专利名称：永磁式电动牵引机构和交流接触器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气执行机构，具体涉及一种电动牵引机构和使用该种电动牵 引机构制成的交流接触器。
背景技术：
现有的电磁式交流接触器的基本结构包括机壳、设置在机壳内底部的电磁式牵引机 构、可被牵引机构牵引做往返运动的牵引杆、固定在牵引杆上的动触头、固定在机壳上 的静触头和固定在机壳内上部的与动触头相对应的灭弧室， 一个偏压部件保持所述动触 头处于释放位置；所述牵引机构主要采用牵引电磁铁。
常用的电磁式牵引机构包括外壳、设置在壳体内的线圈组件、静铁心、插设在线圈
中的牵引轴和上盖组成，所述线圈组件采用将铜线缠绕在硅钢片上制成；其工作过程为
给吸引线圈通电，线圈使铁心产生磁场和电磁力，使得交流接触器触头由释放位置向吸 合位置运动直至完全闭合，此后，吸引线圈必须始终通电，以保证电磁力不消失，使触 头始终保持闭合状态。然而，电源电压一旦波动或其他原因使吸引线圈的电流减少，铁 心所产生的电磁力不足以完全克服偏压部件的偏压力，那么交流接触器的触头就会抖动 或释放。当吸引线圈的电流为零时，交流接触器在弹簧的回复力作用下将动触头释放， 就中断了配电线路或终端用电负荷电源，这也就是传统电磁式交流接触器的基本工作原
理。电磁式交流接触器在长期运行过程中，就其不足之处有以下几点
(1) 由于动静触头的吸合力不稳定，导致动静锄头易抖动而产生电弧，容易烧坏 动静触头。事故现场发现，电磁式交流接触器的损坏大多集中在动静触头上，不是被烧 坏或粘接，就是熔融或电磁铁的吸引线圈被烧毁。
(2) 吸引线圈长期通电使线圈、铁芯长期发热，不但消耗大量的电能，而且线圈 易烧毁。
(3) 铁芯采用矽钢片经冲压重叠拼装在一起，交流接触器工作时，无法消除50Hz 以上的嗡鸣声，若铁芯质量得不到保证则噪音会很大，并且无法消除。
即使传统电磁式交流接触器触头的结构、材料、磁系统的缓冲装置和停挡、灭弧方 式及制造工艺等质量都能保证的前提下，交流接触器的触头吸合、释放速度快慢对触头 寿命的长短也起着决定性的作用。要做到触头快速可靠的吸合和释放，以减少触头间电
弧燃烧时间，就要求释放能量足够犬，而这种'能量的取得'是依靠吸合线圈通电获得的。 然而吸合线圈通电电流太大，必然会导致吸合线圈用电能耗变大，线圈的发热量也会随 之增大，从而使线圈长期处于通电状态，就不得不以降低触头吸合、释放的速度，以降 低触头的使用寿命为代价来换取降低吸合线圈能耗和避免线圈被烧毁，这就是触头极易 损坏的原因之一。
实用新型内容
本实用新型所要解决的主要技术问题是永磁式电动牵引机构的耗电高、温升大的问
题，并提高其使用寿命。
进一步地本实用新型提供一种耗电少、温升小、使用寿命较长的交流接触器。 为解决上述技术问题，本实用新型的一种永磁式电动牵引机构，包括支撑部件、设
置在支撑部件上的线圈组件和牵引轴，所述牵引轴可在线圈组件的滑孔中作往返运动，
其结构特点在于还具有通过支撑部件与线圈组件保持相对静止的所述永磁式吸引组件。
所述永磁式吸引组件包括通过支撑部件与线圈组件保持相对静止的永磁组件，所述 永磁组件包括多块永磁体和夹在永磁体之间的绝缘体，所述永磁体和绝缘体共同组成一 个具有滑孔的环状永磁组件。
所述永磁式吸引组件包括一个用于支撑永磁组件的具有滑孔的卡圈，所述永磁组件 设置在卡圈和支撑部件之间。
