专利名称：永磁接触器操动机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及输配电设备的低压电器领域，尤其是涉及低压交、直流接触器的合、 分驱动机构技术领域。
背景技术：
传统的电磁式接触器，其驱动机构采用的是硅钢片叠片铁心或软铁心配电磁线 圈组成。工作时通电保持，这样的机构存在能耗大、噪声大和触头弹跳多等缺点。 近年来出现的永磁机构以其结构简单，零部件少，可靠性高等优点引起普遍关注并 得到不断完善和创新。永磁接触器具有噪音小，受电网电压波动影响小，特别具有 节能效果显著的特点。
现有的永磁接触器操动机构的典型结构主要有双E型、U型和圆形，主要包括永 磁体、动铁心、静铁心和线圈，还有永磁体可以置于动铁心或者静铁心等位置中。 在己经公布的专利中，永磁操动机构工作原理是在控制单元回路处于正常工作状态 时，利用线圈中的脉冲电流在铁心中产生与永磁体磁场相同和相反的磁场，实现合 闸和分闸。分闸所需的脉冲电流利用控制电路中失压保护装置的储能电容来提供。 实际使用中，安装或使用人员往往需要试验永磁接触器触点的性能，需要手动合闸， 但此时控制电路中的失压保护装置没有储能， 一旦手动合闸后，接触器不能自动复 位，给实际使用带来不便。
现有公布的永磁接触器专利存在的一个共同缺点是，接触器在不通电时，手动 按下不能自动复位或具有自动复位功能但需要给线圈通一较小的维持电流不能完 全实现节能目的。例如专利号为200420065379. 6，专利名称为"一种低压接触器的 永磁机构"的专利和专利号为200420112660.0，专利名称为"一种永磁式接触器操 动"的专利等
发明内容
技术问题针对上述现有永磁接触器技术中存在的不足，本发明的目的是提供 一种永磁接触器操动机构，通过对现有永磁接触器操动机构的改进，采用了触头传 动轴与动铁心分离的结构形式，实现了在不改变现有的永磁接触器的节能效果的情 况下，接触器在不通电时，手动合上接触器能自动分断的功能。尤其是彻底解决永 磁接触器手动合闸后不能自动分断的问题。使永磁接触器在手动试验条件下的分闸 性能达到与电磁式接触器相同的效果。同时又能充分发挥永磁接触器的节能效果。
技术方案所述的永磁接触器操动机构，主要包括触头传动轴、静触头、动触 头、第一弹簧、塑壳支架、动铁心、静铁心、第二弹簧、触头弹簧、线圈、永磁体 和支撑等组成；当为U型结构时，在塑壳支架内的上端设有动铁心，第二弹簧的上 端顶在动铁心的下部，第二弹簧的下端顶在塑壳支架内的下部，该第二弹簧提供动 铁心反力；静铁心有两部分，在该两部分静铁心之间设有永磁体，在该两部分静铁 心上分别设有线圈，两线圈之间串连在一起，该两部分静铁心的上部位于塑壳支架 内的下部；触头传动轴穿过塑壳支架和动铁心的中间，实现触头传动轴与动铁心分 离，位于触头传动轴端部设有支撑，用于实现当动铁心动作时，带动触头传动轴动 作；第一弹簧套在触头传动轴的外部，用于固定触头传动轴，同时提供触头传动轴 的反力；触头弹簧位于触头传动轴内的上部，动触头位于触头传动轴外的上部，静 触头位于触头传动轴与塑壳支架之间。当操动机构为双E型结构时，其动铁心和静 铁心均为E型结构，在操动机构的静铁心的心柱上镶嵌一块稀土永磁体构成复合铁 心。当为圆形结构时，在操动机构的动铁心上开孔，以实现触头传动轴与动铁心的 分离，在线圈的塑壳支架上端面与T型动铁心下端面之间装有第二弹簧，永磁体镶 嵌在静铁心的心柱上。
当接触器处于分闸状态时，此时永磁体对动铁心产生的吸力不足以克服弹簧组 的反力达到吸合状态，永磁接触器处于分闸的稳定状态。
当手动合上接触器时，由于触头传动轴与动铁心分离，触头传动轴向下运动， 动铁心处于保持位置。在此状态下，动铁心与静铁心之间气隙比较大，永磁体对动 铁心产生的吸力不足以克服第二弹簧的反力而使接触器保持在吸合状态下，所以当 松开后，触头传动轴在第一弹簧反力和触头弹簧反力作用下，向上运动，最终回到 分闸状态。
