CN1949432B - 无功耗磁电高速切换开关 - Google Patents

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Abstract

一种无功耗磁电高速切换开关，包括两组静触点、两组铁心及其绕组，两组绕组并接或串接，两组静触点分别设置在第一绕组的下端面和第二绕组的上端面；两组铁心及其绕组之间设置永磁动触点，永磁动触点上设有与两组静触点相对应的触点，永磁动触点与两组铁心处于同一中心线上，构成(双向)切换开关。另一方案是将上述一组静触点绕组换为不带触点的绕组，即为(单向)切换开关。该开关利用电磁感应和磁力学原理的有机结合，实现瞬间快速闭合或断开，反应灵敏，开关响应迅速；常闭或常开状态是在无电流的情况下维持，所以触点无电流烧蚀，使用寿命长，可靠性高。尤其适合作为混合动力电动汽车领域电动-发电复用控制系统要求的大电流磁电切换开关。

Description

无功耗磁电高速切换开关
技术领域
本发明涉及一种电子技术领域的电流切换电器开关，尤其是一种适合混合动力电动汽车领域电动-发电复用控制系统使用的大电流磁电切换开关。
背景技术
现有技术中的电磁开关，都是利用电磁感应原理，由开关触点、回位弹簧、铁心及其绕组等组成。当绕组通电时，绕组及铁心产生磁场，吸引衔铁(或动铁)带动触点闭合或断开，从而接通或关断负载电流电路。无论是常开或常闭电磁开关，绕组都需要连续常通控制电流，以产生电磁吸力维持触点处于常开或常闭状态。因此，电磁开关在工作的过程中，需要消耗控制励磁电流，存在功耗大，闭合速度慢等缺点。GB2030368A公开了一种开关，包括两组静触点、两组铁心、每组铁心带有与其对应的绕组，两组铁心及其绕组之间设置一动磁块，动磁块设置在一导电连杆上，动磁块在磁力的作用下，通过导电连杆带动动触点与静触点闭合或分离，实现磁电开关功能。该开关采用动磁块通过导电连杆带动动触点与静触点闭合或分离的结构形式，致使两组铁心和动磁块不在同一中心线上，不能有效实现面接触，导致触点的闭合力减弱，影响触点的导电性能，可靠性较差；这种结构形式还受导电连杆截面面积的限制，难以满足大电流开关的性能要求；该开关静触点、动触点均单独设置，导致结构复杂、不紧凑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种瞬间实现电流切换的无功耗磁电高速切换开关。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种无功耗磁电高速切换开关，包括两组静触点、两组铁心、每组铁心带有与其对应的绕组，两组绕组并接或串接，其特征在于：所述两组静触点分别设置在第一绕组的下端面和第二绕组的上端面；所述两组铁心及其绕组之间设置永磁动触点，永磁动触点上设有与两组静触点相对应的触点；永磁动触点与两组铁心处于同一中心线上。
一种无功耗磁电高速切换开关，包括一组静触点、两组铁心、每组铁心带有与其对应的绕组，两组绕组并接或串接，其特征在于：所述静触点设置在第一绕组的下端面或第二绕组的上端面；所述两组铁心及其绕组之间设置永磁动触点，永磁动触点上设有与静触点相对应的触点；永磁动触点与两组铁心处于同一中心线上。
本发明提供的上述无功耗磁电高速切换开关，利用电磁感应和磁力学原理的有机结合，通过瞬间通电，铁心产生的感应磁场与永磁动触点的永磁磁铁相吸或相斥，实现快速闭合或断开，反应灵敏，开关响应迅速；随后断开电流，再利用永磁动触点的永磁铁与铁心之间的吸力维持常闭或常开状态，在常闭或常开状态下，无控制励磁电流的消耗，节能实用。该切换开关的触点常闭或常开状态是在无电流的情况下维持的，所以触点无电流烧蚀，使用寿命长，可靠性高。尤其适合作为混合动力电动汽车领域电动-发电复用装置要求的大电流磁电切换开关。
