一種用于直動式電磁系統(tǒng)的下置環(huán)形永磁磁路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于直動式電磁系統(tǒng)的下置環(huán)形永磁磁路，軛鐵設(shè)置在外殼頂部，軛鐵具有一向下的凸臺，外殼的底部具有一圓孔；銜鐵、永磁體、線圈設(shè)置在外殼內(nèi)，線圈設(shè)置在軛鐵的下方，永磁體設(shè)置在線圈的下方，永磁體為中空環(huán)形結(jié)構(gòu)；銜鐵設(shè)置在線圈和永磁體的中空空間內(nèi)，其底端伸出外殼的圓孔，永磁體的充磁方向為徑向充磁；當(dāng)線圈未通電時，永磁體與銜鐵之間的吸力使銜鐵處于下端初始位置，銜鐵不與軛鐵的凸臺接觸；當(dāng)對線圈通正向脈沖后，線圈產(chǎn)生與流經(jīng)銜鐵的向下的磁通反向的磁通，使得流經(jīng)銜鐵的向下的永磁磁通減少，此時在磁力合力的作用下，銜鐵向上運動，直至銜鐵的上端極面與軛鐵的凸臺接觸，完成磁路的直動動作。
【專利說明】—種用于直動式電磁系統(tǒng)的下置環(huán)形永磁磁路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及繼電器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于直動式電磁系統(tǒng)的下置環(huán)形永磁磁路。
【背景技術(shù)】
[0002]由于轉(zhuǎn)換深度高、多路同步切換、輸入輸出比大、抗干擾能力強等一系列固體開關(guān)器件不能代替的優(yōu)點，以30V低壓直流接觸器為代表的低壓直流大功率接觸器已成為先進武器裝備的低壓直流電源系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵元器件，主要用于完成系統(tǒng)配電、負載保護等功能，是未來接觸器發(fā)展的一個重要方向。
[0003]我國在低壓直流接觸器的設(shè)計與試驗相關(guān)技術(shù)儲備方面尚屬空白，該類接觸器產(chǎn)品的質(zhì)量與配套能力目前已難以為航天及武器裝備保駕護航，日漸成為制約航天及武器裝備發(fā)展的關(guān)鍵所在。作為電磁接觸器的兩大機構(gòu)之一，電磁機構(gòu)承擔(dān)著把電磁能轉(zhuǎn)化為機械能的重任，是接觸器的主要組成部分，其性能的優(yōu)劣決定著接觸器整機的指標(biāo)水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種用于直動式電磁系統(tǒng)的下置環(huán)形永磁磁路，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個問題。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于直動式電磁系統(tǒng)的下置環(huán)形永磁磁路，包括銜鐵、永磁體、線圈、外殼和軛鐵，其中:
[0006]軛鐵設(shè)置在外殼頂部，軛鐵具有一向下的凸臺并伸入外殼內(nèi)，軛鐵與外殼形成密封磁力線結(jié)構(gòu)，外殼的底部具有一圓孔；
[0007]銜鐵、永磁體、線圈設(shè)置在外殼內(nèi)，線圈設(shè)置在軛鐵的下方，永磁體設(shè)置在線圈的下方，永磁體為中空環(huán)形結(jié)構(gòu)；
[0008]銜鐵設(shè)置在線圈和永磁體的中空空間內(nèi)，適于上下移動，其底端伸出外殼的圓孔，銜鐵與圓孔間的氣隙小于設(shè)定值，永磁體的充磁方向為徑向充磁，為銜鐵提供保持力，其中銜鐵、外殼、軛鐵均為軟磁材料；
[0009]當(dāng)線圈未通電時，永磁磁路作用下，永磁體與銜鐵之間的吸力使銜鐵處于下端初始位置，銜鐵不與軛鐵的凸臺接觸；
[0010]當(dāng)對線圈通正向脈沖后，線圈產(chǎn)生與流經(jīng)銜鐵的向下的磁通反向的磁通，使得流經(jīng)銜鐵的向下的永磁磁通減少，此時在磁力合力的作用下，銜鐵向上運動，直至銜鐵的上端極面與軛鐵的凸臺接觸，完成磁路的直動動作。
[0011]可選的，當(dāng)對線圈通反向脈沖后，線圈產(chǎn)生與流經(jīng)銜鐵的向上的磁通反向的磁通，使得流經(jīng)銜鐵的向上的永磁磁通減少，此時在磁力合力的作用下，銜鐵向下運動，直至銜鐵的上端極面與軛鐵的凸臺斷開，完成磁路的恢復(fù)動作。
[0012]可選的，銜鐵、軛鐵、外殼均以整個磁路的中心軸為對稱軸。
[0013]可選的，銜鐵的橫向截面為圓柱形，縱向截面為長方形。[0014]可選的，磁性材料為以下任一種:
[0015]釹鐵硼、鋁鎳鈷和鐵氧體。
[0016]在上述實施例中，提供了一種含永磁大功率繼電器磁路，具有以下優(yōu)點:
