新型抗熔焊无极性直流接触器的制作方法

本发明涉及直流接触器技术领域，特别涉及一种新型抗熔焊无极性直流接触器。

背景技术：

接触器是一种通过小电流通断来控制大电流通断的电磁开关，主要用于电动汽车、充电桩、光伏和储能等领域。其工作原理是：当接触器的线圈通电后，线圈产生磁场驱动动铁芯向上移动，动铁芯通过传动轴带动动触头同步上移，使动触头与静触头接触实现导通，从而达到小电流控制大电流的目的。

在很多直流接触器应用的工况中，包括但不限于电池包和用电器之间的压差等因素所导致的浪涌电流对接触器的损伤十分严重，这些异常电流往往有几千安培甚至上万安培，这些非额定电流造成的接触器触头熔焊、起火等失效模式也较为常见。从接触器本身分析，触头闭合碰撞时所造成的弹跳以及大电流所产生的电动收缩力和安培力，在这些力共同作用下致使动触头与静触头多次地接触-分离-再接触，期间所产生的电弧很容易引起接触器的失效。同时，触头闭合时速度极快所产生的惯性力也很大，当通过大电流时在接触位置产生巨大的收缩电流产生收缩电动力使触头分离、大电流通过导体在周围产生强烈磁场使动触头产生向下的安培力；以上的力都会阻碍触头的可靠闭合，常规的接触器只有一个为动触头提供压力的弹簧，通过大电流尤其是几千上万安培的电流时远无法保证其可靠的接触。

此外，接触器带载闭合时，巨大的电流产生强烈的电弧，而电流引起的磁场往往会破坏及扭曲永磁体的磁场，从而致使电弧不可控进而损伤接触器。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种新型抗熔焊无极性直流接触器，在接触器闭合以及通过大电流时所设永磁体与产生的磁场互相作用快速息弧、可靠的使触头保持在接触状态不分离以达到杜绝二次起弧引起接触器失效从而保护电路的目的。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型抗熔焊无极性直流接触器，包括：腔体、装设在所述腔体上的两个静触头、连接片、传动轴和电磁驱动机构，所述腔体内具有一灭弧腔室，所述连接片位于所述灭弧腔室内并与两个所述静触头正对，所述电磁驱动机构通过所述传动轴驱动所述连接片移动与两个所述静触头接触，所述连接片套装在所述传动轴上，可相对所述传动轴移动并由所述传动轴上端部的限位结构进行止挡，所述连接片与所述传动轴之间安装有弹力支撑结构，所述弹力支撑结构包括套装在所述传动轴上的支撑弹片和弹性部件，所述支撑弹片的两端形成两支撑脚，两个所述支撑脚分别弹性抵置在所述连接片底部两端；所述弹性部件设置在所述连接片底部，对所述连接片始终具有向上的弹力。

作为本发明的进一步改进，所述限位结构包括固定安装在所述传动轴上端部的第一铁片，所述连接片顶端低置于所述第一铁片上。

作为本发明的进一步改进，以所述连接片沿两个所述静触头连线方向的侧面为长侧面，所述第一铁片的任一侧面相对所述连接片的长侧面倾斜布置。

作为本发明的进一步改进，所述第一铁片呈方形，且所述第一铁片的任一侧面与所述连接片的长侧面所呈的夹角为45°。

作为本发明的进一步改进，所述连接片的底部安装有与所述第一铁片正对的第二铁片。

作为本发明的进一步改进，所述第二铁片呈方形，以所述连接片沿两个所述静触头连线方向的侧面为长侧面，所述第二铁片的任一侧面与所述连接片的长侧面平行或垂直。

作为本发明的进一步改进，所述连接片的底部设置有凹槽，所述第二铁片位于所述凹槽内。

作为本发明的进一步改进，所述传动轴上设置有一台阶，所述支撑弹片底部限位在所述台阶上；所述弹性部件套装在所述传动轴上，所述弹性部件一端弹性低置于所述支撑弹片上，另一端弹性低置于所述第二铁片上。

作为本发明的进一步改进，所述连接片底部两端的两侧均向下延伸出限位挡片，位于同一端的两个所述限位挡片之间形成滑动轨道，两个所述支撑脚滑动抵靠在对应的所述滑动轨道内。

