FR2946793A1

FR2946793A1 - Relais electromagnetique

Info

Publication number: FR2946793A1
Application number: FR1002054A
Authority: FR
Inventors: Kiyonari Kojima; Hisanaga Matsuoka; Atsuo Okabayashi; Hitoshi Sunohara; Makoto Kamiya; Manabu Ozaki; Wataru Hirose
Original assignee: Denso Corp; Anden Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Denso Electronics Corp
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2010-12-17
Anticipated expiration: 2030-05-14
Also published as: CN101887823A; JP2010267470A; US8390410B2; US20100289604A1; FR2946793B1; DE102010016950A1; DE102010016950B4; CN101887823B; JP5197480B2

Abstract

Un relais électromagnétique commute pour conduire et interrompre des courants ayant des amplitudes différentes et s'écoulant à travers des chemins mutuellement opposés qui passent par le relais électromagnétique. Le relais comprend un bobinage générant une force magnétique et une paire de sections de contact sélectivement ouverts et fermés par la force magnétique. Les sections de contact comprennent une paire de contacts fixes et une paire de contacts mobiles. Chaque contact fixe étant tenu par une paire d'éléments de support fixes conducteurs et est proche d'une section de pointe de chaque élément de support fixe. Les contacts mobiles sont fixés à un élément de support mobile conducteur et se déplacent vers et loin des éléments de support fixes sélectivement en réponse à la forces magnétique. Le relais comprend en plus deux éléments d'aimants à extinction d'arc adjacents aux sections de contact de telle sorte que, l' arc généré par interruption d'un courant ayant une amplitude plus grande que l'autre courant est étendu vers la section de pointe à chaque section de contact.

Description

RELAIS ELECTROMAGNETIQUE ART ANTERIEUR DE L'INVENTION (Domaine de l'invention)

La présente invention se rapporte à un relais électromagnétique qui commute entre une conduction et une interruption de courants s'écoulant à travers le relais électromagnétique, les courants étant deux types de courants dont les amplitudes sont différentes les unes des autres et qui s'écoulent à travers des chemins mutuellement opposés qui passent par le relais électromagnétique. (Description de l'art antérieur)

De manière conventionnelle, il est connu un relais électromagnétique qui est utilisé en tant que relais dans un circuit d'entraînement dans un véhicule électrique, un véhicule hybride, et autres similaires. Le relais électromagnétique est utilisé pour commuter entre une conduction et une interruption d'un courant.

Comme montré dans la figure 1 et la figure 2, un relais électromagnétique 9 comprend une paire de sections de contact 93. Chaque section de contact 93 est configurée par un contact mobile 931 et un contact fixe 932. La section de contact 93 est ouverte et fermée par une force magnétique d'un bobinage (non montrée). La paire de contacts fixes 932 est supportée par un élément de support fixe 934. La paire de contacts mobiles 931 est supportée par un élément de support mobile 933 de manière à se court-circuiter mutuellement. Les sections de contact 93 sont ouvertes et fermées par l'élément de support mobile 933 se déplaçant vers et loin de l'élément de support fixe 934 par la force magnétique du bobinage.

Dans le relais électromagnétique 9, lorsque le bobinage est excité, les sections de contact 93 sont fermées par la force magnétique générée par le bobinage, créant un état conducteur. Lorsque le bobinage est désexcité, le flux magnétique du bobinage disparaît. Les sections de contact 93 sont ouvertes, créant un état interrompu.

Durant une transition de l'état conducteur à l'état interrompu, un arc 8 peut être généré dans la section de contact 93, comme montré dans la figure 2. Des éléments d'aimants à extinction d'arc 94 sont disposés dans le relais électromagnétique 9 pour éteindre l'arc 8, comme montré dans la figure 1. Chaque élément d'aimant à extinction d'arc 94 est disposé adjacent au côté extérieur de chaque section de contact 93 (se référer, par exemple, à la publication du brevet japonais No. 2008-226547).

Comme résultat d'un champ magnétique étant généré par l'élément d'aimant à extinction d'arc 94 dans l'espace dans lequel l'arc 8 est généré, une force de Lorentz F agit sur l'arc 8, étendant ainsi l'arc 8. Comme résultat, l'arc 8 peut être éteint tout en empêchant une augmentation de la distance entre les contacts dans la section de contact 93. Dans la figure 2, la référence numérique 8a indique l'arc 8 dans un état avant d'être étendu. La référence numérique 8b indique l'arc 8 dans l'état étendu. La même chose s'applique à la figure 3 décrite ci-après.

Cependant, lorsque l'arc 8 est étendu par la force de Lorentz F comme décrit plus haut, les deux points d'extrémité 83 et 84 de l'arc peuvent se déplacer du contact fixe 932 et du contact mobile 931 à l'élément de support fixe 934 et l'élément de support mobile 933. Ici, comme montré dans la figure 1, la direction de longueur de l'élément de support mobile 933 est perpendiculaire à la direction dans laquelle l'arc 8 est étendu. La direction de longueur de l'élément de support fixe 934 est grossièrement parallèle avec la direction dans laquelle l'arc 8 est étendu. De ce fait, comme montré dans la figure 3, lorsque la direction dans laquelle l'arc 8 est étendu et la direction d'extension de l'élément de support fixe 934 correspondent, un point d'extrémité 83 de l'arc se déplace le long de l'élément de support fixe 934, rendant l'extension de l'arc 8 difficile. De ce fait, lorsque la direction dans laquelle l'arc 8 est étendu et la direction d'extension de l'élément de support fixe 934 correspondent, l'arc 8 ne peut pas être suffisamment étendu. Une extinction d'arc peut devenir difficile à effectuer.

De ce fait, une conception est considérée dans laquelle la direction dans laquelle l'arc 8 est étendu et la direction d'extension de l'élément de support fixe 934 sont des directions opposées l'une à l'autre.

