CN113628934A - 大电流磁保持继电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大电流磁保持继电器，永久磁铁的厚度为间隙A，衔铁Ⅰ的厚度也为间隙A；电磁部件包括铁芯、铁片Ⅱ、轭铁、铁片Ⅰ，铁片Ⅰ的厚度也为间隙A；推杆位于第一位置时，铁芯与衔铁部件分离，铁芯下端面与衔铁部件具有间隙A；此时，铁芯、铁片Ⅱ、轭铁、铁片Ⅰ、永久磁铁构成继电器断开时的第一磁场保持回路；第一磁场保持回路内，磁场横向穿过铁芯和永久磁铁；推杆位于第二位置时，衔铁部件向上移动并与铁芯下端面接触；此时，铁芯、铁片Ⅱ、轭铁、铁片Ⅰ、衔铁Ⅰ、永久磁铁、衔铁Ⅱ构成继电器闭合时的第二磁场保持回路；第二磁场保持回路内，磁场纵向穿过铁芯和永久磁铁。

Description

大电流磁保持继电器

技术领域

本发明涉及一种继电器，具体涉及一种大电流磁保持继电器，属于继电器技术领域。

背景技术

大电流继电器，线圈功耗较大，这是由其承载大电流的性质决定的。传统的设计一般有两种方式：一是继电器吸合及保持均由线圈承担，其缺点在于：继电器功耗较大，发热严重，可靠性下降；二是继电器线圈采用PWM供电：在继电器吸动的初始阶段，PWM提供较大功率，以保证继电器可靠吸合，当继电器吸合后处于保持状态时，并不需要大的功率，此时，PWM提供一个较小功率维持继电器的吸合状态即可；其缺点在于：线圈供电控制复杂，成本较贵。

现有技术也有采用永磁体来作为磁场保持状态，从而在保持状态时可以不通电的设计，但是结构设计比较复杂，而且难以同时应对吸合与断开两种状态的保持状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种大电流磁保持继电器，相对于传统的磁保持继电器，将永久磁铁设计为可动部件，并将永久磁铁镶嵌于可动部件的中间，且其厚度与衔铁部件的可动间隙、铁片I厚度的设计为相同尺寸A，确保继电器无论处于吸合或断开位置，均可形成完整并稳定的磁场回路，降低了继电器成本，降低电能耗，保证了继电器的工作可靠性。

本发明采取以下技术方案：

一种大电流磁保持继电器，包括衔铁部件、电磁部件、推杆4；所述衔铁部件由衔铁Ⅰ9、永久磁铁8、衔铁Ⅱ7依次贴合连为一体；所述永久磁铁8的厚度为间隙A，所述衔铁Ⅰ9的厚度也为间隙A；所述电磁部件包括铁芯5、铁片Ⅱ13、轭铁14、铁片Ⅰ10；所述铁芯5同轴设置于与所述衔铁部件正上方；所述推杆4一端与固定在所述衔铁部件的中轴部，另一端活动安装于所述铁芯5的中心轴孔内；所述推杆4位于第一位置时，所述铁芯5与所述衔铁部件分离，铁芯下端面与所述衔铁部件具有所述间隙A；此时，所述铁芯5、铁片Ⅱ13、轭铁14、铁片Ⅰ10、永久磁铁8构成继电器断开时的第一磁场保持回路；所述第一磁场保持回路内，磁场横向穿过所述铁芯5和所述永久磁铁8；所述推杆4位于第二位置时，所述衔铁部件向上移动并与所述芯下端面接触；此时，所述铁芯5、铁片Ⅱ13、轭铁14、铁片Ⅰ10、衔铁Ⅰ9、永久磁铁8、衔铁Ⅱ7构成继电器闭合时的第二磁场保持回路；所述第二磁场保持回路内，磁场纵向穿过所述铁芯5和所述永久磁铁8。

优选的，还包括接触片3、触点杆，所述接触片3通过超程弹簧12与所述推杆4相对固定，所述推杆位于第一位置时，所述接触片3与所述触点杆的距离小于A。

进一步的，所述触点杆具有一对，分别为触点杆Ⅰ1、触点杆Ⅱ2。

优选的，所述推杆4具有一变径台阶部，所述变径台阶部将所述推杆4分为上部的大端与下部的小端，所述小端与所述衔铁部件的中心孔配合，衔铁部件的上端面抵住所述变径台阶部。

