CN109585224B - 直流继电器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直流继电器，其利用永磁体的磁场洛伦兹力进行灭弧，有利于实现产品小型化，可用于熄灭高直流负载的电弧，灭弧性能更好，包括继电器基座以及设置在继电器基座上侧的接触系统，接触系统包括静触头以及与静触头配合的动触头，动触头上/下移动使动触头与静触头分离/接触；还包括与接触系统配合的永磁体，永磁体的磁场方向与动触头的运动方向垂直；所述接触系统上方设置罩壳，罩壳包括降温室，降温室包括降温室进口；所述动触头与静触头分离产生电弧，永磁体的磁场使电弧由降温室进口进入降温室进行降温熄灭。

Description

直流继电器

技术领域

本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种直流继电器，尤其是采用磁吹灭弧方法的直流继电器。

背景技术

现有直流继电器，在熄灭动/静触点分离产生的电弧时，多采用以下方法：

方法一：通过增加动/触点间隙强行断开电弧；

方法二：通过加快动触头的动作的速度来快速断开电弧；

无论采用上述哪一种该方法，均需要尺寸更大的电磁线圈，以提高产品的驱动功率，不利于直流继电器的小型化，同时生产成本也大幅提高。

还有一类直流继电器，由于直流负载较高(负载电压≥48VDC)，正常情况下无法熄灭电弧，因此采用磁场洛伦兹力拉伸电弧，在电弧拉伸过程中进行降温或扰乱电弧电场进行灭弧。

但是，此类直流继电器，或者对电流极性方向有明确要求，接反会导致电弧吹向结构组件，甚至两侧电弧直流短路，导致产品失效；或者通过磁场洛伦兹力将电弧偏转至电流垂直方向，以避免组件烧损或短路，然后通过电弧被控制方向的壳体的凹凸面扰乱电弧电场以灭弧，但电弧控制方向的距离是有限，对于电弧电场的扰乱效果也即是有限的，在不同的电弧强度下并不能随之调整变化，导致强电弧状态下灭弧效果的不佳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种直流继电器，其利用永磁体的磁场洛伦兹力进行灭弧，有利于实现产品小型化，可用于熄灭高直流负载的电弧，灭弧性能更好。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种直流继电器，包括继电器基座1以及设置在继电器基座1上侧的接触系统，接触系统包括静触头31以及与静触头31配合的动触头30，动触头30上/下移动使动触头30与静触头31分离/接触；还包括与接触系统配合的永磁体，永磁体的磁场方向与动触头30的运动方向垂直；所述接触系统上方设置罩壳5，罩壳5包括降温室57，降温室57包括降温室进口510；所述动触头30与静触头31分离产生电弧，永磁体的磁场使电弧由降温室进口510进入降温室57进行降温熄灭。

优选的，所述降温室进口510包括多条间隔设置的栅板。

优选的，所述罩壳5包括罩壳主体50，罩壳主体50下端设置开口，与继电器基座1紧密配合，罩壳主体50包括接触室56以及分别设置在接触室56两侧的两个降温室57，动触头30的动触点和静触头31的静触点均设置在接触室56内，接触室56和降温室57之间设置第一隔板51，第一隔板51上设置降温室进口510。