Cependant, lorsque le relais électromagnétique 9 est utilisé comme relais dans un circuit d'entraînement dans un véhicule électrique, un véhicule hybride, et autres similaires, les directions du flux de courant à travers le relais électromagnétique 9 pendant une course de puissance et pendant une régénération sont opposées. De ce fait, les directions dans lesquelles l'arc 8 est étendu lorsque le courant est interrompu durant une course de puissance et 5 lorsque le courant est interrompu sont opposées. Dans chacun des laquelle l'arc 8 est étendu correspond à la d'extension de l'élément de support fixe 934. Dans pleine indiquent l'arc une 10 De cette manière, à chacune des deux sections de contact 93, la direction dans laquelle l'arc 8 est étendu et la direction d'extension de l'élément de support fixe 934 ne peuvent pas être fixés de manière à être opposées l'une à 15 l'autre lorsque l'un quelconque des courants s'écoulant dans les deux directions mutuellement opposées sont interrompues.

RESUME DE L'INVENTION

20 La présente invention a été accomplie à la lumière des problèmes décrits plus haut. Un objet de la présente invention est de fournir un relais électromagnétique qui peut interrompre avec douceur des courants dont les amplitudes sont différentes les unes des autres et qui 25 s'écoulent à travers des chemins opposés qui passent par le relais électromagnétique.

Selon un aspect de l'invention, il est fourni un relais électromagnétique qui commute entre une conduction et une 30 interruption de courants s'écoulant à travers le relais électromagnétique, les courants étant deux types de courants dont les amplitudes sont différentes l'une de l'autre et qui s'écoulent à travers des chemins mutuellement opposés qui passent par le relais électromagnétique. Le présent relais 35 électromagnétique comprend un bobinage qui génère une force magnétique par le fait d'être excité, une paire de sections de contact qui s'ouvrent et se ferment par la force magnétique, et deux éléments d'aimants à extinction d'arc. La paire de sections de contact comprend une paire de 40 contacts fixes et une paire de contacts mobiles, la paire de contacts fixes étant tenue par une paire d'éléments de support fixes réalisés en matériau conducteur, chaque contact fixe étant tenu proche d'une section de pointe de chacun des éléments de support fixes, la paire de contacts 45 mobiles étant fixée à un élément de support mobile réalisé en matériau conducteur, disposé de manière à être opposés à la paire de contacts fixes, et formé pour se déplacer vers et loin des éléments de support fixes en réponse à la forces magnétique. Les deux éléments d'aimants à extinction d'arc 50 qui étendent spatialement (c'est-à-dire, tirent ou 1, des flèches à ligne lorsque le courant est interrompu durant puissance. Des flèches en trait tiré indiquent généré lorsque le courant est interrompu durant régénération. durant une régénération cas, la direction dans direction la figure 8 généré course de l'arc 8 une déplacent) un arc généré à chacune des sections de contact qui éteignent l'arc, chaque élément d'aimant à extinction d'arc étant adjacent à l'une des sections de contact de telle sorte que, l'arc généré par interruption du chemin d'écoulement de courant, des deux types de courants, un courant ayant des amplitudes plus grandes que l'autre courant est étendu (c'est-à-dire, tiré ou déplacé) vers la section de pointe de chacun des éléments de support fixes à chacune des sections de contact.

Dans la présente description et la spécification décrite plus tard, les deux types de courants consistent en un grand courant ayant une amplitude supérieure à l'autre et un petit courant ayant une amplitude inférieure à l'autre. A la fois les courants grand et petit s'écoulent à travers des chemins mutuellement opposés via le relais électromagnétique. En excitant et désexcitant sélectivement le bobinage, chacun des grand et petit courants peut être mis sur MARCHE/ARRET (conducteur/interrompu).

Ainsi, dans chacune des deux sections de contact, la direction dans laquelle l'élément d'aimant à extinction d'arc étend l'arc généré lorsqu'un grand courant est interrompu s'accorde à une direction dirigée vers la pointe (c'est-à-dire, la direction de pointe) de l'élément de support fixe. Le grand courant peut ainsi être doucement interrompu avec un arc supprimé. Ceci signifie qu'une priorité pour éteindre l'arc est donnée à la structure pour étendre l'arc qui va être provoqué lorsque le grand courant est interrompu. Ceci va mener à une extinction fiable à la fois pour les courants grand et petit. La raison est celle qui suit.

La direction dans laquelle l'élément d'aimant à extinction d'arc étend l'arc change vers une direction opposée dépendant de la direction d'écoulement du courant lorsque le courant est interrompu. De ce fait, comme décrit plus haut, le relais électromagnétique ne peut pas être établi de telle sorte que la direction dans laquelle l'arc est étendu s'accorde à la direction de pointe de l'élément de support fixe lorsque chaque courant est interrompu.

Cependant, bien qu'il est requis que l'arc soit étendu par une distance supérieure pour éteindre l'arc généré lorsque le grand courant est interrompu, lorsqu'un arc généré lorsqu'un petit courant est interrompu est éteint, la distance par laquelle l'arc est étendu est relativement petite. De ce fait, même lorsque la direction dans laquelle l'arc généré lorsque le petit courant est interrompu est étendue correspond à une direction d'extension de l'élément de support fixe (qui est opposé à la direction de pointe) et la distance par laquelle l'arc est étendu est petite, une extinction d'arc peut être effectuée relativement avec douceur. D'un autre côté, lorsque la direction dans laquelle l'arc (arc de grand courant) généré lorsque le grand courant est interrompu est étendue correspond à la direction d'extension de l'élément de support fixe et la distance par laquelle l'arc est étendu est petite, une extinction d'arc peut être difficile à effectuer.

De ce fait, la présente invention est configurée de telle sorte que la direction dans laquelle l'élément d'aimant à extinction d'arc étend l'arc généré lorsque le grand courant est interrompu s'accorde à la direction de pointe de l'élément de support fixe. Comme résultat, l'arc généré lorsque le grand courant est interrompu peut être étendu avec facilité. Une extinction d'arc peut ainsi être facilitée en totalité.

Comme résultat, l'arc peut être doucement éteint lorsque le grand courant et les petits courants faits pour sélectivement s'écouler dans des directions mutuellement opposées sont interrompus fiablement.

