CN203134717U - 非对称螺线管式结构的磁保持继电器 - Google Patents

非对称螺线管式结构的磁保持继电器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种非对称螺线管式结构的磁保持继电器，包括磁路部分、接触部分和推动部分；磁路部分包括导磁部件、线圈架和线圈；推动部分包括动铁芯；还包括两块磁钢，两块磁钢分别设在线圈轴线的两侧并分别与导磁部件的对应侧部相靠近或相接触，且两块磁钢在线圈的轴线方向上处于动铁芯的活动范围内并偏向触点闭合时动铁芯移动方向一侧；使动铁芯在触点闭合和断开状态下，动铁芯的保持力基本相等。本实用新型通过在螺线管式磁路结构的继电器中引入偏置的磁钢，使继电器成为磁保持继电器，既能发挥磁保持继电器的线圈发热少的优势，同时又能解决螺线管式磁路不平衡的动作复归电压问题，从而达到提升产品性能和工作可靠性的目的。

Description

非对称螺线管式结构的磁保持继电器
技术领域
本实用新型涉及一种磁保持继电器，特别是涉及一种非对称螺线管式结构的磁保持继电器。
背景技术
磁保持继电器是近几年发展起来的一种新型继电器，也是一种自动开关。和其他电磁继电器一样，对电路起着自动接通和切断作用。所不同的是，磁保持继电器是在去掉激励量后，仍保持激励时状态的一种双稳态继电器。
螺线管式磁路结构的电磁继电器是继电器中的一种，现有技术的螺线管式磁路结构的电磁继电器如图1所示，其包括磁路部分、接触部分、推动部分和壳体100；磁路部分、接触部分和推动部分分别装在壳体100内；该接触部分包括动簧部分和静簧部分，动簧部分由动簧片101和动触点102构成，静簧部分由静簧片103和静触点104构成，且动触点102和静触点104设置在相适配的位置处，以便在继电器动作时，动簧部分的动触点102与静簧部分的静触点104能够相接触；该磁路部分包括导磁部件、线圈架（图中未示出）和线圈105，导磁部件则包括U型轭铁106、轭铁板107和静铁芯108，静铁芯108装在线圈架中，U型轭铁106和轭铁板107连接成一框形，并使静铁芯108和和线圈105容纳在其中；该推动部分包括动铁芯109、推动杆110和固定架111，动簧部分安装在固定架111上，并有压簧112相配合，以保证继电器动作时的超行程；动铁芯109设置在U型轭铁106和轭铁板107所连接成的框形内，并与静铁芯108相配合，推动杆110的一端与动铁芯109相固定，推动杆110的另一端与固定架111相连接。这种继电器的动作和释放都是通过线圈105产生的吸力来保证，线圈105通正负脉冲电压，驱动动铁芯109运动，通过推动杆110带动动簧部分与静簧部分闭合和断开，从而实现自动开关的功能；比如，当动作时，线圈105产生一个较大的吸力使动铁芯109能够在轴向方向动作，从而带动推动结构使继电器能够闭合，当电压降低时，线圈105产生的吸力保证继电器触点保持在闭合状态。这种螺线管式磁路结构的继电器，在闭合断开方向产生的反力是非平衡的，一般为闭合反力大于断开的反力，这就导致继电器的动作电压和复归电压不平衡。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种非对称螺线管式结构的磁保持继电器，通过在螺线管式磁路结构的继电器中引入偏置的磁钢，使继电器成为磁保持继电器，既能发挥磁保持继电器的线圈发热少的优势，同时又能平衡螺线管式磁路的动作复归电压问题，从而达到提升产品性能和工作可靠性的目的。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种非对称螺线管式结构的磁保持继电器，包括磁路部分、接触部分、推动部分；推动部分配合在磁路部分与接触部分之间；所述推动部分包括动铁芯；所述磁路部分包括导磁部件、线圈架和线圈；所述动铁芯设在与导磁部件相配合的位置并且在线圈激励时能够沿线圈的轴线方向活动；还包括两块磁钢，所述两块磁钢分别设在线圈轴线的两侧并分别与导磁部件的对应侧部相靠近或相接触，且两块磁钢在线圈的轴线方向上处于动铁芯的活动范围内并偏向触点闭合时动铁芯移动方向一侧；使动铁芯在触点闭合和断开状态下，动铁芯的保持力基本相等。