所述所述永磁式吸引组件和卡圈固定设置在线圈组件上方，所述牵引轴插设在线圈 组件和卡圈的滑孔中。
所述牵引轴包括大轴、和固定在大轴上且位于大轴中心的小轴，所述小轴的顶端设 有牵引连接部。
所述线圈组件包括具有滑孔的绝缘基座、套设在绝缘基座上的励磁线圈和覆盖在励 磁线圈外表面上的绝缘薄膜。
为解决上述技术问题，本实用新型的一种交流接触器，包括具有牵引轴的牵引机构、 牵引杆、固定在牵引杆上的动触头、与动触头相对应的静触头、和用于灭弧的灭弧室； 其结构特点在于所述牵引机构是永磁式电动牵引机构；所述永磁式电动牵引机构包括
支撑部件、设置在支撑部件上的线圈组件和牵引轴，所述牵引轴可在线圈组件的滑孔中
作往返运动，以及通过支撑部件与线圈组件保持相对静止的所述永磁式吸引组件； 一固 定连接机构将所述牵引杆与永磁式电动牵引机构中的所述牵引轴相连接，是所述牵引杆 在牵引轴的带动下做往返运动。
所述永磁式吸引组件包括通过支撑部件与线圈组件保持相对静止的永磁组件和一 个用于支撑永磁组件的卡圈，所述永磁组件设置在卡圈和支撑部件之间，所述永磁组件 包括多块永磁体和夹在永磁体之间的绝缘体，所述永磁体和绝缘体共同组成一个具有滑 孔的环状永磁组件。
所述固定连接机构包括在所述牵弓I轴上设置的牵引连接部，及设置于所述牵弓I杆上 用于与牵引轴的牵引连接部固定联结的定位部。
所述牵引轴包括大轴、和固定在大轴上且位于大轴中心的小轴，所述小轴的顶端设 有作为牵引连接部的牵引卡槽；所述牵引杆设有作为定位部的牵引孔；所述牵引孔由一 个直径大于小轴外径的辅助装配孔和一个与小轴牵引卡槽紧密配合的定位孔组成；所述 辅助装配孔与定位孔相连接，组成一个基本形状为葫芦形的牵引孔；所述小轴的牵引卡 槽固定在定位孔中。
该交流接触器还在永磁式电动牵引机构的两侧对称设有两个储能弹簧；所述各储能 弹簧的一端与机壳固定连接，另一端与牵引杆固定连接。
所述线圈组件包括具有滑孔的绝缘基座、套设在绝缘基座上的励磁线圈和覆盖在励 磁线圈外表面上的绝缘薄膜。
本实用新型具有的积极效果(1)本实用新型的永磁式电动牵引机构由于在线圈组 件和上盖之间还设置有永磁式吸引组件，其位置选择得当，其对牵引轴的吸引效果较好， 使得本实用新型中的牵引轴具有较为稳定的停留位置，也即当牵引轴位于伸出最长位置 和縮回最短两个不同的位置时，线圈停止通电后，牵引轴仍可以保持较为稳定的停留位 置；由于所需通电时间较短，所以本实用新型的永磁式电动牵引机构具有耗电少、温升 小、使用寿命较长的优点。(2)本实用新型中牵引轴可采电工纯铁来制造，电工纯铁虽 然导磁性比较好，但是硬度较低，不锈钢虽然硬度较高，但是不导磁，不能被永磁组件 吸附；所以本实用新型采用硬度较高的不锈钢制造小轴、采用电工纯铁制造大轴，再把 小轴和大轴做成一体件，既使得本实用新型中的牵引轴与外接牵引杆固定连接的稳固性 较好，又可被永磁组件吸附。(3)采用本实用新型的永磁式电动牵引机构制成的交流接 触器在不工作时，动、静触头处于释放状态，如果给永磁式电动牵引机构中的线圈通入 正向电流，线圈与牵引轴之间产生较大吸引力，使得牵引轴向着远离静触头的方向移动， 牵引轴通过牵引杆带动动触头与静触头吸合；动、静触头之间一旦产生电弧，电磁间隙 变小，这时永磁力就会剧增，吸合速度加快，从而大大减少了触头吸合时的烧蚀；在动、 静触头闭合之后，流控制模块将通过线圈的电流截止，依靠永磁力吸附住牵引轴而保持 触头压力力矩恒定，不受网电压波动的影响，即便在临界电压下吸合触头也是一次性动 作，触头不震颤此时线圈不工作、不耗电、线圈的电流为零，无能耗，线圈当然不会