作为本发明的进一步改进，所述灭弧腔室内位于两个所述静触头的相对两外侧分别安装有永磁体，且两个所述永磁体的极性相异。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供一种新型抗熔焊无极性直流接触器，通过在连接片与传动轴之间安装有弹力支撑结构，连接片在支撑弹片和弹性部件的弹力共同作用下，为连接片两端受力点提供向上的支撑力使接触更平稳，并且能够抵抗连接片与静触头接触时的碰撞弹跳和电动收缩力，使连接片保持稳定接触，避免接触器静触头熔焊导致失效；

2、在连接片底部两端的两侧均设置有限位挡片并形成滑动轨道，传动轴穿设于连接片以及支撑弹片的中心位置，使得支撑弹片的两个支撑脚对连接片两端的弹力相同，可有效避免连接片两端受力不均衡产生“翘板”现象，并在限位挡片限位下，防止支撑脚脱离连接片，保证支撑脚在滑动轨道上平稳滑动；

3、通过在传动轴顶部安装有第一铁片，通电时，第一铁片既用于吸引第二铁片，而且通过特殊的摆放引起连接片上方的磁场方向非垂直于连接片，进而减小了连接片所受向下的安培力，提高接触的可靠性；

4、通过在连接片底部安装有第二铁片，使得连接片受到第一铁片对第二铁片向上的吸引力，并且通过的电流越大，所受吸引力越大，进一步提高连接片与静触头接触的稳定性；同时，第二铁片增加了连接片下方的磁场强度，使连接片在此磁场作用下受到向上的安培力，通过将第二铁片平行于连接片布置，使连接片下部的磁场对通电的连接片产生向上的安培力更大，保障连接片与静触头可靠稳定的接触；

5、在灭弧腔室内位于两个静触头的相对两外侧分别安装有极性相异的两个永磁体，其产生的磁场有助于连接片周围的部分螺旋磁场与连接片形成一定角度，进而减小连接片受到向下的安培力，并且两个永磁体产生的灭弧磁场能够将电弧分别引向连接片两端外侧的灭弧腔室内快速熄灭，有效提高了接触器的安全性、稳定性和使用寿命。

附图说明

图1为本发明的剖视示意图；

图2为本发明静触头、连接片、传动轴以及弹力支撑结构组装的立体示意图；

图3为本发明连接片、传动轴以及弹力支撑结构组装的立体示意图；

图4为本发明图3的剖视示意图；

图5为本发明图2中触头自然状态下的剖视示意图；

图6为本发明图2中触头闭合状态下的剖视示意图；

图7为本发明接触器触头闭合状态下连接片周围磁场分布示意图。

结合附图，作以下说明：

1——腔体；101——灭弧腔室；

2——静触头；3——连接片；

301——凹槽；302——限位挡片；

303——滑动轨道；4——传动轴；

401——台阶；5——支撑弹片；

501——支撑脚；6——弹性部件；

7——第一铁片；8——第二铁片；

9——永磁体；10——壳体；

11——铁杯；12——上盖；

13——磁极片；14——线圈骨架；

15——线圈；16——动铁芯；

17——轴套；18——复位弹簧。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的一个较佳实施例作详细说明。

参阅图1至图7，本发明提供一种新型抗熔焊无极性直流接触器，包括：腔体1、两个静触头2、连接片3、传动轴4、电磁驱动机构、上端开口的壳体10、上端开口的铁杯11和上盖12，壳体10套装在铁杯11的外侧，上盖12密封罩设于壳体10的开口端处。电磁驱动机构安装在铁杯11内腔下部位置，并在铁杯11中部安装有置于电磁驱动机构顶部的磁极片13，磁极片13的四周与铁杯11内壁接触。腔体1罩设于铁杯11的开口端处，并配合磁极片13形成灭弧腔室101，两个静触头2间隔并列装设在腔体1上，且两个静触头2的底端延伸至灭弧腔室101内，两个静触头2的顶端贯穿上盖12延伸至外侧形成两个电接线端。连接片3位于灭弧腔室101内，并且连接片3的左右两端分别位于两个静触头2的正下方。传动轴4贯穿磁极片13的中孔，其顶部与连接片3连接，底部与电磁驱动机构连接，电磁驱动机构通过传动轴4驱动连接片3上下移动以与两个静触头2接触或断开。

