CN113963995B - 一种切换式的磁保持继电器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种切换式的磁保持继电器，包括壳体部分、以及设计在壳体内的控制部分、磁路系统部分，所述的控制部分和继电器线圈控制脚直接在壳体内引出，线圈引线针脚和控制端信息采集脚直接插入PCB安装，控制部分引出端面设计有螺纹孔；引弧磁铁设置于触点下方。本发明的磁保持继电器其触点状态是由永久磁铁所产生的磁力所保持。当继电器的触点需要转换时，只需要用正(反)直流脉冲电压激励线圈，继电器在瞬间就完成转换。通常触点处于保持状态时，线圈不需要继续通电，仅靠永久磁铁的磁力就能维持继电器的状态不变，有效节约了能源。此外，本发明的切换式的磁保持继电器，它不但体积小，还方便使用方快速安装与接线，有效节省了时间成本。

Description

一种切换式的磁保持继电器
【技术领域】
本发明属于继电器制造技术领域，具体涉及一种切换式的磁保持继电器。
【背景技术】
随着经济调整和发展周期，为满足市场需求，继电器行业的产品结构也不断在调整，从产品性能、结构、体积上求新求变，由于结构或布局的不同，继电器可有多种分类。常见转换型继电器为电磁继电器，需要长期给线圈供电，在能耗上不占优势；另外还存在体积过大，使用方不能快速安装与接线的问题。为此，有厂家提出有没有切换式磁保持的继电器，为响应众多客户需求，本申请人开发出一种切换式的磁保持继电器。
【发明内容】
本发明提供一种切换式的磁保持继电器，以解决常见电磁继电器需要长期给线圈供电，在能耗上不占优势；另外还存在体积过大，使用方不能快速安装与接线的问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用的方案如下：
一种切换式的磁保持继电器，包括壳体部分、以及设计在壳体内的控制部分、磁路系统部分，所述的壳体部分包括上盖、外壳；所述的控制部分包括动簧座、动簧片、触点、静簧座、引弧磁铁；所述的磁路部分包括磁钢、推动片、支架、骨架、轭铁、铁芯、线圈引线针脚、漆包线，所述的控制部分和继电器线圈控制脚直接在壳体内引出，线圈引线针脚和控制端信息采集脚直接插入PCB安装，控制部分引出端面设计有螺纹孔。
进一步地，所述的上盖、外壳均使用PBT材料制成。
进一步地，所述的动簧片双面铆接触点。
进一步地，所述的引弧磁铁设置于触点下方。
进一步地，所述的触点选用银氧化锡材料。
进一步地，所述的引弧磁铁有两块。
进一步地，所述的引弧磁铁形状为圆柱体。
进一步地，所述的磁保持继电器的外形呈长方型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的磁保持继电器A、B相联锁设计，这样的设计A、B相永远不会同时接通造成短路，相对较安全，A、B、L引出方式可灵活多变，可根据使用方定制，让使用方接线更方便，在保证可以控制一定的电流外把磁保持继电器体积做到最小，给使用方产品腾出更多的空间，同时也大大降低了生产成本，提高了经济效益。
(2)本发明的磁保持继电器其触点状态是由永久磁铁所产生的磁力所保持。当继电器的触点需要转换时，只需要用正(反)直流脉冲电压激励线圈，继电器在瞬间就完成了转换。通常触点处于保持状态时，线圈不需要继续通电，仅靠永久磁铁的磁力就能维持继电器的状态不变，有效节约了能源。
(3)本发明的磁保持继电器关键零件材料选择如下：其中引弧磁铁采用本发明创新的改性铕铁硼磁材，该改性铕铁硼磁材磁力较强，硬度高，同样磁力条件下体积比铁氧体的小1倍以上，在直流电路中可以起到引弧作用，防止电弧烧到塑料壳上导致烧坏磁保持继电器。与常规的钕铁硼磁材相比，本发明制得的改性铕铁硼磁材的剩磁、矫顽力提高、最大磁能积均大大提高，说明了本发明制得的改性铕铁硼磁材比常规的钕铁硼磁材磁性性能更优。
(4)本发明的切换式的磁保持继电器，它不但体积小，还方便使用方快速安装与接线，控制引出部分可根据使用方产品接线灵活设计，可以是焊接引出的、上螺丝固定的、直接插入PCB焊接等连接方式，利于使用方设计和布局在转换电路或内置磁保持继电器产品上，同时解决接线凌乱的困扰和解决布局不了将磁保持继电器内置设计的问题。