发热，更不会烧毁，此时完全依靠永磁力将触'头保持在吸合状态。此后，智能式电子线 路控制电压检测模块工作，当电压检测模块检测到的控制电压低于规定电压值时，则向 线圈通入反向电流，线圈和牵引轴之间会产生较大斥力，使得牵引轴向着接近静触头的 方向运动，牵引轴通过牵引杆带动动触头与静触头释放，释放的同时利用灭弧室灭弧； 从而使得动、静触头再一次处于释放状态，完成一个工作循环。所以本实用新型具有耗 电少、温升小、使用寿命较长的优点。(4)当本实用新型的交流接触器还在永磁式电动 牵引机构的两侧对称设有两个储能弹簧后，动、静触头从释放位置转变为吸合位置的同 时也压縮了弹簧，使弹簧储存一定的能量；当线圈通入反向电流，在线圈和牵引轴之间 会产生较大斥力，该斥力就会和弹簧的弹力迭加，加快牵引轴向着接近静触头的方向的 运动速度，也即加快动触头与静触头释放速度，有效减少了释放时触头间电弧的燃烧时 间，具有较好的灭弧效果并有效防止电弧烧坏触头，保证了本实用新型交流接触器的使 用寿命。
图1为本实用新型的永磁式电动牵引机构的结构示意图。 图2为图1所示永磁式电动牵引机构的剖视结构示意图。 图3为本实用新型交流接触器接通电路时的结构示意图。 图4为图3所示交流接触器断开电路时的结构示意图。 图5为图3所示交流接触器牵引杆中牵引孔的结构示意图。
附图所示标记为壳体l，底盖2，线圈组件3，滑孔31，绝缘基座32，励磁线圈 33，绝缘薄膜34，导线35，牵引轴4，大轴41，小轴42，牵引连接部421，永磁式吸 引组件5，卡圈51，永磁组件52，永磁体521，绝缘体522,上盖6，绝缘垫圈7，机壳 81,牵引机构82，牵引杆83，动触头84,静触头85,储能弹簧87,牵引孔9，装配孔 91,定位孔92。
具体实施方式
(实施例l、永磁式电动牵引机构)
图1至图2显示了本实用新型的永磁式电动牵引机构的一种实施方式。本实用新型 的永磁式电动牵引机构的结构示意图。图2为图1所示永磁式电动牵引机构的剖视结构 示意图。
见图1和图2，本实施例为一种永磁式电动牵引机构，包括起支撑部件作用的筒状 壳体1，通过螺纹联结固定在壳体1底部的起支撑部件作用的底盖2,设置在底盖2上
的具有滑孔31的线圈组件3，插设在线斷组件滑孔^中的牵引轴4，固定在线圈上的 永磁式吸引组件5，固定在永磁式吸引组件5上的绝缘垫圈7和通过螺纹联结固定在壳 体顶部的起支撑部件作用的上盖6。
所述永磁式吸引组件5包括一个卡圈51、和一个固定在卡圈51外壁和壳体1内壁 之间环状的永磁组件52。永磁组件52包括五块永磁体521和填充在相邻永磁体521之 间的五块绝缘体522，所述永磁体521和绝缘体522共同组成一个环状的永磁组件52。 在其他实施例中，也可采用三块或四块或六块永磁体521制成状的永磁组件52。
所述牵引轴4包括铁磁体材料制成的大轴41、和固定在大轴41上且位于大轴41 中心的采用不导磁材料制成的小轴42，所述小轴42的顶端设有牵引卡槽421。本实施 例中的大轴采用电工纯铁制成，小轴采用不锈钢制成。