附图说明
图1为双向磁电切换开关状态一的结构示意图；
图2为双向磁电切换开关状态二的结构示意图；
图3为单向磁电切换开关状态一的结构示意图；
图4为单向磁电切换开关状态二的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明提供的双向无功耗磁电高速切换开关，包括一组上触点的铁心1及其绕组2、一组下触点的铁心3及其绕组4以及上、下触点的铁心1、2及其绕组3、4之间设置的永磁动触点5，上触点绕组2和下触点绕组4并接或串接，上触点设置在上触点绕组2的下端面，下触点设置在下触点绕组4的上端面，永磁动触点5上、下两端面分别设置与下触点、上触点相对的触点，其中：上触点、下触点为静触点。永磁动触点5与上、下触点的铁心1、3处于同一中心线上。
当上、下触点绕组通电流时，上触点与动触点相邻的铁心端面产生与永磁动触点磁极性相反的磁极，而下触点与动触点相邻的铁心端面产生与永磁动触点磁极性相同的磁极，上触点与永磁动触点之间异性磁极相吸，同时下触点与永磁动触点之间同性磁极相斥，此时永磁动触点在下触点的推力和上触点的吸力下，迅速与上触点闭合，瞬间闭合后上下触点绕组电流断开，上触点与永磁动触点在永磁铁与铁心的吸力作用下，继续压接闭合，保持常闭状态，而此时下触点与永磁动触点处于断开状态；当上、下触点绕组接通反向电流时，永磁动触点在上触点的推力和下触点的吸力下，迅速与上触点断开、与下触点闭合，瞬间切换后上下触点绕组电流断开，下触点与永磁动触点在永磁铁与铁心的吸力作用下，继续压接闭合，保持常闭状态，而此时上触点与永磁动触点处于断开状态。
如图3、图4所示，本发明提供的单向无功耗磁电高速切换开关，包括一组上触点铁心1及其绕组2、一组下铁心3′及其绕组4′、以及上触点铁心1及其绕组2和下铁心3′及其绕组4′之间设置的永磁动触点5，上触点绕组2和下铁心绕组4′并接或串接，上触点设置在上触点绕组2的下端面，永磁动触点5上端面设置与上触点相对的触点。其中：上触点为静触点。永磁动触点5与上触点铁心1、下铁心3′处于同一中心线上。
当上触点、下铁心绕组通电，上触点与永磁动触点相邻的铁心端面产生与永磁动触点磁极性相反的磁极，而下铁心与永磁动触点相邻的端面产生与永磁动触点磁极性相同的磁极，上触点与永磁动触点之间异性磁极相吸，下铁心与永磁动触点之间同性磁极相斥，此时永磁动触点在下铁心推力和上触点铁心吸力共同作用下，迅速与上触点闭合，瞬间闭合后上触点、下铁心绕组电流断开，上触点与永磁动触点在永磁铁与上触点铁心的吸力作用下，继续压接闭合，保持常闭状态；当上触点、下铁心绕组接通反向电流时，永磁动触点在上触点铁心推力和下铁心吸力共同作用下，迅速与上触点断开，永磁动触点在永磁铁与下铁心的吸力作用下，保持常开状态。
图1至图4所示实施例中，上触点、下触点的位置只是相对而言，并不局限其左、右分布或位置互换。凡作如此等同变换，均属本发明保护范围。
上述永磁动触点5是由永磁铁501、触点502及其连接体503集合在一起组成的，永磁铁501、触点502设置在连接体503上。
实际使用中，将上述双向或单向无功耗磁电高速切换开关，采用两只或三只以及更多只并用，即构成一只两相或三相以及多相无功耗磁电高速切换开关。

Claims (5)