优选的，所述第一隔板51和罩壳5之间设置第二隔板52，第二隔板52与第一隔板51平行设置，在第二隔板52和罩壳主体50之间设有二次吹弧磁铁。

优选的，所述继电器基座1上侧设置两个静触头31，两个静触头31相对设置，两个静触头31分别是第一静触头和第二静触头，第一静触头的与第二静触头相对的一端并排设置第一静触点和第三静触点，第二静触头的与第一静触头相对的一端并排设置第二静触点和第四静触点，第一静触点和第二静触点位于继电器基座1的一侧，第三静触点和第四静触点位于继电器基座1的另一侧；所述动触头30包括接触桥300以及设置在接触桥300两端的动触点301，动触点301包括并排设置在接触桥300一端的第一动触点和第三动触点，分别和第一静触点、第三静触点配合，动触点301还包括并排设置在接触桥300另一端的第二动触点和第四动触点，分别与第二静触点、第四静触点配合；所述动触头30与静触头31接触，电流由第二静触点流向第一静触点，同时电流由第四静触点流向第三静触点；所述第一静触点和第二静触点之间依次设置第一永磁体61和第二永磁体62，第一永磁体61的N极与第一静触点对应，第一永磁体61的S极与第二永磁体62的S极对应，第二永磁体62的N极与第二静触点对应；所述第三静触点和第四静触点之间依次设置第三永磁体63和第四永磁体64，第三永磁体63的S极与第三静触点对应，第三永磁体63的N极与第四永磁体64的N极对应，第四永磁体64的S极与第四静触点对应。

优选的，所述继电器基座1设置四个永磁体装配槽6，第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体分别设置在四个永磁体装配槽6内。

优选的，所述继电器基座1上侧设置两个静触头31，两个静触头31相对设置，两个静触头31分别是第一静触头和第二静触头，第一静触头的与第二静触头相对的一端设置第一静触点，第二静触头的与第一静触头相对的一端设置第二静触点；所述动触头30包括接触桥300以及设置在接触桥300两端的动触点301，动触点301包括设置在接触桥300一端的第一动触点和设置在接触桥300另一端的第二动触点，第一动触点、第二动触点分别与第一静触点、第二静触点配合；所述动触头30与静触头31接触，电流由第二静触点流向第一静触点；所述第一静触点和第二静触点之间设置第五永磁体，第五永磁体的S极与第一静触点对应，第五永磁体的N极与第二静触点对应。

优选的，所述第五永磁体包括并排设置在第六永磁体和第七永磁体，第六永磁体的S极与第一静触点对应，第六永磁体的N极与第七永磁体的S极对应，第七永磁体的N极与第二静触点对应。

优选的，还包括与接触系统配合使用的电磁系统和套装在电磁系统外侧的底罩4，电磁系统包括设置在继电器基座1下侧的电磁线圈组件2、设置在电磁线圈组件2中部的铁芯25，以及设置在电磁线圈组件2中部与铁芯25配合的动衔铁组件；所述动衔铁组件包括设置在铁芯25下方的衔铁24，以及一端与衔铁24相连且另一端穿过电磁线圈组件2、继电器基座1与动触头30相连的传动杆27。

优选的，动触头30的动触点和静触头31的静触点分离时，二者之间存在间距H，降温室进口510设置在间距H一侧与其对应。

本发明的直流继电器包括接触系统、永磁体和罩壳，接触系统包括动触头和静触头，动触头上/下移动使动触头与静触头分离/接触，罩壳包括降温室，降温室设置降温室进口，永磁体的磁场与动触头的移动方向垂直，使动触头和静触头分离产生的电弧由降温室进口进入降温室进行降温熄灭；本发明的直流继电器，利用永磁体的磁场洛伦兹力拉伸并熄灭电弧，有利于产品的小型化，而且，永磁体的磁场洛伦兹力使电弧进入降温室，一是拉伸了电弧，二是可对电弧进行降温，都有利于电弧的快速熄灭，使本发明的直流继电器的灭弧性能更高，保证了用户的用电安全，三是电弧驱入降温室，避免高温电弧对接触系统的零部件造成灼伤，有利于延长本发明的直流继电器的使用寿命。此外，所述降温室进口为分弧栅，可在电弧经过时将电弧进行分散，特别是在降温室外侧设置磁铁进行二次吹弧，有利于进一步提高本发明的直流继电器的灭弧性能。