(5)本发明的切换式的磁保持继电器，它功能强大，同时拥有磁保持继电器性能和切换式继电器性能，又是一种切换式继电器与磁保持继电器结合为一体的继电器，性能高、寿命长，可大力推广应用。
【附图说明】
图1是本发明的切换式的磁保持继电器外形示意图；
图2是本发明的切换式的磁保持继电器内部结构爆炸示意图；
图中：1-外壳、2-线圈组合、3-磁钢组合、4-推动片、5-支架(压板)、6-B相静簧组合、7-动簧组合、8-A相静簧组合、9-上盖、10-引弧磁铁；
图3是本发明的切换式的磁保持继电器各零件布局及A、B相切换示意图；
图4是本发明的切换式的磁保持继电器内置引弧磁铁位置示意图。
【具体实施方式】
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
本发明的一种切换式的磁保持继电器，包括壳体部分、以及设计在壳体内的控制部分、磁路系统部分；壳体部分包括上盖、外壳；控制部分包括动簧座、动簧片、触点、静簧座、引弧磁铁组成；磁路部分包括磁钢、推动片、支架(压板)、骨架、轭铁、铁芯、线圈引线针脚、漆包线等；在合理的布局下使本发明的磁保持继电器体积更小，给使用方磁保持继电器腾出更多的空间。
本发明的磁保持继电器为切换式磁保持继电器，外形呈长方型。
本发明的磁保持继电器各零件的安装引出和布局，线圈针脚和引出端直接在壳体内引出，可直接插入PCB连接，控制引出端设计有螺纹孔，可上螺丝连接固定。
本发明的磁保持继电器内部设计引弧磁铁，置于触点下方。
本发明的磁保持继电器关键零件材料选择如下：
(一)壳体使用PBT材料，其特性如下：
a、机械性能：强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小(高温条件下也极少有变化)；
b、耐热老化性：增强后的UL温度指数达120-140℃(户外长期老化性也很好)；
c、耐溶剂性：无应力开裂；
d、对水稳定性：PBT遇水不易分解；
e、电气性能：
1、绝缘性能：优良(潮湿、高温也能保持电性能稳定，是制造电子、电气零件的理想材料)；
2、介电系数：3.0-3.2；
3、耐电弧性：120s；
f、成型加工性：普通设备注塑或挤塑。由于结晶速度快，流动性好，模具温度也比其他工程塑料要求低。在加工薄壁制件时，仅需几秒钟，对大部件也只要40-60s即可。
(二)触点使用银氧化锡材料，其特性如下：
银氧化锡材料触点具有较高的熔点和沸点，且硬度比较大的特点，因此使合金具有较高的抗材料转移、抗熔焊以及耐磨损性能。同时它具有满足大电流时要求Me0有高的热稳定性以抑制喷溅发生的特性，因此它能适应很高的浪涌电流。
(三)引弧磁铁采用本发明创新的改性铕铁硼磁材，其特性是磁力较强，硬度高，在直流电路中可以起到引弧作用，防止电弧烧到塑料壳上导致烧坏磁保持继电器。
本发明选择这些关键零件材料(PBT材料、银氧化锡材料、改性铕铁硼磁材)，利用它们的材料特性来可大大提高本发明的磁保持继电器的寿命。
本发明的磁保持继电器的簧片组为公共端，簧片双面铆接触点，更好的和A、B相接通。触点采用三复合触点结构，设计两个不同大小的圆柱体台阶，将小圆柱体穿入簧片孔后采用机床铆压方式将小圆柱体一头压成大圆柱体一样的形状，形成了两边是一样的形状，所述双面铆接触点，此加工方式加工成本低，工艺稳定可取，铆接方便，触点工作可靠。
下面结合附图进一步对本发明进行说明。
图1是本发明的磁保持继电器的外观示意图，磁保持继电器形状呈长方型，控制部分和继电器线圈控制脚直接在侧面引出，线圈引线针脚和控制端信息采集脚可直接插入PCB安装，控制部分引出端面设计螺纹孔，这样设计有利于快速安装，提高安装效率。
图2是本发明的磁保持继电器的内部结构爆炸示意图，如图所示，磁保持继电器包括外壳(1)、线圈组合(2)、磁钢组合(3)、推动片(4)、支架(压板)(5)、B相静簧组合(6)、动簧组合(7)、A相静簧组合(8)、上盖(9)、引弧磁铁(10)。磁保持继电器各零件关系密切，缺一不可，当线圈加上一定的电压时，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，磁钢组合的极性是固定的，在电磁力吸引或排斥的作用下使其改变状态，磁钢组合、推动片、簧片三者紧扣相连，使其同时动作，从而完成转换至另一端的触点接触或断开。
