CN118039413A - 一种运动部件、磁保持继电器和电表 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种运动部件、磁保持继电器和电表。其中,运动部件包括衔铁组件、推动卡和动触件组;衔铁组件由线圈组件驱动并沿直线运动,线圈组件中线圈绕组延伸方向垂直于衔铁组件运动方向。推动卡与衔铁组件嵌件注塑一体成型,动触件组装设于推动卡以抵触或远离静触件组。磁保持继电器和电表包括上述运动部件。采用上述技术方案,相较于现有技术,更有利于在有限的空间内垂直于运动部件的运动方向布设动触件组。
Description
技术领域
本申请涉及继电器领域,具体涉及一种运动部件、磁保持继电器和电表。
背景技术
当今社会,随着物联网的蓬勃发展,智能电表越来越普及。智能电表一般在表壳内集成了接线电元、通信单元、测量单元、控制单元和执行单元。继电器作为执行单元的主要部件,受控制单元控制并作用于接线单元,以对外部电路进行通断切换。为了节电,智能电表内的继电器一般采用磁保持继电器。由于表壳内空间有限且集成度高,因此继电器在表壳内能够占用的空间非常有限。由于智能电表往往需要外接三相交流电,因此继电器通常设置三个用于与对其中一相的电路进行通断控制的接触件组。每个接触件组包括动触件组和静触件组。每个动触件组包括一个或多个动触件,每个静触件组包括一个或多个静触件。同时,智能电表对磁保持继电器的负载能力也提出了更高要求。为了适应负载能力的提升,动触件与静触件之间的安全距离需要相应增加,对于普通的动触件与静触件分别引出负载端子的继电器而言,动触件与静触件之间的安全距离为继电器处于关断状态时,动触件上的动触点与静触件上的静触点之间的间隙。
现有技术中的磁保持继电器一般分为摆动式磁保持继电器和直动式磁保持继电器两种。然而,现有技术中的这两种磁保持继电器均很难在有限的空间中增加动触件与静触件之间的安全距离。
摆动式磁保持继电器包括容置件、磁路部分、推动部分和接触部分。磁路部分包括相对容置件固定的线圈组件和相对容置件摆动的衔铁组件。线圈组件一般包括线圈绕组、铁芯和两个轭铁。铁芯置于线圈绕组内,两个轭铁固接至铁芯的两端,两个轭铁远离铁芯的一端形成两个磁驱动端,两个磁驱动端沿第一方向布设。衔铁组件包括永磁件和两个衔铁,永磁件和两个衔铁呈工字型布局,两个衔铁彼此平行并将永磁件夹设于其中。线圈组件受脉冲电信号激励反转两个磁驱动端暂时形成的极性,以驱动衔铁组件相对容置件绕垂直于第一方向的转动轴线摆动。推动部分包括摆杆与推动卡,摆杆与衔铁组件固接,衔铁组件带动摆杆绕转动轴线摆动并拨动推动卡沿摆动行程的切向直线运动,以使接触部分中的动触件抵触或远离静触件,相应地导通或关断外部电路。上述技术方案中,摆杆的摆动行程只有切向分量能够传递给推动卡,而摆杆的摆动行程的径向分量被损失。此时,如果需要增加动触件与静触件之间的安全距离,就需要增加推动卡的直线运动行程,相应地,需要增加摆杆摆动行程中的切向分量。为了增加摆杆摆动行程的切向分量,一种方案是加长摆杆的径向长度,另一种方案是增加摆杆的转动角度。无论哪一种方案,都会造成摆杆摆动所需的空间增加以及衔铁组件摆动行程的径向分量更大的损失。因此,对于摆动式磁保持继电器而言,为了增加动触件与静触件之间的安全距离,不仅需要增加磁保持继电器的体积,还需要增加磁驱动端与衔铁组件之间的磁推动力且这种磁推动力径向分量的损失也会随之增加,这又会导致磁保持继电器的耗能的增加以及永磁件体积和重量的增加,从而需要更进一步增加摆动式磁保持继电器的体积。正因为以上原因,现有技术中的摆动式磁保持继电器很难满足在有限的空间中增加动触件与静触件之间安全距离的需求。
现有技术中的直动式磁保持继电器也包括容置件、磁路部分、推动部分和接触部分。其中,磁路部分包括线圈绕组、静铁芯、轭铁板、轭铁筒、永磁件和动铁芯。线圈绕组、静铁芯、轭铁板、轭铁筒和永磁件固接于容置件,动铁芯在轭铁板与静铁芯之间相对壳体直线运动,推动部分包括与动铁芯固接的推动杆,推动杆随动铁芯直线运动并带动推动卡接触部分中的动触件抵触或远离静触件,相应地导通或关断外部电路。上述技术方案中,线圈绕组沿推动杆的运动方向布设,动铁芯也沿推动杆的运动方向在轭铁板和静铁芯之间运动,动触件安装在推动杆伸出轭铁板的部分,因此,现有技术中的直动式磁保持继电器沿推动杆运动方向的长度较摆动式磁保持继电器的长度增加许多。如果需要增加动触件与静触件之间的距离,这就需要增加现有技术中的直动式磁保持继电器本已很长的长度。因此,现有技术中的直动式磁保持继电器虽然不存在摆动式磁保持继电器摆动行程径向分量损失的问题,但由于其为了增加动触件与静触件之间的安全距离,需要增加线圈绕组的长度、推动杆的行程,这将使其本已很长的长度进一步增加,同样很难满足在有限的空间中增加动触件与静触件之间安全距离的需求。
另外,现有技术中的直动式磁保持继电器沿径向从内向外依次布设有推动杆、动铁芯、线圈绕组和轭铁筒,因此,现有技术中的直动式磁保持继电器的推动杆的径向尺寸不能太粗,否则继电器的径向尺寸也将过大。现有技术中的直动式磁保持继电器如果应用在智能电表,需要布设多个动触件。而正是由于推动杆的径向尺寸不能太粗,各动触件很难垂直于推动杆的运动方向布设。这是因为,如果将各动触件沿推动杆的运动方向布设,沿各动触件布设方向的两侧摩擦力由于很难平衡,因此会对推动杆形成使之相对运动方向偏斜的偏斜力矩,由于推动杆径向尺寸不能太粗,因此该偏斜力矩的作用点很容易落在推动杆实体外,这将导致推动杆和所有动触件在直线运动时容易出现卡涩,使继电器寿命缩短,也会进一步增加对磁推动力的要求。正是基于以上原因,现有技术中的直动式磁保持继电器只能沿推动杆的运动方向布设各动触件,这使得整个继电器在推动杆的运动方向上变得更长,更难以满足在有限的空间中增加动触件与静触件之间安全距离的需求。
发明内容
本申请的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题,提供一种运动部件、磁保持继电器和电表,其能够为在有限的空间中增加动触件与静触件之间的安全距离创造更有利的条件。
为达成上述目的,采用如下技术方案:
第一技术方案涉及一种运动部件,其用于磁保持继电器,所述磁保持继电器包括线圈组件和静触件组,所述线圈组件包括绕圈绕组和两个磁驱动端,所述线圈绕组沿X轴方向延伸,两个磁驱动端沿X轴方向布设;所述运动部件包括衔铁组件、推动卡和动触件组;所述衔铁组件由两个磁驱动端驱动沿Y轴方向直线运动,所述推动卡与衔铁组件嵌件注塑一体成型,所述动触件组装设于所述推动卡并由推动卡承载以抵触或远离静触件组。
第二技术方案基于第一技术方案,其中,所述衔铁组件由两个磁驱动端驱动沿Y轴方向运动并包括永磁件和两个衔铁,两个衔铁分别与永磁件的两个磁极固接,两个衔铁在垂直于Z轴方向的第一投影面上的投影彼此交叉且彼此交叉的部分沿Z轴方向间隔设置。
第三技术方案基于第二技术方案,其中,所述推动卡包括容置部和连接部;所述容置部用于容置衔铁组件,所述连接部用于装设并承载动触件组;所述容置部沿X轴方向的尺寸大于沿Y轴方向的尺寸,推动卡垂直于Y轴方向的各纵截面中,位于容置部的纵截面沿X轴方向的尺寸是推动卡各纵截面中沿X轴方向的尺寸中最小的。
第四技术方案基于第三技术方案,其中,所述连接部沿X轴方向延伸,所述动触件组的数量为至少两个,各动触件组沿X轴方向布设。
第五技术方案基于第四技术方案,其中,所述动触件组的数量为三个。
第六技术方案基于第五技术方案,其中,所述动触件组包括至少一个动触件,所述动触件设有过流桥和两个动触点,所述过流桥沿X轴方向延伸,两个动触点适于通过过流桥电连接并适于抵触静触件组中沿X轴方向布设的两个静触件。
第七技术方案基于第六技术方案,其还包括弹性支架组,所述弹性支架组的数量与动触件组的数量相同且对应,所述弹性支架组装设于所述推动卡,所述动触件组抵触所述静触件组时,所述弹性支架组储能,所述动触件组远离所述静触件组时所述弹性支架组释能。
第八技术方案基于第七技术方案,其还包括限位件,所述限位件与所述动触件组数量相同且对应,所述限位件相对所述推动卡固定,并在对应的所述动触件组远离所述静触件组时沿Y轴方向抵接各动触件以限制各动触件与静触件组之间的距离。
第九技术方案涉及一种磁保持继电器,其包括容置件和如第一至第八中任一项所述的运动部件;所述容置件容置所述运动部件。
第十技术方案基于第九技术方案,其还包括导向件,所述导向件沿Y轴方向延伸;所述推动卡与所述容置件两者之一与所述导向件固接,两者另一与所述导向件沿Y轴方向滑动配合。
第十一技术方案基于第九技术方案,其还包括弹性件,所述弹性件装设于所述容置件,并适于弹性抵触所述推动卡,所述弹性件在所述动触件组向远离静触件组的方向运动时储能并在所述动触件组向靠近静触件组的方向运动时释能。
第十二技术方案基于第九技术方案,其还包括微动开关,所述微动开关设有动簧和固定接触件,所述推动卡设有推抵部,所述推抵部适于推抵或释放所述动簧,使所述动簧抵触或远离所述固定接触件。
第十三技术方案涉及一种电表,其包括如第九至第十二中任一项所述的磁保持继电器。
相对于现有技术,上述方案具有的如下有益效果:
第一技术方案中,衔铁组件直线运动,因此不存在现有技术中的摆动式磁保持继电器摆动行程的径向分量损失的问题,能够更有效地利用有限的空间。推动卡与衔铁组件嵌件注塑一体成型,因此不需要现有技术中的直动式磁保持继电器中的推动杆,同时,由于线圈组件的线圈绕组沿X轴方向延伸且两个磁驱动端沿X轴方向布设,而衔铁组件由两个磁驱动端驱动沿Y轴方向直线运动。因此线圈组件为衔铁组件沿Y轴方向的运动提供更多的避让空间,不会让衔铁组件和推动卡在一个方向(无论是X轴方向还是Y轴方向)上需要很长的长度,可以让继电器更容易适应有限的空间,能够为在有限的空间中增加动触件与静触件之间的安全距离创造更有利的条件。
第一技术方案中,垂直于其运动方向的尺寸相较于现有技术中的直动式磁保持继电器更大,更有利于垂直于运动部件的运动方向布设动触件组,并使动触件组的动触件垂直于运动方向延伸,也有利于让动触件沿X轴方向延伸并抵触静触件组中的两个静触件,使动触件与静触件之间的安全距离实际为动触点与静触点之间距离的两倍,因此有利于增加动触件与静触件之间的安全距离,能够为在有限的空间中增加动触件与静触件之间的安全距离创造更有利的条件。
第一技术方案中,推动卡与衔铁组件嵌件注塑一体成型,避免了衔铁组件与推动卡装配过程中可能产生的误差,也使推动卡与衔铁组件集成度更高,零部件更少,有利于充分利用有限的空间。
第二技术方案给出了第一技术方案中的衔铁组件的优选实施方式,其在摆动式磁保持继电器的线圈组件基础上,将与永磁件固接的两个衔铁从平行设置改进为彼此交叉且彼此交叉的部分间隔设置,使衔铁组件得以从相对线圈组件摆动转换为相对线圈组件直线运动。
第二技术方案中,由于在摆动式磁保持继电器的线圈组件基础上将衔铁组件中的两个衔铁改进为彼此交叉,因此衔铁组件的两个吸合端之间通过永磁件和两个衔铁能够形成一个没有任何气隙的磁回路第一部分,而线圈组件的两个磁驱动端之间也能形成贯穿整个线圈组件的磁回路第二部分,第一部分和第二部分无论是在磁保持状态还是磁驱动状态,都能形成完整的磁回路,这个完整的磁回路不会因为在衔铁组件的两个吸合部之间存在较大气隙而造成较大磁损失,因此磁损失较小,磁效率更高,在不增加线圈组件的功耗的情况下,有利于增加动触件的运动行程;而在磁驱动力相当的情况下,能够降低线圈组件实现磁驱动所需要的功耗,有利于将线圈组件的尺寸做得更小,因此能够为在有限的空间中增加动触件与静触件之间的安全距离创造更有利的条件。另外,现有技术中的直动式磁保持继电器,在磁保持状态,往往会形成两个彼此抵抗的磁回路,其中一个磁回路经过轭铁板,另一个磁回路经过静铁芯,两个磁回路对动铁芯的磁作用力方向相反,而第一技术方案中的完整磁回路不会存在上述问题,因此相较于现有技术中的直动式磁保持继电器,磁保持时的磁作用力更大,尤其是在继电器受故障大电流冲击时,衔铁组件更不易摆脱磁保持状态而运动,有利于避免动触件与静触件因为故障电流而脱离导致破坏性拉弧。
第三技术方案中,容置部沿X轴方向的尺寸大于沿Y轴方向的尺寸,且推动卡垂直于Y轴方向的各纵截面中,位于容置部的纵截面沿X轴方向的尺寸是推动卡各纵截面中沿X轴方向的尺寸中最小的,也即,在Y轴方向上,容置部与连接部之间不设置沿X轴方向尺寸小于容置部的连接杆,使得运动部件不再Y轴方向上占用太大的尺寸,能够为有限的空间中增加动触件与静触件之间的安全距离创造更有利的条件,并且保证沿X轴方向布设各动触件组并让动触件沿X轴方向延伸,相比现有技术更不容易卡涩。
第四至第六技术方案是动触件组布局的具体实施方式,其能够使六个静触件沿X轴方向布设,以便于连接外部电路,并连接互感器。同时,如上所述,抵触静触件组中的两个静触件,使动触件与静触件之间的安全距离实际为动触点与静触点之间距离的两倍,因此有利于增加动触件与静触件之间的安全距离,能够为在有限的空间中增加动触件与静触件之间的安全距离创造更有利的条件。这是因为,动触件与静触件之间的安全距离在本技术方案中,实际是指在动触件远离两个静触件时两个静触件的静触点之间通过动触件导通的距离,因此该距离为实际的动触件上的动触点与静触件上的静触点之间的距离的两倍。
第四技术方案中,各动触件组沿X轴方向布设,相较于动触件组沿Y轴方向布设,在Y轴方向上占用空间更小,有利于在有限的空间中增加动触件组的行程,有利于增加动触件与静触件之间的安全距离。
第七技术方案中,弹性支架组在动触件组抵触静触件组时储能,并在动触件组远离静触件组时释能,能够在控制外部电路关断时有效地在动触件组和静触件组产生额外的斥力,帮助动触件组远离静触件组。尤其是在动触件组与静触件组之间还设置用于抗故障大电流的抗短路单元的情况下,当动触件组抵触静触件组时,动触件流过的电流使抗短路单元上形成磁回路,从而在动触件组与静触件组中产生吸力,此时,弹性支架组的弹性力所形成的斥力在负载电流正常时能够抵消或部分抵消相应的吸力,从而帮助动触件组远离静触件组。
