专利名称：双稳态接触器、继电器的制作方法
技术领域：
本实用新型——双稳态接触器、继电器，属电机控制电器技术领域，接触器、继电器主要用于远距离起动或控制交直流电动机、以及接通分断正常工作的主电路和控制电路。目前现有的接触器、继电器为了维持电机或主电路工作，必须为线圈持续通电。本发明改变了以上状态，不用给线圈持续通电，可保证主电路正常工作，达到节电及起到简化继电器控制电路的作用。
据一般统计，每新增加一万千瓦发电设备，约需要使用4万件以上各类低压电器或元件与之配套，而接触器、继电器就是其中主要部分，而且其需要量随电气化水平的提高而急剧增长。就一个50千瓦的电机所用继电器的耗电量，按每天运行16小时计算，将为一户普通城市居民的照明用电量。本发明就可将这部分能量节约下来。
本发明有参考作用的现有技术资料为《电机设计手册》，《能源》1984年第二期高林生的文章《节能继电器》，成都《电子报》1984年3月18日第11期第四版《有记忆功能的灵敏继电器》，成都《电子报》1984年10月21日第42期《停电记忆型交流接触器》，哈工大编《电工学》中册第十四章第一节“基本双稳态触发器”等。
下面对附图作一下说明
图1为Ⅰ型双稳态接触器结构原理示意图。
图2为Ⅰ型双稳态接触器稳态锁卡棘齿齿形展开示意图。
图3为Ⅱ型双稳态接触器结构原理示意图。
图4为Ⅱ型双稳态接触器稳态锁卡棘齿齿形展开示意图。
图5为Ⅰ型双稳态直流小继电器结构原理示意图。
图6为Ⅰ型双稳态直流小继电器稳态自锁机构外观图。
图7为Ⅱ型双稳态直流小继电器结构原理示意图。
本发明的各种类型的实现方法如下一、Ⅰ型双稳态接触器。
1.结构特点说明如图1所示，本接触器的静铁心(4)、动铁心(10)、电磁线圈(1)、触头固定架(12)、横梁(11)、及销轴(14)装在由绝缘壳体(2)、底盖(3)构成的盒内。动铁心(10)通过销轴(14)与触头固定支架(12)相联接，并在两者之间夹有横梁(11)，横梁(11)的左右定位由触头固定支架决定。在触头固定支架(12)上装有上触头(18)和下动触头(16)，在上下动触头之间装有触头压力弹簧(19)。上静触头(17)和下静触头(15)固定于壳体(2)上，横梁两端各有一孔，棘爪座(9)上端穿入此孔中，可相对横梁转动。棘爪座下端穿入稳态锁卡(6)中，稳态锁卡(6)由壳体(2)，卡簧片(7)、底盖(3)限制移动自由度。棘爪座(9)上有上棘爪(13)和下棘爪(5)，棘爪与棘爪座之间可以是一体件，也可以是两件紧固连接。棘爪座(9)上套有反作用弹簧(8)，稳态锁卡(6)上端有偶数个等形齿，下端有偶数个深浅相间的非等形齿，并且位置与上等形齿相错。其齿形展开图如图2所示。
2.工作原理说明设初始状态如图1、图2所示。上动触头(18)与上静触头(17)接触。当线圈(1)通电时，动铁心(10)下移，带动横梁(11)、棘爪座(9)压缩反作用弹簧(8)下移，下棘爪(5)退出稳态锁卡(6)下齿深谷(如图2所示)。上棘爪(13)接触稳态锁卡(6)上齿面滑道，在斜面的作用下，使稳态锁卡(6)与棘爪座(9)发生相对转动，上棘爪(13)进入稳态锁卡上齿齿谷底“a”点，线圈断电后，动铁心(10)、横梁(11)及棘爪座(9)在反作用弹簧(8)的作用下上移，上棘爪(13)退出稳态锁卡(6)上齿谷，下棘爪接触稳态锁卡(6)下齿齿面滑道，并在斜面的作用下，使稳态锁卡(6)与棘爪座(9)发生相对转动，下棘爪(5)进入稳态锁卡棘齿的浅齿谷底“b”点，此时上动触头(18)与上静触头(17)脱开，下动触头(16)与下静触头(15)接触。