Le relais électromagnétique de la présente invention est utilisé, par exemple, comme un relais dans un circuit à haute tension pour entraîner dans un véhicule électrique, un véhicule hybride, et autres similaires.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Dans les dessins accompagnant : La figure 1 est un diagramme explicatif en coupe horizontale d'un relais électromagnétique dans un exemple conventionnel ; La figure 2 est un diagramme explicatif d'un arc généré lorsque le relais électromagnétique commute vers un état 40 interrompu dans l'exemple conventionnel ; La figure 3 est un diagramme explicatif de mouvement d'une section d'extrémité de l'arc dans l'exemple conventionnel ; La figure 4 est un diagramme explicatif en coupe 45 horizontale d'un relais électromagnétique selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; La figure 5 est un diagramme explicatif en coupe verticale du relais électromagnétique dans un état conducteur selon le premier mode de réalisation ; 50 La figure 6 est un diagramme explicatif en coupe verticale du relais électromagnétique dans un état interrompu selon le premier mode de réalisation ; La figure 7 est un diagramme explicatif d'une section de contact dans l'état conducteur selon le premier mode de 5 réalisation ; La figure 8 est un diagramme explicatif de la section de contact dans l'état interrompu selon le premier mode de réalisation ; La figure 9 est un diagramme explicatif d'un arc généré 10 lorsque le relais électromagnétique commute vers l'état interrompu ; La figure 10 est un diagramme d'un circuit d'alimentation de puissance incluant le relais électromagnétique ; 15 La figure 11 est un diagramme explicatif en coupe d'une section de contact le long d'une direction de longueur d'un élément de support fixe selon un second mode de réalisation de la présente invention ; La figure 12 est un diagramme explicatif en coupe d'une 20 section de contact le long d'une direction de longueur d'un élément de support fixe selon un troisième mode de réalisation de la présente invention ; La figure 13 est un diagramme explicatif en coupe d'une section de contact le long d'une direction de longueur d'un 25 élément de support fixe selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention ; et La figure 14 est un diagramme explicatif en coupe horizontale d'un relais électromagnétique selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention ; 30 DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES

En référence aux dessins accompagnant, divers modes de réalisation selon la présente invention vont être décrits. (Premier mode de réalisation)

En référence aux figures 4 à 10, un relais électromagnétique selon un premier mode de réalisation de la 40 présente invention va maintenant être décrit.

Un relais électromagnétique 1 selon le premier mode de réalisation commute entre une conduction et une interruption de courants dans deux directions ayant des tailles 45 mutuellement différentes.

Comme montré dans la figure 4 à la figure 6, le relais électromagnétique 1 comprend un bobinage 2, une paire de sections de contact 3, des éléments d'aimants à extinction 50 d'arc 4, et un corps principal 10 maintenant divers 35 composants du relais électromagnétique 1. Le bobinage 2 génère une force magnétique en étant excitée. La paire de sections de contact 9 sont ouvertes et fermées par la force magnétique. Un élément d'aimant à extinction d'arc 4 est disposé adjacent à la surface extérieure de chacune des sections de contact 3. L'élément d'aimant à extinction d'arc 4 étend (c'est-à-dire, déplace ou tire) un arc 8 généré dans la section de contact 3 (figure 8 ou figure 9) et éteint l'arc 8.

La paire de sections de contact 3 sont configurées par une paire de contacts fixes 320 et une paire de contacts mobiles 310. Chaque contact fixe 320 est supporté proche d'une section de pointe de chacun d'éléments de support fixes 32 qui sont configurés par une paire de conducteurs fixés au corps principal 10. La paire de contacts mobiles 310 est fixée à un élément de support mobile qui est configuré par un conducteur qui se déplace vers et loin de l'élément de support fixe 32 par une force magnétique. La paire de contacts mobiles 310 est disposée de telle sorte à s'opposer à la paire de contacts fixes 320.

Comme montré dans la figure 8 et la figure 9, les deux sections de contact 3 sont configurées de telle sorte que la direction dans laquelle l'élément d'aimant à extinction d'arc 4 étend l'arc généré lorsqu'un grand courant est interrompu s'accorde à une direction dirigée vers la section de pointe de chaque élément de support fixe 32.

Dans le présent mode de réalisation, la direction dirigée vers la section de pointe de chaque élément de support fixe 32, c'est-à-dire, la direction vers la bas dans la figure 4, est référée comme une direction de pointe, alors que la direction opposée à la direction de pointe, c'est-à-dire, la direction vers le haut dans la figure 4 est référée comme une direction d'extension de chaque élément de support fixe 32. Donc, dans les figures 7 et 8, la direction de pointe est exprimée par une flèche venant du papier et la direction d'extension est exprimée par une flèche frappant dans le papier.

Comme montré dans la figure 4, la position de la section de pointe 321 de l'élément de support fixe 32 dans la direction de longueur de l'élément de support fixe 32 est dans la zone de formation d'une surface de génération de flux magnétique 40 de l'élément d'aimant à extinction d'arc 4 adjacent au contact fixe 320 prévu dans l'élément de support fixe 32.

Le centre de la surface de génération de flux 8 magnétique 40 est positionné davantage dans pointe de l'élément de support fixe 32 que section de contact 3 dans la direction l'élément de support fixe 32 adjacent à génération de flux magnétique 40.

Les directions de pointe de la paire d'éléments de support fixes 32 sont les mêmes directions. Les électrodes des surfaces de génération de flux magnétique 40 s'opposant mutuellement de la paire de corps magnétiques à extinction d'arc 4 ont la même polarité.

Comme montré dans la figure 5 et la figure 6, le relais électromagnétique 1 selon le premier mode de réalisation comprend un noyau mobile 11, l'élément de support fixe 32 et l'élément de support mobile 31. Le noyau mobile 11 se déplace en avant et en arrière dans une direction axiale par la force magnétique générée par le bobinage 2 fixé au corps principal 10. L'élément de support fixe 32 supporte la paire de contacts fixes 320 et est fixé au corps principal 10. L'élément de support mobile 31 supporte la paire de contacts mobiles 310 dans un état de court-circuit. La paire de contacts mobiles 310 est disposée de manière à s'opposer à la paire de contacts fixes 320.

La paire de contacts mobiles 310 est sertie et fixée proche des deux sections d'extrémité de l'élément de support mobile 31 qui est composé d'une plaque de métal de sorte que les contacts mobiles 310 se court-circuitent mutuellement.