第八技术方案中,限位件相对推动卡固定并在对应的动触件组远离静触件组时沿Y轴方向抵触各动触件以限制各动触件与静触件组之间的距离,因此设置限位件能够确保各动触件与静触件组之间的安全距离,能够避免因为弹性支架组的弹性不一致而使部分动触件与静触件组之间距离过近的问题。
第九技术方案具有与其引用的第一至第八技术方案相对应的技术效果。
第十技术方案中,导向件沿Y轴方向延伸,容置件与推动卡两者之一与导向件固接,两者另一与导向件滑动配合,同样能够对推动卡的直线运动起到导向作用,使推动卡的直线运动更不容易卡涩。
第十一技术方案中,弹性件在动触件组向远离静触件组的方向运动时因形变而储能并在动触件组向靠近静触件组的方向运动时因恢复形变而释能,能够更好地帮助运动部件脱离第一位置向第二位置运动。有利于增加动触件的运动行程,因此也有利于增加动触件与静触件之间的安全距离。
第十二技术方案中,通过设置微动开关,并使推动卡的动作能够作用于微动开关,能够使继电器的状态得以经由微动开关传递至继电器状态感知电路。
附图说明
为了更清楚地说明实施例的技术方案,下面简要介绍所需要使用的附图:
图1为实施例一中继电器的立体分解图;
图2为实施例一中壳体的立体分解图;
图3为实施例一中底壳的立体图;
图4为实施例一中磁路部分的俯视图;
图5为实施例一中线圈组件的立体分解图;
图6为实施例一中衔铁组件的立体图;
图7为实施例一中衔铁组件的前视图;
图8为实施例一中衔铁组件的俯视图;
图9为实施例一中衔铁组件在第一位置处于磁保持状态时磁路部分的示意图;
图10为实施例一中线圈组件刚收到第一脉冲电信号时磁路部分的示意图;
图11为实施例一中衔铁组件由线圈组件驱动运动至第二位置时磁路部分的示意图;
图12为实施例一中衔铁组件在第二位置处于磁保持状态时磁路部分的示意图;
图13为实施例一中线圈组件刚收到第二脉冲电信号时磁路部分的示意图;
图14为实施例一衔铁组件由线圈组件驱动运动至第一位置时磁路部分的示意图;
图15为实施例一中运动部件的立体分解图;
图16为实施例一中推动单元的俯视图;
图17为实施例一中推动单元的左视图;
图18为实施例一中推动单元的立体图;
图19为实施例一中动触单元的立体图;
图20为实施例一中限位件的立体图;
图21为实施例一中运动部件的俯视图;
图22为实施例一中静触件组的立体图;
图23为实施例一中接触部分的结构示意图;
图24为实施例一中继电器处于导通状态的接触部分示意图;
图25为实施例一中继电器处于导通状态时的示意图;
图26为图25为A-A向剖视图;
图27为图26的B部局部放大图;
图28为实施例一中继电器处于关断状态时的示意图;
图29为图28的C部局部放大图;
图30为实施例一中弹性件与导向件的立体图;
图31为图25的D-D向剖视图;
图32为实施例一中微动开关的前视图;
图33为实施例一中继电器和互感器的立体图;
图34为实施例二中衔铁组件的立体图;
图35为实施例二中衔铁组件的俯视图;
图36为实施例二中衔铁的立体分解图;
图37为实施例二中衔铁组件在第一位置处于磁保持状态时磁路部分的示意图;
图38为实施例二中线圈组件刚收到第一脉冲电信号时磁路部分的示意图;
图39为实施例二中衔铁组件由线圈组件驱动运动至第二位置时磁路部分的示意图;
图40为实施例二中衔铁组件在第二位置处于磁保持状态时磁路部分的示意图;
图41为实施例二中线圈组件刚收到第二脉冲电信号时磁路部分的示意图;
图42为实施例二中衔铁组件由线圈组件驱动运动至第一位置时磁路部分的示意图;
图43为实施例三中继电器处于导通状态时的示意图;
图44为图43的E部局部放大图。
主要附图标记说明:
1、继电器;2、容置件;3、磁路部分;4、推动部分;5、接触部分;6、导向件;7、弹性件;8、微动开关;9、线圈组件;10、衔铁组件;11、接触件组;12、抗短路单元;13、动触件组;14、静触件组;15、第一导磁体组;16、第二导磁体组;17、运动部件;18、壳体;19、盖体;20、底壳;21、封堵件;22、容置腔;23、凸起;24、线圈容置腔;25、隔腔;26、第一导向部;27、配合部组;28、配合部;29、接触腔;30、隔挡部;31、线圈架;32、线圈绕组;33、铁芯;34、轭铁;35、屏蔽件;36、信号输入端子;37、第一轭铁;38、第二轭铁;39、磁驱动端;40、第一磁驱动端;41、第二磁驱动端;42、永磁件;43、衔铁;44、第一永磁件;45、第二永磁件;46、第一磁极;47、第二磁极;48、第一衔铁;49、第二衔铁;50、吸合部;51、第一吸合部;52、第二吸合部;53、第三吸合部;54、第四吸合部;55、彼此交叉的部分;56、较窄段;57、较宽段;58、推动卡;59、连接件;60、弹性支架组;61、限位件;62、推动单元;63、动触单元;64、容置部;65、连接部;66、推抵部;67、第二导向部;68、安装孔;69、限位部组;70、限位部;71、卡接部;72、动触件;73、过流桥;74、动触点;75、第一动触点;76、第二动触点;77、第一导磁体;78、本体;79、延伸部;80、弹性支架;81、支架本体;82、弹性支撑部;83、适配部;84、弹性臂;85、抵接部;86、装接部;87、避让孔;88、卡接孔;89、静触件;90、静触点;91、负载端子;92、第一静触件;93、第二静触件;94、第一静触点;95、第一过流部;96、第二过流部;97、第三过流部;98、第四过流部;99、第一负载端子;100、第二静触点;101、第五过流部;102、第六过流部;103、反向过流部;104、第七过流部;105、第二负载端子;106、第二导磁体;107、绝缘体;108、固定部;109、第一弯折部;110、推抵面;111、避让槽;112、固定接触件;113、动簧;114、信号输出端子;115、固接部;116、第二弯折部;117、桥接部;118、互感器;119、较厚部;120、较薄部;121、基片;122、增厚片;123、突出部;124、台阶孔;125、第一配合部;126、第二配合部;A1、第一封闭磁回路;A2、第二封闭磁回路;B1:第一推动磁回路;B2:第二推动磁回路;A3、第三封闭磁回路;A4、第四封闭磁回路;B3、第三推动磁回路;B4、第四推动磁回路;A5:第五磁回路;B5、第五推动磁回路;F1、第一推动力;F2、第二推动力;F3、第三推动力;F4、第四推动力;K、电流走向;L、第一磁场;M、第二磁场;P、第一气隙;Q、第二气隙;R、第三气隙;T、第四气隙;U、第一投影面;V、间隔;W、对称面;X、X轴;Y、Y轴;Z、Z轴方向。
具体实施方式
权利要求书和除实施例外的说明书中,术语“X轴方向”、“Y轴方向”和“Z轴方向”仅是指具有上述方向之一的特征与具有另一方向的特征彼此垂直,并不要求其必须按照实施例中介绍的“X轴方向”、“Y轴方向”和“Z轴方向”实施。在实施例中,X轴方向垂直于Y轴方向也垂直于Z轴方向。其中,X轴方向可分为左和右,Y轴方向可分为前和后,Z轴方向可分为上和下。
权利要求书和说明书中,除非另有限定,术语“第一”、“第二”或“第三”等,都是为了区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。
权利要求书和说明书中,除非另有限定,术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系,且仅是为了便于简化描述,而不是暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作。
权利要求书和说明书中,除非另有限定,术语“固接”或“固定连接”,应作广义理解,即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式,也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。
权利要求书和说明书中,除非另有限定,术语“包括”、“具有”以及它们的变形,意为“包含但不限于”。
权利要求书和说明书中,除非另有限定,术语“设有”意指位于其后的技术特征是位于其前的技术特征的一部分。
权利要求书和说明书中,除非另有限定,术语“暂时形成”是指由脉冲电信号形成的磁驱动端的极性随着脉冲电信号的消失而消失。
权利要求书和说明书中,除非另有限定,术语“反转”是指线圈组件本次接收到的脉冲电信号与上次接收到的脉冲电信号电流方向不同时,本次暂时形成的磁驱动端的极性与上次暂时形成的磁驱动端的极性相反。当然,所属技术领域的技术人员应理解,对于磁保持继电器而言,如果线圈组件本次接收到的脉冲电信号与上次接收到的脉冲电信号电流方向相同,则本次接收到的脉冲电信号是无控制意义的,继电器的状态将不会改变。
权利要求书和说明书中,除非另有限定,术语“导磁截面”是指衔铁在磁场中垂直于其导磁路径的横截面。
权利要求书和说明书中,除非另有限定,术语“背面”是指该面的朝向背离静触件组。
权利要求书和说明书中,除非另有限定,术语“装设”是指彼此直接或间接地连接。
权利要求书和说明书中,除非另有限定,术语“承载”是指某物体的重力将作用于另一物体。
权利要求书和说明书中,除非另有限定,术语“直接连为一体”是指两者之间没有其他部分,直接相连。
下面将结合附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
继电器1用于接收电信号以控制外部电路通断。具体地,本实施例中的继电器1为磁保持继电器,其通过接收脉冲电信号以控制外部电路通断。本实施例中,脉冲电信号可分为第一脉冲电信号和第二脉冲电信号。第一脉冲电信号对应地用于控制外部电路导通,第二脉冲电信号对应地用于控制外部电路关断。继电器1在接收到第一脉冲电信号后,从关断状态切换到导通状态,在第一脉冲电信号消失后,继电器1保持在导通状态,直至接收到第二脉冲电信号;继电器1在接收到第二脉冲电信号后,从导通状态切换到关断状态,在第二脉冲电信号消失后,继电器1保持在关断状态,直至接收到第一脉冲电信号。本实施例中,外部电路为三相交流电。继电器1需要同时控制三相的通断。
参见图1,图1示出了本实施例中继电器1的结构。如图1所示,继电器1包括容置件2、磁路部分3、推动部分4、接触部分5、导向件6、弹性件7和微动开关8。
其中,磁路部分3包括线圈组件9和衔铁组件10。接触部分5包括接触件组11和抗短路单元12,接触件组11的数量为至少一个,抗短路单元12与接触件组11数量相同且对应。每个接触件组11包括一个动触件组13和一个静触件组14。每个抗短路单元12包括一个第一导磁体组15和一个第二导磁体组16。由于本实施例需要控制三相同时通断,因此本实施例中,接触件组11的数量为三个。本实施例中,衔铁组件10、推动部分4、动触件组13和第一导磁体组15构成运动部件17,运动部件17是相对容置件2运动的主要部件。
为了介绍的方便,本实施例的介绍顺序为容置件2、磁路部分3、运动部件17、静触件组14、第二导磁体组16、接触部分5、导向件6、弹性件7和微动开关8,最后再对继电器1的工作原理进行综述。
容置件2用于容置磁路部件3、推动部分4、接触部分5、导向件6、弹性件7和微动开关8。容置件2还应当看作运动部件17的运动基准,即本实施例中,谈及运动均是相对容置件2而言的。如现有技术,容置件2由绝缘材料制成,本实施例中,采用塑料注塑成型而成。
如图1所示,容置件2包括壳体18和盖体19。本实施例中,壳体18用于容置并装设磁路部件3、推动部分4、接触部分5、导向件6、弹性件7和微动开关8。本实施例中的“装设”是指彼此直接或间接地连接。
参见图2和图3,图2和图3示出了本实施例中的壳体18。如图2所示,壳体18包括底壳20和封堵件21。底壳20沿Y轴方向的前部设有三个容置腔22,三个容置腔22沿X轴方向布设,容置腔22用于容置第二导磁体组16,容置腔22沿Z轴方向设有开口,开口位于底壳20背离盖体19的底面。本实施例中,两个信号输入端子36和两个信号输出端子114分别沿Z轴方向从底壳19的底面伸出,两个信号输入端子36用于接收脉冲电信号,两个信号输出端子114用于向继电器状态感知电路发送继电器状态信号。
如图2所示,本实施例中,封堵件21与容置腔22数量相同且对应,封堵件21固接于底壳20并用于遮蔽对应的容置腔22的开口,以使第二导磁体组16被固定于容置腔22中。
如图3所示,本实施例中,底壳20的上表面沿Z轴方向与三个容置腔22对应的位置被封闭并设有三组凸起23,三组凸起23位于底壳20上表面沿Y轴方向的前部,每组凸起23包括两个沿X轴方向布设的凸起23,每个凸起23的延伸方向与X轴相交,本实施例中为沿Y轴方向延伸。凸起23的作用将在介绍接触部分5时一并介绍。
如图3所示,本实施例中,底壳20沿Y轴方向的后部设有线圈容置腔24,线圈容置腔24沿X轴方向位于底壳20的中部,线圈容置腔24沿Z轴方向向上开口并用于容置线圈组件9,线圈容置腔24沿X轴方向的两侧分别设有若干隔腔25,部分隔腔25在底壳20的底面设有散热孔,散热孔用于将容置件2内因为电导通而产生的热量传导至外部环境。本实施例中,大部分隔腔25内未容置其他部件,因此,线圈容置腔24可以根据需要沿X轴方向增加尺寸。
如图3所示,本实施例中,底壳20沿X轴方向和Y轴方向的中部的上表面设有第一导向部26,本实施例中,第一导向部26为沿Y轴方向延伸的导向槽,在其他实施例中,第一导向部26也可为凸块。