所述导磁部件包括轭铁部件和安装在线圈架中的第一静铁芯；所述动铁芯设在与第一静铁芯相配合的位置；所述两块磁钢分别设在线圈轴线的两侧并分别与轭铁部件的对应侧部相靠近或相接触。
进一步的，还包括第二静铁芯，第二静铁芯设置在线圈的轴线上并且处于触点闭合时动铁芯移动方向的一侧；所述动铁芯处于第一静铁芯与第二静铁芯之间；所述两块磁钢在线圈的轴线方向上更加靠近所述第二静铁芯。
所述第一静铁芯的长度尺寸大于第二静铁芯的长度尺寸。
所述第二静铁芯的截面范围大于动铁芯的截面范围。
所述轭铁部件呈框形，所述线圈架、线圈、磁钢、第一静铁芯和第二静铁芯分别容纳在轭铁部件的框形中。
所述线圈架的上端的两侧分别设置有磁钢卡槽，所述两块磁钢分别固定在线圈架的磁钢卡槽中。
所述线圈架的磁钢卡槽和线圈的引出端设置在同一端。
所述推动部分还包括推动杆和固定架，所述动簧部分安装在固定架上，所述推动杆的一端穿过轭铁部件和第二静铁芯与所述动铁芯相固定，所述推动杆的另一端与固定架相连接。
所述固定架上设置有固定动簧片和压簧的凸台，通过压簧的预压力固定动簧片，并使动簧片在线圈轴线方向能够位移而产生超行程。
所述轭铁部件由U型轭铁和轭铁板构成，轭铁板连接在U型轭铁的上端以形成框形。
本实用新型的一种非对称螺线管式结构的磁保持继电器，是在螺线管式磁路结构的继电器中引入非对称的磁钢，使继电器成为磁保持继电器。通过磁钢的错位放置，从而在动作和断开方向产生非平衡的磁力，由于磁钢在线圈的轴线方向上处于动铁芯的活动范围内并偏向触点闭合时动铁芯移动方向一侧，也就是更加靠近第二静铁芯，这样，就使得磁钢在闭合位置产生的磁力大于断开位置产生的磁力，而螺线管式磁路结构所形成的非平衡的反力，也是在闭合状态下的反力大于断开位置产生的反力，由于保持力=F磁力-F反力，这就保证了在动作和复归过程保持力保持平衡。
本实用新型的有益效果是，由于采用了在螺线管式磁路结构的继电器中引入非对称的磁钢，即还包括两块磁钢，且所述两块磁钢分别设在线圈轴线的两侧并分别与轭铁部件的对应侧部相靠近或相接触，且两块磁钢在线圈的轴线方向上处于动铁芯的活动范围内并偏向触点闭合时动铁芯移动方向一侧；使动铁芯在触点闭合和断开状态下，动铁芯的保持力基本相等。与现有技术相比较，可以带来如下的有益效果：
1、动铁芯和U型轭铁间的两件磁钢，可以在去掉线圈脉冲电压后，动簧片在磁钢磁力作用下，保持触点闭合或断开，不耗能，产品绿色环保。
2、磁钢偏置所形成的非对称的磁路结构设计，可以在触点闭合状态和断开状态下产生不同的磁保持力，与触点闭合和断开状态的反力叠加后，动铁芯保持力在两个状态的保持力平衡，从而使磁保持继电器的动作和复归电压平衡，提升产品性能和工作可靠性。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种非对称螺线管式结构的磁保持继电器不局限于实施例。
附图说明
图1是现有技术的螺线管式磁路结构的电磁继电器的结构示意图；
图2是本实用新型的结构示意图；
图3是本实用新型的磁钢的磁回路的示意图；
图4是本实用新型（触点闭合状态）的磁力、线圈吸力和反力的状态示意图；
图5是本实用新型（触点断开状态）的磁力、线圈吸力和反力的状态示意图；
图6是本实用新型的触点断开状态的示意图；
图7是本实用新型的触点闭合过程的示意图；
图8是本实用新型的触点闭合状态的示意图；
图9是本实用新型的触点断开过程的示意图。
具体实施方式
实施例，
