一种双永磁大小极面单稳态电磁机构的制作方法

文档序号:10554252阅读:304来源:国知局
一种双永磁大小极面单稳态电磁机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种双永磁大小极面单稳态电磁机构,包括线圈、线圈骨架、转轴、衔铁、轭铁、永磁体,其中,所述轭铁包括左轭铁、右轭铁和下轭铁,所述左轭铁和右轭铁相对设置,所述线圈骨架以及所述线圈设置在所述左轭铁和所述右轭铁之间;所述下轭铁设置在所述左轭铁和所述右轭铁之间,并且位于所述线圈上方,所述下轭铁的两端分别通过永磁体与所述左轭铁和所述右轭铁相连;所述衔铁通过所述转轴可枢转地与所述下轭铁相连,位于所述下轭铁的上方,所述衔铁的两端分别具有第一极面和第二极面,用以分别和所述左轭铁以及右轭铁相接触。
【专利说明】
一种双永磁大小极面单稳态电磁机构
技术领域
[0001] 本发明专利涉及继电器技术领域,特别涉及一种可应用于继电器等多种电磁系统 的含永磁磁路设计。
【背景技术】
[0002] 从衔铁的运动模式对含永磁继电器进行分类,可分为转动衔铁式,直动衔铁式两 类;其中转动衔铁式继电器是非常重要的一大类继电器,它具有结构紧凑,应用广泛,性能 稳定的特点;尤其在航天、国防及民用领域中有着广泛的应用。转动衔铁式含永磁继电器 中,保持力由永磁体提供,衔铁是其中驱动触簧系统动作的器件,辄铁是其中承担衔铁限位 的器件,以它们为中心,连接线圈铁芯等其它器件组成的整个继电器磁路直接决定着含永 磁继电器的整机性能;磁路与其相应的结构设计可以极大地提高永磁体的利用效率,并与 吸反力特性设计值相对应;由永磁形成的磁路可控性高,调节因素多,可拓展性强,在实际 应用中可以适应各种情况。

【发明内容】

[0003] 本发明的目的在于提供一种保持力高且可调整的磁路设计,从而使产品实际性能 更加优良,调试方便。
[0004] 为达上述目的,本发明采用以下技术方案:
[0005] -种双永磁大小极面单稳态电磁机构,包括线圈、线圈骨架、转轴、衔铁、辄铁、永 磁体,其中:
[0006] 所述辄铁包括左辄铁、右辄铁和下辄铁,所述左辄铁和右辄铁相对设置,所述线圈 骨架以及所述线圈设置在所述左辄铁和所述右辄铁之间;所述下辄铁设置在所述左辄铁和 所述右辄铁之间,并且位于所述线圈上方,所述下辄铁的两端分别通过永磁体与所述左辄 铁和所述右辄铁相连;
[0007] 所述衔铁通过所述转轴可枢转地与所述下辄铁相连,位于所述下辄铁的上方,所 述衔铁的两端分别具有第一极面和第二极面,用以分别和所述左辄铁以及右辄铁相接触。
[0008] 根据本发明提出的电磁机构,其中,所述左辄铁的纵截面为「形,包括左侧面和左 上面;所述右辄铁的纵截面为Π 形,包括右侧面和右上面;所述永磁体分别与所述左上面的 下表面和所述右上面的下表面相连,所述衔铁的第一极面与所述左上面的上表面相接触, 或所述衔铁的第二极面与所述右上面的上表面相接触。
[0009] 根据本发明提出的电磁机构,其中,所述下辄铁的纵截面为J-形。
[0010] 根据本发明提出的电磁机构,其中,所述第一极面的面积大于所述第二极面的面 积。
[0011]根据本发明提出的电磁机构,其中,所述永磁体为长方形结构,沿上下方向充磁。
[0012]根据本发明提出的电磁机构,其中,所述左上面的横向长度与所述右上面的横向 长度相等。
[0013] 与现有技术相比,本发明提出的双永磁大小极面单稳态电磁机构适宜应用在转动 式电磁系统如继电器、接触器、负荷开关等设备中,其拥有零件通用性强、装配简单、单稳态 永磁回路保持、永磁体调整保持力、配置灵活的特点,应用于某电磁系统后,力的更改可以 通过更换永磁体(在磁饱和范围内)进行快速调整,也可以根据实际情况进行永磁和零件尺 寸的多重调整;永磁体远离主触点,可以减弱外界条件对永磁体的不良影响,使得此结构有 较好的抗外界环境干扰性能。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明一具体实施例的纵向剖面示意图;
[0015] 图2为本发明中衔铁的结构示意图;
