CN213752597U - 一种双致动结构的电磁铁 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于断路器技术领域，公开了一种双致动结构的电磁铁，在外部电流通过后产生磁场使内部结构动作，通过与外部设备联动实现自动控制；包括线圈和第一动作部件，电流经过线圈产生磁场致使第一动作部件动作；还包括第二动作部件，同样在线圈产生的磁场下动作；所述第一动作部件与第二动作部件传动连接形成动作力叠加效果致使外部设备动作。本实用新型通过设有的两种动力部件在同一线圈内实现较好的推动力输出效果，从而相较于现有单个动作部件的电磁铁，在不改变体积的前提下提高效率，或在减小体积和线圈匝数的情况下还能够提供更加稳定的分断效果。

Description

一种双致动结构的电磁铁

技术领域

本实用新型属于断路器技术领域，具体涉及一种双致动结构的电磁铁。

背景技术

电磁铁是通电产生电磁的一种装置，依靠电磁铁作短路保护是普遍使用的方法，在铁芯的外部缠绕与其功率相匹配的导电绕组，这种通有电流的线圈像磁铁一样具有磁性的结构即为电磁铁。另外，为了使电磁铁断电立即消磁，往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做。这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。

电器开关对主电路运行电流进行检测时，是通过安装在主电路的CT提供信号。由于电器设备集成度越来越高，CT集成到大开关中已有案列。本专利是把大体积的CT集成到开关短路保护的电磁铁中，为终端开关走向智能化提供条件。

现有电磁铁结构根据其用途和结构可划分为多种形式，由于其能够接收电信号进行动作，从而可与其他结构配合实现自动控制效果。该电信号可为主动信号和被动信号，即为主动控制和被动控制。尤其是应用在电路保护装置中，针对异常电流能够及时动作，从而切断电路或达到其他功能。现有断路器设备为了满足各种安装条件，会对内部空间进行调整，为了保证在缩小原有体积后依然能够达到较好分断能力，则会对内部的脱扣机构或制动机构进行调整。但要保证其稳定分断效果，现有技术中并未提供较好的实现方案。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种电磁铁组件，通过在内部利用原有结构在不改变体积的前提下尽可能提高推动力，与外部结构配合实现较好的自动控制效果。

本实用新型所采用的技术方案为：

第一方面，本实用新型公开一种双致动结构的电磁铁，在外部电流通过后产生磁场使内部结构动作，通过与外部设备联动实现自动控制；包括线圈和第一动作部件，电流经过线圈产生磁场致使第一动作部件动作；还包括第二动作部件，同样在线圈产生的磁场下动作；

所述第一动作部件与第二动作部件传动连接形成动作力叠加效果致使外部设备动作。

值得说明的是，本实用新型的电磁铁是一种动作结构，包含有能够产生磁场的线圈，同时还具有软磁材料制成的至少两个部分，该软磁结构即为本实用新型中的动作部件。常见的电磁铁内的软磁部件用于形成另一磁场，从而与线圈的感生磁场叠加形成较大的磁性。而将软磁材料分为两个部分，其中一个或两个会在线圈通过电流时磁化并具有相互靠近的趋势。通过上述原理，则将其中一个或两个部件设置为定向移动结构，并设置一定的限制力限制其相互靠近。只有在线圈通过电流且该电流大小足以使动作部件的两个部分克服限制力时才会相互靠近。然后利用该结构并将线圈接在对应电路中，该电路包括独立的控制电路或原本的供电线路中，并将动作部件与设置在该电路相关设备一侧或其他位置，根据电流大小自动启动并与外部设备配合实现自动控制，则是本实用新型中的电磁铁结构的应用场景。

与现有技术不同的是，本实用新型中具有至少两个动作部件，其中一个可以采用现有技术中的常规动作结构，该动作部件为主动部分，提供主要动力。而另一动作部件为协同配合结构，特征则是两个动作部件相互传动连接，从而尽可能在同样磁场强度下增大动作时的输出力。

还值得说明的是，线圈与外部电路连接，接入外部电流，该外部电路可以是独立设置的控制电路，亦或是接入主电路中，与主电路上设有的开关结构配合。一旦主电路中出现异常过电，则及时动作致使开关断开形成断路，从而保证用电安全。

