一種抵抗/匹配電動(dòng)斥力的滅弧磁路及其直流繼電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直流繼電器，特別是涉及一種抵抗/匹配電動(dòng)斥力的滅弧磁路及其直流繼電器，以用于切斷高壓、大電流直流負(fù)載。
【背景技術(shù)】
[0002]繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路)，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。直流繼電器是繼電器中的一種，現(xiàn)有的直流繼電器大多采用動(dòng)簧片直動(dòng)式(也稱為螺線管直動(dòng)式)方案，比如宏發(fā)、泰科、松下、LS等廠商都采用螺線管直動(dòng)式方案。
[0003]這種直流繼電器的觸頭部分，當(dāng)觸頭流過電流時(shí)，由于電流線的收縮，觸頭間會(huì)產(chǎn)生互相排斥的電動(dòng)力，也就是說動(dòng)觸頭的動(dòng)簧片會(huì)受到使動(dòng)、靜觸頭分離的斥力，也稱電動(dòng)斥力。為了抵抗這種觸頭斥力，就需在動(dòng)簧片上通過彈簧施加力，以提高動(dòng)、靜觸頭間的壓力。在理論上，電流越大，電動(dòng)斥力越大，需要的彈簧力也越大。但是，過大的彈簧力需要更強(qiáng)的磁路來驅(qū)動(dòng)，從而使漆包線用量大增，造成成本上升、產(chǎn)品體積變大等弊端。
[0004]為了解決這種動(dòng)、靜觸頭的電動(dòng)斥力的問題，專利申請(qǐng)“具有滅弧磁體的觸頭橋”(專利公開號(hào)CN102246250A)提出了一種六塊磁鋼方案，也就是在動(dòng)簧片的寬度的兩邊，分別設(shè)有三塊磁鋼，利用中間的磁鋼產(chǎn)生安培力來抵抗電動(dòng)斥力，以提高觸頭間的壓力，利用兩邊的磁鋼來實(shí)現(xiàn)吹弧，使得這種滅弧磁路既能滅弧又能抵抗電動(dòng)斥力。但是，這種具有滅弧磁體的觸頭橋，存在如下弊端:一是磁利用率低，磁鋼間磁場會(huì)錯(cuò)亂，導(dǎo)致觸頭間滅弧磁場強(qiáng)度下降；二是，成本較高；三是，磁鋼的磁利用率較低，當(dāng)大電流流過動(dòng)簧片時(shí)，由于兩邊磁鋼會(huì)使動(dòng)簧產(chǎn)生一個(gè)觸頭間脫開的力，從而削弱了中間磁鋼對(duì)動(dòng)簧片產(chǎn)生的安培力。
[0005]本申請(qǐng)人的在先專利申請(qǐng)“一種直流繼電器”(專利公開號(hào)CN104091726A)，提出了一種四塊磁鋼方案，在動(dòng)簧片的長度的兩端的外側(cè)分別有一塊磁鋼，在動(dòng)簧片的長度的中間的外側(cè)也分別有一塊磁鋼，利用動(dòng)簧片的長度的兩端的外側(cè)的磁鋼來實(shí)現(xiàn)吹弧，利用動(dòng)簧片的長度的中間的外側(cè)的磁鋼來產(chǎn)生安培力，以抵抗動(dòng)、靜觸頭之間的電動(dòng)斥力，從而解決了 “具有滅弧磁體的觸頭橋”(專利公開號(hào)CN102246250A)所造成的弊端。但是，由于滅弧磁場強(qiáng)度和給動(dòng)簧提供安培力的磁場強(qiáng)度是靠磁鋼漏磁產(chǎn)生，這樣，磁鋼的磁利用率就比較低。圖1即為這種四塊磁鋼方案的磁力線分布示意圖，如圖1所示，在動(dòng)簧片101的四周發(fā)布有四塊磁鋼，其中兩塊磁鋼102分布在動(dòng)簧片101的長度的兩端的外側(cè)，另外兩塊磁鋼103分布在動(dòng)簧片101的長度的中間的外側(cè)，兩塊磁鋼102各自形成了主磁通104，兩塊磁鋼103各自形成了主磁通105，而在相鄰的兩塊磁鋼之間，會(huì)形成二組漏磁通106，從圖1可以看出滅弧磁場強(qiáng)度和給動(dòng)簧提供安培力的磁場強(qiáng)度主要是靠磁鋼漏磁產(chǎn)生，而且主磁通104與漏磁通106之間，在某些區(qū)域還會(huì)相互抵消，又進(jìn)一步減弱了磁場強(qiáng)度。