[0016] 图3、图4分别为本发明的电磁机构在初始位置和终止位置时的磁通路径;
[0017] 图5为本发明的电磁机构的立体结构示意图。
[0018] 附图标记说明:al-衔铁;a2、a3_永磁体;a4_下辄铁;a5_左辄铁;a51-左上面;a6_ 右辄铁;a61 -右上面;a7_铁芯;a8_线圈;a9_线圈骨架;al 0-转轴;gl、g2_工作气隙。
【具体实施方式】
[0019] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0020] 请参阅图1-图5,本发明的电磁机构具体包括衔铁al,永磁体a2、a3,下辄铁a4,左 辄铁a5,右辄铁a6,铁芯a7,线圈a8,线圈骨架a9,转轴alO。其中两块永磁体为长方形结构, 沿上下方式(高度方向)充磁,下辄铁a4与永磁体下部接触,衔铁al为可动部件。
[0021] 本发明中,衔铁al的纵截面为扁梯形,衔铁al以转轴alO为中心分为两部分,两部 分纵向截面都为长方形,在两边进行了一定削平,削平部位分别为第一极面和第二极面,以 保证在转动到一边时的贴合问题,其中衔铁al左半部分的第一极面的面积比右半部分第二 极面的面积大,使得衔铁al在与左辄铁a5接触时的接触面积比与右辄铁a6接触时的面积更 大,这里将衔铁al左半部分称为第一极面,其面积较大,al右半部分称为第二极面,其面积 较小。下辄铁a4结构为倒T型,左右辄铁弯折成90度。左辄铁a5的左上面a51的长度等于右辄 铁a6的右上面a61的长度。线圈缠绕在两辄铁中心的铁芯a7的线圈骨架a9上,衔铁上安装连 杆,推动动簧片动作,实现信号的切换。
[0022] 当线圈a8未通电时,永磁体a2、a3产生的永磁磁场对衔铁产生吸力作用,衔铁al保 持在左辄铁a5的左上面a51上,此时衔铁al的第一极面与左辄铁a5左上面a51形成工作气隙 gl,衔铁al的第二极面与右辄铁a6右上面a61形成工作气隙2。当线圈a8通电时,线圈a8产生 的电磁磁场弱化永磁体在工作气隙gl处的磁场效果,衔铁al第一极面受到的吸力减小,同 时,线圈a8产生的电磁磁场加强永磁体在工作气隙g2处的磁场效果,衔铁al第二极面受到 的吸力增大。配合簧片反力,当衔铁al受到的顺时针吸力矩大于簧片反力矩时,衔铁al开始 顺时针转动,与左辄铁a5分离,最终闭合在右辄铁a6上,完成吸合动作。当线圈a8掉电时,衔 铁al第二极面受到的吸力逐渐减小,当衔铁al受到的顺时针吸力矩小于簧片反力矩时,衔 铁al开始逆时针转动,与右辄铁a6分离,最终闭合在左辄铁a5上,完成释放动作。在上述过 程中,衔铁al带动连杆,使动簧片动作,完成继电器的信号切换。
[0023] 具体工作过程如下:
[0024]如图2,衔铁al左端闭合,处在释放位置,衔铁al第一极面与左辄铁a5左上面a51接 触;线圈a8缠绕在左右辄铁a5、a6中心铁芯a7的线圈骨架a9上,衔铁al第一极面与左辄铁a5 左上面a51形成工作气隙gl,衔铁al小极面与右辄铁a6右上面a61形成工作气隙g2。此时线 圈a 8不加电流的永磁磁路磁通具有三条闭合路径,路径1 :左永磁a 2的N极一一左辄铁 a5-一工作气隙gl-一衔铁al左半部一一转轴alO-一下辄铁a4中间部分一一下辄铁a4左 半部一一左永磁a2的S极;路径2:右永磁a3的N极一一右辄铁a6-一工作气隙g2-一衔铁al 右半部一一转轴alO-一下辄铁a4中间部分一一下辄铁a4右半部一一右永磁a3的S极;路径 3:右永磁a3的N极--右辄铁a6--铁芯a7--左辄铁a5--工作气隙gl--衔铁al左半 部一一转轴alO-一下辄铁a4中间部分一一下辄铁a4右半部一一右永磁a3的S极。
[0025]如图2,衔铁al在左端闭合,处在释放位置,当线圈a8通电产生逆时针方向的电磁 磁通时,永磁磁通路径1和路径3的永磁磁通与电磁磁通方向相反,工作气隙g 1处的吸力减 小,永磁磁通路径2在右侧工作气隙g 2处的永磁磁通与电磁磁通方向相同,工作气隙g 2处的 吸力增大。配合簧片反力,当衔铁al受到的顺时针吸力矩大于簧片反力矩时,衔铁al开始顺 时针转动,与左辄铁a5分离,最终闭合在右辄铁a6上,完成吸合动作。