这是一种稳定工作状态。如果再想翻转到另一种状态，只需再给线图(1)通一下电，与上述过程相同，下棘爪(5)到达稳态锁卡(6)的“C”点，使下动触头(16)与下静触头(15)脱开，上动触头(18)与上静触头(17)相接。
二、Ⅱ型双稳态接触器此种接触器的结构如图3所示1.Ⅱ型双稳态接触器与上述的Ⅰ型接触器的结构主要区别在于(1).稳态锁卡(7)与触头支架合为一体，它与动铁心(6)通过销轴(4)相连。
(2).稳态锁卡的形状不同于Ⅰ型，形状如图3所示。它的棘齿滑道分为若干段，沿逆时针方向滑道的每一段的高度都是递增的，段与段之间发生高度越变，其高度变化展开图如图4所示。图中“a”、“b”、“c”、“d”的位置与图3A－A视图中所注的相对应。
(3).壳体壁(2)上开一个如图3中G－G和F－F剖视图中的长锥孔，棘销(5)穿过其中，它具有两个自由度，一个平面转动，一个直线滑动。棘销(5)被簧片(3)压住外端，以保证棘销(5)紧紧靠在棘齿滑道上滑动。
2.工作原理说明当线圈(1)通电时，稳态锁卡(7)在动铁心(6)的带动下下移，棘销(5)由“a”点在滑道上滑动，当动铁心(6)与静铁心(9)接触时，棘销滑到滑道的“b”点，由于滑道有棘齿形结构，棘销只能前进，不能后退，线圈断电后稳态锁卡在反力弹簧(8)的作用下上移，棘销达到滑道的“c”点，并卡在棘齿滑道中心的孤岛“M”上，实现了一种稳定状态，动触头与下静触头相接触(触头部分结构同图1)。当线圈再次通电时，棘销(5)滑到“d”点，断电后，稳态锁卡在弹簧(8)的作用下上移，棘销达到滑道“a”点，实现了又一种稳定状态。动触头与上静触头相接触。
三.Ⅰ型双稳态直流小继电器1.结构特点说明图5为继电器整体剖视图，图6为稳态自锁机构外观图。如图所示，动触头(5)、左静触头(6)、右静触头(4)及上磁轭(16)，通过螺钉(3)夹固在基座(1)上，触头簧片之间隔有绝缘材料(2)。上磁轭(16)、下磁轭(15)、中介导磁片(8)构成定铁心，中介导磁片(8)和绝缘触杆(7)套在动铁心(10)上端偏形凸轮部分上，中介导磁片(8)可随其转动，绝缘触杆(7)可在凸轮部分控制下左右移动。动铁心(10)的下端有一小定位孔，弹簧帽(12)的尖端顶在此孔中。稳态锁卡分为上锁卡(9)和下锁卡(13)，且两者的棘齿滑道形状相同，都为沿圆周四等分的等形锯形齿，但两者的安装位置相错45度角，装在线圈(11)的骨架中。动铁心(10)兼做棘销座，棘销(17)横穿过动铁心(10)，并且与动铁心紧固联接，也可制为一体。
2.工作原理说明当线圈(11)通电时，动铁心(10)在电磁力的作用下，克服反作用弹簧(14)的反力下移，当棘销(17)由“a”点到达“b”点时，棘销(17)开始沿棘齿斜面滑道滑动，从而迫使动铁心(10)产生转动，并当棘销沿滑道滑到“C”点停止时，动铁心(10)转过45度角。当线圈断电时，动铁心(10)在弹簧(14)的作用下上移，使棘销由“C”点到“d”点，再由“d”点滑到“e”点，动铁心(10)又转过45度角。也就是说，线圈每通断电一次，动铁心旋转90度角，从而使套在动铁心上端凸轮部分的绝缘触杆(7)伸出(或缩回)一次。如果触杆(7)伸出，动触头(5)就脱开左静触头(6)，而与右静触头(4)相接触；触杆(7)缩回时，动触头(5)就脱开右静触头(4)而与左静触头(6)相接触。从而达到了继电器线圈不用持续通电，就可保证被控制电路的正常工作。