如图3所示,本实施例中,底壳20沿X轴方向的左右两侧分别设有配合部组27,每个配合部组27包括至少两个配合部28,本实施例中,每个配合部组27包括两个配合部28。同一配合部组27中的各配合部28沿Y轴方向布设。本实施例中,各配合部28设有沿Y轴方向贯通的配合槽,配合槽用于与导向件6配合。配合槽的槽壁可以附接金属制的弧环,以减少导向件6与配合部28摩擦产生的碎屑,也可以通过倒角或倒圆的方式减少配合槽与导向件6的接触面。
如图3所示,本实施例中,底壳20设有接触腔29,接触腔29与接触件组11数量相同且对应,本实施例中,接触腔29的数量为三个。三个接触腔29均沿Y轴方向位于第一导向部26和各凸起23之间,三个接触腔29沿X轴方向布设。接触腔29用于容置接触件组11,并供动触件组13在其中沿Y轴方向抵触或远离静触件组14。两个相邻的接触腔29之间设有隔挡部30,本实施例中,隔挡部30的数量为两个。隔挡部30总体上沿Y轴方向延伸,并在Z轴方向上具有一定尺寸,以将相邻的接触腔29分隔开。当动触件组13抵触静触件组14时,隔挡部30隔开甚至隔断相邻的接触腔29。隔挡部30用于防止相邻的静触件组14之间短路导致三相交流电两相之间短路,也用于防止部分接触件组11出现拉弧情况时,电弧传导至其他接触件组11导致两相之间短路。本实施例中,隔挡部30形成于容置件2的底壳20,因此隔挡部30当然也由绝缘材料制成。在其他实施例中,隔挡部30可以形成于推动卡58,或者作为独立的部件固接于容置件2或者推动卡58。
如图1所示,本实施例中,底壳20具有沿Z轴方向向上的开口。盖体19用于遮蔽底壳20的开口,并与底壳20固接。本实施例中,盖体19与底壳20卡接,盖体19上还设有若干插接柱,插接柱用于与底壳20插接配合,以对盖体19定位。
磁路部分3用于接收脉冲电信号,其根据脉冲电信号驱动推动部分4沿Y轴方向直线运动,以改变接触部分5的状态。本实施例中,磁路部分3还用于在脉冲电信号消失后,使推动部分4和接触部分5保持于当前状态,直至接收到新的脉冲电信号。
参见图4,图4示出了本实施例中的磁路部分3。如图4所示,本实施例中的磁路部分3包括线圈组件9和衔铁组件10。
参见图5,图5示出了本实施例中的线圈组件9。如图5所示,线圈组件9包括线圈架31、线圈绕组32、铁芯33、轭铁34和屏蔽件35。
如图5所示,线圈架31与底壳20固接并位于线圈容置腔24中。线圈架31沿X轴方向延伸并设有沿X轴方向延伸的中心孔。线圈架31沿X轴方向的两端分别设有挡墙。
如图5所示,线圈绕组32缠绕于线圈架31之上并位于两个挡墙之间。因此,线圈绕组32的轴线也沿X轴方向延伸。线圈绕组32的两个接线端连接两个信号输入端子36,两个信号输入端子36固接于线圈架31的挡墙,并沿Z轴方向贯穿底壳20,从底壳20的底面伸出(可参见图2)。
如图5所示,铁芯33置于线圈架31的中心孔内并沿X轴方向延伸。
如图5所示,本实施例中,轭铁34的数量为两个并均由导磁材料制成。两个轭铁34分别为第一轭铁37和第二轭铁38。两个轭铁34分别与铁芯33的两端固接,两个轭铁34远离铁芯33的一端分别形成磁驱动端39。两个磁驱动端39分别为第一磁驱动端40和第二磁驱动端41。其中,第一磁驱动端40形成于第一轭铁37,第二磁驱动端41形成于第二轭铁38。本实施例中,两个轭铁34均呈L形,其较长的臂的端部与铁芯33的端部固接,其较短的臂彼此相向地延伸形成磁驱动端39。两个磁驱动端39沿X轴方向布设并均沿X轴方向延伸,以对衔铁组件10沿Y轴方向的运动限位。具体地,本实施例中,两个磁驱动端39不仅用于对衔铁组件10沿Y轴方向从第一位置向第二位置的向前运动限位,也对衔铁组件10沿Y轴方向从第二位置向第一位置的向后运动限位。
如图5所示,屏蔽件35相对线圈架31固定并由金属材料制成。本实施例中,屏蔽件35盖设于线圈组件9的其他部分沿Z轴的上方和沿X轴的左右两侧。屏蔽件35用于使线圈组件9的其他部件不容易受外界磁场的干扰,也使线圈组件9其他部分的磁场不容易干扰外部。
本实施例中,线圈组件9受脉冲电信号激励反转两个磁驱动端39暂时形成的极性。本实施例中的“暂时形成”是指由脉冲电信号形成的磁驱动端39的极性随着脉冲电信号的消失而消失。本实施例中的“反转”是指线圈组件9本次接收到的脉冲电信号与上次接收到的脉冲电信号电流方向不同时,本次暂时形成的磁驱动端39的极性与上次暂时形成的磁驱动端39的极性相反。本实施例中,如前已述,脉冲电信号可分为第一脉冲电信号和第二脉冲电信号。第一脉冲电信号对应地用于控制外部电路导通,第二脉冲电信号对应地用于控制外部电路关断。本实施例中,第一脉冲电信号和第二脉冲电信号为电流方向相反的电脉冲。本实施例中,为了介绍方便,设定线圈绕组32由第一脉冲电信号激励形成第一磁场,并使第一磁驱动端40暂时具有N极极性,而使第二磁驱动端41暂时具有S极极性。在第一脉冲电信号消失后,第一磁驱动端40和第二磁驱动端41不具有由第一磁场产生的极性。相反,线圈绕组32由第二脉冲电信号激励形成第二磁场,并使第一磁驱动端40暂时具有S极极性,而使第二磁驱动端暂时具有N极极性。在第二脉冲电信号消失后,第一磁驱动端40和第二磁驱动端41不具有由第二磁场产生的极性。
本实施例中,线圈组件9只包含一个线圈绕组32,线圈绕组32只有两个信号输入端子36。在其他实施例中,线圈组件9可以包含两个线圈绕组32,两个线圈绕组32可以设置三个或四个信号输入端子36。各信号输入端子36分别向两个线圈绕组32输出对应的第一脉冲电信号和第二脉冲电信号。此时,作为整体,线圈组件9仍受脉冲电信号激励反转两个磁驱动端39暂时形成的极性。
衔铁组件10由线圈组件9驱动沿Y轴方向运动,其运动可分为从较后的第一位置向较前的第二位置的运动和从较前的第二位置向较后的第一位置的运动。衔铁组件10运动至第一位置时,继电器1处于关断状态,外部的三相交流电中电源与负载之间的电连接关断。衔铁组件10运动至第二位置时,继电器1处于导通状态,外部的三相交流电中电源与负载之间的电连接导通。
参见图6至图8,图6至图8示出了本实施例中的衔铁组件10。如图6所示,本实施例中,衔铁组件10包括两个永磁件42和两个衔铁43。
如图6所示,本实施例中,两个永磁件42由被充磁的磁钢形成,在其他实施例中,两个永磁件42也可以采用其他永磁材料,例如钕铁硼永磁铁。本实施例中,两个永磁件42分别为第一永磁件44和第二永磁件45。本实施例中,两个永磁件42均具有极性固定的两个磁极,两个磁极分别为第一磁极46和第二磁极47,第一磁极46和第二磁极47极性相反。两个永磁件42的第一磁极46极性相同,两个永磁件42的第二磁极47极性相同。本实施例中,为了介绍方便设定第一磁极为N极,第二磁极为S极。本实施例中,两个永磁件42沿X轴方向布设。每个永磁件42的两个磁极沿Y轴方向布设。其中,第一永磁件44的第一磁极46沿Y轴方向在前,第二磁极47沿Y轴方向在后,第二永磁件45的第一磁极46沿Y轴方向在后,第二磁极47沿Y轴方向在前。
如图6所示,两个衔铁43分别为第一衔铁48和第二衔铁49。第一衔铁48与两个永磁件42的第一磁极46固接,第二衔铁49与两个永磁件42的第二磁极47固接。两个衔铁43在垂直于Z轴方向的第一投影面U上的投影彼此交叉。每个衔铁43沿X轴方向的两端分别设有两个吸合部50,其中第一衔铁48沿X轴方向的两端分别设有第一吸合部51和第二吸合部52,第一吸合部51沿X轴方向在左侧,沿Y轴方向在前部,第二吸合部52沿X轴方向在右侧,沿Y轴方向在后部;第二衔铁49沿X轴方向的两端分别设有第三吸合部53和第四吸合部54,第三吸合部53沿X轴方向在右侧,沿Y轴方向在前部,第四吸合部54沿X轴方向在左侧,沿Y轴方向在后部。因此,第一吸合部51和第三吸合部53沿X轴方向布设,第四吸合部54和第二吸合部52沿X轴方向布设;第一吸合部51和第四吸合部54沿Y轴方向布设,第三吸合部53和第二吸合部52沿Y轴方向布设。
如图6和图7所示,每个衔铁均设有较窄段56和较宽段57。较窄段56沿Z轴方向的宽度小于较宽段57沿Z轴方向的宽度。本实施例中,较宽段57的数量为两个,两个较宽段57分别位于较窄段56沿X轴方向的两侧。每个衔铁43彼此交叉的部分55位于较窄段,以使两个衔铁43彼此交叉的部分55之间形成间隔V。每个衔铁43中,与两个永磁件42固接的位置分别位于彼此交叉的部分55沿X轴方向的两侧且均位于较宽段57。
如图8所示,本实施例中,衔铁组件10整体沿X轴方向延伸,且其X轴方向的尺寸大于Y轴方向的尺寸。衔铁组件10在第一投影面U上的投影相对垂直于X轴方向的对称面W镜像对称。
参见图9至图15,图9至图15示出了本实施例中磁路部分3的运作原理。
如图9所示,本实施例中,衔铁组件10沿X轴方向位于两个轭铁34与铁芯33连接的长臂之间。第一磁驱动端40沿Y轴方向位于第一吸合部51和第四吸合部54之间;第二磁驱动端41沿Y轴方向位于第三吸合部53和第二吸合部52之间。
图9示出了本实施例中的衔铁组件10在第一位置处于磁保持状态时磁路部分3的状态。如图9所示,衔铁组件10在第一位置处于磁保持状态时,第一吸合部51吸合第一磁驱动端40,第三吸合部53吸合第二磁驱动端41。此时,磁路部分3形成两条封闭磁回路,即第一封闭磁回路A1和第二封闭磁回路A2。第一封闭磁回路A1从第一永磁件44的第一磁极46,经第一吸合部51、第一磁驱动端40、第一轭铁37、铁芯33、第二轭铁38、第二磁驱动端41、第三吸合部53、第二衔铁49彼此交叉的部分55、第一永磁件44的第二磁极47回到第一永磁件44的第一磁极46,中间没有任何气隙,且穿过整个线圈组件9。第二封闭磁回路A2从第二永磁件45的第一磁极46,经第一衔铁48彼此交叉的部分55、第一吸合部51、第一磁驱动端40、第一轭铁37、铁芯33、第二轭铁38、第二磁驱动端41、第三吸合部53、第二永磁件45的第二磁极47回到第二永磁件45的第一磁极46,中间没有任何气隙,且穿过整个线圈组件9。因此,当衔铁组件10在第一位置处于磁保持状态时,由于存在第一封闭磁回路A1和第二封闭磁回路A2,且两者间具有叠加效应,使第一吸合部51与第一磁驱动端40之间以及第三吸合部53与第二磁驱动端41之间产生更大的磁吸力,衔铁组件10相对线圈组件9保持于第一位置。
图10示出了本实施例中的线圈组件9刚收到第一脉冲电信号时磁路部分3的状态。此时,线圈绕组32由第一脉冲电信号激励产生第一磁场,使第一磁驱动端40暂时具有N极极性,并使第二磁驱动端41暂时具有S极极性。由于第一磁驱动端40与第一吸合部51极性相同均为N极,因此第一磁驱动端40对第一吸合部51产生磁斥力;由于第二磁驱动端41与第三吸合部53极性极同均为S极,因此第二磁驱动端41对第三吸合部53产生磁斥力。不仅如此,磁路部分3此时还形成两条推动磁回路,即第一推动磁回路B1和第二推动磁回路B2。第一推动磁回路B1从第一磁驱动端40,经第一气隙P、第四吸合部54、第一永磁件44的第二磁极47、第一永磁件44的第一磁极46、第一衔铁48彼此交叉的部分55、第二吸合部52、第一气隙P、第二磁驱动端41、第二轭铁38、铁芯33、第一轭铁37回到第一磁驱动端40,中间只有两个作为行程间隙必须存在的第一气隙P,且穿过整个线圈组件9。第二推动磁回路B2从第一磁驱动端40,经第一气隙P、第四吸合部54、第二衔铁49彼此交叉的部分55、第二永磁件45的第二磁极47、第二永磁件45的第一磁极46、第二吸合部52、第一气隙P、第二磁驱动端41、第二轭铁38、铁芯33、第一轭铁37回到第一磁驱动端40,中间也只有两个作为行程间隙必须存在的第一气隙P,且穿过整个线圈组件9。因此,当线圈组件9刚收到第一脉冲电信号时,不仅第一磁驱动端40对第一吸合部51作用磁斥力,第二磁驱动端41对第三吸合部53作用磁斥力,而且由于存在第一推动磁回路B1和第二推动磁回路B2,且两者间具有叠加效应,第一磁驱动端40对第四吸合部54产生磁吸力,第二磁驱动端41对第二吸合部52产生磁吸力,使线圈组件9对衔铁组件10能够形成更强大的第一推动力F1,推动衔铁组件10从第一位置沿Y轴方向向第二位置运动。
图11示出了本实施例中衔铁组件10由线圈组件9驱动运动至第二位置时磁路部分3的状态。衔铁组件10从第一位置运动至第二位置过程中,第一磁驱动端40对第四吸合部54沿Y轴方向从第一位置向第二位置的运动限位,使第四吸合部54吸合第一磁驱动端40;第二磁驱动端41对第二吸合部52沿Y轴方向从第一位置向第二位置的运动限位,使第二吸合部52吸合第二磁驱动端41。如图11所示,衔铁组件10刚运动至第二位置时,第一脉冲电信号和第一磁场还未消失,第一磁驱动端40仍暂时具有N极极性,第二磁驱动端41仍暂时具有S极极性。此时,磁路部分3形成两条封闭磁回路,即第三封闭磁回路A3和第四封闭磁回路A4。第三封闭磁回路A3从第一磁驱动端40,经第四吸合部54、第一永磁件44的第二磁极47、第一永磁件44的第一磁极46、第一衔铁48彼此交叉的部分55、第二吸合部52、第二磁驱动端41、第二轭铁38、铁芯34、第一轭铁37回到第一磁驱动端40,中间没有任何气隙,且穿过整个线圈组件9。第四封闭磁回路A4从第一磁驱动端40,经第四吸合部54、第二衔铁45彼此交叉的部分55、第二永磁件45的第二磁极47、第二永磁件45的第一磁极46、第二吸合部52、第二磁驱动端41、第二轭铁38、铁芯34、第一轭铁37回到第一磁驱动端40,中间没有任何气隙,且穿过整个线圈组件9。因此,当衔铁组件10刚运动至第二位置时,由于存在第三封闭磁回路A3和第四封闭磁回路A4且两者之间存在叠加效应,使第一磁驱动端40与第四吸合部54之间以及第二磁驱动端41与第二吸合部52之间产生更大的磁吸力。