附图说明

图1是本发明直流继电器的结构示意图；

图2是本发明图1的A部分的结构示意图；

图3是本发明罩壳的结构示意图；

图4是本发明图3的F-F剖面结构示意图；

图5是本发明直流继电器的另一结构示意图；

图6是本发明图5的G-G剖面结构示意图；

图7是本发明实施例一的熄灭电弧的原理示意图；

图8是本发明实施例二的熄灭电弧的原理示意图；

图9是本发明实施例二的熄灭电弧的另一原理示意图；

图10是本发明降温室进口和动/静触点的装配关系图。

具体实施方式

以下结合附图直流继电器给出的实施例，进一步说明本发明的直流继电器的具体实施方式。本发明的直流继电器不限于以下实施例的描述。

本发明的直流继电器，包括继电器基座1以及设置在继电器基座1上侧的接触系统，接触系统包括静触头31以及与静触头31配合的动触头30，动触头30上/下移动使动触头30与静触头31分离/接触；

还包括与接触系统配合的永磁体，永磁体的磁场方向与动触头30的运动方向垂直；所述接触系统上方设置罩壳5，罩壳5包括降温室57，降温室57包括降温室进口510，降温室进口510与动触头30和静触头31的间距对应配合；

所述动触头30与静触头31分离产生电弧，永磁体的磁场使电弧由降温室进口510进入降温室57进行降温熄灭。

现有直流继电器，在熄灭动/静触点分离时产生的电弧时，多采用以下方法：方法一、增加动/静触点间距，强行断开电弧；方法二、提高动触点的动作速度以断开电弧；三、利用磁场洛伦兹力拉伸并熄灭电弧；方法一和方法二均需要增大电磁线圈尺寸，不利于实现直流继电器的小型化，而且会增加生产成本；方法三多用于高直流负载(直流继电器的负载电压≥48VDC)的情境下灭弧，灭弧效果不佳。

本发明的直流继电器，包括接触系统、永磁体和罩壳，接触系统包括动触头和静触头，动触头上/下移动使动触头与静触头分离/接触，罩壳包括降温室，降温室设置降温室进口，永磁体的磁场与动触头的移动方向垂直，使动触头和静触头分离产生的电弧由降温室进口进入降温室进行降温熄灭；本发明的直流继电器，利用永磁体的磁场洛伦兹力拉伸并熄灭电弧，有利于产品的小型化，而且，永磁体的磁场洛伦兹力使电弧进入降温室，一是拉伸了电弧，二是可对电弧进行降温，都有利于电弧的快速熄灭，使本发明的直流继电器的灭弧性能更高，保证了用户的用电安全，三是电弧驱入降温室，避免高温电弧对接触系统的零部件造成灼伤，有利于延长本发明的直流继电器的使用寿命。

以下将结合附图和实施例对本发明的直流继电器作进一步说明。

如图1所示，本发明的直流继电器的实施例一。

如图1所示，发明的直流继电器包括继电器基座1，继电器基座1上侧设置接触系统，接触系统上方设置罩壳5，罩壳5下端与继电器基座1相连，还包括设置在继电器基座1下侧与其相连的电磁系统，电磁系统与接触系统的动触头30连接，驱动动触头30上/下移动。

如图1和2所示，所述接触系统包括设置在继电器基座1上侧的静触头31以及设置在静触头31上方动触头30。所述静触头31包括分别设置在继电器基座1上侧左右两端第一静触头和第二静触头，第一静触头和第二静触头均包括静簧片和静触点，第一静触头和第二静触头相对设置，第一静触头右端并排设置第一静触点和第三静触点，第二静触头左端并排设置第二静触点和第四静触点，第一静触点和第二静触点相对位于继电器基座1的后侧，第三静触点和第四静触点相对位于继电器基座1的前侧；所述动触头30包括接触桥300以及设置在接触桥300两端的动触点301，动触点301包括并排设置在接触桥300左端的第一动触点和第三动触点，还包括并排设置在接触桥300右端的第二动触点和第四动触点，第一动触点、第三动触点分别与第一静触点、第三静触点配合，第二动触点、第四动触点分别与第二静触点、第四静触点配合，动触头30和静触头31接触，电流由第二静触点流向第一静触点，同时电流由第四静触点流向第三静触点。