1.一种无功耗磁电高速切换开关，包括上、下两组静触点和上、下两组铁心(1、3)，上、下铁心(1、3)带有与其对应的上、下触点绕组(2、4)，上、下触点绕组(2、4)并接或串接，其特征在于：所述上、下两组静触点分别设置在上铁心的下端面和下铁心的上端面；上、下铁心之间设置永磁动触点(5)，永磁动触点(5)由永磁铁(501)、触点(502)及连接体(503)集合在一起组成的，永磁铁(501)和触点(502)设置在连接体(503)上，触点分别设置在永磁动触点(5)的上、下两端面上，与上、下两组静触点相对应；当上、下触点绕组(2、4)通电流时，与上静触点和永磁动触点(5)相邻的铁心端面产生与永磁动触点(5)磁极性相反的磁极，而与下静触点和永磁动触点(5)相邻的铁心端面产生与永磁动触点(5)磁极性相同的磁极，上静触点与永磁动触点(5)之间异性磁极相吸，同时下静触点与永磁动触点(5)之间同性磁极相斥，此时永磁动触点(5)在下静触点的推力和上静触点的吸力下，迅速与上静触点闭合，瞬间闭合后上、下触点绕组(2、4)电流断开，上静触点与永磁动触点(5)在永磁铁与铁心的吸力作用下，继续压接闭合，保持常闭状态，而此时下静触点与永磁动触点(5)处于断开状态；当上、下触点绕组(2、4)接通反向电流时，永磁动触点(5)在上静触点的推力和下静触点的吸力下，迅速与上静触点断开、与下静触点闭合，瞬间切换后上、下触点绕组(2、4)电流断开，下静触点与永磁动触点(5)在永磁铁与铁心的吸力作用下，继续压接闭合，保持常闭状态，而此时上静触点与永磁动触点(5)处于断开状态。
2.一种无功耗磁电高速切换开关，包括一组上静触点和上、下两组铁心(1、3′)，上、下铁心(1、3′)带有与其对应的上、下铁心绕组(2、4′)，上、下铁心绕组(2、4′)并接或串接，其特征在于：所述上静触点设置在上铁心的下端面；所述上、下铁心(1、3′)之间设置永磁动触点(5)，永磁动触点(5)由永磁铁(501)、触点(502)及连接体(503)集合在一起组成的，永磁铁(501)和触点(502)设置在连接体(503)上，触点设置在永磁动触点(5)的上端面，与上静触点相对应；当上、下铁心绕组(2、4′)通电，上铁心与永磁动触点(5)相邻的端面产生与永磁动触点(5)磁极性相反的磁极，而下铁心(3′)与永磁动触点(5)相邻的端面产生与永磁动触点(5)磁极性相同的磁极，上铁心与永磁动触点(5)之间异性磁极相吸，下铁心(3′)与永磁动触点(5)之间同性磁极相斥，此时永磁动触点(5)在下铁心(3′)推力和上铁心(1)吸力共同作用下，迅速与上静触点闭合，瞬间闭合后上、下铁心绕组(2、4′)电流断开，上静触点与永磁动触点(5)在永磁铁与上铁心(1)的吸力作用下，继续压接闭合，保持常闭状态；当上、下铁心绕组(2、4′)接通反向电流时，永磁动触点(5)在上铁心(1)推力和下铁心(3′)吸力共同作用下，迅速与上静触点断开，上静触点与永磁动触点(5)在永磁铁与下铁心(3′)的吸力作用下，保持常开状态。
3.一种两相无功耗磁电高速切换开关，其特征在于将权利要求1或2所述开关两只并用，即构成一只两相无功耗磁电高速切换开关。
4.一种三相无功耗磁电高速切换开关，其特征在于将权利要求1或2所述开关三只并用，即构成一只三相无功耗磁电高速切换开关。
5.一种多相无功耗磁电高速切换开关，其特征在于将权利要求1或2所述开关多只并用，即构成一只多相无功耗磁电高速切换开关。
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