结合第一方面，本实用新型提供第一方面的第一种实施方式，所述第一动作部件包括轭铁架和衔铁片，所述线圈设置在轭铁架内；

所述衔铁片为转动结构，衔铁片远离转动连接一侧为推动外部设备的压头。

值得说明的是，轭铁是电磁铁上的增效部件，用来增强电磁线圈的吸合力，将电磁线圈产生的磁力线封闭在内部，提高电磁铁的效率。也就是说，本实用新型为了不额外增加其他动作部件导致体积发生较大变化，从而利用原本固定内部线圈和第一动作部件的轭铁架作为基础，在其开口处增设有衔铁片结构。通过衔铁片结构与轭铁架构成一组动作部件，在内部线圈产生磁场后，衔铁片同样会形成朝向轭铁架扣合的动作趋势。

同时，由于衔铁设置与第一动作部件的动作端传动连接，则同时在磁场下产生同向动作力，致使衔铁片产生更大的拍合力。

结合第一方面的第一种实施方式，本实用新型提供第一方面的第二种实施方式，所述第二动作部件设置在轭铁架内，并具有伸出轭铁架与衔铁片传动连接的凸出部，所述凸出部的受磁动作的方向与衔铁片受磁转动方向相同。

结合第一方面的第二种实施方式，本实用新型提供第一方面的第二种实施方式所述第三动作部件包括静铁芯和动铁芯，所述动铁芯被限制在线圈内沿线圈轴线往复运动；所述凸出部即为动铁芯远离静铁芯一侧的推头结构。

值得说明的是，第二动作部件为常规的动静铁芯结构，由外部绝缘材料制成的限制结构限制在轭铁架内，而第一部件仅在其原本空置的端口处增设有转动的衔铁片结构，用以保证在不增加体积的前提下增加拍合力，从而可设置在部分微型断路器或对体积有限制的用电器内。

结合第一方面的第三种实施方式，本实用新型提供第一方面的第四种实施方式所述推头具有膨大端，所述衔铁片上设有宽度小于膨大端最宽处的间隙；

推头穿过该间隙致使所述膨大端处在间隙远离动铁芯受磁运动方向一侧。

所谓受磁，是指该部件处于一定的磁场强度中会进行特定动作，由于是固定连接方式，则通过外部结构限制该部件只能沿单一方向或单一轨迹进行运动。其中的动静铁芯为直线往复运动，而衔铁片相对于轭铁架为转动方式，虽然为同向动作，但由于直线运动在传动连接时与转动结构的轨迹不同，则需要在保持较好的力传导效果的同时，其连接点需要移动以避免无法运动。所谓的间隙是指具有一定长度的滑槽结构，通过与膨大端配合，在推头拉动衔铁片时，该膨大端能够抵在间隙一侧并沿其长度方向滑动，从而实现较好的传动效果。

值得说明的是，该间隙仅为一种实现方式，本领域技术人员应当认为能够稳定传动且连接部位能够活动避免轨迹不一致形成阻碍效果的结构均属于本实用新型的保护范围。

结合第一方面的第四种实施方式，本实用新型提供第一方面的第五种实施方式，所述衔铁片上设有与轭铁架转动连接的转动端；

所述间隙为设置在压头上的长孔或开槽。

其中，衔铁片与轭铁架的连接处设有绝缘结构用于阻隔连接，避免其形成同一个磁体无法产生较好的相对运动。

结合第一方面的第三种实施方式，本实用新型提供第一方面的第六种实施方式，所述衔铁片上设有铰接点，通过在铰接点与推头之间设有铰接的连杆传动。

与上述方案不同的是，这种连杆结构类似汽车发动起中的曲柄连杆机构，能够将转动机构与直线机构传动连接，同样实现力的叠加效果。

结合第一方面的第四种实施方式，本实用新型提供第一方面的第七种实施方式，所述第一动作部内设有扭簧，所述扭簧始终给予衔铁片朝向衔铁片受磁动作方向的相反方向的回复力。

结合第一方面的第四种实施方式，本实用新型提供第一方面的第八种实施方式，所述静铁芯与动铁芯之间设有弹簧，所述弹簧给动铁芯提供远离静铁芯一侧的回复力。

结合第一方面的第八种实施方式，本实用新型提供第一方面的第九种实施方式，所述静铁芯外设有限制静铁芯进行直线往复运动的套管，所述套管上设有转座，转座与设置在衔铁片一侧的转动端通过插入的转轴转动连接。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过对电磁铁结构进行优化，形成一种动铁芯与静铁芯吸合和轭铁架与衔铁片拍合的双致动新电磁脱扣系统组合形式，从而形成更强的电磁力；运用通电螺线管产生的电磁力原理，吸合衔铁片从而推动机构跳脱杆，最终带动外部设备例如断路器机构跳脱，完成小体积大推力的分断效果。