参阅图2至图4，连接片3套装在传动轴4靠近顶端位置，连接片3可相对传动轴4上下移动并由传动轴4上端部的限位结构进行止挡，防止连接片3脱离传动轴4。连接片3与传动轴4之间安装有弹力支撑结构，弹力支撑结构包括套装在传动轴4上的支撑弹片5和弹性部件6，支撑弹片5位于灭弧腔室101内且处于连接片3底部。传动轴4上设置有一台阶401，支撑弹片5底部通过垫片限位在台阶401上，通过台阶401用以承载支撑弹片5。支撑弹片5呈v形，并在其两端形成两支撑脚501，两个支撑脚501分别弹性抵置在连接片3底部两端。弹性部件6为弹簧，弹性部件6设置在连接片3底部，并套装在传动轴4上，弹性部件6底端弹性低置于支撑弹片5上，顶端间接弹性低置于连接片3上，弹性部件6对连接片3始终具有向上的弹力。在弹性部件6的弹力以及支撑弹片5的弹力共同作用下，为连接片3两端受力点提供向上的支撑力使接触更平稳，并且能够抵抗连接片3与静触头2接触时的碰撞弹跳和电动收缩力，使连接片3保持稳定接通，避免接触器静触头2熔焊导致失效。

参阅图3，连接片3底部两端的两侧均向下延伸出限位挡片302，位于同一端的两个限位挡片302之间形成滑动轨道303，两个支撑脚501滑动抵靠在对应的滑动轨道303内，且支撑脚501的宽度略小于滑动轨道303的宽度，在限位挡片302的止挡下，防止支撑脚501脱离连接片3，并保证支撑脚501在滑动轨道303上平稳滑动。其中，传动轴4穿设于连接片3以及支撑弹片5的中心位置，使得两个支撑脚501对连接片3两端的弹力相同，可有效避免连接片3两端受力不均衡产生“翘板”现象。

参阅图2和图4，限位结构包括固定安装在传动轴4上端部的第一铁片7，传动轴4上端设置有第二台阶，第一铁片7底部限位在第二台阶上，顶部铆接固定在传动轴4上，连接片3顶端低置于第一铁片7上。以连接片3沿两个静触头2连线方向的侧面为长侧面，第一铁片7的任一侧面(指前后左右四侧面但不包括上下两侧面)相对连接片3的长侧面倾斜布置，即第一铁片7非平行于连接片3布置。当连接片3与两个静触头2接触后，电流导通，电流通过静触头2时产生螺旋磁场，根据左手定则，通电的连接片3在螺旋磁场的作用下会产生向下的安培力，通过将第一铁片7相对连接片3倾斜布置，即改变上铁片的角度，在通电时能够将连接片上部的磁场扰乱，让磁场形成一定角度，引起连接片3上方的磁场方向非垂直于连接片3，根据：

f＝bilsinθ

θ角变小之后，进而减小了连接片所受向下的安培力，提高接触的可靠性；优选的，将第一铁片7设置为正方形，且第一铁片7的任一侧面与连接片3的长侧面所呈的夹角为45°，此时连接片3所受到向下的安培力更小。

参阅图3和图4，连接片3的底部安装有与第一铁片7正对的第二铁片8，传动轴4穿设于第二铁片8的中心位置。第一铁片7与第二铁片8的材质均为铁，由于铁具有很好的导磁性，在静触头2通电时产生螺旋磁场作用下，能够将第一铁片7与第二铁片8进行磁化，第一铁片7与第二铁片8互相吸引，由于第一铁片7相对固定，第二铁片8被第一铁片7吸引受力向上，即连接片3受力向上，并且通过的电流越大，第一铁片7与第二铁片8之间的吸引力越大，提高连接片3与静触头2接触的稳定性。

其中，连接片3的材质为铜，连接片3的底部设置有凹槽301，第二铁片8位于凹槽301内，弹性部件6的顶端弹性低置于第二铁片8上。能够减小第一铁片7与第二铁片8之间的间距，进而增大第一铁片7与第二铁片8之间的吸引力。同时，第二铁片8增加了连接片3下方的磁场强度，使连接片在此磁场作用下受到向上的安培力。优选的第二铁片8呈方形，不限于正方形或长方形，以连接片3沿两个静触头2连线方向的侧面为长侧面，第二铁片8的任一侧面与连接片3的长侧面平行或垂直，即第二铁片8平行于连接片3布置。第二铁片8磁化后会产生磁场，通过将第二铁片8相对连接片3平行布置，使连接片3下部的磁场与其夹角保持90°，使连接片3下部的磁场对通电的连接片3产生向上的安培力更大，进一步保障连接片3与静触头2可靠稳定的接触。