所述线圈组件3包括具有滑孔31的绝缘基座32、套设在绝缘基座32上的励磁线圈 33和覆盖在励磁线圈33外表面上的绝缘薄膜34。
本实用新型的永磁式电动牵引机构由于在线圈组件和上盖之间还设置有永磁式吸 引组件，其位置选择得当，其对牵引轴的吸引效果较好，使得本实用新型中的牵引轴具 有较为稳定的停留位置，也即当牵引轴位于伸出最长位置和縮回最短两个不同的位置 时，线圈停止通电后，牵引轴仍可以保持较为稳定的停留位置；由于所需通电时间较短， 所以本实用新型的永磁式电动牵引机构具有耗电少、温升小、使用寿命较长的优点。 (实施例2、)
图3至图5显示了本实用新型交流接触器的一种实施方式。其中图3为本实用新型 交流接触器接通电路时的结构示意图。图4为图3所示交流接触器断开电路时的结构示 意图。图5为图3所示交流接触器牵引杆中牵引孔的结构示意图。
见图3和图4，本实施例为采用实施例1所述永磁式电动牵引机构制成的交流接触 器。该交流接触器具有机壳81、设置在机壳内底部的具有牵引轴4的永磁式电动牵引机 构82、可被牵引机构82的牵引轴4牵引做往返运动的牵引杆83、固定在牵引杆83上 的动触头84、固定在机壳81上的静触头85和固定在机壳81内上部的与动触头84相对 应的灭弧室(图上未画出)；所述永磁式电动牵引机构82包括起支撑部件作用的筒状壳 体1，通过螺纹联结固定在壳体1底部的起支撑部件作用的底盖2,设置在底盖2上的 具有滑孔31的线圈组件3，插设在线圈组件滑孔31中的牵引轴4，固定在线圈上的永 磁式吸引组件5，固定在永磁式吸引组件5上的绝缘垫圈7和通过螺纹联结固定在壳体 顶部的起支撑部件作用的上盖6。
所述永磁式吸引组件5包括一个卡圈51、和一个固定在卡圈51外壁和壳体1内壁 之间环状的永磁组件52。永磁组件52包括五块永磁体521和填充在相邻永磁体521之
间的五块绝缘体522,所述永磁体5i21和绝缘体522共同组成一个环状的永磁组件52。 所述牵引轴4包括铁磁体材料制成的大轴41、和固定在大轴41上且位于大轴41 中心的采用不导磁材料制成的小轴42，所述牵引杆83的底端设有牵引孔9，所述小轴 42固定在牵引孔9中。
见图5，所述小轴42的顶端设有牵引卡槽421;所述牵引孔9由一个直径大于小轴 42外径的辅助装配孔91和一个与小轴牵引卡槽421紧密配合的定位孔92组成；所述辅 助装配孔91与定位孔92相连接，组成一个基本形状为葫芦形的牵引孔9;所述小轴的 牵引卡槽421固定在定位孔92中。小轴的牵引卡槽421安装在定位孔92的过程是向 将小轴42插在直径大于小轴42外径的辅助装配孔91中，当牵引卡槽421也正好伸入 辅助装配孔91中后，再将小轴42平移，使牵引卡槽421正好卡紧在定位孔92中。
所述线圈组件3包括具有滑孔31的绝缘基座32、套设在绝缘基座32上的励磁线圈 33和覆盖在励磁线圈33外表面上的绝缘薄膜34。
见图3和图4，为了更进一步地加快动静触头地释放簌地，本实施例还在永磁式电 动牵引机构82的两侧对称设有两个储能弹簧87;各储能弹簧87的一端与机壳81固定 连接，另一端与牵引杆83固定连接。
