专利名称：接触器采用电控稀土磁铁结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电控稀土磁铁结构，特别是一种能够作为高压(或低压)接触器驱动机构的电控稀土磁铁结构。
现有的接触器驱动机构主要有直流电磁铁组成，以电磁力克服分闸弹簧的反力，带动触头系统完成合闸。合闸位置的维持有二种一种是电保持——在励磁线圈中持续通过一个较小的电流，产生一个必需的吸持力，另一种是机械保持一带锁扣装置，这两种保持方式都有缺点电保持型耗电，而且它的合闸可靠性受控制电源的影响；机械保持型锁扣结构复杂，占用空间。
本实用新型目的是要提供一种改进的电磁铁，除了用它完成接触器的合闸以外，还能长期保持合闸，而不再需要电力或其它锁扣装置。
以钕铁硼(Nd2Fe14B)为代表的第三代稀土永磁材料有极高的磁能积。稀土元素具有显著增加永磁材料磁性能的奇效，使用稀土元素制作的钕铁硼永磁体的磁能积实际应用值已达40MGOe，是目前永磁材料中磁能积最高的，是铁氧体的12倍，是钐钴的2倍，是铝镍钴的5倍以上。钕铁硼剩磁可高达1300Gs，矫顽力达11000Oe，高于目前使用的任何永磁材料。内禀矫顽力可达2000Oe，退磁曲线呈绝对的直线。
本实用新型的任务是以如下方式完成的，一个主要由磁轭、励磁线圈、永磁体、衔铁和极靴组成的电控稀土磁铁结构，其特征是整个磁路部分均由A3钢制成，永磁体由钕铁硼稀土元素烧结而成。整个磁铁呈EI型结构，除了用它能完成接触器的合分闸操作外，还具有锁扣的作用。当给线圈瞬间正向励磁时，电磁力与永磁力二力叠加，足以合闸。合闸后，励磁自动停止，接触器的可动部分靠永磁铁的吸力保持即锁在合闸位置上。当需要分闸时，只需给线圈反向励磁，电磁力即可抵消永磁力，接触器即释放到分闸位置。
以下将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
图1是交流高压真空接触器外形。
图2是电控永磁式电磁铁，其中1、磁轭、2、线圈、3、软铁芯、4、永磁体、5、衔铁、6、解锁手柄、7、极靴、8、螺杆。
图3是控制回路，其中HC是合闸接触器，FC是分闸接触器，HA是外接合闸接钮，TA是外接分闸按钮，DL是高压真空接触器的辅助开关，LQ是机构励磁线圈。
参照图2，其外形同拍合式的E形电磁铁相似。这是一种由控制电源供给电流励磁与永磁相结合的磁系统、即由永磁铁提供基本恒定磁势，由电流励磁提供加强磁通，或用电流进行反向励磁以抵消基本磁通。由于这种附加的电流励线圈只起辅助作用，其消耗功率、体积和用铜量都比常规电磁铁的励磁圈小的多。
图2中磁轭(1)、软铁芯(3)、衔铁(5)和极靴(7)均为A3钢料，与已经充磁的钕铁硼永磁体(4)一起组成EI形壳式磁铁。当衔铁(5)吸合后，这种磁路具有较小的磁阻与较小的漏磁。平时线圈(2)不通电。衔铁(5)安装在真空接触器的可动部分上。当真空接触器处于分闸位置时，衔铁(5)与磁轭(1)之间大约有20mm的距离，因此永磁体(4)的磁力线通过磁轭两臂间的缺口，形成的磁通很小，磁路大致呈开路状态。但是当合闸指令到来时，图3中合闸接触器HC先合上，给线圈LQ正向励磁，瞬间产生一个辅助磁势，与永磁体同向叠加作用于衔铁(5)，使之闭合。当真空接触器合闸后，它的辅助开关DL接点随之切换，因此合闸接触器HC能自动分断。此时，虽然机构励磁线圈LQ无励电流，但衔铁已闭合，磁阻较小，永磁体能产生充分的磁力，使磁铁保持保持在闭合的位置——起到了锁扣的作用。当需要分闸时，接通外接分闸按钮FA，此时该回路中的辅助开关DL常开接点正处在接通位置，因此分闸接触器FC吸合，机构励磁线圈LQ得以反向励磁，瞬间产生的反向磁势足以抵消永磁体的作用，使合成磁通近乎为零，不足以维持合闸，衔铁在分闸弹簧(图2未画出)力的作用下迅速分离。同样由于辅助开关DL的及时切换，使分闸接触器FC的吸合也吸是在几十毫秒时间以内。无论合闸还是分闸，机构励磁线圈LQ中流过的都是脉冲电流，所以电控永磁式电磁铁又称电脉冲永磁式电磁铁。这也是解释了为什么电控永磁铁比较省电的道理。
Nd－Fe－B永磁体抗冲击性较差。为此，我们在衔铁(5)与极靴(7)之间设计有0.5mm空气隙，避免它们之间的直接碰撞。极靴的功用有三(1)导磁；(2)固定永磁体与线圈；(3)防护永磁体。
由于真空接触器是专为发电厂设计的，所以必须考虑紧急手动分闸。图2中的由非导磁的不锈钢制成解锁手柄(6)，就是为此设计的。这是一个简单的杠杆机构。当处于紧急状态或者当控制电源断线，需要立即分断高压真空接触器时，可以就地操作这个手柄。
在图3控制回路中合闸接触器HC和分闸接触器FC采用交流接触器，在30万次机械寿命试验中能做到不检修。它的线圈是交流的，但在直流电脉冲永磁式电磁铁中效果恰好。本实施例能满足110％－80％Us(额定控制电源电压)，可靠合闸与120％－65％Us可靠分闸的一般要求。
权利要求1.一个主要由磁轭(1)、励磁线圈(2)、永磁体(3)、衔铁(4)和极靴(7)组成的电控稀土磁铁结构，其特征是整个磁路部分(包括(1)、(3)、(5)、(7)均由A3钢制成，永磁体(4)由钕铁硼稀土永磁材料烧结而成，整个磁铁呈EI形结构，除了用它能完成接触器的合分闸操作以外，还具有锁扣的作用。
2.根据权利要求1规定的磁铁结构，其特征是在永磁体(4)与衔铁(5)之间安装有极靴(7)。
3.根据权利标要求1或2规定的磁铁结构，其特征是当衔铁(5)吸合时，衔铁(5)与极靴(7)之间设计有0.5mm的气隙。
4.根据权利要求1规定的磁铁结构，其特征是设计有用非导磁的不锈钢板的制成的解锁手柄(6)，它是一个简单的杠杆，起紧急分闸的作用。
专利摘要本实用新型公开了一种接触器用电控稀土磁铁结构。主要由磁轭、励磁线圈、软铁芯、永磁体、衔铁和极靴组成的电控稀土磁铁结构，其整个磁路部分均由A
文档编号H01H51/00GK2181747SQ9324215
公开日1994年11月2日 申请日期1993年10月25日 优先权日1993年10月25日
发明者王全梁 申请人:天水长城开关厂