电磁系统的一种拍合式磁保持继电器电磁系统装配方法包括以下步骤：
S1、轭铁组件铆接：通过第一铆接结构将压簧2和导磁块3分别与轭铁1铆接；
S2、电磁部分铆接：通过第二铆接结构将线圈5、铁芯6、轭铁组件三者铆接相连；
S3、磁钢4安装：将磁钢4按照极性要求装在电磁部分上；
S4、衔铁7安装：将衔铁7装在电磁部分上，从而构成继电器电磁系统。
其中，步骤S3中的磁钢4的极性判断方法可用示波器观察，用铁器在磁钢上滑动，若波形为先正后负，则示波器起初接触的是磁钢4的正极，反之为负极。
其次，步骤S4中将衔铁7装在电磁部分时可先将衔铁7安装在线圈架51上，然后再向线圈架51间隔中插入衔铁7局部，再将压簧2装入以对衔铁7进行限位。
本实施例的原理在于：电磁系统工作时，会在线圈5两端加上一定的电压，线圈5中就会流过一定的电流，从而在磁路上产生工作磁通，它与磁钢4产生的磁通合成电磁吸力，衔铁7就会在合成力的作用下吸向铁芯6，从而带动触点的吸合，达到在电路中的导通作用。当电流的方向改变后，工作磁通的方向也随之改变，合成的电磁吸力方向也发生了变化，衔铁7就会在合成力的作用下会离开铁芯6，从而使触点断开，达到切断电路作用。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了轭铁1、竖直部11、水平部12、长方形孔13、压簧铆接凸起14、导磁块铆接台阶孔15、铁芯铆接孔16、压簧2、压簧铆接组件21、轴向平直部22、弯曲部23、压簧铆接孔24、导磁块3、导磁块铆接组件31、打扁部32、磁钢安装凸起33、导磁块铆接凸起34、磁钢4、线圈5、线圈架51、中心孔52、铁芯6、大头端61、中间端62、小头端63、衔铁7、平直部71、压弯部72、压簧让位方孔73、推动卡方孔74等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种拍合式磁保持继电器电磁系统，包括电磁部分和轭铁组件，其特征在于，所述的轭铁组件包括呈具有竖直部(11)和水平部(12)的L状的轭铁(1)，所述的轭铁(1)的竖直部(11)外侧设有压簧(2)，内侧设有导磁块(3)，在轭铁(1)的竖直部(11)上设有能将压簧(2)和导磁块(3)连通的长方形孔(13)，且所述的压簧(2)和导磁块(3)均通过第一铆接结构与轭铁(1)相连，在轭铁(1)的竖直部(11)和导磁块(3)之间设有磁钢(4)，所述的电磁部分包括线圈(5)，所述的线圈(5)内穿设有铁芯(6)，且铁芯(6)上端延伸至线圈(5)上方，所述的轭铁(1)的竖直部(11)位于线圈(5)一侧，所述的轭铁(1)的水平部(12)沿线圈(5)下端延伸设置且通过第二铆接结构和铁芯(6)相连，所述的轭铁(1)远离线圈(5)的一侧设有呈弯曲状且具有平直部(71)和压弯部(72)的衔铁(7)，所述的衔铁(7)的平直部(71)与铁芯(6)上端相连，所述的衔铁(7)的压弯部(72)沿轭铁(1)外侧向下延伸且在压弯部(72)上具有和压簧(2)相对应的压簧让位方孔(73)以及用于装配推动卡的推动卡方孔(74)。
2.根据权利要求1所述的拍合式磁保持继电器电磁系统，其特征在于，所述的第一铆接结构包括设置在轭铁(1)的竖直部(11)和压簧(2)之间的压簧铆接组件(21)及其设置在轭铁(1)的竖直部(11)与导磁块(3)之间的导磁块铆接组件(31)。
3.根据权利要求2所述的拍合式磁保持继电器电磁系统，其特征在于，所述的压簧(2)呈弯曲状，且所述的压簧(2)包括沿轭铁(1)外侧轴向延伸的轴向平直部(22)，所述的轴向平直部(22)上端的宽度大小小于轴向平直部(22)下端的宽度大小，且所述的轴向平直部(22)上端设有由压簧让位方孔(73)穿出且朝向线圈(5)一侧弯曲的弯曲部(23)，且所述的弯曲部(23)压紧在衔铁(7)的平直部(71)上。
4.根据权利要求3所述的拍合式磁保持继电器电磁系统，其特征在于，所述的压簧铆接组件(21)包括若干设置在轭铁(1)的竖直部(11)外侧且位于长方形孔(13)上方的压簧铆接凸起(14)，所述的压簧(2)的轴向平直部(22)上设有若干和压簧铆接凸起(14)一一对应的压簧铆接孔(24)，且所述的压簧铆接凸起(14)和压簧铆接孔(24)铆接相连。
5.根据权利要求2或3或4所述的拍合式磁保持继电器电磁系统，其特征在于，所述的导磁块(3)呈平板状，且在导磁块(3)上端靠近轭铁(1)的竖直部(11)一侧具有向内凹陷的打扁部(32)，所述的打扁部(32)内设有若干磁钢安装凸起(33)，且所述的磁钢(4)通过磁钢安装凸起(33)定位在打扁部(32)内。
6.根据权利要求5所述的拍合式磁保持继电器电磁系统，其特征在于，所述的导磁块铆接组件(31)包括设置在若干设置在轭铁(1)的竖直部(11)内侧且位于长方形孔(13)下方的导磁块铆接台阶孔(15)，所述的导磁块(3)上位于打扁部(32)下方设有若干和导磁块铆接台阶孔(15)一一对应的导磁块铆接凸起(34)，且所述的导磁块铆接凸起(34)和导磁块铆接台阶孔(15)铆接相连。
7.根据权利要求1所述的拍合式磁保持继电器电磁系统，其特征在于，所述的铁芯(6)呈具有依次轴向设置的大头端(61)、中间端(62)和小头端(63)的台阶轴状，所述的铁芯(6)的大头端(61)露出于线圈(5)上端且和衔铁(7)的平直部(71)相连，所述的铁芯(6)的中间端(62)穿设在线圈(5)中心，且所述的铁芯(6)的小头端(63)延伸至线圈(5)下方。
8.根据权利要求7所述的拍合式磁保持继电器电磁系统，其特征在于，所述的第二铆接结构包括设置在轭铁(1)的水平部(12)上的铁芯铆接孔(16)，且所述的铁芯铆接孔(16)和铁芯(6)的小头端(63)铆接相连。
9.根据权利要求1所述的拍合式磁保持继电器电磁系统，其特征在于，所述的线圈(5)包括线圈架(51)，所述的线圈架(51)具有供铁芯(6)穿过的中心孔(52)，且所述的线圈架(51)周向外侧设有漆包圆铜线和镀锡铜包钢方丝。
10.一种根据权利要求1-9中任意一项所述的拍合式磁保持继电器电磁系统的拍合式磁保持继电器电磁系统的装配方法，其特征在于，本装配方法包括以下步骤：
S1、轭铁组件铆接：通过第一铆接结构将压簧(2)和导磁块(3)分别与轭铁(1)铆接；
S2、电磁部分铆接：通过第二铆接结构将线圈(5)、铁芯(6)、轭铁组件三者铆接相连；
S3、磁钢(4)安装：将磁钢(4)按照极性要求装在电磁部分上；
S4、衔铁(7)安装：将衔铁(7)装在电磁部分上，从而构成继电器电磁系统。
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