附图说明

图1是本实用新型的电磁铁应用在断路器中的结构示意图，其中A区域是指电磁铁区域；

图2是本实用新型实施例中整个电磁铁装配后的轴侧示意图；

图3是本实用新型实施例中整个电磁铁装配后的侧视图；

图4是本实用新型实施例中整个电磁铁装配后的另一角度的轴侧示意图；

图5是本实用新型实施例中整个电磁铁拆分后的侧视图；

图6是本实用新型实施例中整个电磁铁拆分后的轴侧示意图；

图7是本实用新型实施例中整个电磁铁装配时的另一角度侧视图，图中将线圈的主要部分挡住；

图8是本实用新型图7中沿A-A的剖切线剖切后的截面示意图。

图中，1-轭铁架，2-线圈，3-衔铁片，3.1-压头，3.2-转动端，4-套管，4.1-转座，5-静铁芯，6-动铁芯，6.1-推头，6.2-主体。A-电磁铁区域。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例公开一种电磁铁系统，主要应用在电路保护设备中，与外部的其他机械结构配合，实现对接入电路的自动分断保护。

具体来说，如图2中部分展示内容(图中并未展示与本实施例对应的第二动作部件结构，仅用于展示第一动作部件的具体结构，则以图2中的部分结构作为参考)所示，具有线圈2和第一动作部件，第一动作部件设置在线圈2内。线圈2两端分别连接外部线路形成串接，在线圈2中始终存在一定电流，该持续电流会使线圈2产生磁场，由内部通过软磁材料制成的第一动作部件会在磁场中产生定向动作。

在本实施例中，该第一动作部件即为原有的动铁芯6和静铁芯5结构，其外部具有固定结构，将两个铁芯固定，且该固定结构具有一定的滑动通道，供动铁芯6在该滑动通道内滑动。动铁芯6与静铁芯5之间设有弹簧，通过弹簧使其在未收到外力作用下保持一定的初始间距。而线圈2套设在两个铁芯外部，通过绝缘材料间隔。

本实施例中的动铁芯6远离静铁芯5一端端部设有推头6.1，该推头6.1为与动铁芯6主体6.2为一体式连接结构，形状为长条杆件，并在端部设有固定点。

进一步地，本实施例中还在固定结构上设有第二动作部件，第二动作部件同样为动静两个铁芯的组合结构，与第一动作部件采用相同或相似结构，并同样设置在线圈2内部，以绝缘材料间隔开。而两个动作部件的端部均设有固定点，同时固定在同一块板材上。在线圈2通电时，由两个动作部件相互作用推动该板材移动，由板材一端推动外部结构达到断路或其他用于保护电路的动作效果。

实施例2：

本实施例同样公开一种电磁铁系统，其中，同样具有线圈2和第一动作部件，第一动作部件设置在线圈2内。线圈2两端分别连接外部线路形成串接，在线圈2中始终存在一定电流，该持续电流会使线圈2产生磁场，由内部通过软磁材料制成的第一动作部件会在磁场中产生定向动作。该第一动作部件即为原有的动铁芯6和静铁芯5结构，其外部具有固定结构，将两个铁芯固定，且该固定结构具有一定的滑动通道，供动铁芯6在该滑动通道内滑动。动铁芯6与静铁芯5之间设有弹簧，通过弹簧使其在未收到外力作用下保持一定的初始间距。而线圈2套设在两个铁芯外部，通过绝缘材料间隔。

本实施例中的动铁芯6远离静铁芯5一端端部设有推头6.1，该推头6.1为与动铁芯6主体6.2为一体式连接结构，形状为长条杆件，并在端部设有固定点。

进一步地，还设有第二动作部件，本实施例中的第二动作部件包括套设在线圈2外部的环形固定结构，该环形固定结构同样采用软磁材料，且具有两个部分，其中一侧为固定部分，通过弹簧(该弹簧与第一动作部件内的弹簧具有相同作用，且均在两个部分贴合时不会对其造成阻挡)与前端的动作部分连接。而动作部分与线圈2内部的动铁芯6为相互嵌套关系，仅中间隔有线圈2。动作部件端部与动铁芯6的推头6.1连接在同一结构上，由该结构与外部脱扣机构配合实现传动。

实施例3：

本实施例具体公开一种具有两个动作部件的电磁铁，具体来说，如图1-7所示，图中展示了本实施例是在现有常规电磁铁上进行优化改进，所谓常规电磁铁则从外到内依次包含有轭铁架1、线圈2、套管4、动铁芯6和静铁芯5。