如图6和7所示，所述静触头31的静触点和动触头30均设置在罩壳5的接触室57内。需要指出的是，也可以只将动触头30的动触点301和静触头31的静触点设置在接触室57内。

所述第一静触点和第二静触点之间依次设置第一永磁体61和第二永磁体62，第一永磁体61的N极与第一静触点对应，第一永磁体61的S极与第二永磁体62的S极对应，第二永磁体62的N极与第二静触点对应，第三静触点和第四静触点之间依次设置第三永磁体63和第四永磁体64，第三永磁体63的S极与第三静触点对应，第三永磁体63的N极与第四永磁体64的N极对应，第四永磁体64的S极与第四静触点对应。

优选的，所述继电器基座1上部设置四个永磁体装配槽6，第一永磁体61、第二永磁体61、第三永磁体63和第四永磁体64分别装配在四个永磁体装配槽6中。

如图3所示方向，所述罩壳5包括罩壳主体50，罩壳主体50前端设置开口，罩壳主体50被两个第一隔板51分为三个独立空间，分别是中部的接触室56以及设置在接触室56上下两侧的两个降温室57，罩壳5与继电器基座1固定连接，接触室56和降温室57的开口均与继电器基座1上侧紧密配合，使接触室56和降温室57形成独立的封闭空间，接触室56和降温室57之间设置第一隔板51，第一隔板51的左右两端、后端分别与罩壳主体50相连，第一隔板51的左端和右端分别设置降温室进口510，接触室56通过降温室进口510与降温室57相通，两个第一隔板51共设置四个降温室进口510，每一个降温室进口510均对应一对动/静触点。

优选的，所述第一隔板51采用工程塑料、或者金属、或者陶瓷制成。

优选的，如图3和4所示，所述第一隔板51和罩壳主体50之间设置第二隔板52，第二隔板52和第一隔板51平行设置通过第一连接板53相连，第二隔板52面向罩壳主体50的一侧通过第二连接板54与罩壳主体50相连，在第二隔板52和罩壳主体50之间设有二次吹弧磁铁，大大提高降温室的进弧量和效率。降温室独立于接触室，优选的，降温室的空间至少两倍于接触室，也就是说本发明的电弧延伸方向也是其他灭弧文案的两倍，并可以在降温室外侧再次设置磁铁进行二次吹弧。

优选的，如图3和4所示，所述降温室进口57为分弧栅，包括多条平行间隔设置的栅板，降温室进口的开口方向与电弧方向一致，电弧产生时会通过栅板进入降温室降温灭弧，电弧小时仅需通过一个栅板进入降温室，电弧强度高时则通过栅板分隔为几条电弧分别通过栅板进行降温室，从而达到小电弧→进入降温室→熄弧，大电弧→分弧→进入降温室→熄弧的效果。

如图7所示，为实施例一的直流继电器熄灭电弧的原理，上侧的两个静触点从左到右分别为第一静触点和第二静触点，下侧的两个静触点从左到右分别为第三静触点和第四静触点，每个静触点均与一个降温室进口510对应。

所述动触点与静触点分离时，第一静触点和第一动触点之间的电弧、第三静触点和第三动触点之间的电弧，被第一永磁体61和第三永磁体63的磁场分别引入罩壳5的上下两个降温室57内，第二静触点和第二动触点之间的电弧、第四静触点和第四动触点之间的电弧，被第二永磁体62和第四永磁体64的磁场分别引入罩壳5的上下两个降温室57内，而且电弧在经过降温室进口510时被分散，能量降低，然后进入降温室被降温和进一步分散后，可迅速熄灭电弧，有效的保护了接触系统。