在這種四塊磁鋼方案中，又進(jìn)一步提出了在兩塊磁鋼102(即分布在動(dòng)簧片的長度的兩端的外側(cè)的磁鋼)之間增加磁軛107 (如圖2所示)，但是兩塊磁鋼102所形成的主磁通108也只能增強(qiáng)滅弧磁場強(qiáng)度，而其漏磁通109在給動(dòng)簧提供安培力方面也是相互抵消的，因此，磁鋼的磁利用率就比較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種抵抗/匹配電動(dòng)斥力的滅弧磁路及其直流繼電器，通過在二組相鄰的二塊磁鋼之間加設(shè)軛鐵夾，讓磁鋼的磁通主要往軛鐵夾走形成主磁通，從而使滅弧磁場強(qiáng)度和給動(dòng)簧提供安培力的磁場強(qiáng)度大大得到增強(qiáng)，使磁鋼的磁利用率得到大大提高。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種抵抗/匹配電動(dòng)斥力的滅弧磁路，包括觸頭部分，觸頭部分包括兩個(gè)分別用來提供電流流入、流出的靜觸頭和一個(gè)動(dòng)簧片，所述動(dòng)簧片的兩端分別與兩個(gè)靜觸頭相配合；在動(dòng)簧片的長度的兩端的外側(cè)分別設(shè)有一塊第一磁鋼；在動(dòng)簧片的寬度的兩邊的外側(cè)分別設(shè)有一塊第二磁鋼；其中，兩塊第一磁鋼的極性異性相對(duì)，兩塊第二磁鋼的極性也異性相對(duì)；還包括二個(gè)具有導(dǎo)磁作用的軛鐵夾，二個(gè)軛鐵夾分別連接在相對(duì)應(yīng)的第一磁鋼與第二磁鋼之間；所述相對(duì)應(yīng)的第一磁鋼和第二磁鋼的朝向動(dòng)簧片的極性為相互異性。
[0008]所述兩塊第二磁鋼中，其中一塊第二磁鋼的N極朝向動(dòng)簧片，該N極朝向動(dòng)簧片的第二磁鋼設(shè)置在動(dòng)簧片的電流流向的右側(cè)，以利用四塊磁鋼的磁場所產(chǎn)生的安培力來抵抗動(dòng)、靜觸頭之間的電動(dòng)斥力，增加動(dòng)、靜觸頭之間的壓力。
[0009]所述兩塊第二磁鋼中，其中一塊第二磁鋼的N極朝向動(dòng)簧片，該N極朝向動(dòng)簧片的第二磁鋼設(shè)置在動(dòng)簧片的電流流向的左側(cè)，以利用四塊磁鋼的磁場所產(chǎn)生的安培力來匹配動(dòng)、靜觸頭之間的電動(dòng)斥力，增加動(dòng)、靜觸頭之間的分離力。
[0010]所述兩塊第二磁鋼分別位于動(dòng)簧片的長度尺寸的正中間。
[0011]一種直流繼電器，包括具有抵抗/匹配電動(dòng)斥力的滅弧磁路。
[0012]本發(fā)明的一種抵抗/匹配電動(dòng)斥力的滅弧磁路及其直流繼電器，是在動(dòng)、靜觸頭四周分布四塊磁鋼，在相鄰的二塊磁鋼之間增加軛鐵夾，利用四塊磁鋼的磁場來同時(shí)產(chǎn)生滅弧和增加(或減小)觸頭壓力的雙重功能。由于軛鐵夾的磁阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣磁阻，磁鋼的磁通主要往軛鐵夾走形成主磁通，從而滅弧磁場強(qiáng)度和給動(dòng)簧提供安培力的磁場強(qiáng)度大大增強(qiáng)。同時(shí)，兩塊第二磁鋼之間的漏磁通對(duì)動(dòng)簧片產(chǎn)生的安培力與主磁通對(duì)動(dòng)簧片產(chǎn)生的安培力方向是一致的，兩塊第一磁鋼之間的漏磁通對(duì)電弧產(chǎn)生的磁吹方向和主磁通產(chǎn)生的磁吹方向產(chǎn)生的作用也是一致的。當(dāng)大電流流過動(dòng)簧片時(shí)，動(dòng)簧片會(huì)受四塊磁鋼的磁場所產(chǎn)生的向上(或向下)的安培力去抵抗(或匹配)動(dòng)、靜觸頭之間的電動(dòng)斥力，從而使動(dòng)簧片與靜觸頭緊密接觸(或快速分離)。