当线圈通以电流时，永磁体磁势和线圈磁势的合成磁势产生的吸力大于弹簧组 反力使动铁心开始向下运动，此时动铁心带动触头传动轴向下运动，从而使接触器
处于合闸状态。在合闸状态下，动铁心和静铁心之间气隙较小，永磁体产生的吸力 可以将动铁心和静铁心保持在吸合状态，达到永磁接触器无需给线圈通电就能保持 在吸合状态的目的。
有益效果采用了触头传动轴与动铁心分离的结构形式，当永磁接触器不通电 时，手动合上接触器，能够实现自动分闸功能。本发明针对上述现有永磁接触器技 术中存在的不足，通过对现有永磁接触器操动机构的改进，采用了触头传动轴与动 铁心分离的结构形式，实现了在不改变现有的永磁接触器的节能效果的情况下，接 触器在不通电时，手动合上接触器能自动分断的功能。尤其是彻底解决永磁接触器 手动合闸后不能自动分断的问题。使永磁接触器在手动试验条件下的分闸性能达到 与电磁式接触器相同的效果。同时又能充分发挥永磁接触器的节能效果。
图1为永磁接触器的U型结构形式示意图触头传动轴1
簧3，塑壳支架4，动铁心5，第二弹簧6，线圈7，静铁心8
10，触头弹簧ll，支撑12;
图2为U型结构形式接触器处于分闸状态时的示意图； 图3为手动合上接触器时的U型结构形式状态示意图； 图4为U型结构形式接触器处于合闸状态时的示意图； 图5为永磁接触器双E型结构形式示意图； 图6为双E型结构形式接触器处于分闸状态时的示意图； 图7为手动合上接触器时的双E型结构形式状态示意图； 图8为双E型结构形式接触器处于合闸状态时的示意图； 图9为永磁接触器圆形结构形式示意图； 图IO为圆形结构形式接触器处于分闸状态时的示意图； 图11为手动合上接触器时的圆形结构形式状态示意图； 图12为圆形结构形式接触器处于合闸状态时的示意图。
具体实施例方式
本发明的永磁接触器操动机构的U型结构形式，如(图1)所示，主要由触头 传动轴l，静触头2，第一弹簧3，塑壳支架4，动铁心5，第二弹簧6，线圈7，静
，静触头2，第一弹 ，永磁体9，动触头铁心8，永磁体9，动触头IO，触头弹簧ll，支撑12组成。其结构特征在于在 塑壳支架4内的上端设有动铁心5，第二弹簧6的上端顶在动铁心5的下部，第二 弹簧6的下端顶在塑壳支架4内的下部，该第二弹簧6提供动铁心5反力；静铁心 8有两部分，在该两部分静铁心8之间设有永磁体9，在该两部分静铁心8上分别 设有线圈7，两线圈7之间串连在一起，该两部分静铁心8的上部位于塑壳支架4 内的下部；触头传动轴1穿过塑壳支架4和动铁心5的中间，实现触头传动轴1与 动铁心5分离，位于触头传动轴1端部设有支撑12，用于实现当动铁心5动作时， 带动触头传动轴1动作，触头传动轴1是实现手动合闸后自动分闸的主要执行部件， 触头传动轴1由非导磁材料做成的；第一弹簧3套在触头传动轴1的外部，用于固 定触头传动轴1，同时提供触头传动轴1的反力；触头弹簧11位于触头传动轴1 内的上部，动触头10位于触头传动轴1外的上部，静触头2位于触头传动轴1与 塑壳支架4之间。当接触器处于分闸状态时(如图2)，由于气隙比较大，此时永磁 体9对动铁心5产生的吸力不足以克服第一弹簧3、第二弹簧6和触头弹簧11的反 力合力达到吸合状态，接触器处于分闸的稳定状态。
当手动合上接触器时，由于触头传动轴1与动铁心5分离，触头传动轴l向下运 动，动铁心5保持位置不动。在此合闸状态下(如图3)，由于动铁心5位置保持不动， 动铁心5与静铁心8之间气隙比较大，永磁体9对动铁心5产生的吸力不足以克服第二 弹簧6的反力使动铁心5吸合，当手松开后，触头传动轴1在第一弹簧3和触头弹簧11 反力作用下，向上运动，最终回到分闸状态(如图2)。
如图2所示，合闸时，线圈7通正向电流，线圈7产生的磁场与永磁体9的磁 场方向一致，合成磁势产生的吸力大于第一弹簧3、第二弹簧6和触头弹簧11的反 力合力使接触器的动铁心5向下运动，由动铁心5运动带动触头传动轴1向下运动， 使接触器达到合闸的位置(如图4)所示。在此状态下，永磁体9产生的吸力保持 合闸，达到永磁接触器无需给线圈7通电就能保持在吸合状态下的目的。