如图8所示，为本发明的直流继电器的实施例二。

实施例二与实施例一的不同点在于：所述静触头31包括相对设置的第一静触头和第二静触头，第一静触头位于左侧包括第一静触点，第二静触头位于右侧包括第二静触点，相应的，动触头30包括接触桥300，接触桥300两端各设置一个动触点，是分别与第一静触点、第二静触点配合的第一动触点、第二动触点，动触头30分别与静触头31接触，电流由第二静触点流向第一静触点，在两个静触点之间设置第五永磁体，第五永磁体的S极与第一静触点对应，第五永磁体的N极与第二静触点对应，动触头30和静触头31分离，第一静触点和第一动触点之间的电弧、第二静触点和第二动触点之间的电弧，在第五永磁体的磁场洛伦兹力作用下，分别进入下侧的降温室57和上侧的降温室57进行降温熄灭。

需要指出的是，所述第五永磁体的磁极可以对调，即N极与第一静触点对应，S极与第二静触点对应，同样可以将电弧驱入降温室57，只不过，第一静触点和第一动触点之间的电弧、第二静触点和第二动触点之间的电弧分别进入上侧的降温室57和下侧的降温室57。

优选的，如图9所示，所述第五永磁体包括从左到右并排设置的第六永磁体和第七永磁体，第六永磁体的S极与第一静触点对应，第六永磁体的N极与第七永磁体的S极对应，第七永磁体的N极与第二静触点对应。

需要指出的是，所述继电器基座1的永磁体装配槽6的个数和形状随永磁体的个数的形状的变化做相应改变。

优选的，如图10所示，为所述降温室进口510和动/静触点的装配关系的优选实施方式，动触头30的动触点和静触头31的静触点分离时，二者之间存在间距H，降温室进口510设置在间距H一侧与其对应，以确保绝大多数的电弧被磁场驱使进入降温室56内，从而提高灭弧效果和保护电磁继电器。

如图1、2和5所示，本发明的直流继电器还包括设置在继电器基座1下侧与其相连的电磁系统，电磁系统包括电磁线圈组件2、设置在电磁线圈组件2中部的衔铁组件，电磁系统外侧套装有底罩4。

如图1和2所示，所述电磁线圈组件2包括线圈支架20、设置在线圈支架20中部上端的铁芯25、缠绕在线圈支架20上的电磁线圈21，套装在电磁线圈21外侧的轭铁22以及设置在线圈支架20上端与其相连的导磁体23，轭铁22为U字形结构，其U字形结构底部与线圈支架20下端相连，其U字形结构上端与导磁体23相连，线圈支架20上端与导磁体23相连，导磁体23与继电器基座1相连。

如图1所示，所述衔铁组件包括传动杆27、衔铁24以及第一弹簧28，传动杆27下端与衔铁24相连，上端穿过线圈支架20、导磁体23、继电器基座1与动触头30相连，衔铁24滑动设置在线圈支架20中部下端与铁芯25配合，第一弹簧28设置在衔铁24和铁芯25之间。

如图2所示，所述动触头30与罩壳5之间设置第二弹簧32。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种直流继电器，包括继电器基座(1)以及设置在继电器基座(1)上侧的接触系统，接触系统包括静触头(31)以及与静触头(31)配合的动触头(30)，动触头(30)上/下移动使动触头(30)与静触头(31)分离/接触；

其特征在于：还包括与接触系统配合的永磁体，永磁体的磁场方向与动触头(30)的运动方向垂直；所述接触系统上方设置罩壳(5)，罩壳(5)包括降温室(57)，降温室(57)包括降温室进口(510)；

所述动触头(30)与静触头(31)分离产生电弧，永磁体的磁场使电弧由降温室进口(510)进入降温室(57)进行降温熄灭；

所述罩壳(5)包括罩壳主体(50)，罩壳主体(50)下端设置开口，与继电器基座(1)紧密配合，罩壳主体(50)包括接触室(56)以及分别设置在接触室(56)两侧的两个降温室(57)，动触头(30)的动触点和静触头(31)的静触点均设置在接触室(56)内，接触室(56)和降温室(57)之间设置第一隔板(51)，第一隔板(51)上设置降温室进口(510)。