图12示出了本实施例中的衔铁组件10在第二位置处于磁保持状态时磁路部分3的状态。如图12所示,当第一脉冲电信号消失后,第一磁场消失,第一磁驱动端40和第二磁驱动端41不再具有由第一磁场产生的极性。此时,仍旧存在上述第三封闭磁回路A3和第四封闭磁回路A4,其中,第三封闭磁回路A3可以视为从第一永磁件44的第一磁极46出发,其路径与图11示出的第三封闭磁回路A3的路径相同;第四封闭磁回路A4可以视为从第二永磁件45的第一磁极46出发,其路径与图11示出的第四封闭磁回路A4的路径相同。且第三封闭磁回路A3与第四封闭磁回路A4彼此叠加,使第四吸合部54与第一磁驱动端40之间以及第二吸合部52与第二磁驱动端41之间产生更大的磁吸力,衔铁组件10相对线圈组件9保持于第二位置。
图13示出了本实施例中的线圈组件9刚收到第二脉冲电信号时磁路部分3的状态。如图13所示,此时,线圈绕组32由第二脉冲电信号激励产生第二磁场,使第一磁驱动端40暂时具有S极极性,而使第二磁驱动端41暂时具有N极极性。由于第一磁驱动端40与第四吸合部54极性相同均为S极,因此第一磁驱动端40对第四吸合部54产生磁斥力;由于第二磁驱动端41与第二吸合部52极性相同均为N极,因此第二磁驱动端41对第二吸合部52产生磁斥力。不仅如此,磁路部分3此时还形成两条推动磁回路,即第三推动磁回路B3和第四推动磁回路B4。第三推动磁回路B3从第二磁驱动端41,经第二气隙Q、第三吸合部53、第二衔铁45彼此交叉的部分55、第一永磁件44的第二磁极47、第一永磁件44的第一磁极46、第一吸合部51、第二气隙Q、第一磁驱动端40、第一轭铁37、铁芯33、第二轭铁38回到第二磁驱动端41,中间只有两个作为行程间隙必须存在的第二气隙Q,且穿过整个线圈组件9。第四推动磁回路B4从第二磁驱动端41经第二气隙Q、第三吸合部53、第二永磁件45的第二磁极47、第二永磁件45的第一磁极46、第一衔铁48彼此交叉的部分55、第一吸合部51、第二气隙Q、第一磁驱动端40、第一轭铁37、铁芯33、第二轭铁38回到第二磁驱动端41,中间也只有两个作为行程间隙必然存在的第二气隙Q,且穿过整个线圈组件9。因此,当线圈组件9刚收到第二脉冲电信号时,不仅第一磁驱动端40对第四吸合部54作用磁斥力,第二磁驱动端41对第二吸合部52作用磁斥力,而且由于存在第三推动磁回路B3和第四推动推回路B4,且两者之间存在叠加效应,第一磁驱动端40对第一吸合部51产生磁吸力,第二磁驱动端41对第三吸合部53产生磁吸力,使线圈组件9对衔铁组件10能够形成更强大的第二推动力F2,推动衔铁组件10从第二位置沿Y轴方向向第一位置运动。
图14示出了本实施例中衔铁组件10由线圈组件9驱动运动至第一位置时磁路部分3的状态。衔铁组件10从第二位置运动至第一位置过程中,第一磁驱动端40对第一吸合部51沿Y轴方向从第二位置向第一位置的运动限位,使第一吸合部51吸合第一磁驱动端40;第二磁驱动端41对第三吸合部53沿Y轴方向从第二位置向第一位置的运动限位,使第三吸合部53吸合第二磁驱动端41。如图14所示,衔铁组件10刚运动至第一位置时,第二脉冲电信号和第二磁场还未消失,第一磁驱动端40仍暂时具有S极极性,第二磁驱动端41仍暂时具有S极极性。此时,磁路部分3仍旧存在上述第一封闭磁回路A1和第二封闭磁回路A2,其中第一封闭磁回路A1可以视为从第二磁驱动端41出发,其路径与图9示出的第一封闭磁回路A1的路径相同;第二封闭磁回路A2可以视为从第二磁驱动端41出发,其路径与图9示出的第二封闭磁回路A2的路径相同。因此,当衔铁组件10刚运动至第一位置时,由于存在第一封闭磁回路A1和第二封闭磁回路A2,且两者之间存在叠加效应,使第一磁驱动端40与第一吸合部51之间以及第二磁驱动端41与第三吸合部53之间产生更大的磁吸力。
当第二脉冲电信号消失后,第二磁场消失,第一磁驱动端40和第二磁驱动端41不再具有由第二磁场产生的极性。此时,衔铁组件10如图9所示在第一位置处于磁保持状态。
以上过程,完整地记载了本实施例中的磁路部分3的工作原理。由以上介绍可知,无论磁路部分3处于磁保持状态还是处于磁驱动状态,衔铁组件10的两个吸合部50之间均能形成没有气隙的磁回路第一部分,线圈组件9的两个磁驱动端39之间均能形成穿过整个线圈组件9的磁回路第二部分,第一部分和第二部分无论是在磁保持状态还是磁驱动状态,都能形成完整的磁回路,从而使本实施例中的线圈组件9根据脉冲电信号驱动衔铁组件10沿Y轴方向直线运动,并在脉冲电信号消失后,衔铁组件10保持于当前状态,直至接收到新的脉冲电信号。
本实施例中的运动部件17是继电器1中主要的相对容置件2运动的部分。参见图15,图15示出了本实施例中的运动部件17。如图15所示,本实施例中,运动部件17包括衔铁组件10、推动部分4、动触件组13和第一导磁体组15。其中,推动部分4包括推动卡58、连接件59、弹性支架组60和限位件61。其中,衔铁组件10、推动卡58和连接件59形成推动单元62,动触件组13、第一导磁体组15和弹性支架组60形成动触单元63。推动单元62用于带动动触单元63沿Y轴方向直线运动,动触单元63用于实现抵触或远离静触件组14。为了介绍的方便,以下按照推动单元62、动触单元63和限位件61的顺序详细介绍本实施例中的运动部件17。
参见图16至图18,图16至图18示出了本实施例中的推动单元62。如上所述,推动单元62包括衔铁组件10、推动卡58和连接件59。其中,衔铁组件10前已详述。以下详细介绍推动卡58和连接件59。
推动卡58由衔铁组件10驱动,并用于装设和承载动触单元62。本实施例中的“承载”是指某物体的重力将作用于另一物体。如图16所示,推动卡58与衔铁组件10固接,本实施例中,推动卡58与衔铁组件10和连接件59嵌件注塑一体成型。推动卡58可以分为用于容置衔铁组件10的容置部64和用于容置连接件59和装设并承载动触单元62的连接部65。应当注意,将推动卡58分为容置部64和连接部65只是为了介绍的方便,两者之间本就连为一体。
如图16所示,当衔铁组件10被容置于容置部64时,衔铁组件10除四个吸合部50外,其余部分均被包裹于容置部64中。由于衔铁组件10沿X轴方向的尺寸大于沿Y轴方向的尺寸,因此,容置部64沿X轴方向的尺寸也大于沿Y轴方向的尺寸。本实施例中,四个吸合部50均沿X轴方向从容置部64伸出,并用于与两个磁驱动端39相互作用。其中,第一吸合部51和第四吸合部54沿X轴方向从容置部64的左侧伸出,且第一吸合部51沿Y轴方向位于前部,第四吸合部54沿Y轴方向位于后部;第三吸合部53和第二吸合部52沿X轴方向从容置部64的右侧伸出,且第三吸合部53沿Y轴方向位于前部,第二吸合部52沿Y轴方向位于后部。
如图16所示,连接部65沿X轴方向延伸。沿X轴方向,容置部64相对连接部65位于中间位置。连接部65背离静触件组14的背面沿X轴方向的右侧设有推抵部66,这里的“背面”指该面的朝向背离静触件组14。推抵部66沿Y轴方向从前向后延伸,其适于作用于微动开关8,使微动开关8能够感知继电器1所处的状态。具体地,当衔铁组件10位于第一位置时,推抵部66抵触微动开关8,当衔铁组件10位于第二位置时,推抵部66远离微动开关8。
如图17所示,推动卡58的底面沿X轴方向和沿Y轴方向的中部设有第二导向部67。第二导向部67与第一导向部26沿Y轴方向滑动配合,由于本实施例中,第一导向部26为沿Y轴方向延伸的导向槽,因此第二导向部67为沿Z轴方向延伸的导向凸起。导向凸起插入导向槽中并相对导向槽沿Y轴方向滑动,以使第一导向部26得以对推动卡58沿Y轴方向的直线运动进行导向。在其他实施例中,也可以将第一导向部26设置为导向凸起,将第二导向部67设置为导向槽,还可以采用任何所属领域的技术人员所熟知的滑动配合结构,使第一导向部26对推动卡58进行导向。
如图18所示,连接部65沿X轴方向的两侧分别设有安装孔68,安装孔68用于与导向件6配合。本实施例中,安装孔68被设置于连接部65沿X轴方向最靠边沿的位置,以使导向件6的导向作用更明显。
如图18所示,本实施例中,在两个安装孔68之间,连接部65朝向静触件组14的连接面上设有三个限位部组69,限位部组69与动触件组13的数量相同相同且对应。三个限位部组69总体上沿X轴方向对称设置,并分别朝向对应的接触腔29。每个限位部组69设有两个限位部70。两个限位部70沿Z轴方向布设。本实施例中,限位部70为凸出于连接面的连接柱。
如图18所示,本实施例中,推动卡58垂直于Y轴方向的各纵截面中,位于容置部64的纵截面沿X轴方向的尺寸是推动卡58各纵截面中沿X轴方向的尺寸中最小的。这实质是指,在Y轴方向上,容置部64与连接部65之间不设置沿X轴方向尺寸小于容置部64的连接杆。
如图18所示,如上已述,连接件59与推动卡58嵌件注塑一体成型。本实施例中,连接件59与动触件组13的数量相同且对应。连接件59用于与对应的限位件61连接,以使限位件61相对推动卡58固定。本实施例中,连接件59的数量为三个并沿X轴方向布设。每个连接件59沿Y轴方向的位置与对应的限位部组69沿Y轴方向的位置相同。本实施例中,连接件59沿Z轴方向延伸,其两端伸出推动卡58形成两个卡接部71。卡接部71用于连接限位件61。
参见图19,图19示出了本实施例中的动触单元63。动触单元63与动触件组13数量相同且对应。本实施例中,动触单元63的数量为三个并沿X轴方向布设。如上所述,每个动触单元63包括一个动触件组13、一个第一导磁组件15和一个弹性支架组60。
动触件组13由推动单元62带动沿Y轴方向抵触或远离静触件组14。当衔铁组件10处于第一位置时,动触件组13远离静触件组14,继电器1处于关断状态,外部电路中电源与负载之间的电连接关断。当衔铁组件10处于第二位置时,动触件组13抵触静触件组14,继电器1处于导通状态,外部电路中电源与负载之间的电连接导通。
如图19所示,动触件组13包括至少一个动触件72,本实施例中,动触件组13包括两个以上的动触件72,具体数量为两个,各动触件72沿Z轴方向间隔布设。动触件72用于抵触或远离静触件组14。每个动触件72包括彼此固接的过流桥73和两个动触点74。过流桥73由导电性良好的金属制成,并沿X轴方向延伸。两个动触点74均由导电性良好的金属制成并沿X轴方向布设。两个动触点74分别位于过流桥73朝向静触件组14的正面沿X轴方向的两侧。两个动触点74分别为第一动触点75和第二动触点76,其中第一动触点75沿X轴方向位于左侧,第二动触点76沿X轴方向位于右侧。当动触件组13抵触静触件组14时,电流从其中一个动触点74经过流桥73流至另一个动触点74。为了介绍方便,设定电流从第一动触点75经过过流桥73流至第二动触点76。所属技术领域的技术人员当然知道,由于本实施例中的继电器1用于控制交流电通断,这样的设定仅仅是为了介绍的方便。
如图19所示,第一导磁体组15包括至少一个第一导磁体77。第一导磁体77可以与对应的动触件组13中的动触件72数量相同且对应,也可以不相同且不对应。本实施例中,第一导磁体77与对应的动触件组13中的动触件72数量相同且对应。第一导磁体组15中,第一导磁体77的数量为两个,各第一导磁体77沿Z轴方向间隔布设。本实施例中,第一导磁体77与对应的动触件72固接。第一导磁体77设有本体78和两个延伸部79。本体78沿Z轴方向延伸,并位于导流桥73的背面。本实施例中,本体78贴合导流桥73的背面。两个延伸部79分别从本体77沿Z轴的两端沿Y轴方向朝向静触件组14延伸而出,并沿Y轴方向跨越过流桥73,甚至跨越动触点74,以使动触件组13抵触静触件组14时,延伸部79靠近第二导磁体组16。在其他实施例中,第一导磁体77并不必然呈本实施例中的形状,其可以只具有本体78,或者只有一个延伸部79。只要第一导磁体77能够与第二导磁体组79形成磁回路即可。
如图19所示,弹性支架组60装设于推动卡58。弹性支架组60在动触件组13沿Y轴方向抵触静触件组14时储能,并在动触件组13沿Y轴方向远离静触件组14时释能。弹性支架组60包括至少一个弹性支架80。弹性支架80可以与对应的动触件组13中的动触件72数量相同且对应,也可以不相同且不对应。本实施例中,弹性支架80的数量为一个。弹性支架80设有彼此连为一体的支架本体81和至少一个弹性支撑部82。支架本体81相对推动卡58固定并设有适配部83,适配部83与对应的限位部组69中限位部70的数量相同且对应,本实施例中,适配部83的数量为两个并沿Z轴方向布设。限位部70与适配部83沿Y轴方向滑动配合,以限制支架本体81垂直于Y轴方向运动。本实施例中,限位部70为凸出于连接面的连接柱,适配部83为连接孔,两个连接柱插接于两个连接孔中,使弹性支架80除具有沿Y轴方向的自由度外,其余方向均无自由度。本实施例中,每个弹性支架80的弹性支撑部82与对应的动触件组13中动触件72的数量相同且对应,当然数量也可以不相同且不对应。本实施例中,弹性支撑部82的数量为两个并沿Z轴方向布设。各动触件72装设于对应的弹性支撑部82。本实施例中,每个弹性支撑部82包括两个弹性臂84,两个弹性臂84分别从支架本体81沿X轴方向的两侧延伸而出,并至少部分倾斜地沿Y轴方向远离推动卡85。两个弹性臂84的自由端分别与过流桥73的背面固接,且与过流桥73固接的位置分别位于第一动触点75和第二动触点76沿Y轴方向的背面。弹性支撑部82也可以采用其他结构,只要能够在动触件组13抵触静触件组14时储能,并在动触件组13远离静触件组14时释能即可。