见图4，本实施例的交流接触器在不工作时，动、静触头处于释放状态，如果给永 磁式电动牵引机构中的线圈通入正向电流，线圈与牵引轴之间产生较大吸引力，使得牵 引轴向着远离静触头的方向移动，牵引轴通过牵引杆带动动触头与静触头吸合；动、静 触头之间一旦产生电弧，电磁间隙变小，这时永磁力就会剧增，吸合速度加快，从而大 大减少了触头吸合时的烧蚀；在动、静触头闭合之后，电流控制模块将通过线圈的电流 截止，依靠永磁力吸附住牵引轴而保持触头压力力矩恒定，不受网电压波动的影响，即 便在临界电压下吸合触头也是一次性动作，触头不震颤此时线圈不工作、不耗电、线 圈的电流为零，无能耗，线圈当然不会发热，更不会烧毁，此时完全依靠永磁力将触头 保持在吸合状态。此后，智能式电子线路控制电压检测模块工作，当电压检测模块检测 到的控制电压低于规定电压值时，则向线圈通入反向电流，线圈和牵引轴之间会产生较 大斥力，使得牵引轴向着接近静触头的方向运动，牵引轴通过牵引杆带动动触头与静触 头释放，释放的同时利用灭弧室灭弧；从而使得动、静触头再一次处于释放状态(见图 3)，完成一个工作循环。所以本实用新型具有耗电少、温升小、使用寿命较长的优点。 本实施例的交流接触器还在永磁式电动牵弓I机构的两侧对称设有两个储能弹簧后， 动、静触头从释放位置转变为吸合位置的同时也压缩了弹簧，使弹簧储存一定的能量； 当线圈通入反向电流，在线圈和牵引轴之间会产生较大斥力，该斥力就会和弹簧的弹力 迭加，加快牵引轴向着接近静触头的方向的运动速度，也即加快动触头与静触头释放速
度，有效减少了释放时触头间电弧的燃烧时l可，具有较好的灭弧效果并有效防止电弧烧 坏触头，保证了本实用新型交流接触器的使用寿命。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并 非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明 的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予 以穷举。而这些属于本实用新型的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本 实用新型的保护范围。
权利要求1、一种永磁式电动牵引机构，包括支撑部件(1)、设置在支撑部件(1)上的线圈组件(3)和牵引轴(4)，所述牵引轴(4)可在线圈组件(3)的滑孔(31)中作往返运动，其特征在于还具有通过支撑部件(1)与线圈组件(3)保持相对静止的所述永磁式吸引组件(5)。
2、 根据权利要求1所述的永磁式电动牵引机构，其特征在于所述永磁式吸引组 件(5)包括通过支撑部件(1)与线圈组件(3)保持相对静止的永磁组件(52),所述 永磁组件(52)包括多块永磁体(521)和夹在永磁体(521)之间的绝缘体(522)，所 述永磁体(521)和绝缘体(522)共同组成一个具有滑孔的环状永磁组件(52)。
3、 根据权利要求2所述的永磁式电动牵引机构，其特征在于所述永磁式吸引组 件(5)包括一个用于支撑永磁组件(52)的具有滑孔的卡圈(51)，所述永磁组件(52) 设置在卡圈(51)和支撑部件(1)之间。
4、 根据权利要求3所述的永磁式电动牵引机构，其特征在于所述所述永磁式吸 引组件(5)和卡圈(51)固定设置在线圈组件(3)上方，所述牵引轴(4)插设在线 圈组件(3)和卡圈(51)的滑孔中。
5、 根据权利要求1所述的永磁式电动牵引机构，其特征在于所述牵引轴(4)包 括大轴(41)、和固定在大轴(41)上且位于大轴(41)中心的小轴(42)，所述小轴(42) 的顶端设有牵引连接部(421)。
