一种具有电磁可控反力的可保证常态分闸的永磁体智能接触器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高低压开关电器智能控制领域，具体涉及一种具有电磁可控反力的可保证常态分闸的永磁体智能接触器。
【背景技术】
[0002]刘玉书等发表在《金属材料研宄》1989年12月第15卷第6期的“半硬磁材料在磁保持型接触器中应用”一文介绍了磁保持接触器是利用半硬磁材料具有较高的剩磁和矫顽力能控制在一定范围内的特点，在加电流后铁心有剩磁，在接触器工作时不需要通电。而且，由于在工作时间的接触器的吸持状态是靠半硬磁材料的剩磁，因此不会受到电压波动的影响。耿淬等发表在《中国新技术新产品》2012年第21期“双稳态双线圈永磁接触器性能分析” 一文介绍了永磁机构通过将永磁体与现有的电磁铁相结合实现了传统机械或电磁机构的全部功能。永久磁铁能提供稳定的磁场，这是个优点，但是常态下也是缺点，会使接触器在没有电的情况下分不开，因此本发明为了解决这一个问题，设计了一个非线性弹簧来抵消永磁体的磁力使接触器在常态下能正常分开。通过半硬磁剩磁材料铁心或者通过在线圈中加入低压直流产生的磁场实现接触器的可靠无声节电吸持。为使吸持可靠同时用低压间歇加磁。利用永磁体具有较大的矫顽力的特性，以及利用控制系统和整流/变压回路接通线圈产生和永磁体磁力相当但磁场方向相反，利用同极磁场间的斥力来使接触器快速分闸。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有电磁可控反力的可保证常态分闸的永磁体智能接触器，采用交流整流的脉动直流高压强激磁吸合、自保持或低压吸持、电磁可控反力分闸的控制策略。反力弹簧是按照接触器吸力特性变化规律制作的非线性弹簧，它的设计目的是在不影响合闸的情况下，克服永磁体吸力，从而保证永磁体接触器在常态下处于分闸状态；永磁体不作为接触器合闸时保持吸持之用，而是作为接触器分闸时产生可控电磁反力之用。可节省铁心和线圈中绝大部分的损耗功率，同时降低或消除噪音，降低线圈的温升，延长智能接触器的寿命。
[0004]本发明采用以下方案实现:一种具有电磁可控反力的可保证常态分闸的永磁体智能接触器，包括机械系统与电控系统，所述机械系统包括动铁心、静铁心、线圈、动铁心连接件、下绝缘壳体、上绝缘壳体、触头弹簧、动触头部件、静触头部件以及两个非线性反力弹簧；所述动铁心连接件为横向长方体结构，所述动铁心连接件中部上表面设有垂直向上的触头弹簧，所述触头弹簧的上端连接有所述的动触头部件，所述动触头部件下方一段距离处设有静触头部件，在合闸状态下所述动触头部件与静触头部件接触；所述动铁心连接件中部下表面设有所述的动铁心，在合闸和分闸过程中所述动铁心连接件可在所述下绝缘壳体的导槽内滑动，所述动铁心下方一段距离处对应设有静铁心用以形成双U型对顶结构或双E型对顶结构，所述静铁心固定在所述下绝缘壳体上，所述线圈缠绕于所述静铁心；所述动铁心连接件两端下表面分别设有一垂直向下的非线性反力弹簧，所述非线性反力弹簧的下端连接至所述下绝缘壳体；所述电控系统与所述线圈连接；所述的电控系统包括一 CPU控制模块以及与其相连的一分合闸控制模块，用以实现所述智能接触器的分合闸控制，其中所述CPU控制模块为单片机，包括一数据存储单元、一数据处理单元以及一控制单元。
[0005]进一步地，所述的分合闸控制模块包括第一整流回路、第二整流回路、电压变换回路、加/去磁控制回路、强激磁启动元件、用以控制强激磁启动元件通断的第一控制回路与第二控制回路以及用以控制加/去磁控制回路开闭的第三控制回路；所述第一控制回路、第二控制回路以及第三控制回路的输入端与CPU的控制单元相连，所述第一整流回路、所述第二整流回路以及所述电压变换回路的输入端还与一单相电源连接；所述第一控制回路、第一整流回路、所述第二控制回路、第二整流回路的输出端与所述强激磁启动元件的一端相连，所述强激磁启动元件的另一端与所述线圈相连；所述第三控制回路的输出端与所述加/去磁控制回路的输入端相连，所述加/去磁控制回路的输出端与所述线圈相连。
[0006]进一步地，所述动铁心为永磁体和半硬磁合金或无剩磁铁心制成的U型铁心组合而成的U型铁心；所述永磁体镶嵌于U型动铁心两柱的下部，其中两个永磁体磁极的朝向是相反的，所述半硬磁合金或无剩磁铁心制成的U型铁心的两根柱分别将永磁体的三个面包裹。
[0007]进一步地，当动铁心为永磁体和半硬磁合金制成的U型铁心组合而成的U型铁心时，所述静铁心为半硬磁合金制成的U型铁心；当动铁心为永磁体和无剩磁铁心制成的U型铁心组合而成的U型铁心时，所述静铁心为无剩磁铁心制成的U型铁心。
[0008]进一步地，所述动铁心为永磁体和半硬磁合金或无剩磁铁心制成的E型铁心组合而成的E型铁心；所述永磁体镶嵌于E型动铁心的三根柱的低部，其中E型动铁心的旁边的两根柱上的两个永磁体的磁极朝向是相同的，中间柱上永磁体的磁极朝向是相反的，所述半硬磁合金或无剩磁铁心制成的E型铁心的三根柱分别将永磁体的三个面包裹。
[0009]进一步地，当动铁心为永磁体和半硬磁合金制成的E型铁心组合而成的E型铁心时，所述静铁心为半硬磁合金制成的E型铁心；当动铁心为永磁体和无剩磁铁心制成的E型铁心组合而成的E型铁心时，所述静铁心为无剩磁铁心制成的E型铁心。
[0010]进一步地，当动铁心为永磁体和半硬磁合金制成的铁心组合而成的铁心时，静铁心为半硬磁合金制成的铁心时，所述的加/去磁控制回路为低压间歇加磁回路与突然断电去磁回路。
[0011 ] 进一步地，当动铁心为永磁体和无剩磁铁心制成的铁心组合而成的铁心、静铁心为无剩磁铁心制成的铁心时，所述的加/去磁控制回路为低压吸持回路。
[0012]进一步地，所述的电控系统还包括A/D采集模块、电压传感器以及电流传感器；所述电压传感器的输入端连接至所述单相电源，所述电流传感器的输入端连接至一负载端，用以采集所述单相电源的电压值与负载端的电流值；所述电压传感器的输出端与所述电流传感器的输出端与所述A/D采集模块相连，所述A/D采集模块连接至所述的CPU控制模块。
[0013]进一步地，所述CPU的控制模块的控制单元还与一运行指示电路连接，用以显示当前接触器的运行状态。
[0014]进一步地，所述动铁心连接件为塑料绝缘材料制成。
[0015]较佳的，当动铁心为永磁体和半硬磁合金制成的铁心组合而成的铁心时，静铁心为半硬磁合金制成的铁心时，CPU控制模块通过控制第一控制回路控制强激磁启动元件，当强激磁启动元件