参阅图1和图7，灭弧腔室101内位于两个静触头2的相对两外侧分别安装有永磁体9，且两个永磁体9的极性相异，其产生的磁场有助于连接片3周围的部分螺旋磁场与连接片3形成一定角度，进而减小安培力，而且两个永磁体9产生的磁场可形成有效的灭弧磁场，根据左手定则，当连接片3与两个静触头2带电分离时会产生电弧，而灭弧磁场能够将电弧分别引向连接片3两端外侧的灭弧腔室101内，使电弧无法碰到一起，最终在永磁体9以及灭弧腔室101的共同作用下快速熄灭电弧。

参阅图1，电磁驱动机构包括线圈骨架14、线圈15和动铁芯16，线圈15绕设在线圈骨架14上并套装在动铁芯16外侧，线圈骨架14沿中心设置有容置孔，动铁芯16滑动安装在容置孔内，传动轴4贯穿磁极片13底端固定连接在动铁芯16上。容置孔沿内壁设置有一环形凸台，动铁芯16顶部设置有配合环形凸台进行止挡的限位凸台，限位凸台为动铁芯16顶部外周延伸而形成。容置孔沿内壁安装有轴套17，轴套17顶部抵靠在环形凸台上进行限制位置，轴套17套设在动铁芯16外侧，用于限制动铁芯16运动轨迹，并具有很好的润滑作用。磁极片13与环形凸台之间间距为动铁芯16行程范围，传动轴4上套装有复位弹簧18，复位弹簧18位于磁极片13与动铁芯16之间，复位弹簧18对动铁芯16始终具有向下的弹力，用于为动铁芯16提供返回的弹力。

本实施例工作原理为：工作时，线圈15通电，动铁芯16在线圈15产生的电磁吸力作用下向上运动，通过传动轴4带动连接片3也随着向上运动，直到静触头与连接片3接触闭合，电流导通；此时，连接片3受到弹性部件6向上的弹力、两边受到支撑弹片5的两支撑脚501向上的弹力、第一铁片7对第二铁片8的吸引力以及在第二铁片8产生磁场下受到向上的安培力的共同作用下，保障连接片3与静触头2可靠稳定的接触；当线圈15断电后，线圈15产生的电磁吸力消失，动铁芯16在复位弹簧18的作用下释放，向下运动，通过传动轴4带动连接片3向下移动，在连接片3与静触头2断开的瞬间产生电弧，永磁体9产生的灭弧磁场将电弧分别引向连接片3两端外侧的灭弧腔室101内快速熄灭，完成断开动作。

由此可见，本发明提供一种新型抗熔焊无极性直流接触器，通过在连接片与传动轴之间安装有弹力支撑结构，连接片在支撑弹片和弹性部件的弹力共同作用下，为连接片两端受力点提供向上的支撑力使接触更平稳，并且能够抵抗连接片与静触头接触时的碰撞弹跳和电动收缩力，使连接片保持稳定接触，避免接触器静触头熔焊导致失效；通过在连接片底部两端的两侧均设置有限位挡片并形成滑动轨道，传动轴穿设于连接片以及支撑弹片的中心位置，使得支撑弹片的两个支撑脚对连接片两端的弹力相同，可有效避免连接片两端受力不均衡产生“翘板”现象，并在限位挡片限位下，防止支撑脚脱离连接片，保证支撑脚在滑动轨道上平稳滑动；通过在传动轴顶部安装有第一铁片，通电时，第一铁片既用于吸引第二铁片，而且通过特殊的摆放引起连接片上方的磁场方向非垂直于连接片，进而减小了连接片所受向下的安培力，提高接触的可靠性；通过在连接片底部安装有第二铁片，使得连接片受到第一铁片对第二铁片向上的吸引力，并且通过的电流越大，所受吸引力越大，进一步提高连接片与静触头接触的稳定性；同时，第二铁片增加了连接片下方的磁场强度，使连接片在此磁场作用下受到向上的安培力，通过将第二铁片平行于连接片布置，使连接片下部的磁场对通电的连接片产生向上的安培力更大，保障连接片与静触头可靠稳定的接触；通过在灭弧腔室内位于两个静触头的相对两外侧分别安装有极性相异的两个永磁体，其产生的磁场有助于连接片周围的部分螺旋磁场与连接片形成一定角度，进而减小连接片受到向下的安培力，并且两个永磁体产生的灭弧磁场能够将电弧分别引向连接片两端外侧的灭弧腔室内快速熄灭，有效提高了接触器的安全性、稳定性和使用寿命。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。