本实施例如图1所示，该电磁铁设置在新型的断路器中，图中的A则表示该电磁铁设置的具体位置，电磁铁上部为接线端子，而一侧为脱扣机构。

图中还可以看到，这种新型的断路器结构的内部空间与现有断路器不同，由于细长的结构设计，导致内部无法在宽度方向上设置过多的动作部件。但由于电磁组件的线圈2大小决定了该结构的整个体积，而线圈2又是其动力源，则需要对其结构进行优化，从而在有限安装空间内设置具有较大分断力的电磁铁组件。为了避免增加额外结构而增大整个电磁铁体积，本实施例中的电磁铁将原有的封闭式轭铁架1结构优化为一侧开口的固定结构，并由内部的套管4伸出轭铁架1并在该侧开口处设有转座4.1，通过转座4.1和转座4.1内设有的转轴来与设有的衔铁片3转动连接。

该衔铁片3一端为转动端3.2，另一侧为片体结构的压头3.1，并在该片体结构中部设有通槽。而动铁芯6端部设有的推头6.1穿过该通槽，并在穿过一侧设有膨大端。在推头6.1向内收缩时，由通槽宽度小于膨大端最大宽度处，则由推头6.1带动衔铁片3转动。此时，由于轭铁架1与衔铁片3之间形成第二动作部件，衔铁片3在逐渐靠近后具有朝向轭铁架1一侧转动的趋势，从而协同动铁芯6实现力的叠加。

本实施例中，由衔铁片3远离转动连接处一侧伸出与脱扣机构的锁扣配合，在线圈2内电流超过一定阈值后，动铁芯6克服弹簧阻力向内吸合，而衔铁片3同时也具有向内转动的趋势，则衔铁片3在转动后由一端的突出部拍打到锁扣上，使得锁扣被推动失去锁止限位效果，整个脱扣机构由内部的弹簧力拉动朝向脱扣一侧，从而完成短路脱扣过程。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种双致动结构的电磁铁，在外部电流通过后产生磁场使内部结构动作，通过与外部设备联动实现自动控制；其特征在于，包括线圈和第一动作部件，电流经过线圈（2）产生磁场致使第一动作部件动作；还包括第二动作部件，同样在线圈（2）产生的磁场下动作；

所述第一动作部件与第二动作部件传动连接形成动作力叠加效果致使外部设备动作。

2.根据权利要求1所述的一种双致动结构的电磁铁，其特征在于：所述第一动作部件包括轭铁架（1）和衔铁片（3），所述线圈（2）设置在轭铁架（1）内；

所述衔铁片（3）为转动结构，衔铁片（3）远离转动连接一侧为推动外部设备的压头（3.1）。

3.根据权利要求2所述的一种双致动结构的电磁铁，其特征在于：所述第二动作部件设置在轭铁架（1）内，并具有伸出轭铁架（1）与衔铁片（3）传动连接的凸出部，所述凸出部的受磁动作的方向与衔铁片（3）受磁转动方向相同。

4.根据权利要求3所述的一种双致动结构的电磁铁，其特征在于：所述第二动作部件包括静铁芯（5）和动铁芯（6），所述动铁芯（6）被限制在线圈（2）内沿线圈（2）轴线往复运动；所述凸出部即为动铁芯（6）远离静铁芯（5）一侧的推头（6.1）结构。

5.根据权利要求4所述的一种双致动结构的电磁铁，其特征在于：所述推头（6.1）具有膨大端，所述衔铁片（3）上设有宽度小于膨大端最宽处的间隙；

推头（6.1）穿过该间隙致使所述膨大端处在间隙远离动铁芯（6）受磁运动方向一侧。

6.根据权利要求5所述的一种双致动结构的电磁铁，其特征在于：所述衔铁片（3）上设有与轭铁架（1）转动连接的转动端（3.2）；

所述间隙为设置在压头（3.1）上的长孔或开槽。

7.根据权利要求4所述的一种双致动结构的电磁铁，其特征在于：所述衔铁片（3）上设有铰接点，通过在铰接点与推头（6.1）之间设有铰接的连杆传动。

8.根据权利要求2-7任一项所述的一种双致动结构的电磁铁，其特征在于：所述第一动作部内设有扭簧，所述扭簧始终给予衔铁片（3）朝向衔铁片（3）受磁动作方向的相反方向的回复力。

9.根据权利要求4-7任一项所述的一种双致动结构的电磁铁，其特征在于：所述静铁芯（5）与动铁芯（6）之间设有弹簧，所述弹簧给动铁芯（6）提供远离静铁芯（5）一侧的回复力。

10.根据权利要求4所述的一种双致动结构的电磁铁，其特征在于：所述静铁芯（5）外设有限制静铁芯（5）进行直线往复运动的套管（4），所述套管（4）上设有转座（4.1），转座（4.1）与设置在衔铁片（3）一侧的转动端（3.2）通过插入的转轴转动连接。

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