参见图2至图9所示，本实用新型的一种非对称螺线管式结构的磁保持继电器，包括磁路部分、接触部分、推动部分和壳体10；磁路部分、接触部分和推动部分分别装在壳体10内，且推动部分配合在磁路部分与接触部分之间；所述推动部分包括动铁芯21；所述磁路部分包括导磁部件、线圈架（图中未示出）和线圈31；该接触部分包括动簧部分和静簧部分，动簧部分由动簧片411和动触点412构成，静簧部分由静簧片421和静触点422构成，且动触点412和静触点422设置在相适配的位置处，以便在继电器动作时，动簧部分的动触点412与静簧部分的静触点422能够相接触；所述导磁部件包括呈框形的轭铁部件51和安装在线圈架中的第一静铁芯52；所述导磁部件还包括第二静铁芯53，磁保持继电器还包括两块磁钢54，所述第二静铁芯53设置在相对于第一静铁芯52更加靠近接触部分的轭铁部件中，且第二静铁芯53处于线圈31的轴线上；所述两块磁钢54分别设在线圈轴线的两侧，一块磁钢54与轭铁部件的一侧部相靠近或相接触，另一块磁钢54与轭铁部件的另一侧部相靠近或相接触，且两块磁钢54在线圈的轴线方向上处于动铁芯的活动范围内并偏向触点闭合时动铁芯移动方向一侧；即两块磁钢54在线圈的轴线方向上更加靠近所述第二静铁芯53以形成偏置，使动铁芯21在触点闭合和断开状态下，动铁芯21的保持力基本相等。
所述第一静铁芯52的长度尺寸大于第二静铁芯53的长度尺寸。
所述第二静铁芯53的截面范围大于动铁芯21的截面范围。
所述线圈架的上端的两侧分别设置有磁钢卡槽，所述两块磁钢54分别固定在线圈架的磁钢卡槽中。
所述线圈架的磁钢卡槽和线圈的引出端设置在同一端。
所述推动部分还包括推动杆22和固定架23，所述动簧部分安装在固定架23上，所述推动杆22的一端穿过轭铁部件和第二静铁芯与所述动铁芯21相固定，所述推动杆22的另一端与固定架23相连接。
所述固定架23上设置有固定动簧片和压簧24的凸台，通过压簧24的预压力固定动簧片411，并使动簧片411在线圈轴线方向能够位移而产生超行程。
所述轭铁部件51由U型轭铁511和轭铁板512构成，轭铁板512连接在U型轭铁511的上端以形成框形。
本实用新型的一种非对称螺线管式结构的磁保持继电器，磁路的特征在于第二静铁芯53和第一静铁芯52设置为非对称，第一静铁芯52的长度＞＞第二静铁芯53的长度，这就使整个磁路结构的磁回路成非对称；如图3所示，上磁回路A1相对较短，下磁回路A2相对较长，按照磁路理论，磁路越长磁损越大，产生的吸力越小。所以，磁钢54在动铁芯21与第二静铁芯53接触位置时产生的吸力要大于在动铁芯21与第一静铁芯52接触位置时产生的吸力（在相对磁极面积相同条件下）。
如图3所示的结构中，一般动铁芯21要上下动作，都是连带着推动杆22上下滑动，而推动杆22的上端要与固定架23相连接，这样，推动杆22装配时就需要在动铁芯21和第二静铁芯53中间穿孔，这就减小了相对磁极面积，也就是第二静铁芯53和动铁芯21的相对磁极面积小于第一静铁芯52和动铁芯21的相对磁极面积，根据磁路吸力公式F=K*φ*s，吸力与相对磁极面积成正比。这就会导致这个结构在闭合和断开位置时，同一个线圈31产生的吸力会不一致。本实用新型是通过将第一静铁芯52的长度尺寸设计成大于第二静铁芯53的长度尺寸去平衡相对磁极面积的不平衡。
另外，本实用新型还将动铁芯21设计的比原有技术的动铁芯更小，使动铁芯21自身的重量变小，这样，可以相对地减小磁钢的大小，保证在触点闭合时，磁钢54有足够的磁力将动铁芯21维持在与第二静铁芯相接触的位置。
本实用新型的一种非对称螺线管式结构的磁保持继电器，是在螺线管式磁路结构的继电器中引入非对称的磁钢，使继电器成为磁保持继电器。如图4、图5所示，通过磁钢的错位放置，从而在动作和断开方向产生非平衡的磁力，由于磁钢在线圈的轴线方向上更加靠近第二静铁芯，这样，一般为在闭合位置产生的磁力F磁力1大于断开位置产生的磁力F磁力2，而上述的非平衡的反力，也是在闭合状态下的反力F反力1大于断开位置产生的反力F反力2，而保持力=F磁力-F反力，这就保证了在动作和复归过程保持力保持平衡。