L'élément de support fixe 32 est fixé à un pôle 13 réalisé en résine. Comme montré dans la figure 4, l'autre extrémité de chacun de l'élément de support fixe 32, qui est opposé à la section de pointe sur laquelle chaque contact fixe 320 est prévu, sert en tant que terminal externe 322 et est exposé à l'extérieur du relais électromagnétique 1.

Les éléments d'aimants à extinction d'arc 4 sont conçus dans le pôle 13 par moulage par insertion, ajustement par 40 serrage et autres similaires.

Comme montré dans les figures 4 à 8, la paire d'éléments d'aimants à extinction d'arc 4 est disposée de telle sorte que les surfaces de génération de flux 45 magnétique 40 s'opposant ont la même polarité. En d'autres mots, dans chaque corps magnétique à extinction d'arc 4, le pôle S 4s fait face à la section de contact 3.

Comme montré dans la figure 5 et la figure 6, le noyau 50 mobile 11 comprend un plongeur 111, un arbre 112, et un la direction de le centre de la de longueur de la surface de isolant 113. Le plongeur 111 se déplace vers l'avant et vers l'arrière dans la direction axiale dans un trou périphérique interne 20 du bobinage 2. L'arbre 112 est inséré dans le plongeur 111 et supporté par le plongeur 111. L'isolant 113, formé d'un matériau isolant tel que de la résine, est disposé plus proche du côté de l'élément de support mobile 31 que le plongeur 11 et. Le plongeur 111, l'arbre 112 et l'isolant 113 sont configurés de telle sorte à se déplacer intégralement vers l'avant et vers l'arrière dans la direction axiale.

Le noyau mobile 11 est sollicité vers l'élément de support mobile 31 par un moyen de retour de noyau 12. Le moyen de retour de noyau 12 est disposé de telle sorte à être pris en sandwich entre un noyau fixe 15 et le plongeur 111.

Le noyau fixe 15, réalisé en un matériau magnétique, est disposé dans une surface interne 140 d'une bobine 14. La bobine 14 est disposée de telle sorte à couvrir le trou périphérique interne 20 du bobinage 2.

Une culasse 16 et une plaque 17 réalisées en matériaux magnétiques sont prévues dans la périphérie du bobinage 2. 25 Le noyau fixe 15, le plongeur 111, la plaque 17 et la culasse 16 configurent un chemin pour le flux magnétique généré comme résultat du bobinage 2 étant excité.

Ensuite des opérations du relais électromagnétique 1 30 selon le premier mode de réalisation vont être décrites en détail.

Lorsque le bobinage 2 est excité, un état conducteur est créé dans lequel la paire de contacts mobiles 310 et la 35 paire de contacts fixes 320 sont en contact, comme montré dans la figure 5.

En d'autres mots, comme résultat du bobinage 2 étant excité, un flux magnétique est généré autour du bobinage 2. 40 Ici, la force magnétique générée par le bobinage 2 étant excité est supérieure à la force de poussée du moyen de retour de noyau 12. De ce fait, comme montré dans la figure 5, le noyau mobile 11 est tiré dans la direction vers le noyau fixe 15 par la force magnétique. D'un autre côté, 45 comme montré dans la figure 5, le moyen de retour de noyau 12 est pressé vers le côté de bobinage 2 par le plongeur 111 et est comprimé.

Comme montré dans la figure 5, l'élément de support 50 mobile 31 est pressé vers l'élément de support fixe 32 par un moyen de poussée d'élément de support 18. De ce fait, l'élément de support mobile 31 se déplace vers le côté de l'élément de support fixe 32 en accompagnement du noyau mobile 11. L'élément de support mobile 31 se déplace intégralement avec le noyau mobile 11 vers une position à laquelle la paire de contacts mobiles 310 et la paire de contacts fixes 320 viennent en contact.

Ensuite, parce que le noyau mobile 11 est tiré de manière continue vers le côté de bobinage 2 même après que les contacts mobiles 310 et les contacts fixes 320 viennent en contact, l'élément de support mobile 31 et le noyau mobile 11 se séparent à ce moment. Comme montré dans la figure 5, le noyau mobile 11 se déplace ensuite à une position dans laquelle la section d'extrémité inférieure de l'arbre 112 vient en contact avec la section de fond 150 prévue dans le noyau fixe 15 et s'arrête à cette position. A ce moment, l'élément de support mobile 31 est pressé vers le côté de bobinage 2 par le moyen de poussée d'élément de support 18. Le contact mobile 310 et le contact fixe 320 restent en contact. Le contact mobile 310 et le contact fixe 320 maintiennent un état de contact avec une pression de contact suffisante, créant ainsi l'état conducteur.

Dans l'état conducteur, comme montré dans la figure 7, un grand courant 81 s'écoulant d'une extrémité (terminal externe 322) d'un élément de support fixe 32 s'écoule vers l'élément de support mobile 31 via le contact fixe 320 et le contact mobile 310. Le grand courant 81 s'écoule ensuite à travers l'autre contact mobile 310 et l'autre contact fixe 320 et s'écoule vers l'autre élément de support fixe 32. Un petit courant 82 s'écoule à travers un chemin qui est inverse du chemin du grand courant 81, comme montré par la ligne discontinue dans la figure 7.

De l'autre côté, lorsque le bobinage 2 est désexcité, comme montré dans la figure 6, un état interrompu est créé dans lequel le contact mobile 310 et le contact fixe 320 ne sont pas en contact.

Dans l'état interrompu, la force magnétique générée par le bobinage 2 étant excité disparaît. De ce fait, d'une manière opposée à celle dans l'état conducteur, le noyau mobile 11 est pressé vers le côté de l'élément de support mobile 31par le moyen de retour de noyau 12.

En d'autres mots, puisque la force de poussée du moyen de retour de noyau 12 est supérieure à la force de poussée du moyen de poussée d'élément de support 18, l'élément de support mobile 31 est pressé par le noyau mobile 11 et se déplace dans la direction éloignée du bobinage 2 avec le noyau mobile 11. L'élément de support mobile 31 se déplace ensuite dans une direction dans laquelle la paire de contacts mobiles 310 et la paire de contacts fixes 320 se séparent. L'état interrompu est créé dans lequel les contacts mobiles 310 et les contacts fixes 320 ne sont pas en contact.