如图4所示，分闸时，线圈7通反向电流，线圈7产生的磁场与永磁体9的磁 场方向相反，合成磁势产生的吸力小于第一弹簧3、第二弹簧6和触头弹簧11的反 力合力，第二弹簧6的反力使接触器的动铁心5向上运动，第一弹簧3和触头弹簧 11的反力使触头传动轴1向上运动，接触器实现分闸(如图2)。
本发明的永磁接触器操动机构的双E型结构形式(如图5)所示，主要由触头 传动轴l，静触头2，第一弹簧3，塑壳支架4，动铁心5，第二弹簧6，线圈7，静 铁心8，永磁体9，动触头IO，触头弹簧ll，支撑12组成；其特征在于动铁心5 和静铁心8为E型，在塑壳支架4内的上端设有动铁心5，第二弹簧6的上端顶在 动铁心5的下部，第二弹簧6的下端顶在塑壳支架4内的下部，该第二弹簧6提供 动铁心5反力；静铁心8上设有线圈7，在静铁心8的心柱上镶嵌一块稀土永磁体 9构成复合铁心；触头传动轴1穿过塑壳支架4和动铁心5的中间，实现触头传动 轴1与动铁心5分离，位于触头传动轴1端部设有支撑12，用于实现当动铁心5 动作时，带动触头传动轴l动作，触头传动轴1由非导磁材料做成的；第一弹簧3 套在触头传动轴1的外部，用于固定触头传动轴1，同时提供触头传动轴1的反力； 触头弹簧11位于触头传动轴1内的上部，动触头IO位于触头传动轴1外的上部， 静触头3位于触头传动轴1与塑壳支架4之间。当接触器处于分闸状态时(如图6) 所示，此时永磁体9对动铁心5产生的吸力不足以克服第一弹簧3、第二弹簧6和 触头弹簧11的反力合力达到吸合状态，接触器处于分闸的稳定状态。
当手动合上接触器时，由于触头传动轴1与动铁心5分离，触头传动轴l向下运 动，动铁心5保持位置不动。在手动合上接触器时(如图7)，此时由于动铁心5位置 保持不动，动铁心5与静铁心8之间气隙比较大，永磁体9对动铁心5产生的吸力不足 以克服第二弹簧6的反力使动铁心5吸合，所以当手松开后，触头传动轴l在第一弹 簧3和触头弹簧11反力作用下，向上运动，最终回到分闸状态(如图6)。
如图6所示，合闸时，线圈7通正向电流，线圈7产生的磁场与永磁体9的磁 场方向一致，合成磁势产生的吸力大于第一弹簧3、第二弹簧6和触头弹簧11的反 力合力使接触器的动铁心5向下运动，由动铁心5运动带动触头传动轴1向下运动， 从而使接触器达到合闸的位置(如图8)所示。在此状态下，由于气隙比较小，永 磁体9产生的吸力达到永磁接触器无需给线圈7通电就能保持在吸合状态下的目 的。
如图8所示，分闸时，线圈7通反向电流，线圈7产生的磁场与永磁体9的磁 场方向相反，合成磁势产生的吸力小于第一弹簧3、第二弹簧6和触头弹簧11的反 力合力，第二弹簧6的反力使接触器的动铁心5向上运动，第一弹簧3和触头弹簧 11的反力使触头传动轴1向上运动，接触器实现分闸(如图6)。
本发明的永磁接触器操动机构的圆形结构形式(如图9)所示，主要包括触头 传动轴l，静触头2，第一弹簧3，塑壳支架4，动铁心5，第二弹簧6，线圈7，静 铁心8，永磁体9，动触头IO，触头弹簧ll，支撑12;其特征在于在线圈7的塑 壳支架4上端面固定有第二弹簧6，支撑于T型动铁心5下端面，该第二弹簧6提 供动铁心5的反力，动铁心5插入线圈7的塑壳支架4的腔内，在动铁心5中开孔 用来实现触头传动轴1与动铁心5分离，位于触头柃动轴1端部设有支撑12，用于 实现当动铁心5动作时，带动触头传动轴l动作；静铁心8上设有线圈7，在静铁 心8的心柱上镶嵌一块永磁体9构成复合铁心。第一弹簧3套在触头传动轴1的外 部，用于固定触头传动轴1，同时提供触头传动轴1的反力，触头传动轴1由非导 磁材料做成的；触头弹簧11位于触头传动轴1内的上部，动触头IO位于触头传动 轴1外的上部，第一弹簧3的上部与动触头10的下部设有静触头2。当接触器处于 分闸状态时(如图10)所示，此时永磁体9对动铁心5产生的吸力不足以克服第一 弹簧3、第二弹簧6和触头弹簧11的反力合力达到吸合状态，接触器处于分闸的稳 定状态。