6、 一种交流接触器，包括具有牵引轴(4)的牵引机构(82)、牵引杆(83)、固定 在牵引杆(83)上的动触头(84)、与动触头(84)相对应的静触头(85)、和用于灭弧的灭弧室；其特征在于所述牵引机构(82)是永磁式电动牵引机构；所述永磁式电动 牵引机构包括支撑部件(1)、设置在支撑部件(1)上的线圈组件(3)和牵引轴(4)， 所述牵引轴(4)可在线圈组件(3)的滑孔(31)中作往返运动，以及通过支撑部件(1) 与线圈组件(3)保持相对静止的所述永磁式吸引组件(5); —固定连接机构将所述牵 引杆(83)与永磁式电动牵引机构中的所述牵引轴(4)相连接，是所述牵引杆(83) 在牵引轴(4)的带动下做往返运动。
7、 根据权利要求6所述的交流接触器，其特征在于所述永磁式吸引组件(5)包 括通过支撑部件(1)与线圈组件(3)保持相对静止的永磁组件(52)和一个用于支撑 永磁组件(52)的卡圈(51)，所述永磁组件(52)设置在卡圈(51)和支撑部件(1) 之间，所述永磁组件(52)包括多块永磁体(521)和夹在永磁体(521)之间的绝缘体(522)，所述永磁体(521)和绝缘体(522)共同组成一个具有滑孔的环状永磁组件(52)。
8、 根据权利要求7所述的'交流接触器，'^^征在于所述固定连接机构包括在所 述牵引轴(4)上设置的牵引连接部(421)，及设置于所述牵引杆(83)上用于与牵引 轴(4)的牵引连接部(421)固定联结的定位部(9)。
9、 根据权利要求6所述的交流接触器，其特征在于所述牵引轴(4)包括大轴(41 )、 和固定在大轴(41)上且位于大轴(41)中心的小轴(42),所述小轴(42)的顶端设 有作为牵引连接部(421)的牵引卡槽；所述牵引杆(83)设有作为定位部(9)的牵引 孔(9);所述牵引孔(9)由一个直径大于小轴(42)外径的辅助装配孔(91)和一个 与小轴牵引卡槽(421)紧密配合的定位孔(92)组成；所述辅助装配孔(91)与定位 孔(92)相连接，组成一个基本形状为葫芦形的牵引孔(9);所述小轴的牵引卡槽(421) 固定在定位孔(92)中。
10、 根据权利要求6所述的交流接触器，其特征在于该交流接触器还在永磁式电 动牵引机构(82)的两侧对称设有两个储能弹簧(87);所述各储能弹簧(87)的一端 与机壳(81)固定连接，另一端与牵引杆(83)固定连接。
专利摘要本实用新型公开了一种永磁式电动牵引机构和一种交流接触器。该永磁式电动牵引机构，包括支撑部件，设置在支撑部件上的线圈组件和牵引轴，永磁式吸引组件，所述牵引轴可在线圈组件的滑孔中作往返运动。该接触器包括牵引机构、牵引杆、动触头、与静触头、和灭弧室；所述牵引机构是永磁式电动牵引机构；所述永磁式电动牵引机构包括支撑部件、设置在支撑部件上的线圈组件和牵引轴，所述牵引轴可在线圈组件的滑孔中作往返运动，以及所述永磁式吸引组件；一固定连接机构将所述牵引杆与永磁式电动牵引机构中的所述牵引轴相连接，所述牵引杆在牵引轴的带动下做往返运动。本实用新型的优点是耗电少、温升小、使用寿命较长。
文档编号H01H51/01GK201060811SQ20072014858
公开日2008年5月14日 申请日期2007年5月8日 优先权日2007年5月8日
发明者朱胜华, 陈旭鹏 申请人:温州索琅电气有限公司