进一步的，所述小端的长度与所述衔铁部件的高度相等。

本发明的有益效果在于：将永久磁铁设计为可动部件，并将永久磁铁镶嵌于可动部件的中间，且其厚度与衔铁部件的可动间隙、衔铁I及铁片Ⅰ的厚度设计为相同尺寸A，确保继电器无论处于吸合或断开位置，均可形成完整并稳定的磁场回路；除继电器在吸合时或断开时有大约100毫秒的脉冲信号外，其余时间线圈不工作，节能环保，线圈几乎没有功耗，当然也没有发热。降低了继电器成本，降低电能耗，保证了继电器的工作可靠性。

附图说明

图1是本发明大电流磁保持继电器的外形立体图。

图2是本发明大电流磁保持继电器的结构剖面图。

图3是电磁部件结构示意图。

图4是继电器断开状态时的剖视图。

图5是继电器吸合导通状态时的剖视图。

图6是继电器断开时的磁场回路示意图。

图7是继电器吸合导通时的磁场回路图。

图中，1.触点杆Ⅰ，2.触点杆Ⅱ，3.接触片，4.推杆，5.铁芯，6.线圈，7.衔铁Ⅱ，8.永久磁铁，9.衔铁Ⅰ，10.铁片Ⅰ，11.外壳，铁片Ⅱ13。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

本发发明大电流磁保持继电器外观参见图1。

结构组成：

衔铁Ⅰ9+永久磁铁8+衔铁Ⅱ7组成衔铁部件，并与推杆4铆接在一起；铁芯5+铁片Ⅱ13+轭铁14+铁片Ⅰ10，组成一个固定的磁场回路，参见图2；上述零件连同线圈组成继电器的核心：电磁部件，参见图3，其中衔铁部件是磁场回路中的可移动部份，并通过推杆带动接触片与触点杆Ⅰ1、触点杆Ⅱ2接通或断开，以实现负载大电流的切换。

工作过程介绍：

如图2-7所示，当PCB总成给线圈提供一个100秒的正向脉冲电压信号，线圈产生正向磁场，磁场产生的磁力叠加永久磁铁的磁力，克服吸动弹簧与超程弹簧的反力，推动衔铁部件向上运动，直至与铁芯贴合；在此过程中，推杆同步带动接触片向上运动并与触点杆Ⅰ、触点杆Ⅱ闭合，实现负载电流的导通(电流从触点杆Ⅰ，流经接触片，再从触点杆Ⅱ流出)。接触片与触点杆贴合后，衔铁部件仍然向上运动一段距离，并克服超程弹簧的反力，使得超程弹簧将接触片压紧于触点杆之上，保证接触的可靠性，防止继电器在车辆行驶中因冲击或振动而误断开。此时，继电器处于吸合状态。参见图5。

当线圈正向脉冲电压信号消失后，永久磁铁与衔铁Ⅱ、铁芯、铁片Ⅰ、轭铁、铁片Ⅱ、衔铁Ⅰ形成一个完整的磁场回路，继电器仍处于吸合(电流导通)状态。此时，线圈无功率消耗。

如图4和图6所示，当PCB总成给线圈提供一个100秒的反向脉冲电压信号，线圈产生反向磁场，磁场产生的磁力抵消永久磁铁的磁力，并综合吸动弹簧与超程弹簧的叠加反力，推动衔铁部件向下运动，回到初始位置；在此过程中，推杆同步带动接触片向下运动并与触点杆Ⅰ、触点杆Ⅱ分离，实现负载电流的断开(触点杆1、接触片、触点杆未形成通路，无电流经过)。此时，继电器处于断开状态。参见图4。

当线圈反向脉冲电压信号消失后，永久磁铁与铁片Ⅰ、轭铁、铁片Ⅱ形成一个新的完整的磁场回路，继电器仍处于断开(无电流)状态。此时，线圈同样无功率消耗。

从以上可看出，磁保持继电器其电流的接通或断开依赖于PCB总成发出的脉冲信号控制，继电器线圈在整个工作阶段无功率消耗，极大的节省了能源，减少了继电器的发热量，同时提高了产品的工作可靠性。