当手动合上接触器时，由于触头传动轴1与动铁心5分离，触头传动轴l向下运 动，而动铁心5保持位置不动。在此合闸状态下(如图ll)，此时由于动铁心5位置 保持不动，动铁心5与静铁心8之间气隙比较大，永磁体9对动铁心5产生的吸力不足 以克服第二弹簧6的反力使动铁心5吸合，所以当手松开后，触头传动轴l在第一弹 簧3和触头弹簧11反力作用下，向上运动，最终回到分闸状态(如图IO)。
如图10所示，合闸时，线圈7通正向电流，线圈7产生的磁场与永磁体9的 磁场方向一致，合成磁势产生的吸力大于第一弹簧3、第二弹簧6和触头弹簧11 的反力合力使接触器的动铁心5向下运动，由动铁心5运动带动触头传动轴1向下 运动，从而使接触器达到合闸的位置(如图12)所示。在此状态下，由于气隙比较 小，永磁体9产生的吸力保持合闸，达到永磁接触器无需给线圈7通电就能保持在 吸合状态下的目的。
如图12所示，分闸时，线圈7通反向电流，线圈7产生的磁场与永磁体9的 磁场方向相反，合成磁势产生的吸力小于第一弹簧3、第二弹簧6和触头弹簧11 的反力合力，第二弹簧6的反力使接触器的动铁心5向上运动，第一弹簧3和触头 弹簧11的反力使触头传动轴1向上运动，接触器实现分闸(如图10)。
此外，关于永磁接触器操动机构中永磁体9的安装位置也可以根据实际需要安 装在动铁心5和静铁心8不同的位置，在此不再重复赘述。
权利要求
1、一种永磁接触器操动机构，其特征在于该操动机构包括触头传动轴(1)、静触头(2)、第一弹簧(3)、塑壳支架(4)、动铁心(5)、第二弹簧(6)、线圈(7)、静铁心(8)、永磁体(9)、动触头(10)、触头弹簧(11)、支撑(12)；其中，在塑壳支架(4)内的上端设有动铁心(5)，第二弹簧(6)的上端顶在动铁心(5)的下部，第二弹簧(6)的下端顶在塑壳支架(4)内的下部；静铁心(8)有两部分，在该两部分之间设有永磁体(9)，在该两部分静铁心(8)上分别设有线圈(7)，该两部分静铁心(8)的上部位于塑壳支架(4)内的下部；触头传动轴(1)穿过塑壳支架(4)和动铁心(5)的中间，位于塑壳支架(4)内的触头传动轴(1)端部设有支撑(12)；第一弹簧(3)套在触头传动轴(1)的外部，触头弹簧(11)位于触头传动轴(1)内的上部，动触头(10)位于触头传动轴(1)外的上部，静触头(2)位于动触头(10)与塑壳支架(4)之间。
2、 如权利要求l所述的永磁接触器操动机构，其特征在于动铁心(5)和静铁 心(8)为E型，在操动机构的静铁心(8)上的心柱上镶嵌一块稀土永磁体(9)构 成复合铁心。
3、 如权利要求l所述的永磁接触器操动机构，其特征在于操动机构为圆形，其 操动机构的动铁心(5)为T型。
全文摘要
永磁接触器操动机构在塑壳支架(4)内的上端设有动铁心(5)，第二弹簧(6)的上端顶在动铁心(5)的下部，第二弹簧(6)的下端顶在塑壳支架(4)内的下部；静铁心(8)有两部分，在该两部分之间设有永磁体(9)，在该两部分静铁心(8)上分别设有线圈(7)，该两部分静铁心(8)的上部位于塑壳支架(4)内的下部；触头传动轴(1)穿过塑壳支架(4)和动铁心(5)的中间，位于塑壳支架(4)内的触头传动轴(1)端部设有支撑(12)；第一弹簧(3)套在触头传动轴(1)的外部，触头弹簧(11)位于触头传动轴(1)内的上部，动触头(10)位于触头传动轴(1)外的上部，静触头(2)位于动触头(10)与塑壳支架(4)之间。
文档编号H01H50/64GK101202181SQ20071013448
公开日2008年6月18日 申请日期2007年10月30日 优先权日2007年10月30日
发明者房淑华, 林鹤云, 毛万博, 汪先兵, 平 金 申请人:东南大学