参见图20,图20示出了本实施例中的限位件61。限位件61与动触件组13的数量相同且对应。本实施例中,限位件61的数量为三个,各限位件61沿X轴方向布设。限位件61相对推动卡58固定并用于在对应的动触件组13远离静触件组14时沿Y轴方向抵接各动触件72以限制各动触件72与静触件组14之间的距离。限位件61包括抵接部85和两个装接部86。抵接部85沿Z轴延伸。动触件组13远离静触件组14时,过流桥73在弹性支架80的作用下沿Y轴方向抵接抵接部85。抵接部85设有适于供两个第一导磁体77的各个延伸部79沿Y轴方向伸出的避让孔87,本实施例中,避让孔87的数量为三个并沿Z轴方向布设。两个装接部86从抵接部85沿Z轴方向的两端沿Y轴方向背离静触件组14延伸而出。每个装接部86设有卡接孔88,卡接孔88用于与对应的连接件59上的对应的卡接部71卡接配合,以使限位件61相对推动卡58固定。
参见图21,图21示出了本实施例中的运动部件17。如图21所示,运动部件17组装完成后,衔铁组件10和推动卡58的数量均为一个,限位部组70、连接件59、弹性支架组60、限位件61、动触件组13和第一导磁体组15的数量均为三个。第一导磁体组15中各第一导磁体77固接于对应的动触件72上,各动触件72固接至对应的弹性支撑部82上。弹性支架80滑动配合于对应的限位部组69的各限位部70上,限位件61与连接件59卡接,抵接部85沿Y轴方向抵接各动触件72的过流桥73,以限制各动触件72与静触件组14之间的距离,同时也对支架本体81沿Y轴方向限位,使支架本体81相对推动卡58固定。
参见图22,图22示出了本实施例中的静触件组14。静触件组14固接于底壳20。如图22所示,本实施例中,静触件组14与动触件组13的数量相同且对应。本实施例中,静触件组14的数量为三个并沿X轴方向布设。静触件组14用于连接三相交流电的其中一相。静触件组14包括两个静触件89,两个静触件89均设有静触点90和负载端子91。两个静触件89分别为第一静触件92和第二静触件93。第一静触件92和第二静触件93沿X轴方向布设。
如图22所示,本实施例中,第一静触件92设有第一静触点94、第一过流部95、第二过流部96、第三过流部97和第四过流部98。第一静触点94与对应的动触件组13中第一动触点75的数量相同且对应。本实施例中,第一静触点94的数量为两个并沿Z轴方向布设。第一静触点94适于对应的第一动触点75沿Y轴方向抵触或远离。各第一静触点94固接于第一过流部95,第一过流部95沿Z轴方向延伸并垂直于Y轴方向。第二过流部96从第一过流部95沿X轴方向左侧的上部沿Y轴方向远离动触件组13延伸,第二过流部96沿Y轴方向贯穿底壳20,伸出底壳20的前表面。第二过流部96垂直于X轴方向。第三过流部97从第二过流部96沿Y轴方向远离第一过流部95的一端沿X轴方向向左侧延伸。第三过流部97垂直于Y轴方向。第四过流部98从第三过流部97沿Z轴的底端沿Y轴方向远离第一过流部95延伸。第四过流部98垂直于Z轴方向。本实施例中,第四过流部98形成第一负载端子99。第一负载端子99用于外接电源或负载的其中一相。为了介绍的方便,设定第一负载端子99外接电源。
如图22所示,本实施例中,第二静触件93设有第二静触点100、第五过流部101、第六过流部102、反向过流部103和第七过流部104。第二静触点100与对应的动触件组13中第二动触点76的数量相同且对应。本实施例中,第二静触点100的数量为两个并沿Z轴方向布设。第二静触点100适于对应的第二动触点76沿Y轴方向抵触或远离。本实施例中,第一静触点94和第二静触点100沿X轴方向布设。各第二静触点76固接于第五过流部101,第五过流部101沿Z轴方向延伸并垂直于Y轴方向。第六过流部102从第五过流部101沿X轴方向左侧的上部沿Y轴方向延伸,第六过流部102垂直于X轴方向。反向过流部103从第六过流部102沿Y轴方向远离第五过流部101的一端沿X轴方向向左侧延伸,反向过流部103垂直于Y轴方向。第七过流部104从反向过流部103沿Z轴方向的底端沿Y轴方向远离第五过流部101延伸。第七过流部104贯穿底壳20,伸出底壳20的前表面。第七过流部104垂直于Z轴方向。第七过流部104远离第五过流部101的一端形成第二负载端子105。第二负载端子105用于外接负载或电源的其中一相。为了介绍的方便,设定第二负载端子105外接负载。
参见图2和图27,图2和图27示出了本实施例中的第二导磁体组16。如图2所示,第二导磁体组16与第一导磁体组15的数量相同且对应。第二导磁体组16与第一导磁体组15沿Y轴方向相对设置。本实施例中,第二导磁体组16的数量为三个并沿X轴方向布设。第二导磁体组16包括至少一个第二导磁体106。第二导磁体106与对应的第一导磁体组15中第一导磁体77的数量可以相同且对应,也可以不相同且不对应。本实施例中,第二导磁体组16包括一个第二导磁体106。第二导磁体106沿Z轴方向延伸呈平板状。如前已述,第二导磁体106被容置于容置腔22中并相对壳体18固定。如同第一导磁体77一样,第二导磁体106也可以呈L形或匚形。只要第一导磁体组15与第二导磁体组16能够形成磁回路即可。如图27所示,本实施例中,第二导磁体106被绝缘体107包覆。本实施例中,绝缘体107形成于壳体18。
参见图23至图27,图23至图27示出了本实施例中的接触部分5。如前所述,本实施例中,接触部分5包括接触件组11和抗短路单元12。接触件组11和抗短路单元12数量相同且对应。本实施例中,接触件组11的数量为三个。每个接触件组11包括一个动触件组13和一个静触件组14。每个抗短路单元12包括一个第一导磁件组15和一个第二导磁体组16。
如图23所示,本实施例中,同一接触件组11中,动触件组13适于沿Y轴方向抵触或远离静触件组14。如前已述,当衔铁组件10位于第一位置时,动触件组13沿Y轴方向远离静触件组14,继电器1处于关断状态,外部电路的电连接被关断;当衔铁组件10位于第二位置时,动触件组13沿Y轴方向抵触静触件组14,继电器1处于导通状态,外部电路的电连接被导通。具体地,动触件组13中各第一动触点75适于沿Y轴方向抵触或远离静触件组14中各第一静触点94,动触件组13中各第二动触点76适于沿Y轴方向抵触或远离静触件组14中各第二静触点100。
如图23所示,本实施例中,第二导磁体106沿X轴方向位于对应的静触件组14中各第一静触点94和各第二静触点100之间。第二导磁体106还沿Y轴方向位于过流桥73与反向过流部103之间。当动触件组13抵触静触件组14时,第一导磁体组15中各第一导磁体77的延伸部79靠近包覆第二导磁体组16的绝缘体107。包覆第二导磁体组16的绝缘体107形成于壳体18并沿X轴方向位于第一静触件92和第二静触件93之间。绝缘体107上设有的各凸起23用于增加第一静触件92与第二静触件93之间沿X轴方向的爬电距离。各凸起23也可以是凹槽,各凸起23或凹槽可以是一个也可以是多个,各凸起23或凹槽为多个时沿X轴方向布设。每个凸起23或凹槽的延伸方向与X轴方向相交。本实施例中,凸起23或凹槽沿Y轴方向延伸。
如图24所示,当动触件组13抵触静触件组14时,电源与负载的电连接被导通。此时,电流走向K如图所示,从电源经第一负载端子99(第四过流部98)、第三过流部97、第二过流部96、第一过流部95、第一静触点94、第一动触点75、过流桥73、第二动触点76、第二静触点100、第五过流部101、第六过流部102、反向过流部103、第七过流部104和第二负载端子105流向负载。此时,过流桥73经过的电流沿X轴方向向右,反向过流部103经过的电流沿X轴方向向左,两者的电流方向相反。由右手螺旋定理可知,经过过流桥73的电流形成第三磁场L,经过反向过流部103的电流形成第四磁场M。
如图25至图27所示,在由过流桥73形成的第三磁场L中,两个第一导磁体77和第二导磁体106被磁化并形成两个磁回路。在第一导磁体77的本体78中,磁回路的磁感线方向是沿Z轴方向从下向上,在第一导磁体77沿Z轴方向位于上部的延伸部79中,磁回路的磁感线方向是沿Y轴方向从后向前,在第二导磁体106中,磁回路的磁感线方向是沿Z轴方向从上向下,在第一导磁体77沿Z轴方向位于下部的延伸部79中,磁回路的磁感线方向是沿Y轴方向从前向后。基于第三磁场L形成的磁回路使第一导磁体77和第二导磁体106之间形成吸力,且电流越大,两者之间的吸力越大。由反向过流部103形成的第四磁场M对第二导磁体106产生影响,第四磁场M在第二导磁体106一侧的磁感线方向同样是沿Z轴方向从上向下,与磁回路在第二导磁体106中的磁感线方向相同,因此,使第一导磁体77和第二导磁体106之间形成的吸力更强。
参见图28和图29,图28和图29示出了本实施例中的导向件6。导向件6用于为推动卡58沿Y轴方向的直线运动导向。如图29所示,导向件6沿Y轴方向延伸。本实施例中,导向件6由金属制成。推动卡58与壳体18两者之一与导向件6固接,两者另一与导向件6沿Y轴方向滑动配合。本实施例中,推动卡58与导向件6固接,壳体18与导向件6滑动配合。导向件6的数量可以是一个也可以是多个,本实施例中,导向件6与配合部组27数量相同且对应。导向件6的数量为两个并沿X轴方向布设。导向件6穿过推动卡58上对应的安装孔68并通过与安装孔68过盈配合与推动卡58固接。导向件6分别与对应的配合部组27中的两个配合部28滑动配合,具体地与导向槽滑动配合。导向件6穿过安装孔68的位置沿Y轴方向位于对应的配合部组27的两个配合部28之间。
参见图29至图31,图29至图31示出了本实施例中的弹性件7。如图29所示,弹性件7装设于底壳20并用于在衔铁组件10从第一位置向第二位置运动时提供推动助力。弹性件7的数量可以是一个也可以是多个,本实施例中,弹性件7的数量为两个。两个弹性件7分别位于推动卡58沿X轴方向的两侧且位于连接部65的背面。弹性件7固接于底壳17并具有弹性。本实施例中,弹性件7还与导向件6对应设置。弹性件7在动触件组9向远离静触件组10的方向运动时因形变储能并在动触件组9向靠近静触件组10的方向运动时恢复形变释能。如图30所示,弹性件7设有彼此连为一体的固定部108、第一弯折部109、推抵面110和避让槽111。固定部108与底壳20固接,第一弯折部109形成弯折以使弹性件7具有弹性。如图30和图31所示,推抵面110用于推抵连接部65的背面。避让槽111供对应的导向件6穿过,且被配置为不与导向件6接触。
参见图29和图32,图29和图32示出了本实施例中的微动开关8。本实施例中的微动开关8用于向外部的继电器状态感知电路发送继电器状态信号。如图29所示,微动开关8包括两个固定接触件112和一个动簧113。如图32所示,两个固定接触件112沿X轴方向布设,固定接触件112固接于底壳20并沿Z轴方向延伸,两个固定接触件112均设有信号输出端子114,信号输出端子114沿Z轴方向贯穿底壳20并伸出于底壳20的底面以与继电器状态感知电路电连接(参见图2)。本实施例中,动簧113设有固接部115、第二弯折部116和桥接部117。固接部115与底壳20固接,桥接部117用于导通两个固定接触件112。第二弯折部116位于固接部115与桥接部117之间并形成弯折以使动簧113具有弹性。动簧113适于被推抵部66推抵而形变以抵触两个固定接触件112,并在推抵部66远离时恢复形变而远离两个固定接触件112。由上面的介绍可知,当衔铁组件10位于第一位置时,推抵部66推抵动簧113,使动簧113形变并抵触固定接触件112,以向继电器状态感知电路发送继电器1处于关断状态的继电器状态信号。当衔铁组件10位于第二位置时,推抵部66远离动簧113,动簧113恢复形变并远离固定接触件112,以向继电器状态感知电路发送继电器1处于导通状态的继电器状态信号。
以下介绍本实施例中的继电器1的工作原理,其中,磁路部分3的工作原理在前已述,不再赘述。
参见图28,图28示出了继电器1处于初始状态的结构。如图28所示,初始状态下,继电器1处于关断状态。此时,衔铁组件10保持于第一位置。此时,动触件组13远离静触件组14并沿朝向静触件组14的方向顶抵限位件61。第一负载端子99和第二负载端子105之间的电连接被关断,电源无法向负载供电。推动卡58沿背离静触件组14的方向顶抵弹性件7,弹性件7形变储能。推抵部66推抵动簧113,使动簧113形变并抵触于两个固定接触件112,两个信号输出端子114彼此间导通,继电器状态感知电路感知到继电器1处于关断状态。
信号输入端子36接收到第一脉冲信号时,线圈绕组32暂时形成第一磁场,两个磁驱动端39以磁驱动力驱动衔铁组件10离开第一位置沿Y轴方向向第二位置运动。此时,弹性件7和动簧113恢复形变并释能。运动部件17在两个磁驱动端39的磁驱动力和弹性件7及动簧113的弹性力作用下,以加速度向静触件组14方向运动,动触件组13抵触静触件组14后,第一负载端子99和第二负载端子105之间电导通,电源通过继电器1向负载供电。衔铁组件10和推动卡58在两个磁驱动端39的磁驱动力下进入超行程继续向静触件14方向运动。弹性支架组60开始储能,且动触件组13不再抵接限位件61,直到衔铁组件10被两个磁驱动端39限位,衔铁组件10运动至第二位置。
参见图25,图25示出了继电器1处于导通状态的结构。如图25所示,当衔铁组件10运动至第二位置,动触件组13抵触静触件组14,第一负载端子99和第二负载端子105之间的电连接导通,电源向负载供电。动触件组13不再顶抵限位件61,弹性支架组60储能。推动卡58远离弹性件7使弹性件7恢复形变,推抵部66远离动簧113,使动簧113恢复形变并远离两个固定接触件112,两个信号输出端子114彼此间关断,继电器状态感知电路感知到继电器1处于导通状态。如图25所示,当衔铁组件10运动至第二位置时,隔挡部30贴近推动卡58,以隔断相邻的接触腔29。应当注意,在其他实施例中,隔挡部30也可以设置于推动卡58上,只要其在动触件组13抵触静触件组14时,隔挡部30位于相邻的接触件组11之间即可。