Ici, lorsque le relais électromagnétique 1 transite de l'état conducteur à l'état interrompu, comme montré dans la figure 8, l'arc 8 peut être généré entre le contact mobile 310 et le contact fixe 320. Lorsque, par exemple, à la différence du premier mode de réalisation, l'élément d'aimant à extinction d'arc 4 n'est pas prévu, l'arc 8 s'écoule en passant à travers la distance la plus courte entre le contact mobile 310 et le contact fixe 320 (voir référence numérique 8a dans la figure 9). Comme résultat, le grand courant 81 s'écoule et provoque un court circuit même dans l'état interrompu. Lorsque l'état court-circuité continue, le relais électromagnétique 1 et chaque composant électronique configurant le circuit dans lequel le relais électromagnétique 1 est incorporé peut être détruit.

D'un autre côté, comme résultat de fournir l'élément d'aimant à extinction d'arc 4 selon le premier mode de réalisation, l'arc 8 peut être étendu et éteint comme montré dans la figure 9.

Ici, avant que la force de Lorentz F agit sur l'arc 8, l'arc 8 a le point d'extrémité 84 au point mobile 310 et le point d'extrémité 83 au point fixe 320, comme indiqué par la référence numérique 8a. Cependant, lorsque l'arc 8 (8b) se déplace comme résultat d'une génération de la force de Lorentz F, le point d'extrémité 84 se déplace vers l'élément de support mobile 31 et le point d'extrémité 84 se déplace vers l'élément de support fixe 32.

Cependant, le point d'extrémité 83 de l'arc 8 généré lorsque le grand courant 81 est interrompu atteint la section de pointe 321 de l'élément de support fixe 32 comme montré par la ligne pleine indiquée par la référence numérique 8b. De ce fait, le point d'extrémité 83 ne se déplace pas plus avant. L'arc 8 (8b) est suffisamment étendu et peut être éteint.

De l'autre côté, le point d'extrémité 83 de l'arc 8 généré lorsque le petit courant 82 est interrompu se déplace vers le côté d'extension (côté de terminal externe 322) de l'élément de support fixe 32 comme montré par la ligne discontinue indiquée par la référence numérique 8b. De ce fait, le point d'extrémité 83 se déplace d'une distance significative le long de l'élément de support fixe 32. De ce fait, l'arc 8 ne peut pas être significativement étendu. Cependant, puisque l'arc 8 basé sur le petit courant 82 peut être éteint avec une facilité relative, l'arc 8 peut être éteint même lorsque la distance par laquelle l'arc 8 est étendu est petite.

De cette manière, le grand courant 81 (courant pendant une course de puissance) et le petit courant 82 (courant pendant une régénération) dans des directions opposées peuvent être doucement interrompus.

Comme montré dans la figure 10, le relais électromagnétique 1 est utilisé de telle sorte à être incorporé dans un circuit d'alimentation de puissance 5 qui entraîne un moteur d'entraînement d'un véhicule électrique, d'un véhicule hybride, et autres similaires.

Le circuit d'alimentation de puissance électrique 5 est formé entre une alimentation de puissance électrique en courant direct 51 et une machine rotative électrique 52 qui est un moteur d'entraînement à courant alternatif à trois phases. L'alimentation en puissance électrique 5 comprend un convertisseur 53 et un onduleur 54. Le convertisseur 53 élève l'alimentation de puissance électrique en courant direct 51 ou abaisse une puissance de régénération. L'onduleur 54 effectue une conversion entre une puissance électrique en courant direct et une puissance électrique en courant alternatif. Les relais électromagnétiques 1 sont connectés au chemin de courant côté positif et au chemin de courant côté négatif entre le convertisseur 53 et l'onduleur 54, et l'alimentation de puissance en courant direct 51, servant respectivement de relais principaux 571 et 572. Un relais de précharge 573 connecté en série avec un résistor 58 est en plus connecté en parallèle avec le relais principal 571 prévu dans le chemin de courant côté positif. Le relais de précharge 573 peut ou peut ne pas être le relais électromagnétique 1 de la présente invention.

Un condensateur 55 est connecté entre le chemin de courant côté positif et le chemin de courant côté négatif d'une manière suspendue. Le détecteur de courant 56 est connecté entre le relais principal 572 sur le côté négatif et l'alimentation de puissance en courant direct 51.

Comme résultat de la description décrite plus haut, une commutation est effectuée entre une conduction et une interruption du courant entre l'alimentation de puissance en courant direct 51, et le convertisseur 53 et l'onduleur 54.

Dans le relais électromagnétique 1, le grand courant 81 dans la direction de course de puissance, alimentée depuis l'alimentation de puissance en courant direct 51 vers la machine rotative électrique 52, s'écoule. De manière alternative, le petit courant 82 dans la direction de régénération, récupéré de la machine rotative électrique 52 vers l'alimentation de puissance électrique en courant direct 51, s'écoule (voir figure 7). Le grand courant dans la direction de course de puissance est plus grand que le petit courant 82 dans la direction de régénération.

Des opérations suivantes sont effectuées dans le circuit d'alimentation de puissance électrique 5.

En d'autres mots, lorsqu'une clé d'allumage d'un véhicule est tournée pour la première fois sur MARCHE, le relais principal 572 sur le côté négatif et le relais de précharge 573 sont séquentiellement mis sur MARCHE (un état conducteur est entré). La charge du condensateur 55 commence. A ce moment, le résistor 58 restreint le flux d'un courant d'appel dans le circuit d'alimentation en puissance électrique 5. Le condensateur 55 est graduellement chargé.

Après que le condensateur 55 est chargé, le relais principal 571 sur le côté positif est mis sur MARCHE. Une alimentation de puissance électrique à la machine rotative électrique 52 est commencée. Le relais de précharge 573 est mis sur ARRET. Pendant ce temps, le courant (grand courant 81) dans la direction de course de puissance s'écoule à travers le relais électromagnétique 1.

Dans cet état, la puissance électrique recueillie dans la machine rotative électrique 52 est renvoyée à l'alimentation de puissance en courant direct 51 à travers le circuit d'alimentation en puissance électrique 5. En d'autres mots, le courant (petit courant 82) dans la direction de régénération opposée à la direction de course de puissance s'écoule à travers le relais électromagnétique 1 à ce moment.