2.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于：所述降温室进口(510)包括多条间隔设置的栅板。

3.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于：所述第一隔板(51)和罩壳(5)之间设置第二隔板(52)，第二隔板(52)与第一隔板(51)平行设置，在第二隔板(52)和罩壳主体(50)之间设有二次吹弧磁铁。

4.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于：所述继电器基座(1)上侧设置两个静触头(31)，两个静触头(31)相对设置，两个静触头(31)分别是第一静触头和第二静触头，第一静触头的与第二静触头相对的一端并排设置第一静触点和第三静触点，第二静触头的与第一静触头相对的一端并排设置第二静触点和第四静触点，第一静触点和第二静触点位于继电器基座(1)的一侧，第三静触点和第四静触点位于继电器基座(1)的另一侧；

所述动触头(30)包括接触桥(300)以及设置在接触桥(300)两端的动触点(301)，动触点(301)包括并排设置在接触桥(300)一端的第一动触点和第三动触点，分别和第一静触点、第三静触点配合，动触点(301)还包括并排设置在接触桥(300)另一端的第二动触点和第四动触点，分别与第二静触点、第四静触点配合；所述动触头(30)与静触头(31)接触，电流由第二静触点流向第一静触点，同时电流由第四静触点流向第三静触点；

所述第一静触点和第二静触点之间依次设置第一永磁体(61)和第二永磁体(62)，第一永磁体(61)的N极与第一静触点对应，第一永磁体(61)的S极与第二永磁体(62)的S极对应，第二永磁体(62)的N极与第二静触点对应；所述第三静触点和第四静触点之间依次设置第三永磁体(63)和第四永磁体(64)，第三永磁体(63)的S极与第三静触点对应，第三永磁体(63)的N极与第四永磁体(64)的N极对应，第四永磁体(64)的S极与第四静触点对应。

5.根据权利要求4所述的直流继电器，其特征在于：所述继电器基座(1)设置四个永磁体装配槽(6)，第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体分别设置在四个永磁体装配槽(6)内。

6.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于：所述继电器基座(1)上侧设置两个静触头(31)，两个静触头(31)相对设置，两个静触头(31)分别是第一静触头和第二静触头，第一静触头的与第二静触头相对的一端设置第一静触点，第二静触头的与第一静触头相对的一端设置第二静触点；

所述动触头(30)包括接触桥(300)以及设置在接触桥(300)两端的动触点(301)，动触点(301)包括设置在接触桥(300)一端的第一动触点和设置在接触桥(300)另一端的第二动触点，第一动触点、第二动触点分别与第一静触点、第二静触点配合；所述动触头(30)与静触头(31)接触，电流由第二静触点流向第一静触点；

所述第一静触点和第二静触点之间设置第五永磁体，第五永磁体的S极与第一静触点对应，第五永磁体的N极与第二静触点对应。

7.根据权利要求6所述的直流继电器，其特征在于：所述第五永磁体包括并排设置在第六永磁体和第七永磁体，第六永磁体的S极与第一静触点对应，第六永磁体的N极与第七永磁体的S极对应，第七永磁体的N极与第二静触点对应。

8.根据权利要求1所述的直流继电器，其特征在于：还包括与接触系统配合使用的电磁系统和套装在电磁系统外侧的底罩(4)，电磁系统包括设置在继电器基座(1)下侧的电磁线圈组件(2)、设置在电磁线圈组件(2)中部的铁芯(25)，以及设置在电磁线圈组件(2)中部与铁芯(25)配合的动衔铁组件；

所述动衔铁组件包括设置在铁芯(25)下方的衔铁(24)，以及一端与衔铁(24)相连且另一端穿过电磁线圈组件(2)、继电器基座(1)与动触头(30)相连的传动杆(27)。

9.根据权利要求1-8任一所述的直流继电器，其特征在于：动触头(30)的动触点和静触头(31)的静触点分离时，二者之间存在间距H，降温室进口(510)设置在间距H一侧与其对应。