第一脉冲信号消失后,继电器1由于磁路部分3的磁保持力保持于导通状态。
信号输入端子36接收到第二脉冲信号时,线圈绕组32暂时形成第二磁场,两个磁驱动端39以磁驱动力驱动衔铁组件10离开第二位置沿Y轴方向向第一位置运动。此时,弹性支架组60恢复形变并释能,衔铁组件10和推动卡58在两个磁驱动端39的磁驱动力和弹性支架组60的弹性力作用下,以加速度向远离静触件组14的方向运动,直至动触件组13离开静触件组14,弹性支架组60形变部分恢复,并推抵动触件组13抵接限位件61。此时,第一负载端子99与第二负载端子105之间的电连接被关断,继电器1处于关断状态,电源无法向负载供电。之后,运动部件17作为整体继续向远离静触件组14的方向运动,推动卡58推抵弹性件7,使弹性件7形变并储能;推抵部66推抵动簧113,使动簧92形变储能并抵触两个固定接触件112,两个信号输出端子114之间电导通,继电器状态感知电路感知到继电器1处于关断状态。最后,衔铁组件10的运动被两个磁驱动端39限位,衔铁组件10运动至如图28所示的第一位置。
第二脉冲信号消失后,继电器1由于磁路部分3的磁保持力保持于关断状态。
本实施例中的电表采用了上述继电器1。
如图33所示,本实施例中的电表1中还包括互感器118。互感器118用于将大电流转换为小电流以供测量。本实施例中,互感器118的数量为三个,三个互感器118沿X轴方向布设,并分别装设于三个静触件组14的第二静触件93伸出容置件2的部分上。在其他实施例中,也可以分别装设于三个静触件组14的第一静触件92伸出容置件2的部分上。
本实施例对现有技术中的摆动式磁保持继电器的磁路部分3进行了极具创新的改进。本实施例在摆动式磁保持继电器的线圈组件9基础上,将与永磁件42固接的两个衔铁43从平行设置改进为彼此交叉且彼此交叉的部分55间隔设置,使衔铁组件10得以从相对线圈组件9摆动转换为相对线圈组件9直线运动。相较于现有技术中的摆动式磁保持继电器的磁路部分3,由于衔铁组件10相对线圈组件9直线运动,不存在摆动式磁保持继电器摆动行程的径向分量的损失。因此可以让继电器1的空间利用率更高,能够为在有限的空间中增加动触件72与静触件89之间的安全距离创造更有利的条件。相较于现有技术中的直动式磁保持继电器的磁路部分3,由于两个磁驱动端39沿X轴方向布设,同时衔铁组件10的直线运动方向是垂直于X轴方向的Y轴方向,因此本实施例中的磁路部分3不会让继电器1在一个方向(无论是X轴方向还是Y轴方向)上需要很长的长度,可以让继电器1更容易适应有限的空间,能够为在有限的空间中增加动触件72与静触件89之间的安全距离创造更有利的条件。
本实施例由于在摆动式磁保持继电器的线圈组件9的基础上将衔铁组件10中的两个衔铁改进为彼此交叉,因此衔铁组件10的两个吸合端50之间通过永磁件42和两个衔铁43能够形成一个没有任何气隙的磁回路第一部分,而线圈组件9的两个磁驱动端39之间也能形成贯穿整个线圈组件9的磁回路第二部分,第一部分和第二部分无论是在磁保持状态还是磁驱动状态,都能形成完整的磁回路,这个完整的磁回路不会因为在衔铁组件10的两个吸合部50之间存在较大气隙而造成较大磁损失,因此磁损失较小,磁效率更高,在不增加线圈组件9的功耗的情况下,有利于增加动触件72的运动行程;而在磁驱动力相当的情况下,能够降低线圈组件9实现磁驱动所需要的功耗,有利于将线圈组件9的尺寸做得更小,因此能够为在有限的空间中增加动触件72与静触件89之间的安全距离创造更有利的条件。另外,现有技术中的直动式磁保持继电器,在磁保持状态,往往会形成两个彼此抵抗的磁回路,其中一个磁回路经过轭铁板,另一个磁回路经过静铁芯,两个磁回路对动铁芯的磁作用力方向相反,本实施例中的磁回路均贯穿线圈组件9,因此不会存在上述问题,相较于现有技术中的直动式磁保持继电器,磁保持时的磁作用力更大,尤其是在继电器1受故障大电流冲击时,衔铁组件10更不易摆脱磁保持状态而运动,有利于避免动触件72与静触件89因为故障电流而脱离导致破坏性拉弧。
本实施例中,衔铁组件10在第一位置时处于磁保持状态的情况下,当线圈组件9由脉冲电信号激励反转两个磁驱动端39暂时形成的极性时,不仅两个磁驱动端39对第一吸合部51和第三吸合部53产生磁斥力,而且第四吸合部54和第二吸合部52之间通过衔铁组件10形成没有气隙的推动磁回路的第一部分,两个磁驱动端39通过线圈组件9形成贯穿整个线圈组件9的推动磁回路的第二部分,推动磁回路的第一部分和第二部分构成完整的推动磁回路,该推动磁回路中只有必然存在的行程气隙,而没有其他气隙,因此磁效率更高,两个磁驱动端39在相同的功耗下作用于衔铁组件10的磁驱动力更强,更有利于增加动触件72与静触件89之间的安全距离。同样,在衔铁组件10在第二位置处于磁保持状态的情况下,当线圈组件9由脉冲电信号激励两个磁驱动端39反转暂时形成的极性时,不仅两个磁驱动端39对第四吸合部54和第二吸合部52产生磁斥力,而且第一吸合部51和第三吸合部53之间通过衔铁组件10形成没有气隙的推动磁回路的第一部分,两个磁驱动端39通过线圈组件9形成贯穿整个线圈组件9的推动磁回路的第二部分,推动磁回路的第一部分和第二部分构成完整的推动磁回路,该推动磁回路中同样只有必然存在的行程气隙,而没有其他气隙,因此具有同样的技术效果。
本实施例中,衔铁组件10在第二位置处于磁保持状态且动触件72抵触静触件89使外部电路导通时,第二吸合部52和第四吸合部54之间通过衔铁组件10形成没有气隙的保持磁回路的第一部分,两个磁驱动端39通过线圈组件9形成贯穿整个线圈组件9的保持磁回路的第二部分,保持磁回路的第一部分和第二部分构成完整的保持磁回路,该保持磁回路在第二吸合部52和第四吸合部54吸合两个磁驱动端39时是完全封闭的,而在第二吸合部52和第四吸合部54由于其他原因设置为靠近两个磁驱动端时,气隙也很小,因此,均能够提升衔铁组件10处于磁保持状态时的磁效率,使磁保持的吸力更大,可靠性更高。尤其是在继电器1受故障大电流冲击时,衔铁组件10更不易摆脱磁保持状态而运动,有利于避免动触件72与静触件89因为故障电流而脱离导致破坏性拉弧。
本实施例中,对于X方向布设的两个磁驱动端39而言,与其吸合或靠近的两个吸合部50的磁场均来自于同样的永磁件42。因此,衔铁组件10在从第一位置向第二位置运动或从第二位置向第一位置运动的过程中,所受的磁推动力大小相当,差异较小。因此继电器1在进行通断切换时磁推动力的平衡性较好,衔铁组件10的直线运动更不易歪斜,继电器1更不易卡涩且寿命更长。
本实施例中,由于第一吸合部51和第二吸合部52沿X轴方向分别位于第一衔铁48的两端,且第三吸合部53和第四吸合部54沿X轴方向分别位于第二衔铁49的两端,因此,第一衔铁48与永磁件42固接的位置位于第一吸合部51与第二吸合部52之间,第二衔铁49与永磁件42固接的位置也位于第三吸合部53与第四吸合部54之间,这样布置,使同一衔铁43的两个吸合部50的磁场强度差异更小,衔铁组件10处于磁驱动状态时,线圈组件9在两个行程中的磁推动力彼此差异更小。其次,由于第一吸合部51和第四吸合部54沿Y轴方向布设、第三吸合部53和第二吸合部52沿Y轴方向布设、第一吸合部51和第三吸合部53沿X轴方向布设且第四吸合部54和第二吸合部52沿X轴方向布设,使衔铁组件10的四个吸合部50在第一投影面U上分别位于长方形的四个顶点位置,便于调整衔铁组件10沿X轴方向和Y轴方向的尺寸,更有利于为在有限的空间中增加动触件72与静触件89之间的安全距离创造更有利的条件。
本实施例中,衔铁组件10位于第二位置时磁路部分3形成封闭磁回路,相较于第四吸合部54和第二吸合部52只是靠近两个磁驱动端39,磁路部分磁损失更小,磁保持力更强,抗故障电流冲击的能力更强。
本实施例中,两个磁驱动端39沿X轴方向延伸以对衔铁组件10从第一位置向第二位置的运动和/或从第二位置向第一位置的运动限位,使衔铁组件10沿Y轴方向的运动行程更确定,有利于保证动触件72与静触件89之间的安全距离。
本实施例中,线圈绕组9的轴线与衔铁组件10运动方向垂直,这样布局有利于为衔铁组件10沿Y轴的运动让出空间,使整个磁路部分3的结构更加紧凑,占用空间更小,因此有利于为在有限的空间中增加动触件72与静触件89之间的安全距离创造更有利的条件。同时,上述布局中,在线圈绕组9的轴线方向上继电器1的其他部件不多的情况下,更容易充分利用有限的空间,延长线圈绕组9的轴向长度,使线圈绕组9能够输出更大的磁场强度,从而有利于增加两个磁驱动端39的磁推动力,为在有限的空间中增加动触件72与静触件89之间的安全距离创造更有利的条件。
本实施例中,永磁件42的两个磁极沿Y轴方向布设,相较于可选的沿X轴方向布设或者沿Z轴方向布设,不仅永磁件42与两个衔铁43的接触面积更大,导磁效果更好,而且能够避免两个衔铁43过多弯折,能够降低两个衔铁43的结构复杂度和制造难度,同时还有利于减小衔铁组件10的体积。
本实施例中,两个衔铁43设有较窄段56和较宽段57,且彼此交叉的部分55位于较窄段56,有利于在彼此交叉的部分55沿Z轴方向间隔设置的前提下,不增加衔铁组件10沿Z轴方向的宽度。
本实施例中,衔铁43与永磁件42固接的位置位于较宽段57,有利于将永磁件42的磁场更充分地引导至衔铁43,使磁驱动端39与衔铁43之间的磁作用力更强,因此有利于增加衔铁组件10沿Y轴的运动行程,从而有利于增加动触件72与静触件89之间的距离。
本实施例中,两个较宽段57沿X轴方向位于较窄段56的两侧,有利于在较窄段56沿X轴方向的两侧均获得较大的导磁截面。
本实施例中,永磁件42的数量为至少两个并分别位于彼此交叉的部分55的两侧,且每个衔铁43与各永磁件42同一极性的磁极固接。相较于只有一个永磁件42且该永磁件42只能位于彼此交叉的部分55的一侧,更有利于保持衔铁组件10沿X轴方向两侧的磁场强度的一致性,衔铁组件10的直线运动更不易歪斜,继电器1更不易卡涩且寿命更长。
本实施例中,在彼此交叉的部分55两侧分别布置永磁件42,在未增加衔铁组件10沿Y轴方向和Z轴方向的尺寸的情况下,充分利用衔铁组件10所占空间以增加磁驱动端39与衔铁组件10之间的磁作用力,更有利于增加动触件72与静触件89之间的安全距离。由于各永磁件42通过两个衔铁43连接在一起,使得各永磁件42的磁场上的强弱差异在两个衔铁43上被有效地削弱,两侧的衔铁43与磁驱动端39之间的磁推用力沿X轴方向更能保持平衡,因此继电器1更不易卡涩且寿命更长。
本实施例中,在采用两个以上的永磁件42时,衔铁组件10与线圈组件9之间,无论是在磁保持状态还是在磁驱动状态,都能形成两个以上的磁回路,磁作用力因为彼此叠加而更大,相较于只有一个永磁件42,更有利于增加动触件72与静触件89之间的距离。
本实施例中,衔铁组件10在第一投影面U上的投影沿垂直于X轴的对称面V镜像对称,使衔铁组件10沿X轴方向两侧的磁场强度的一致性更好,且重心也更容易保持在对称面V上,衔铁组件10的直线运动更不易歪斜,继电器1更不易卡涩且寿命更长。
实施例中,每个动触件72设有过流桥73、第一动触点75和第二动触点76,第一静触件92和第二静触件93分别与外部电路电连接,使动触件72与静触件89之间的安全距离实际为动触点74与静触点90之间距离的两倍,因此有利于增加动触件72与静触件89之间的安全距离。这是因为,动触件72与静触件89之间的安全距离在本实施例中,实际是指在动触件72远离两个静触件89时两个静触件89的静触点90之间通过动触件72导通的距离,因此该距离为实际的动触件72上的动触点74与静触件89上的静触点90之间的距离的两倍。另外,本技术方案中,两个静触件89分别与外部电路电连接,相较于动触件72和静触件89分别电连接外部电路,电连接结构更加简单,装配更加方便。
本实施例中,动触件组13的数量至少两个,使继电器1能够控制更多外部电路的通断。
本实施例中,动触件组13的数量为三个,使继电器1能够同时控制三相交流电的每一相通断,提高了安全性。
本实施例中,各动触件组13沿X轴方向布设并沿Y轴方向抵触或远离对应的静触件组14,相较于动触件组13的布设方向与运动方向相同的备选方案,更有利于在有限的空间中增加动触件组13的行程,有利于为增加动触件72与静触件89之间的安全距离创造更有利的条件;并且使得与各动触件组13对应的静触件组14在端子引出方向上没有遮挡,更易于从容置件2侧面引出而节省铜耗。
本实施例的布局方式还能让其轴线沿X轴方向延伸的线圈组件9沿X轴方向的两侧不需要设置接触部分5,因此,线圈组件9在轴线方向上空间充裕,可以在不增大继电器1整体尺寸的情况下,根据需要在X轴方向增大线圈组件9的长度,提升磁推动力,有利于增加动触件72与静触件89之间的安全距离。
本实施例中,每个动触件组13中包括至少两个动触件72,因此外部电路导通时,能够通过多个动触件72载流,不仅增加了动触点74和静触点90的数量,而且每个动触件72之间是并联关系,每个动触件72的载流要求降低,接触电阻也随之减小,继电器1能够更好地提高负载能力。
本实施例中,每个动触件组13中各动触件72沿Z轴方向布设,更充分地利用了Z轴方向的空间以增加负载能力。每个动触件72的第一动触点75和第二动触点76沿X轴方向布设,相应地对应的静触件组14中的第一静触件92与第二静触件93也必然沿X轴方向布设,由于各动触件组X轴方向布设,使所有静触件72均沿X轴方向布设,便于所有静触件72沿Y轴方向延伸或Z轴方向延伸以将负载端子91引出容置件2,因此各静触件89的布局更合理,更能保证相邻的静触件89之间的距离,更有利于充分利用有限的空间,为增加动触件72与静触件89之间的安全距离创造更有利的条件。同时,由于各静触件89均沿X轴方向布设,使得静触件89引出容置件的部分更容易安装互感器118。