Ensuite, lorsque la clé d'allumage est tournée sur ARRET, les deux relais principaux 571 et 572 sont mis sur ARRET, et une conduction dans le circuit d'alimentation en puissance électrique 5 est interrompue.

Lorsqu'un anomalie se produit dans la machine rotative électrique 52, le convertisseur 53, l'onduleur 54, ou du même genre, les relais électromagnétiques 1 configurant les relais principaux 571 et 572 commutent vers l'état interrompu. Comme résultat, le courant est interrompu, et chaque composant électronique est protégé.

Ensuite des effets accomplis selon le premier mode de réalisation vont être décrits.

Le relais électromagnétique 1 selon le premier mode de réalisation est configuré de telle sorte que, dans les deux sections de contact 3, la direction dans laquelle l'élément d'aimant d'extinction d'arc 4 étend l'arc 8 généré lorsque le grand courant 81 des courants dans les deux directions est interrompu est la direction de pointe de l'élément de support fixe 32. Comme résultat, les courants dans les deux directions peuvent être interrompus avec douceur.

En d'autres mots, la direction dans laquelle l'élément d'aimant d'extinction d'arc 4 étend l'arc 8 change entre des directions opposées sur la base de la direction de l'écoulement de courant lorsque le courant est interrompu. De ce fait, comme décrit plus haut, le relais électromagnétique 1 ne peut pas être établi de telle sorte que la direction dans laquelle l'arc 8 est étendu est la direction opposée à la direction d'extension de l'élément de support fixe 32, à savoir la direction de pointe de l'élément de support fixe 32, lorsque l'un et l'autre des courants s'écoulant dans les deux direction mutuellement opposées est interrompu.

Cependant, bien que l'arc 8 est requis d'être étendu par une distance plus grande pour éteindre l'arc 8 généré lorsque le grand courant 81 ayant la grande valeur de courant est interrompu, lorsque l'arc 8 généré lorsque le petit courant 82 ayant la petite valeur de courant est interrompu est éteint, la distance par laquelle l'arc 8 est étendu est relativement petite. De ce fait, même lorsque la direction dans laquelle l'arc 8 généré lorsque le petit courant 82 est interrompu est étendu correspond à la direction d'extension de l'élément de support fixe 32 et la distance par laquelle l'arc 8 est étendu est petite, une extinction d'arc peut être effectuée avec une relative douceur. De l'autre côté, lorsque la direction dans laquelle l'arc 8 généré lorsque le grand courant 81 est interrompu est étendu correspond à la direction d'extension de l'élément de support fixe 32 et la distance par laquelle l'arc 8 est étendu est petite, une extinction d'arc peut être difficile à réaliser.

De ce fait, comme montré dans la figure 9, la présente invention est configurée de telle sorte que la direction dans laquelle l'élément d'aimant d'extinction d'arc 4 étend l'arc 8 généré lorsque le grand courant 81 est interrompu dans la direction de pointe de l'élément de support fixe 32. Comme résultat, l'arc 8 généré lorsque le grand courant 81 est interrompu, qui est difficile d'éteindre, peut être étendu avec facilité. Une extinction d'arc peut être facilitée.

Comme résultat, l'arc 8 peut être éteint avec douceur lorsque à la fois le grand courant 81 et le petit courant 82 s'écoulant dans des directions mutuellement opposées sont interrompus. Les courants peuvent être interrompus avec douceur.

La position de la section de pointe 321 de l'élément de support fixe 32 dans la position de direction de longueur de l'élément de support fixe 32 dans la zone de formation de la surface de génération de flux magnétique 40 de l'élément d'aimant d'extinction d'arc 4 adjacent au contact fixe 320 prévu dans l'élément de support fixe 32. De ce fait, l'arc 8 généré lorsque le grand courant 81 est interrompu peut être significativement étendu dans la direction de pointe de l'élément de support fixe 32. En d'autres mots, dans la mesure où le flux magnétique généré depuis la surface de génération de flux magnétique 40 est suffisamment formé dans la section de pointe 321 de l'élément de support fixe 32 également, l'arc 8 peut être suffisamment étendu vers la côté de pointe depuis la section de pointe 321 de l'élément de support fixe 32.

Comme montré dans la figure 4, le centre de la surface de génération de flux magnétique 40 de l'élément d'aimant d'extinction d'arc 4 est positionné davantage dans la direction de pointe, par une longueur L, que le centre de la section de contact 3 dans la direction longitudinale de l'élément de support fixe 32 adjacent à la surface de génération de flux magnétique 40. De ce fait, l'arc 8 généré lorsque le grand courant 81 est interrompu peut être efficacement étendu. De plus, l'élément d'aimant d'extinction d'arc 4 peut être rendu plus compact.

Les directions de pointe de la paire d'éléments de support fixes 32 sont les mêmes directions. Les électrodes des surfaces de génération de flux magnétique 40 s'opposant mutuellement de la paire de corps magnétiques d'extinction d'arc 4 ont la même polarité (pôle S 4s). De ce fait, les arcs 8 générés au niveau de la paire de sections de contact 3 lorsque le grand courant 81 est interrompu peut être étendu au côté de pointe de l'élément de support fixe 32. En d'autres mots, dans la mesure où les électrodes des surfaces de génération de flux magnétique 40 de la paire des éléments d'aimants d'extinction d'arc 4 sont les mêmes, les directions dans lesquelles les arcs 8 au niveau de la paire des sections de contact 3 sont étendues peuvent être la même direction. Lorsque les directions de pointe de la paire d'éléments de support fixes 32 sont les mêmes, cette direction peut être faite correspondre avec la direction dans laquelle l'arc 8 généré lorsque le grand courant 81 est interrompu est étendu.

Dans la mesure où les directions de pointe des éléments de support fixes 32 sont les mêmes, les terminaux externes 322 formés opposés aux sections de pointe 321 dans les éléments de support fixes 32 peuvent être en saillie dans la même direction dans le relais électromagnétique 1. Comme résultat, un câblage externe du relais électromagnétique 1 peut être facilité.

Comme décrit plus haut, selon le premier mode de réalisation, un relais électromagnétique est prévu qui peut interrompre avec douceur les courants dans les deux directions ayant des tailles mutuellement différentes.

(Second mode de réalisation)

En référence à la figure 11, un relais électromagnétique selon un second mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit.