[0017]適宜應(yīng)用在直動式電磁系統(tǒng)如:繼電器、接觸器、斷路器、電磁閥、磁開關(guān)等設(shè)備中；具有對稱結(jié)構(gòu)，零件通用性強，裝配簡單；單穩(wěn)態(tài)磁保持、永磁體調(diào)整保持力，配置靈活的特點，且應(yīng)用于某電磁系統(tǒng)后，力的更改只需更換永磁體(在磁飽和范圍內(nèi))，更加便捷；觸動條件低，吸合(釋放)安匝數(shù)小，功率大；永磁體遠離主觸點及滅弧室所在區(qū)域，可以減弱高溫對于永磁體的不利影響，同時該結(jié)構(gòu)具有良好的抗振性能，實際裝配更加高效，同批次產(chǎn)品一致性增強，并降低批次產(chǎn)品的廢品率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明一個實施例的用于直動式電磁系統(tǒng)的下置環(huán)形永磁磁路在接通位置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明一個實施例的用于直動式電磁系統(tǒng)的下置環(huán)形永磁磁路在分?jǐn)辔恢玫慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0022]圖1為本發(fā)明一個實施例的用于直動式電磁系統(tǒng)的下置環(huán)形永磁磁路在接通位置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一個實施例的用于直動式電磁系統(tǒng)的下置環(huán)形永磁磁路在分?jǐn)辔恢玫慕Y(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該下置環(huán)形永磁磁路包括銜鐵Al、永磁體A2、線圈A3、外殼A4和軛鐵A5，其中:
[0023]軛鐵A5設(shè)置在外殼A4頂部，軛鐵A5具有一向下的凸臺并伸入外殼A4內(nèi)，軛鐵A5與外殼A4形成密封磁力線結(jié)構(gòu),外殼A4的底部具有一圓孔；
[0024]銜鐵Al、永磁體A2、線圈A3設(shè)置在外殼A4內(nèi)，線圈A3設(shè)置在軛鐵A5的下方，永磁體A2設(shè)置在線圈A3的下方，永磁體A2為中空環(huán)形結(jié)構(gòu)；
[0025]銜鐵Al設(shè)置在線圈A3和永磁體A2的中空空間內(nèi)，適于上下移動，其底端伸出外殼A4的圓孔，銜鐵Al與圓孔間的氣隙小于設(shè)定值，銜鐵Al既作為觸動部件，也作為線圈A3的鐵芯，永磁體A2的充磁方向為徑向充磁，為銜鐵Al提供保持力，其中銜鐵Al、外殼A4、軛鐵A5均為軟磁材料；
[0026]當(dāng)線圈A3未通電時，銜鐵Al處在下端初始位置，銜鐵Al不與軛鐵A5的凸臺接觸；此時不加電流的磁路磁有兩個閉合路徑(如圖2永磁磁通所示，圖中僅標(biāo)示出左側(cè)，右側(cè)磁通路徑與左側(cè)中心對稱):永磁體A2N極一銜鐵Al—頂蓋A5—外殼A4—永磁體A2S極；7欠磁體A2N極一銜鐵Al—外殼A4—永磁體A2S極，在閉合磁通回路的作用下，銜鐵Al下極面與永磁體A2上表面的吸力使得銜鐵Al保持在該位置；
[0027]當(dāng)向線圈A3發(fā)射正向脈沖后，線圈A3產(chǎn)生與流經(jīng)銜鐵A2向下磁通反向的磁通，使得流經(jīng)銜鐵Al向下的永磁磁通減少，直至減少到接近0，此時在合力的作用下，銜鐵Al動作，向上運動，直至銜鐵Al上端極面與軛鐵A5的凸臺接觸，完成磁路系統(tǒng)的直動動作。當(dāng)向線圈A3發(fā)射反向脈沖后，線圈A3產(chǎn)生與流經(jīng)銜鐵A2向上磁通反向的磁通，使得流經(jīng)銜鐵Al向上的永磁磁通減少，直至減少到接近0，此時在合力的作用下，銜鐵Al動作，向下運動，直至銜鐵Al上端極面與軛鐵A5的凸臺斷開，完成磁路系統(tǒng)的恢復(fù)動作。
[0028]當(dāng)銜鐵Al運動到閉合位置后，線圈A3不通電時，線圈電流的磁路磁通具有一條閉合路徑(如圖1永磁磁通所示，圖中僅標(biāo)示出左側(cè),右側(cè)磁通路徑與左側(cè)中心對稱):永磁體A2N極一銜鐵Al—頂蓋A5—外殼A4—永磁體A2S極。在閉合磁通回路的作用下，極面間的吸力使得銜鐵Al保持在上端位置。
[0029]線圈A3通反向脈沖后，線圈A3產(chǎn)生與流經(jīng)銜鐵A2向上磁通反向的磁通，使得流經(jīng)銜鐵Al向上的永磁磁通減少，直至減少到接近0，此時在合力的作用下，銜鐵Al動作，向下運動，直至銜鐵Al上端極面與軛鐵A5的凸臺斷開，完成磁路系統(tǒng)的恢復(fù)動作。
[0030]例如，銜鐵Al橫向截面可以為圓柱形，縱向截面可以設(shè)計為長方形；永磁A2的內(nèi)徑可根據(jù)吸反力設(shè)計特性的需要調(diào)整，永磁體的選材亦可根據(jù)設(shè)計要求改為釹鐵硼、鋁鎳鈷、鐵氧體等多種高導(dǎo)磁材質(zhì)。