以下结合图6至图9来进一步说明本实用新型的一种非对称螺线管式结构的磁保持继电器，在断开状态（如图6所示），受磁钢的保持力（即磁钢吸力）作用，动铁芯21与第一静铁芯52相接触；在闭合过程（如图7所示），继电器的线圈31施加一个电压，产生向上的线圈吸力，该向上的线圈吸力大于向下的磁钢吸力，动铁芯21向上运动，磁钢吸力随着气隙的变大而逐渐变小，当动铁芯运动至气隙中间值附近时，磁钢产生的吸力会变化为反向吸力，直至继电器闭合；在闭合状态（如图8所示），两个磁钢提供一个保持力，在继电器的线圈施加的电压撤消后，继电器磁钢的保持力作用下能保持在闭合状态；在断开过程（如图9所示），当继电器线圈受到一个反向驱动电压时，动铁芯21在线圈产生的吸力（向下）作用下，继电器的动铁芯21向下动作，磁钢产生的吸力随着气隙的变大而逐渐变小，当动铁芯21运动至气隙中间值附近时，磁钢产生的吸力会变化为反向吸力，直至继电器断开，当驱动电压撤销后，继电器在磁钢的反向吸力作用下保持在断开状态（如图6所示）。
上述的磁钢，作用主要是通过放置的位置在靠近第二静铁芯位置，这样在磁钢与轭铁板、第二静铁芯组成的磁回路相比较于磁钢与U型轭铁、第一静铁芯组成的磁回路短，从而磁钢在上面的回路中产生的吸力大于下回路中吸力，也就是在闭合状态下产生的保持力大于断开状态下的保持力。
而这样的螺线管磁路，由于动铁芯21与推杆22连接，一般上磁回路的贴合面积相对于下磁回路较小，而且再加上动铁芯21的重力，就导致在闭合过程需要线圈产生的吸力要大于断开过程，当磁钢如上述结构放置在偏上磁回路时，正好产生一个上大下小的磁力，从而补偿线圈产生的吸力。
上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种非对称螺线管式结构的磁保持继电器，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种非对称螺线管式结构的磁保持继电器，包括磁路部分、接触部分、推动部分；推动部分配合在磁路部分与接触部分之间；所述推动部分包括动铁芯；所述磁路部分包括导磁部件、线圈架和线圈；所述导磁部件包括轭铁部件和安装在线圈架中的第一静铁芯；所述动铁芯设在与第一静铁芯相配合的位置并且在线圈激励时能够沿线圈的轴线方向活动；其特征在于：还包括两块磁钢，所述两块磁钢分别设在线圈轴线的两侧并分别与轭铁部件的对应侧部相靠近或相接触，且两块磁钢在线圈的轴线方向上处于动铁芯的活动范围内并偏向触点闭合时动铁芯移动方向一侧；使动铁芯在触点闭合和断开状态下，动铁芯的保持力基本相等。
2.根据权利要求1所述的非对称螺线管式结构的磁保持继电器，其特征在于：进一步的，还包括第二静铁芯，第二静铁芯设置在线圈的轴线上并且处于触点闭合时动铁芯移动方向的一侧；所述动铁芯处于第一静铁芯与第二静铁芯之间；所述两块磁钢在线圈的轴线方向上更加靠近所述第二静铁芯。
3.根据权利要求2所述的非对称螺线管式结构的磁保持继电器，其特征在于：所述第一静铁芯的长度尺寸大于第二静铁芯的长度尺寸。
4.根据权利要求2所述的非对称螺线管式结构的磁保持继电器，其特征在于：所述第二静铁芯的截面范围大于动铁芯的截面范围。
5.根据权利要求2所述的非对称螺线管式结构的磁保持继电器，其特征在于：所述轭铁部件呈框形，所述线圈架、线圈、磁钢、第一静铁芯和第二静铁芯分别容纳在轭铁部件的框形中。
6.根据权利要求1所述的非对称螺线管式结构的磁保持继电器，其特征在于：所述线圈架的上端的两侧分别设置有磁钢卡槽，所述两块磁钢分别固定在线圈架的磁钢卡槽中。
7.根据权利要求6所述的非对称螺线管式结构的磁保持继电器，其特征在于：所述线圈架的磁钢卡槽和线圈的引出端设置在同一端。
8.根据权利要求2所述的非对称螺线管式结构的磁保持继电器，其特征在于：所述推动部分还包括推动杆和固定架，所述动簧部分安装在固定架上，所述推动杆的一端穿过轭铁部件和第二静铁芯与所述动铁芯相固定，所述推动杆的另一端与固定架相连接。
9.根据权利要求8所述的非对称螺线管式结构的磁保持继电器，其特征在于：所述固定架上设置有固定动簧片和压簧的凸台，通过压簧的预压力固定动簧片，并使动簧片在线圈轴线方向能够位移而产生超行程。
10.根据权利要求5所述的非对称螺线管式结构的磁保持继电器，其特征在于：所述轭铁部件由U型轭铁和轭铁板构成，轭铁板连接在U型轭铁的上端以形成框形。
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