本发明的继电器动作原理：磁保持继电器其触点状态是由永久磁铁所产生的磁力所保持。当继电器的触点需要转换时，只需要用正(反)直流脉冲电压激励线圈，继电器在瞬间就完成了转换。通常触点处于保持状态时，线圈不需要继续通电，仅靠永久磁铁的磁力就能维持继电器的状态不变，有效节约了能源。
图3是本发明的磁保持继电器A、B相切换示意图，如图所示，三个组合件，分别是A、L、B，一个是A相静簧组合，一个是B相静簧组合，另外一个是动簧组合L。当需要切换到A相时，触发一个脉冲使线圈J1与A相接通即可，如需切换到B相时，给线圈J1触发一个反向脉冲即可与B相接通，动簧组合L引出端为共端。
图4是本发明的磁保持继电器内置引弧磁铁位置示意图，C1引弧磁铁和C2引弧磁铁共两块，形状设计成圆柱体，分别安装在A相和B相触点的下方。
本发明的磁保持继电器A、B相联锁设计，这样的设计A、B相永远不会同时接通造成短路，相对较安全，三个组合件A、B、L引出方式可灵活多变，可根据使用方定制，让使用方接线更方便，在保证可以控制一定的电流外把磁保持继电器体积做到最小，给使用方产品腾出更多的空间，同时也大大降低了生产成本，提高了经济效益。
磁铁材料采用本发明创新的改性铕铁硼磁材，该改性铕铁硼磁材，以重量份为单位，包括以下原料：铁粉92份、铕粉28份、硼粉7份、镱粉1.6份、铒粉1.3份、钆粉0.9份、钷粉0.4份、铜粉0.3份、铝粉0.2份、改性钒钴合金粉2份、甲脒亚磺酸1.2份、乙醇20份；
所述的改性钒钴合金的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将二异丙胺、乙醇、钒酸铵按重量比为3:6:1混合均匀，制得前驱体液；
(2)将硝酸钴、硝酸铈、乙醇按重量比为0.8:0.1:4混合均匀，制得混合液；
(3)将步骤(2)制得的混合液放到反应设备中，通入氮气排氧，接着加入步骤(1)制得的前驱体液，所述混合液、前驱体液的重量比为1.2:1，在温度为85℃，搅拌速度为400r/min下搅拌3h，制得反应混合料；
(4)将步骤(3)制得的反应混合料抽滤、水洗、干燥，最后煅烧，制得改性钒钴合金。
所述的改性铕铁硼磁材的制备工艺，包括以下步骤：
S1：称取重量份的铁粉、铕粉、硼粉、铜粉、铝粉、改性钒钴合金粉，然后熔炼，制得的熔融液经甩带，制得片状物；
S2：将步骤S1制得的片状物氢破碎处理，制得的碎粉经气流磨处理，制得磁粉；
S3：将步骤S2制得的磁粉压制成生坯，接着将生坯压制成生磁体；
S4：将步骤S3制得的生磁体制成薄片磁体，该薄片磁体的厚度为12mm；
S5：将镱粉、铒粉、钆粉、钷粉、甲脒亚磺酸、乙醇加热混合均匀，制得混合浆料；
S6：将步骤S5制得的混合浆料涂覆在步骤S4制得的薄片磁体的表层，涂覆量为薄片磁体的2.3wt％，制得毛坯件；
S7：将步骤S6制得的的毛坯件至于温度为860℃下2.7h，再至于温度为1200℃下烧结4.5h，接着降温至360℃时效处理6h，制得改性铕铁硼磁材。
将本发明制得的改性铕铁硼磁材与常规的钕铁硼磁材、铁氧体根据GB/T3217永磁(硬磁)材料磁性试验方法对3种磁材进行磁性性能检测，重复三次实验求平均值，检测结果参见下表。
由上表的结果可知，与常规的钕铁硼磁材相比，本发明制得的改性铕铁硼磁材的剩磁提高23.1％，矫顽力提高21.9％，最大磁能积提高17.1％；与铁氧体相比，本发明制得的改性铕铁硼磁材的剩磁提高77.4％，矫顽力提高61.5％，最大磁能积提高63.6％，说明了本发明制得的改性铕铁硼磁材比常规的钕铁硼磁材、铁氧体磁性性能更优，突出了技术的显著进步。这可能是：将本发明制得的改性钒钴合金作为制备改性铕铁硼磁材的添加剂，能够有效提升铕等稀土元素的稳定性，促进铕等稀土元素在改性铕铁硼磁材中掺杂的稳定性；将少量镱、铒、钆、钷配合铕制成含多种稀土元素的改性铕铁硼磁材，可以大大提高其磁性；甲脒亚磺酸为一种较强的还原剂，其可以减少镱粉、铒粉、钆粉、钷粉氧化，同时还可以吸收铕氧化物粉烧结产生的氧气，提升毛坯件的烧结效果，有效提高改性铕铁硼磁材的矫顽力，在各原料相互配合下，协同提高了本发明的改性铕铁硼磁材的磁性性能。