[0031]又例如，軛鐵、外殼與永磁體組合的軛鐵結(jié)構(gòu)，其縱向截面結(jié)構(gòu)可以設(shè)計為對稱形，并且銜鐵、軛鐵、外殼均以磁路系統(tǒng)中心軸為對稱軸。
[0032]在上述實施例中，提供了一種含永磁大功率繼電器磁路，具有以下優(yōu)點:
[0033]適宜應(yīng)用在直動式電磁系統(tǒng)如:繼電器、接觸器、斷路器、電磁閥、磁開關(guān)等設(shè)備中；具有對稱結(jié)構(gòu)，零件通用性強，裝配簡單；單穩(wěn)態(tài)磁保持、永磁體調(diào)整保持力，配置靈活的特點，且應(yīng)用于某電磁系統(tǒng)后，力的更改只需更換永磁體(在磁飽和范圍內(nèi))，更加便捷；觸動條件低，吸合(釋放)安匝數(shù)小，功率大；永磁體遠離主觸點及滅弧室所在區(qū)域，可以減弱高溫對于永磁體的不利影響，同時該結(jié)構(gòu)具有良好的抗振性能，實際裝配更加高效，同批次產(chǎn)品一致性增強，并降低批次產(chǎn)品的廢品率。
[0034]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:附圖只是一個實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本發(fā)明所必須的。
[0035]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實施例中的裝置中的模塊可以按照實施例描述分布于實施例的裝置中，也可以進行相應(yīng)變化位于不同于本實施例的一個或多個裝置中。上述實施例的模塊可以合并為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。
[0036]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于直動式電磁系統(tǒng)的下置環(huán)形永磁磁路，其特征在于，包括銜鐵、永磁體、線圈、外殼和軛鐵，其中: 所述軛鐵設(shè)置在所述外殼頂部，所述軛鐵具有一向下的凸臺并伸入所述外殼內(nèi)，所述軛鐵與所述外殼形成密封磁力線結(jié)構(gòu)，所述外殼的底部具有一圓孔； 所述銜鐵、所述永磁體、所述線圈設(shè)置在所述外殼內(nèi)，所述線圈設(shè)置在所述軛鐵的下方，所述永磁體設(shè)置在所述線圈的下方，所述永磁體為中空環(huán)形結(jié)構(gòu)； 所述銜鐵設(shè)置在所述線圈和所述永磁體的中空空間內(nèi)，適于上下移動，其底端伸出所述外殼的圓孔，所述銜鐵與圓孔間的氣隙小于設(shè)定值，所述永磁體的充磁方向為徑向充磁，為所述銜鐵提供保持力，其中所述銜鐵、所述外殼、所述軛鐵均為軟磁材料； 當(dāng)所述線圈未通電時，永磁磁路作用下，所述永磁體與所述銜鐵之間的吸力使所述銜鐵處于下端初始位置，所述銜鐵不與所述軛鐵的凸臺接觸； 當(dāng)對所述線圈通正向脈沖后，所述線圈產(chǎn)生與流經(jīng)所述銜鐵的向下的磁通反向的磁通，使得流經(jīng)所述銜鐵的向下的永磁磁通減少，此時在磁力合力的作用下，所述銜鐵向上運動，直至所述銜鐵的上端極面與所述軛鐵的凸臺接觸，完成磁路的直動動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下置環(huán)形永磁磁路，其特征在于，當(dāng)對所述線圈通反向脈沖后，所述線圈產(chǎn)生與流經(jīng)所述銜鐵的向上的磁通反向的磁通，使得流經(jīng)所述銜鐵的向上的永磁磁通減少，此時在磁力合力的作用下，所述銜鐵向下運動，直至所述銜鐵的上端極面與所述軛鐵的凸臺斷開，完成磁路的恢復(fù)動作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下置環(huán)形永磁磁路，其特征在于，所述銜鐵、所述軛鐵、所述外殼均以整個磁路的中心軸為對稱軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下置環(huán)形永磁磁路，其特征在于，所述銜鐵的橫向截面為圓柱形，縱向截面為長方形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下置環(huán)形永磁磁路，其特征在于，所述磁性材料為以下任一種: 釹鐵硼、鋁鎳鈷和鐵氧體。
【文檔編號】H01H50/16GK103560052SQ201310507033
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】梁慧敏, 周學(xué), 張坤, 趙薇, 王瑛琪, 于海丹 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)