本实施例中,静触件组14沿X轴方向布设,且静触件组14中,两个静触件89也沿X轴方向布设,使六个静触件89均沿X轴方向布设,有利于静触件89与外部电路连接,并利于在静触件89上安装互感器118。
本实施例中,第一过流部95沿Z轴方向延伸,便于沿Z轴方向布设第一静触点94;第五过流部101沿Z轴方向延伸,便于沿Z轴方向布设第二静触点100。
本实施例中,第二过流部96从第一过流部95沿X轴方向远离第二静触件93的一侧沿Y轴方向延伸而出,且第二过流部96垂直于X轴方向,使第二过流部96能够为在第二静触件93上安装互感器118提供让位空间。
本实施例中,第三过流部97从第二过流部96沿Y轴方向远离第一过流部95的一端沿X轴方向远离第二静触件93延伸,并使第四过流部98从第三过流部97沿Z轴方向的底端沿Y轴方向延伸,便于连接电源或负载,也便于为第七过流部104安装互感器118让位。
本实施例中,反向过流部103沿X轴方向延伸,且第七过流部104从反向过流部103沿Y轴方向延伸而出并垂直于Z轴方向,使第七过流部104与相邻的第一静触件92之间彼此靠近,在形成足够的间隔以便于安装互感器118的同时,便于控制整个继电器1沿X轴方向的尺寸。
本实施例中,用于安装互感器118的第七过流部垂直于Z轴方向,便于安装互感器118,并能够使互感器118的端子沿Z轴方向延伸。
本实施例中,互感器118适于安装于第二接触件93的第七过流部104,可以使第一静触件92不会沿X轴方向凸出容置件2太多,特别是安装互感器118后,不会凸出太多,便于控制整个继电器1沿X轴方向的尺寸。
本实施例中,本实施例中,推动卡58与衔铁组件10固接且各动触件组13装设于推动卡58并由推动卡58承载,能够使衔铁组件10沿Y轴方向的运动行程更好地转化为动触件72的运动行程,避免驱动力与运动行程的损失。相较于现有技术中的摆动式磁保持继电器,正是由于采用了前述的磁路部分3,衔铁组件10才得以与推动卡58固接。同时,相较于现有技术中的直动式磁保持继电器,正是由于采用了前述的磁路部分3,使衔铁组件10在垂直于其运动方向的X轴方向上具有较大的尺寸,而非通过一根直径较小的推动杆实现直线运动,而本实施例中的推动卡58用于装设和承载各动触件组13。因此,当动触件组13沿X轴方向布设时,能够避免卡涩问题或者因为剧烈磨损而导致寿命下降。同时,由于线圈组件9的线圈绕组32沿X轴方向延伸且两个磁驱动端39沿X轴方向布设,而衔铁组件10由两个磁驱动端39驱动沿Y轴方向直线运动,因此线圈组件9为衔铁组件10沿Y轴方向的运动提供更多的避让空间,不会让衔铁组件10和推动卡58在一个方向(无论是X轴方向还是Y轴方向)上需要很长的长度,可以让继电器1更容易适应有限的空间,能够为在有限的空间中增加动触件72和静触件89之间的安全距离创造更有利的条件。
本实施例中,推动卡58与衔铁组件10嵌件注塑一体成型,避免了衔铁组件10与推动卡58装配过程中可能产生的误差,也使推动卡58与衔铁组件10集成度更高,零部件更少,有利于充分利用有限的空间。
本实施例中,容置部64沿X轴方向的尺寸大于沿Y轴方向的尺寸,且推动卡58垂直于Y轴方向的各纵截面中,位于容置部64的纵截面沿X轴方向的尺寸是推动卡58各纵截面中沿X轴方向的尺寸中最小的,也即,在Y轴方向上,容置部64与连接部65之间不设置沿X轴方向尺寸小于容置部64的连接杆,使得运动部件17不再Y轴方向上占用太大的尺寸,能够为有限的空间中增加动触件72与静触件89之间的安全距离创造更有利的条件,并且保证沿X轴方向布设各动触件组13并让动触件72沿X轴方向延伸,相比现有技术更不容易卡涩。
本实施例中,用于装设和承载各动触件组13的连接部65沿垂直于推动卡58运动方向的X方向延伸,有利于沿X轴方向布设动触件组13。
本实施例中,弹性支架组60在动触件组13抵触静触件组14时储能,并在动触件组13远离静触件组14时释能,能够在控制外部电路关断时有效地在动触件组13和静触件组14产生额外的斥力,帮助动触件组13远离静触件组14。尤其是在动触件组13与静触件组14之间还设置用于抗故障大电流的抗短路单元12的情况下,当动触件组13抵触静触件组14时,动触件72流过的电流使抗短路单元12上形成磁回路,从而在动触件组13与静触件组14中产生吸力,此时,弹性支架组60的弹性力所形成的斥力在负载电流正常时能够抵消或部分抵消相应的吸力,从而帮助动触件13组远离静触件组14。
本实施例中,弹性支架组60包括弹性支架80,弹性支承部82的数量与动触件组13中动触件72的数量相同且对应,各动触件72装设于对应的弹性支承部82,因此,每个动触件72能够由相对独立的弹性支承部82调整姿态,更有利于动触件72上的第一动触点75和第二动触点76可靠地抵触相应的静触件组14。
本实施例中,弹性支承部82包括两个与过流桥73固接的弹性臂84,有利于动触件72自由地摆动以调整姿态。
本实施例中,两个弹性臂84与过流桥73固接的位置分别位于第一动触点75和第二动触点76的背面,能够使两个弹性臂84的弹性力直接作用于两个动触点74,更能保证两个动触点74可靠地抵触对应的静触件89。
本实施例中,限位件61相对推动卡58固定并在对应的动触件组13远离静触件组14时沿Y轴方向抵触各动触件72以限制各动触件72与静触件组14之间的距离,因此设置限位件61能够确保各动触件72与静触件组14之间的安全距离,能够避免因为弹性支架组60的弹性不一致而使部分动触件72与静触件组14之间距离过近的问题。
本实施例中,推动卡58的限位部70与支架本体81的适配部83仅需滑动配合,弹性支架80沿Y轴的运动由限位件61限位,因此弹性支架80的安装更加简单。
本实施例中,第一导向部26和第二导向部67沿Y轴方向滑动配合,能够对推动卡58的直线运动进行导向,避免推动卡58运动时卡涩和歪斜,能够有效保证各动接触件72可靠地抵触静接触件89。
本实施例中,第二导向部67位于推动卡58沿X轴方向的中部,也就更近于整个运动部件质心所在位置,更有利于对推动卡58的运动进行引导,避免推动卡58运动时卡涩和歪斜。
本实施例中,弹性件7在动触件组13向远离静触件组14的方向运动时因形变而储能并在动触件组13向靠近静触件组14的方向运动时因恢复形变而释能,能够更好地帮助运动部件17脱离第一位置向第二位置运动。有利于增加动触件72的运动行程,因此也有利于增加动触件72与静触件89之间的安全距离。
本实施例中,通过设置抗短路单元12,能够使第一导磁体组15和第二导磁体组16在动触件组13有电流通过时形成磁回路,从而使第一导磁体组15和第二导磁体组16之间形成吸合力。电流越大,这种吸合力也越大,因此能够在故障大电流冲击接触部分5时避免动触件组13脱离静触件组14,防止破坏性拉电弧。
本实施例中,第一导磁体组13至少部分位于过流桥73背面,第二导磁体组16至少部分位于过流桥73与反向过流部103之间,使得不仅动触件72的电流能够在第一导磁体组15和第二导磁体组16之间形成磁回路,而且反向过流部103由于电流方向与动触件72的电流方向相反,因此其产生的磁场在第二导磁体组16所在一侧的磁感线的方向与过流桥73产生的磁场在第二导磁体组16所在的一侧的磁感线的方向相同,加强了第二导磁体组16的磁场强度,使第二导磁体组16与第一导磁体组15之间的磁吸力更强,在故障大电流下动触件组15与静触件组16更不易脱离,使继电器1的可靠性更高,抗大电流冲击能力更强。
本实施例中,第二导磁体组16被绝缘体107包覆,增大位于同一第二导磁体组16两侧的两个静触件89之间的爬电距离,使两个静触件89不会因为设置第二导磁体组16而容易短路。
本实施例中,绝缘体107形成于容置件2,相比于另设绝缘体107,占用空间更少,继电器的集成度更高。
本实施例中,由于在包覆第二导磁体组16的绝缘体107外表面设有凸起23或凹槽,从而能够增加两个静触件89之间的爬电距离,两个静触件89更不易通过绝缘体107的表面导通,因此更不易发生短路现象。
本实施例中,凸起23与凹槽的延伸方向与两个静触件89的布设方向相交甚至垂直,能够有效地增加两个静触件89之间的爬电距离。
本实施例中,第一导磁体77对应动触件72设置,磁回路对动触件72过流而产生的磁场的约束更高,磁损失更小,第一导磁体77与第二导磁体106之间的吸力更大。第一导磁体77固接于动触件72,使第一导磁体77安装更方便。
本实施例中,两个延伸部79跨越动触件72,并在动触件72抵触两个静触件89时靠近第二导磁体组16,因此第一导磁体组15和第二导体组16在形成磁回路时,气隙更小,第一导磁体组15与第二导体组16之间的吸力更大。
本实施例中,第二导磁体组16只有一个第二导磁体107,因此安装更加方便。
本实施例中,绝缘体107形成于容置件2,相比于另设绝缘体107,占用空间更少,继电器1的集成度更高。
本实施例中,第二导磁体组16固接于底壳20的容置腔22中,使第二导磁体组更易安装。
本实施例中,在相邻的接触腔之间设置隔挡部30,能够防止相邻的静触件组14之间短路导致三相交流电两相之间短路,也能够防止部分接触件组11出现拉弧情况时,电弧传导至其他接触件组11导致两相之间短路。在其他实施例中,隔挡部30设置于推动卡58,也能起到相应的作用。
本实施例中,在动触件组13抵触静触件组14时,隔挡部30隔断相邻的接触腔29,因此隔挡部30的隔挡效果更好。
本实施例中,隔挡部30形成于容置件2,是容置件2的一部分,可以在制造容置件2时一体注塑成型,因此集成度高,制造更简单。隔挡部30形成于推动卡58也具有类似的效果。
本实施例中,当动触件组13抵触静触件组14时,隔挡部30隔断相邻的接触腔29。因此,隔挡部30的隔挡效果更好。
本实施例中,线圈容置腔24沿X轴方向的两侧分别设有若干隔腔25,因此,线圈容置腔24可以根据需要沿X轴方向增加尺寸,以便于线圈绕组32更长的线圈组件9装入。
本实施例中,导向件6沿Y轴方向延伸,容置件2与推动卡58两者之一与导向件6固接,两者另一与导向件6滑动配合,同样能够对推动卡58的直线运动起到导向作用。
本实施例中,两个导向件6沿X轴方向布设于推动卡58的两侧,无论推动卡58的运动方向可能向哪一侧歪斜,都能够有效地进行导向,从而更好地防止运动部件17卡涩或歪斜。
本实施例中,导向件6与推动卡58滑动配合或固接的位置沿Y轴方向位于对应的配合部组69的两个配合部70之间,有利于使导向件6装配时保持沿Y轴方向延伸,不会沿X轴倾斜或晃动。而且,在重力方向为Z轴方向时,还能够承载导向件6,并通过导向件6承载由衔铁组件10、推动卡58和各动触件组13等形成的运动部件17。尤其是在动触件组13的数量为三个且沿X轴方向布设时,运动部件17的重量较大,因此,配合部组69中两个配合部70在运动部件17的重力方向上对运动部件17进行承载,使运动部件17不会向重力方向歪斜。
本实施例中,弹性件7在动触件组13向远离静触件组14的方向运动时因形变而储能并在动触件组13向靠近静触件组14的方向运动时因恢复形变而释能,能够更好地帮助运动部件17脱离第一位置向第二位置运动。有利于增加动触件72的运动行程,因此也有利于增加动触件72与静触件89之间的安全距离。
本实施例中,通过设置微动开关8,并使推动卡58的动作能够作用于微动开关8,能够使继电器1的状态得以经由微动开关8传递至继电器状态感知电路。
实施例二
实施例二与实施例一主要的不同在于磁路部分3。磁路部分3中,实施例二与实施例一不同的部分主要是衔铁组件10的结构不同,以及衔铁组件10在第二位置时两个吸合部50只是分别靠近两个磁驱动端39,而没有分别吸合两个磁驱动端39。
首先介绍实施例二中的衔铁组件10与实施例一中的衔铁组件10不同。
参见图34至图36,图34至图36示出了实施例二中的衔铁组件10。如图34所示,实施例二中,衔铁组件10不再包括第二永磁件45,而只有第一永磁件44。第一永磁件44沿X轴方向位于彼此交叉的部分的左侧。因此,本实施例中,衔铁组件10也不再具有对称面V。
如图35所示,实施例二中,两个衔铁43均设有一个较厚部119和两个较薄部120。两个较薄部120沿X轴方向分别位于较厚部119的两侧。较厚部119的厚度大于较薄部120的厚度。较窄段56位于较厚部119,且本实施例中,每个衔铁43较窄段56两侧的较宽段57均有部分位于较厚部119。实施例二所说的“厚度”是指衔铁43的导磁截面在第一投影面U上的投影的长度。
如图36所示,实施例二中,每个衔铁43均包括基片121和增厚片122。本实施例中,基片121的厚度一致,增厚片122的厚度一致。当然,基片121的厚度也可以选择与增厚片122的厚度一致。增厚片122与基片121固接并沿厚度方向贴合基片121以形成较厚部119。实施例二中,基片121在其彼此交叉的部分55设有突出部123,增厚片122在相应的部位设有台阶孔124,基片121与增厚片122压铆连接,突出部123穿过台阶孔124后被压铆。当然,基片121与增厚片122也可以通过其他方式实现固接,但均需要增厚片122沿厚度方向贴合基片121,且两者之间直接接触。
参见图37至图42,图37至图42示出了实施例二中磁路部分3的运作原理。
图37示出了实施例二中的衔铁组件10在第一位置处于磁保持状态时磁路部分的状态。如图37所示,衔铁组件10在第一位置处于磁保持状态时,第一吸合部51吸合第一磁驱动端40,第三吸合部53吸合第二磁驱动端41。此时,磁路部分3形成第一封闭磁回路A1。第一封闭磁回路A1从第一永磁件44的第一磁极46,经第一吸合部51、第一磁驱动端40、第一轭铁37、铁芯33、第二轭铁38、第二磁驱动端41、第三吸合部53、第二衔铁49彼此交叉的部分55、第一永磁件44的第二磁极47回到第一永磁件44的第一磁极46,中间没有任何气隙,且穿过整个线圈组件9。因此,当衔铁组件10在第一位置处于磁保持状态时,由于存在第一封闭磁回路A1,使第一吸合部51与第一磁驱动端40之间以及第三吸合部53与第二磁驱动端41之间产生磁吸力,衔铁组件10相对线圈组件9保持于第一位置。