Dans le présent mode de réalisation et des modes de réalisation ultérieurs, les composants similaires ou identiques à ceux employés dans le premier mode de réalisation précédent vont avoir les mêmes références numériques que celles dans le premier mode de réalisation pour un souci d'explication simplifiée.

Comme montré dans la figure 11, selon le second mode de réalisation, un exemple est donné dans lequel l'élément de support fixe 32 a une section d'extension 323 s'étendant davantage du côté de pointe que la section de pointe 321. La section d'extension 323 est réalisée dans un élément de résine isolant 101.

En d'autres mots, une portion du côté de pointe de l'élément de support fixe 32 selon le second mode de réalisation est couverte par l'élément de résine isolant 101. La portion de l'élément de support fixe 32 couverte par l'élément de résine isolant 101 est dans la section d'extension 323. La partie de la portion exposée positionnée le plus proche de la pointe est la section de pointe 321.

L'élément de support fixe 32 est inséré par moulage sur 15 le corps principal 10 configuré par l'élément de résine isolant 101.

Dans le relais électromagnétique 1 selon le second mode de réalisation, l'un point d'extrémité 83 de l'arc généré lorsque le grand courant 81 est interrompu se déplace à la portion positionnée la plus proche du côté de pointe dans la portion exposée de l'élément de support fixe 32, à savoir la section de pointe 321 comme résultat d'une génération de force de Lorentz F attribuée au champ magnétique généré par l'élément d'aimant d'extinction d'arc 4.

D'autres configurations sont les mêmes que celles selon le premier mode de réalisation. Selon le second mode de réalisation, l'élément de support fixe 32 peut être fixé de manière stable au corps principal 10.

20 D'autres effets semblables à ceux selon le premier mode de réalisation peuvent être atteints.

(Troisième mode de réalisation)

25 En référence à la figure 12, un relais électromagnétique selon un troisième mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit.

Comme montré dans la figure 12, selon le troisième mode 30 de réalisation, un exemple est donné dans lequel l'élément de support fixe 32 a une section d'extension courbée 324 qui est courbée de la section de pointe 321 au côté opposé de l'élément de support mobile 31. La section d'extension courbée 324 est réalisée dans un élément de résine isolant 35 101.

Une surface 102 de l'élément de résine isolant 101 recule davantage en arrière qu'une surface en opposition 325 de l'élément de support fixe 32 s'opposant à l'élément de 40 support mobile 31. Selon le troisième mode de réalisation, la section d'extension courbée 324 est davantage courbée du côté de pointe dans l'élément de résine isolant 101.

D'autres configurations sont les mêmes que celles selon 45 le premier mode de réalisation.

Selon le troisième mode de réalisation, l'élément de support fixe 32 peut être fixé de manière stable au corps principal 10. De plus, l'élément de résine isolant 101 est 50 empêché d'inhiber l'extension de l'arc 8.

D'autres effets semblables à ceux selon le premier mode de réalisation peuvent être atteints. (Quatrième mode de réalisation)

En référence à la figure 13, un relais électromagnétique selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit.

Comme montré dans la figure 13, selon le quatrième mode de réalisation, un exemple est donné dans lequel une section à faible conductivité 326 est prévue dans la section de pointe 321 de l'élément de support fixe 32. La section à faible conductivité 326 est réalisée d'un conducteur ayant une conductivité plus faible que l'élément de support fixe 32.

Selon le quatrième mode de réalisation, l'élément de support fixe 32 est réalisé en cuivre. Le contact fixe 320 est réalisé en argent. La section à faible conductivité 326 est réalisée en fer. L'élément de support mobile 31 est réalisé en cuivre, et le contact mobile 310 est réalisé en argent.

La section à faible conductivité 326 est sertie et fixée à l'élément de support fixe 32.

D'autres configurations sont les mêmes que celles selon 30 le premier mode de réalisation.

Selon le quatrième mode de réalisation, lorsque l'arc 8 généré lorsque le grand courant 81 est interrompu est étendu dans la direction de pointe de l'élément de support fixe 32 35 par la force de Lorentz F attribuée au champ magnétique de l'élément d'aimant d'extinction d'arc 4, le point d'extrémité 83 de l'arc 8 se déplace vers la section à faible conductivité 326. Comme résultat, la valeur de courant de l'arc 8 diminue à cause de la résistance 40 électrique de la section à faible conductivité 326. L'arc 8 est plus facilement éteint.

La section à faible conductivité 326 est réalisée en fer. De ce fait, une section à faible conductivité 326 peu 45 chère peut être achevée. De plus, une résistance électrique suffisante peut être achevée dans la section à faible conductivité 326.

La section à faible conductivité 326 est sertie et 50 fixée à l'élément de support fixe 32. De ce fait, la section à faible conductivité 326 peut être fixée à l'élément de support fixe 32 avec facilité et certitude.

D'autres effets semblables à ceux selon le premier mode 5 de réalisation peuvent être atteints.

La section à faible conductivité 326 peut être prévu dans une section d'extrémité 311 de l'élément de support mobile 31 disposé de manière telle à s'opposer à la section 10 de pointe 321 de l'élément de support fixe 32, à la place de la section de pointe 321 de l'élément de support fixe 32 ou en plus de la section de pointe 321.

(Cinquième mode de réalisation) 15 En référence à la figure 14, un relais électromagnétique selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit. 20 Comme montré dans la figure 14, selon le cinquième mode de réalisation, un exemple du relais électromagnétique 1 est donné dans lequel les directions de pointe de la paire d'éléments de support fixes 32 sont de directions opposées. Les électrodes des surfaces de génération de flux magnétique 25 40 s'opposant mutuellement de la paire d'éléments d'aimants d'extinction d'arc 4 ont des polarités opposées.

La surface de génération de flux magnétique 40 de l'élément d'aimant d'extinction d'arc 4 s'opposant à une 30 section de contact 3 est le pôle S 4s. La surface de génération de flux magnétique 40 de l'élément d'aimant d'extinction d'arc 4 s'opposant à l'autre section de contact 3 est le pôle N 4n.