當(dāng)動(dòng)、靜觸頭之間有電弧產(chǎn)生時(shí)，四塊磁鋼通過軛鐵夾所產(chǎn)生的主磁通會(huì)對(duì)電弧產(chǎn)生磁吹，從而使電弧快速熄滅。兩塊第二磁鋼的極性設(shè)置有特殊要求，當(dāng)用于增加動(dòng)、靜觸頭之間的壓力時(shí)，兩塊第二磁鋼中，其中一塊第二磁鋼的N極朝向動(dòng)簧片，該N極朝向動(dòng)簧片的第二磁鋼設(shè)置在動(dòng)簧片的電流流向的右側(cè)；當(dāng)用于增加動(dòng)、靜觸頭之間的分離力即實(shí)現(xiàn)快速分?jǐn)鄤?dòng)、靜觸頭時(shí)，兩塊第二磁鋼中，其中一塊第二磁鋼的N極朝向動(dòng)簧片，該N極朝向動(dòng)簧片的第二磁鋼設(shè)置在動(dòng)簧片的電流流向的左側(cè)。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014]1、由于在相鄰的二塊磁鋼之間增加軛鐵夾，由于軛鐵夾的磁阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣磁阻，磁鋼的磁通主要往軛鐵夾走形成主磁通，從而使滅弧磁場強(qiáng)度和給動(dòng)簧提供安培力的磁場強(qiáng)度大大增強(qiáng)。
[0015]2、由于在相鄰的二塊磁鋼之間增加軛鐵夾，這樣就可以利用主磁通來實(shí)現(xiàn)滅弧和給動(dòng)簧提供安培力，實(shí)現(xiàn)了用同一磁場方案來同時(shí)產(chǎn)生滅弧和增加觸頭壓力(或快速分?jǐn)嘤|頭)的雙重功能。即，第一磁鋼也參予了給動(dòng)簧提供安培力的作用，第二磁鋼也參予了滅弧的作用，使磁鋼的磁利用率得到大大提高。而原有方案中，第一磁鋼僅用來滅弧，第二磁鋼僅用來給動(dòng)簧提供安培力。
[0016]3、該方案不僅僅適用于當(dāng)觸頭閉合，觸頭回路產(chǎn)生故障大電流時(shí)的應(yīng)用，還適用于當(dāng)觸頭由斷開到閉合這一接通大電流的應(yīng)用。由于觸頭電動(dòng)斥力的存在，以及觸頭由斷開到閉合這一過程會(huì)有觸頭回跳，接通大電流時(shí)，由于觸頭壓力不足，產(chǎn)品很有可能爆炸或者燒毀等情況。而使用該方案，可以給觸頭提供強(qiáng)大的壓力，使觸頭緊密接觸，避免異常。
[0017]4、該方案還適用于當(dāng)系統(tǒng)異常產(chǎn)生大的故障電流而需要分?jǐn)鄷r(shí)，當(dāng)電流變大，動(dòng)簧會(huì)受一個(gè)與觸頭壓力相反的安培力，從而和觸頭電動(dòng)斥力一起抵抗觸頭壓力，使得動(dòng)、靜觸頭迅速分離，達(dá)到切斷電路中異常電流的目的。
[0018]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明；但本發(fā)明的一種抵抗/匹配電動(dòng)斥力的滅弧磁路不局限于實(shí)施例。
【附圖說明】
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的四塊磁鋼方案的磁力線分布示意圖；
[0020]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的四塊磁鋼方案中兩塊磁鋼的磁力線分布示意圖；
[0021]圖3是實(shí)施例一本發(fā)明的滅弧磁路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是實(shí)施例一本發(fā)明的滅弧磁路的主磁通的示意圖；
[0023]圖5是實(shí)施例一本發(fā)明的滅弧磁路的漏磁通的示意圖；
[0024]圖6是實(shí)施例一本發(fā)明