此外，本发明制得的改性铕铁硼磁材磁力较强，硬度高，同样磁力条件下体积比铁氧体的小1倍以上，在直流电路中可以起到引弧作用，防止电弧烧到塑料壳上导致烧坏磁保持继电器。
需要说明的是，尽管以上本发明所述的实施例是说明性的，但这并非是对本发明的限制，因此本发明并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本发明原理的情况下，凡是本领域技术人员在本发明的启示下获得的其它实施方式，均视为在本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种切换式的磁保持继电器，包括壳体部分、以及设计在壳体内的控制部分、磁路系统部分，所述的壳体部分包括上盖、外壳；所述的控制部分包括动簧座、动簧片、触点、A相静簧组合、B相静簧组合、引弧磁铁；所述的磁路系统部分包括磁钢、推动片、支架、骨架、轭铁、铁芯、线圈引线针脚、漆包线，其特征在于，所述的控制部分和继电器线圈控制脚直接在壳体内引出，线圈引线针脚和控制端信息采集脚直接插入PCB安装，控制部分引出端面设计有螺纹孔；
磁铁材料采用改性铕铁硼磁材，该改性铕铁硼磁材，以重量份为单位，包括以下原料：铁粉92份、铕粉28份、硼粉7份、镱粉1.6份、铒粉1.3份、钆粉0.9份、钷粉0.4份、铜粉0.3份、铝粉0.2份、改性钒钴合金粉2份、甲脒亚磺酸1.2份、乙醇20份；
所述的改性钒钴合金的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将二异丙胺、乙醇、钒酸铵按重量比为3:6:1混合均匀，制得前驱体液；
（2）将硝酸钴、硝酸铈、乙醇按重量比为0.8:0.1:4混合均匀，制得混合液；
（3）将步骤（2）制得的混合液放到反应设备中，通入氮气排氧，接着加入步骤（1）制得的前驱体液，所述混合液、前驱体液的重量比为1.2:1，在温度为85℃，搅拌速度为400r/min下搅拌3h，制得反应混合料；
（4）将步骤（3）制得的反应混合料抽滤、水洗、干燥，最后煅烧，制得改性钒钴合金；
所述的改性铕铁硼磁材的制备工艺，包括以下步骤：
S1：称取重量份的铁粉、铕粉、硼粉、铜粉、铝粉、改性钒钴合金粉，然后熔炼，制得的熔融液经甩带，制得片状物；
S2：将步骤S1制得的片状物氢破碎处理，制得的碎粉经气流磨处理，制得磁粉；
S3：将步骤S2制得的磁粉压制成生坯，接着将生坯压制成生磁体；
S4：将步骤S3制得的生磁体制成薄片磁体，该薄片磁体的厚度为12mm；
S5：将镱粉、铒粉、钆粉、钷粉、甲脒亚磺酸、乙醇加热混合均匀，制得混合浆料；
S6：将步骤S5制得的混合浆料涂覆在步骤S4制得的薄片磁体的表层，涂覆量为薄片磁体的2.3wt%，制得毛坯件；
S7：将步骤S6制得的毛坯件置于温度为860℃下2.7h，再置于温度为1200℃下烧结4.5h，接着降温至360℃时效处理6h，制得改性铕铁硼磁材。
2.根据权利要求1所述的切换式的磁保持继电器，其特征在于，所述的上盖、外壳均使用PBT材料制成。
3.根据权利要求1所述的切换式的磁保持继电器，其特征在于，所述的动簧片双面铆接触点。
4.根据权利要求1所述的切换式的磁保持继电器，其特征在于，所述的引弧磁铁设置于触点下方。
5.根据权利要求4所述的切换式的磁保持继电器，其特征在于，所述的触点选用银氧化锡材料。
6.根据权利要求4所述的切换式的磁保持继电器，其特征在于，所述的引弧磁铁有两块。
7.根据权利要求6所述的切换式的磁保持继电器，其特征在于，所述的引弧磁铁形状为圆柱体。
8.根据权利要求1-7任一项所述的切换式的磁保持继电器，其特征在于，所述的磁保持继电器的外形呈长方型。
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