本实施例中的关键点：

衔铁Ⅰ、永久磁铁、衔铁II组合成一个三段式衔铁部件；

由永久磁铁组成的上述衔铁部件可移动(在相应的磁场中，可往复运动)；

衔铁部件向上运动的行程(间隙)为A，如图6所示；

永久磁铁、衔铁Ⅰ、铁片1的厚度为A，附图中未直接标注。

继电器受正向脉冲电压时，衔铁部件向上运动行程A后，由于永久磁铁、衔铁Ⅰ、铁片Ⅰ的厚度均与行程A相同，因此，铁片Ⅰ正好填补永久磁铁的位置，并形成一个完整稳定的磁场回路(参见图7)，以保持继电器处于吸合状态；

反之，继电器受反向脉冲电压后，衔铁在吸动弹簧与超程弹簧、线圈磁场力等三者的叠加反力作用下，向下运动行程A并回到初始位置，永久磁铁厚度与铁芯I厚度一致，此时，永久磁铁、铁片Ⅰ、轭铁、铁片Ⅱ形成另一个稳定的磁场回路(参见图6)，继电器处于断开状态。

本实施例大电流磁保持继电器采用磁保持结构设计，除继电器在吸合时或断开时有100毫秒的脉冲信号外，其余时间线圈不工作，节能环保，线圈几乎没有功耗，当然也没有发热。

本实施例相对于传统的磁保持继电器，将永久磁铁设计为可动部件，并将永久磁铁镶嵌于可动部件的中间，且其厚度与衔铁部件的可动间隙、衔铁I及铁片Ⅰ的厚度设计为相同尺寸A，确保本实施例的继电器无论处于吸合或断开位置，均可形成完整并稳定的磁场回路，极大的提升了继电器的工作可靠性。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种大电流磁保持继电器，其特征在于：

包括衔铁部件、电磁部件、推杆(4)；

所述衔铁部件由衔铁Ⅰ(9)、永久磁铁(8)、衔铁Ⅱ(7)依次贴合连为一体；所述永久磁铁(8)的厚度为间隙A，所述衔铁Ⅰ(9)的厚度也为间隙A；

所述电磁部件包括铁芯(5)、铁片Ⅱ(13)、轭铁(14)、铁片Ⅰ(10)，所述铁片Ⅰ(10)的厚度也为间隙A；所述铁芯(5)同轴设置于与所述衔铁部件正上方；

所述推杆(4)一端与固定在所述衔铁部件的中轴部，另一端活动安装于所述铁芯(5)的中心轴孔内；所述推杆(4)位于第一位置时，所述铁芯(5)与所述衔铁部件分离，铁芯下端面与所述衔铁部件具有所述间隙A；此时，

所述铁芯(5)、铁片Ⅱ(13)、轭铁(14)、铁片Ⅰ(10)、永久磁铁(8)构成继电器断开时的第一磁场保持回路；所述第一磁场保持回路内，磁场横向穿过所述铁芯(5)和所述永久磁铁(8)；

所述推杆(4)位于第二位置时，所述衔铁部件向上移动并与所述芯下端面接触；此时，所述铁芯(5)、铁片Ⅱ(13)、轭铁(14)、铁片Ⅰ(10)、衔铁Ⅰ(9)、永久磁铁(8)、衔铁Ⅱ(7)构成继电器闭合时的第二磁场保持回路；所述第二磁场保持回路内，磁场纵向穿过所述铁芯(5)和所述永久磁铁(8)。

2.如权利要求1所述的大电流磁保持继电器，其特征在于：还包括接触片(3)、触点杆，所述接触片(3)通过超程弹簧(12)与所述推杆(4)相对固定，所述推杆位于第一位置时，所述接触片(3)与所述触点杆的距离小于A。

3.如权利要求2所述的大电流磁保持继电器，其特征在于：所述触点杆具有一对，分别为触点杆Ⅰ(1)、触点杆Ⅱ(2)。

4.如权利要求1所述的大电流磁保持继电器，其特征在于：所述推杆(4)具有一变径台阶部，所述变径台阶部将所述推杆(4)分为上部的大端与下部的小端，所述小端与所述衔铁部件的中心孔配合，衔铁部件的上端面抵住所述变径台阶部。

5.如权利要求4所述的大电流磁保持继电器，其特征在于：所述小端的长度与所述衔铁部件的高度相等。

Images