35 D'autres configurations sont les mêmes que celles selon le premier mode de réalisation.

Selon le cinquième mode de réalisation, l'élément d'aimant d'extinction d'arc 4 étend l'arc 8 généré lorsque 40 le grand courant 81 est interrompu dans des directions opposées dans les deux sections de contact 3. La direction de la section de pointe 321 de l'élément de support fixe 32 disposé dans chaque section de contact 3 est établi pour correspondre à la direction dans laquelle l'arc 8 est 45 étendu.

De ce fait, d'une manière semblable à celle selon le premier mode de réalisation, dans les deux sections de contact 3, la direction de la section de pointe 321 de 50 l'élément de support fixe 32 peut être fait correspondre avec la direction dans laquelle l'arc 8 est étendu lorsque le grand courant est interrompu (voir la flèche à ligne pleine dans la figure 11).

D'autres effets semblables à ceux selon le premier mode de réalisation peuvent être atteints.

Selon le premier mode de réalisation, un exemple est donné dans lequel les deux surfaces de génération de flux magnétique 40 de la paire d'éléments d'aimants d'extinction d'arc 4 s'opposant aux sections de contact 3 est le pôle S 4s. Cependant, la polarité des deux surfaces de génération de flux magnétique 40 peut être un pôle N. Cependant, dans ce cas, les directions de pointe de la paire d'éléments de support fixes 32 sont opposées à celles selon le premier mode de réalisation. Alternativement, les directions des courants s'écoulant à travers la section de contact 3 (grand courant 81 et petit courant 82) sont inversées.

Selon le cinquième mode de réalisation, le pôle magnétique de la surface de génération de flux magnétique 40 peut être changé par la direction de pointe de l'élément de support fixe 32 ou la direction de flux de courant étant modifiée en conséquence.

En d'autres mots, dans les deux sections de contact 3, pour autant qu'une configuration puisse être achevée dans laquelle la direction dans laquelle l'élément d'aimant d'extinction d'arc 4 étend l'arc 8 généré lorsque le grand courant et interrompu dans la direction de pointe de l'élément de support fixe 32, le pôle magnétique de l'élément d'aimant d'extinction d'arc 4, la direction de pointe de l'élément de support fixe 32, et autres similaires peuvent être changés de diverses manières.35

Claims

REVENDICATIONS1. Relais électromagnétique qui commute entre une conduction et une interruption de courants s'écoulant à travers le relais électromagnétique, les courants étant deux types de courants dont les amplitudes sont différentes l'une de l'autre et qui s'écoulent à travers des chemins mutuellement opposés qui passent par le relais électromagnétique, comprenant: un bobinage qui génère une force magnétique par le fait d'être excité ; une paire de sections de contact qui s'ouvrent et se ferment par la force magnétique, où la paire de sections de contact comprend une paire de contacts fixes et une paire de contacts mobiles, la paire de contacts fixes étant tenue par une paire d'éléments de support fixes réalisés en matériau conducteur, chaque contact fixe étant tenu proche d'une section de pointe de l'un des éléments de support fixes, la paire de contacts mobiles étant fixée à un élément de support mobile réalisé en matériau conducteur, disposée de manière à être opposée à la paire de contacts fixes, et formée pour se déplacer vers et loin des éléments de support fixes en réponse à la forces magnétique ; et deux éléments d'aimants à extinction d'arc qui étendent spatialement un arc généré à chacune des sections de contact qui éteignent l'arc, chaque élément d'aimant à extinction d'arc étant adjacent à chacune des sections de contact de telle sorte que, l'arc généré par interruption, des deux types de courants, d'un courant ayant une amplitude plus grande que l'autre courant est étendu vers la section de pointe de chacun des éléments de support fixes à chacune des sections de contact.
2. Relais électromagnétique selon la revendication 1, dans lequel chacun des éléments d'aimants à extinction d'arc a une surface de génération de flux magnétique à partir de laquelle un flux magnétique est généré pour une extinction d' arc, la section de pointe de chacun des éléments de support fixes a une extrémité dans une direction longitudinale des éléments de support fixes, l'extrémité étant positionnée pour être opposée à la surface de génération de flux magnétique de chacun des éléments d'aimants à extinction d'arc de sorte que chacun des contacts fixes est positionné dans une atmosphère produite par le flux magnétique.
3. Relais électromagnétique selon la revendication 2, dans lequel chacun des éléments de support fixes a unesection d'extension étendue depuis la section de pointe dans une direction dans laquelle la section de pointe s'étend, la section d'extension étant réalisée dans un élément de résine isolant.
4. Relais électromagnétique selon la revendication 2, dans lequel chacun des éléments de support fixes a une section d'extension courbée qui s'étend depuis l'extrémité de pointe, courbée dans une direction opposée au dispositif de support mobile, et réalisée dans un élément de résine isolant, où l'élément de résine isolant a une surface qui recule davantage qu'une surface de l'élément de support fixe, la surface de l'élément de support fixe étant opposée à l'élément de support mobile.
5. Relais électromagnétique selon la revendication 3 ou 4, dans lequel chacun des éléments de support fixes est moulé par insertion sur un corps principal du relais électromagnétique.
6. Relais électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel une position centrale de la surface de génération de flux magnétique de chacun des éléments d'aimants à extinction d'arc dans une direction longitudinale des éléments de support fixes est sollicitée plus qu'une position centrale de chacune des sections de commande vers la section de pointe de chacun des éléments de support fixes dans la direction longitudinale.
7. Relais électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les sections de pointe des éléments de support fixes appariés sont dirigées dans la même direction, et les surfaces de génération de flux magnétique des éléments d'aimants à extinction d'arc appariés, qui se font face l'une l'autre, ont des électrodes dont les polarités sont les mêmes.
8. Relais électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel au moins une de chacune des extrémités de pointe des éléments de support fixes et de chacune des extrémités des éléments de support mobiles a une section à faible conductivité qui est inférieure en conductivité électrique par rapport à chacun des autres éléments de support fixes et éléments de support mobiles, les sections à faible conductivité étant opposées aux extrémités de pointe des éléments de support fixes.
9. Relais électromagnétique selon la revendication 8, dans lequel la section à faible conductivité est réalisée en 50 fer.
10. Relais électromagnétique selon la revendication 8 ou 9, dans lequel les sections à faible conductivité sont serties à au moins un des éléments de support fixes et des 5 éléments de support mobiles.