四.Ⅱ型双稳态直流小继电器1.结构特点说明如图7所示，此种继电器的稳态锁卡(13)的棘齿滑道结构与Ⅱ型双稳态接触器的相同(如图3所示)。棘销(9)也具有滑动、平面转动两个自由度，但结构略有改变，在这里保持棘销与棘齿滑道紧密接触的是螺旋弹簧(8)，而不是弹簧片，棘销(9)有两个圆柱台阶，棘销座有一小锥孔和一大长圆孔，棘销可以在孔长的方向上作一小范围的平面转动。灭弧室(10)通过固定夹(7)、螺钉(6)与磁轭(1)相连，定铁心(4)两端分别穿过磁轭(1)和非导磁材料的线圈固定板(3)的孔中，以固定线圈(2)，动铁心(5)下端与磁轭铰接，另一端卡入稳态锁卡(13)端部的槽中。动触头固定片(20)卡在中心接线端子(17)的凹槽中，并可绕其转动。滑块(12)镶嵌在稳态锁卡(13)下面的凹槽中，槽长度大于滑块长度，滑块可以在槽中做一短距离滑动，以便加速触头的离合。
2.工作原理说明当线圈(2)通电时，动铁心(5)被吸向静铁心(4)，从而带动稳态锁卡(13)克服反作用弹簧(14)的反作用力向左移动，使得棘销(9)由“a”点到达“b”点(相对而言)，同时滑块(12)推动触头压力弹簧片(18)，使动触头(16)与右静触头(15)离开而与左静触头(19)相接触。当线圈断电时，稳态锁卡(13)在反作用弹簧(14)的作用下右移，棘销(9)由滑道的“b”点到达“C”点，并卡在滑道中心的孤岛“M”上，实现了一种稳定状态。当再次通电时，动铁心(5)克服反作用弹簧力使稳态锁卡左移，从而使棘销(9)由滑道“C”点滑到“d”点，断电时，稳态锁卡在反作用弹簧的作用下右移，使棘销由“d”点滑到“a”点，同时滑块(12)推动触压力弹簧片(18)使动触头离开左静触头(19)而与右静触头(15)相接触，实现了又一种稳定状态。
权利要求1.本实用新型的接触器、继电器，有绝缘壳体(2)、其内有触头固定架(12)、触头(15，14)、动铁心(10)、静铁心(14)、静铁心上套有电磁线圈(1)，其特征是有一个与动铁心相连的稳态自锁机构，它是由稳态锁卡(6)、棘销(或棘爪)(5，13)、反作用弹簧(8)构成，稳态锁卡上带有循环棘齿形滑道，棘销(或棘爪)与棘齿形滑道组成间歇滑动运动副。
专利摘要双稳态接触器、继电器属电机控制电器。本实用新型的目的在于解决现有交直流接触器、继电器，为维持常开触头之间闭合和常闭触头之间的断开要给电磁铁线圈持续通电的问题。本实用新型采用了机械式双稳态自锁机构，每给线圈通断电一次，就使触头之间的开闭状态发生一次翻转。并且在下一个电脉冲来到之前，维持这种状态。把这种接触器、继电器用于电机控制，可起到节电及简化继电器控制电路的作用。
文档编号H01H51/08GK2046273SQ8820283
公开日1989年10月18日 申请日期1988年3月31日 优先权日1988年3月31日
发明者卢耀森, 胡玉红 申请人:卢耀森, 胡玉红