图38示出了实施例二中的线圈组件9刚收到第一脉冲电信号时磁路部分3的状态。此时,线圈绕组32由第一脉冲电信号激励产生第一磁场,使第一磁驱动端40暂时具有N极极性,并使第二磁驱动端41暂时具有S极极性。由于第一磁驱动端40与第一吸合部51极性相同均为N极,因此第一磁驱动端40对第一吸合部51产生磁斥力;由于第二磁驱动端41与第三吸合部53极性极同均为S极,因此第二磁驱动端41对第三吸合部53产生磁斥力。不仅如此,磁路部分3此时还形成第一推动磁回路B1。第一推动磁回路B1从第一磁驱动端40,经第一气隙P、第四吸合部54、第一永磁件44的第二磁极47、第一永磁件44的第一磁极46、第一衔铁48彼此交叉的部分55、第二吸合部52、第一气隙P、第二磁驱动端41、第二轭铁38、铁芯33、第一轭铁37回到第一磁驱动端40,中间只有两个作为行程间隙必须存在的第一气隙P,且穿过整个线圈组件9。因此,当线圈组件9刚收到第一脉冲电信号时,不仅第一磁驱动端40对第一吸合部51作用磁斥力,第二磁驱动端41对第三吸合部53作用磁斥力,而且由于存在第一推动磁回路B1,使第一磁驱动端40对第四吸合部54产生磁吸力,第二磁驱动端41对第二吸合部52产生磁吸力,使线圈组件9对衔铁组件10能够形成第三推动力F3,推动衔铁组件10从第一位置沿Y轴方向向第二位置运动。
图39示出了实施例二中衔铁组件10由线圈组件9驱动运动至第二位置时磁路部分3的状态。如图39所示,第四吸合部54沿Y轴方向运动至靠近第一磁驱动端40时衔铁组件10即达到力平衡状态,第二吸合部52沿Y轴方向运动至靠近第二磁驱动端41时衔铁组件10即达到力平衡状态,因此衔铁组件10运动至第二位置时,第四吸合部54靠近第一磁驱动端40,两者之间形成第三气隙R,第二吸合部52靠近第二磁驱动端41,两者之间形成第三气隙R。衔铁组件10刚运动至第二位置时,第一脉冲电信号和第一磁场还未消失,第一磁驱动端40仍暂时具有N极极性,第二磁驱动端41仍暂时具有S极极性。此时,磁路部分3形成第五磁回路A5。第五封闭磁回路A3从第一磁驱动端40,经第三气隙R、第四吸合部54、第一永磁件44的第二磁极47、第一永磁件44的第一磁极46、第一衔铁48彼此交叉的部分55、第二吸合部52、第三气隙R、第二磁驱动端41、第二轭铁38、铁芯34、第一轭铁37回到第一磁驱动端40。第五磁回路A5穿过整个线圈组件9。因此,当衔铁组件10刚运动至第二位置时,由于存在第五磁回路A5,使第一磁驱动端40与第四吸合部54之间以及第二磁驱动端41与第二吸合部52之间产生磁吸力。
图40示出了实施例二中的衔铁组件10在第二位置处于磁保持状态时磁路部分3的状态。如图12所示,当第一脉冲电信号消失后,第一磁场消失,第一磁驱动端40和第二磁驱动端41不再具有由第一磁场产生的极性。此时,仍旧存在上述第五封闭磁回路A5,其中,第五磁回路A5可以视为从第一永磁件44的第一磁极46出发,其路径与图39示出的第五磁回路A5的路径相同。由于存在第五磁回路A5,使第一磁驱动端40与第四吸合部54之间以及第二磁驱动端41与第二吸合部52之间产生磁吸力,衔铁组件10相对线圈组件9保持于第二位置。
图41示出了实施例二中的线圈组件9刚收到第二脉冲电信号时磁路部分3的状态。如图13所示,此时,线圈绕组32由第二脉冲电信号激励产生第二磁场,使第一磁驱动端40暂时具有S极极性,而使第二磁驱动端41暂时具有N极极性。由于第一磁驱动端40与第四吸合部54极性相同均为S极,因此第一磁驱动端40对第四吸合部54产生磁斥力;由于第二磁驱动端41与第二吸合部52极性相同均为N极,因此第二磁驱动端41对第二吸合部52产生磁斥力。不仅如此,磁路部分3此时还形成第五推动磁回路B5。第三推动磁回路B3从第五磁驱动端41,经第四气隙T、第三吸合部53、第二衔铁45彼此交叉的部分55、第一永磁件44的第二磁极47、第一永磁件44的第一磁极46、第一吸合部51、第四气隙T、第一磁驱动端40、第一轭铁37、铁芯33、第二轭铁38回到第二磁驱动端41,中间只有两个作为行程间隙必须存在的第四气隙T,且穿过整个线圈组件9。因此,当线圈组件9刚收到第二脉冲电信号时,不仅第一磁驱动端40对第四吸合部54作用磁斥力,第二磁驱动端41对第二吸合部52作用磁斥力,而且由于存在第五推动磁回路B5,第一磁驱动端40对第一吸合部51产生磁吸力,第二磁驱动端41对第三吸合部53产生磁吸力,使线圈组件9对衔铁组件10能够形成第四推动力F4,推动衔铁组件10从第二位置沿Y轴方向向第一位置运动。
图42示出了实施例二中衔铁组件10由线圈组件9驱动运动至第一位置时磁路部分3的状态。衔铁组件10从第二位置运动至第一位置过程中,第一磁驱动端40对第一吸合部51沿Y轴方向从第二位置向第一位置的运动限位,使第一吸合部51吸合第一磁驱动端40;第二磁驱动端41对第三吸合部53沿Y轴方向从第二位置向第一位置的运动限位,使第三吸合部53吸合第二磁驱动端41。如图42所示,衔铁组件10刚运动至第一位置时,第二脉冲电信号和第二磁场还未消失,第一磁驱动端40仍暂时具有S极极性,第二磁驱动端41仍暂时具有S极极性。此时,磁路部分3仍旧存在上述第一封闭磁回路A1,第一封闭磁回路A1可以视为从第二磁驱动端41出发,其路径与图37示出的第一封闭磁回路A1的路径相同。因此,当衔铁组件10刚运动至第一位置时,由于存在第一封闭磁回路A1,使第一磁驱动端40与第一吸合部51之间以及第二磁驱动端41与第三吸合部53之间产生磁吸力。
当第二脉冲电信号消失后,第二磁场消失,第一磁驱动端40和第二磁驱动端41不再具有由第二磁场产生的极性。此时,衔铁组件10如图37所示在第一位置处于磁保持状态。
实施例二中除上述介绍的区别外,其他部分与实施例一相同,因此,具有与实施例一相应的技术效果。
实施例二中,较厚部119的厚度大于较薄部120的厚度且较窄段56位于所述较厚部119,使较窄段56的导磁截面得以增加,从而让较窄段56不再成为衔铁43导磁截面的瓶颈。因此,整个衔铁43彼此交叉部分沿X轴方向的两侧的磁场强度更为平衡且一致,使两个磁驱动端39与衔铁组件10之间沿X轴方向两侧的磁推动力更平衡,衔铁组件10的直线运动更不易歪斜,继电器1更不易卡涩且寿命更长。
实施例二中,较窄段56两侧的较宽段57均有部分位于所述较厚部119,使较宽段57与较窄段56衔接之处导磁截面更大,从而让该衔接处不再成为衔铁43导磁截面的瓶颈。因此,整个衔铁43彼此交叉部分沿X轴方向的两侧的磁场强度更为平衡且一致,使两个磁驱动端39与衔铁组件10之间沿X轴方向两侧的磁推动力更平衡,衔铁组件10的直线运动更不易歪斜,磁保持继电器更不易卡涩且寿命更长。
实施例二中,较厚部119通过在基片121上贴合增厚片122实现,因此能够使用板材通过钣金等工艺制造两个衔铁43,成本更低,制造更方便。
实施例二中,即使第四吸合部54和第二吸合部52只是靠近两个磁驱动端39,仍能形成第五磁回路A5和第五推动磁回路B5,因此,无论是在磁保持状态还是在磁驱动状态,衔铁组件10仍能形成一个没有任何气隙的磁回路第一部分,而线圈组件9的两个磁驱动端39之间也能形成贯穿整个线圈组件9的磁回路第二部分,第一部分和第二部分仍能形成完整的磁回路,这个完整的磁回路不会因为在衔铁组件10的两个吸合部50之间存在较大气隙而造成较大磁损失,因此磁损失较小,磁效率更高,在不增加线圈组件9的功耗的情况下,有利于增加动触件72的运动行程;而在磁驱动力相当的情况下,能够降低线圈组件9实现磁驱动所需要的功耗,有利于将线圈组件9的尺寸做得更小,因此能够为在有限的空间中增加动触件72与静触件89之间的安全距离创造更有利的条件。
实施例三
实施例三与实施例一的不同之处在于导向件6、弹性件7和配合部组27。
参见图43和图44,图43和图44示出了实施例三中的导向件6、弹性件7和配合部组27。如图43和图44所示,实施例三中,导向件6与底壳20固接并与推动卡58滑动配合,具体地,导向件6与安装孔68滑动配合。
如图44所示,实施例三中,配合部组27沿Y轴方向布设有第一配合部125和第二配合部126。第一配合部125较第二配合部126沿Y轴方向更靠后。第二配合部126与实施例一中的配合部28没有区别。第一配合部125设有通孔,第一配合部125与导向件6固接。弹性件7采用沿Y轴方向延伸的弹簧。弹性件7套设于导向件6,其一端与第一配合部125固接,另一端适于顶抵推动卡58的背面。弹性件7的作用仍是在动触件组9向远离静触件组10的方向运动时因形变储能并在动触件组9向靠近静触件组10的方向运动时恢复形变释能。
本实施例中,弹性件7采用弹簧,相对于实施例一中的弹性件7,其为标准件,成本更低,装配更方便。
Claims (13)
1.一种运动部件,其用于磁保持继电器,所述磁保持继电器包括线圈组件(9)和静触件组(14),所述线圈组件(9)包括绕圈绕组(32)和两个磁驱动端(39),所述线圈绕组(32)沿X轴方向延伸,两个磁驱动端(39)沿X轴方向布设;其特征是,所述运动部件包括衔铁组件(10)、推动卡(58)和动触件组(13);所述衔铁组件(10)由两个磁驱动端(39)驱动沿Y轴方向直线运动,所述推动卡(58)与衔铁组件(10)嵌件注塑一体成型,所述动触件组(13)装设于所述推动卡(58)并由推动卡(58)承载以抵触或远离静触件组(14)。
2.如权利要求1所述的一种运动部件,其特征是:所述衔铁组件(10)包括永磁件(42)和两个衔铁(43),两个衔铁(43)分别与永磁件(42)的两个磁极固接,两个衔铁(43)在垂直于Z轴方向的第一投影面(U)上的投影彼此交叉且彼此交叉的部分(55)沿Z轴方向间隔设置。
3.如权利要求2所述的一种运动部件,其特征是,所述推动卡(58)包括容置部(64)和连接部(65);所述容置部(64)用于容置衔铁组件(10),所述连接部(65)用于装设并承载动触件组(13);所述容置部(64)沿X轴方向的尺寸大于沿Y轴方向的尺寸,推动卡(58)垂直于Y轴方向的各纵截面中,位于容置部(64)的纵截面沿X轴方向的尺寸是推动卡(58)各纵截面中沿X轴方向的尺寸中最小的。
4.如权利要求3所述的一种运动部件,其特征是,所述连接部(65)沿X轴方向延伸,所述动触件组(13)的数量为至少两个,各动触件组(13)沿X轴方向布设。
5.如权利要求4所述的一种运动部件,其特征是,所述动触件组(13)的数量为三个。
6.如权利要求5所述的一种运动部件,其特征是,所述动触件组(13)包括至少一个动触件(72),所述动触件(72)设有过流桥(73)和两个动触点(74),所述过流桥(73)沿X轴方向延伸,两个动触点(74)适于通过过流桥(73)电连接并适于抵触静触件组(14)中沿X轴方向布设的两个静触件(89)。
7.如权利要求6所述的一种运动部件,其特征是,还包括弹性支架组(60),所述弹性支架组(60)的数量与动触件组(13)的数量相同且对应,所述弹性支架组(60)装设于所述推动卡(58),所述动触件组(13)抵触所述静触件组(14)时,所述弹性支架组(60)储能,所述动触件组(13)远离所述静触件组(14)时所述弹性支架组(60)释能。
8.如权利要求7所述的一种运动部件,其特征是,还包括限位件(61),所述限位件(61)与所述动触件组(13)数量相同且对应,所述限位件(61)相对所述推动卡(58)固定,并在对应的所述动触件组(13)远离所述静触件组(14)时沿Y轴方向抵接各动触件(72)以限制各动触件(72)与静触件组(14)之间的距离。
9.一种磁保持继电器,其特征是,包括容置件(2)和如权利要求1至8中任一项所述的运动部件(17);
所述容置件(2)容置所述运动部件(17)。
10.如权利要求9所述的一种磁保持继电器,其特征是,还包括导向件(6),所述导向件(6)沿Y轴方向延伸;所述推动卡(58)与所述容置件(2)两者之一与所述导向件(6)固接,两者另一与所述导向件(6)沿Y轴方向滑动配合。
11.如权利要求9所述的一种磁保持继电器,其特征是,还包括弹性件(7),所述弹性件(7)装设于所述容置件(2),并适于弹性抵触所述推动卡(58),所述弹性件(7)在所述动触件组(13)向远离静触件组(14)的方向运动时储能并在所述动触件组(13)向靠近静触件组(14)的方向运动时释能。
12.如权利要求9所述的一种磁保持继电器,其特征是,还包括微动开关(8),所述微动开关(8)设有动簧(113)和固定接触件(112),所述推动卡(58)设有推抵部(66),所述推抵部(66)适于推抵或释放所述动簧(113),使所述动簧(113)抵触或远离所述固定接触件(112)。
13.一种电表,其特征是,包括如权利要求9至12中任一项所述的磁保持继电器。
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CN202410315817.1A CN118039413A (zh) | 2024-03-19 | 2024-03-19 | 一种运动部件、磁保持继电器和电表 |
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2024
- 2024-03-19 CN CN202410315817.1A patent/CN118039413A/zh active Pending
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