[0026] 如图3,衔铁al在右端闭合,处在吸合位置时,永磁磁路磁通的三条闭合路径为,路 径1:左永磁&2的_及一一工作气隙gl-一衔铁al左半部一一转轴alO-一下辄铁a4中间部 分一一下辄铁a4左半部一一左永磁a2的S极;路径2:左永磁a2的N极一一左辄铁a5-一铁芯 a7--右辄铁a6-一工作气隙2-一衔铁al右半部一一转轴alO--下辄铁a4中间部 分一一下辄铁a4左半部一一左永磁a2的S极;路径3:右永磁a3的N极一一工作气隙g2-一衔 铁al右半部一一转轴alO-一下辄铁a4中间部分一一下辄铁a4右半部一一右永磁a3的S极。 当线圈a8掉电时,衔铁al小极面受到的吸力逐渐减小,当衔铁al受到的顺时针吸力矩小于 簧片反力矩时,衔铁al开始逆时针转动,与右辄铁a6分离,最终闭合在左辄铁a5上,完成释 放动作。
[0027] 在上述吸合与释放过程中,衔铁al带动连杆,使动簧片动作,完成继电器的信号切 换。
[0028] 本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图,附图中的模块或 流程并不一定是实施本发明所必须的。
[0029] 本领域普通技术人员可以理解:实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分 布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上 述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
[0030] 最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管 参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可 以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而 这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范 围。
【主权项】
1. 一种双永磁大小极面单稳态电磁机构,包括线圈、线圈骨架、转轴、衔铁、辆铁、永磁 体,其特征在于: 所述辆铁包括左辆铁、右辆铁和下辆铁,所述左辆铁和右辆铁相对设置,所述线圈骨架 W及所述线圈设置在所述左辆铁和所述右辆铁之间;所述下辆铁设置在所述左辆铁和所述 右辆铁之间,并且位于所述线圈上方,所述下辆铁的两端分别通过永磁体与所述左辆铁和 所述右辆铁相连; 所述衔铁通过所述转轴可枢转地与所述下辆铁相连,位于所述下辆铁的上方,所述衔 铁的两端分别具有第一极面和第二极面,用W分别和所述左辆铁W及右辆铁相接触。2. 根据权利要求1所述的电磁机构,其特征在于,所述左辆铁的纵截面为r形,包括左侧 面和左上面;所述右辆铁的纵截面为n形,包括右侧面和右上面;所述永磁体分别与所述左 上面的下表面和所述右上面的下表面相连,所述衔铁的第一极面与所述左上面的上表面相 接触,或所述衔铁的第二极面与所述右上面的上表面相接触。3. 根据权利要求1所述的电磁机构,其特征在于,所述下辆铁的纵截面为丄形。4. 根据权利要求1所述的电磁机构,其特征在于,所述第一极面的面积大于所述第二极 面的面积。5. 根据权利要求1所述的电磁机构,其特征在于,所述永磁体为长方形结构,沿上下方 向充磁。6. 根据权利要求2所述的电磁机构,其特征在于,所述左上面的横向长度与所述右上面 的横向长度相等。
【文档编号】H01H50/16GK105914103SQ201610423177
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】由佳欣, 邓杰, 王瑞超, 梁慧敏, 翟国富
【申请人】哈尔滨工业大学
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