一種雙永磁非對稱極面單穩態電磁機構的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種雙永磁非對稱極面單穩態電磁機構，包括線圈、線圈骨架、轉軸、銜鐵、軛鐵、永磁體，其中，所述軛鐵包括左軛鐵、右軛鐵和下軛鐵，所述左軛鐵和右軛鐵相對設置，所述線圈骨架以及所述線圈設置在所述左軛鐵和所述右軛鐵之間；所述下軛鐵設置在所述左軛鐵和所述右軛鐵之間，并且位于所述線圈上方，所述下軛鐵的兩端分別通過永磁體與所述左軛鐵和所述右軛鐵相連；所述銜鐵通過所述轉軸可樞轉地與所述下軛鐵相連，位于所述下軛鐵的上方，所述銜鐵的兩端分別具有第一極面和第二極面，用以分別和所述左軛鐵以及右軛鐵相接觸。
【專利說明】
一種雙永磁非對稱極面單穩態電磁機構
技術領域
[0001] 本發明專利涉及繼電器技術領域，特別涉及一種可應用于繼電器等多種電磁系統 的含永磁磁路設計。
【背景技術】
[0002] 從銜鐵的運動模式對含永磁繼電器進行分類，可分為轉動銜鐵式，直動銜鐵式兩 類;其中轉動銜鐵式繼電器是非常重要的一大類繼電器，它具有結構緊湊，應用廣泛，性能 穩定的特點；尤其在航天、國防及民用領域中有著廣泛的應用。轉動銜鐵式含永磁繼電器 中，保持力由永磁體提供，銜鐵是其中驅動觸簧系統動作的器件，輒鐵是其中承擔銜鐵限位 的器件，以它們為中心，連接線圈鐵芯等其它器件組成的整個繼電器磁路直接決定著含永 磁繼電器的整機性能;磁路與其相應的結構設計可以極大地提高永磁體的利用效率，并與 吸反力特性設計值相對應；由永磁形成的磁路可控性高，調節因素多，可拓展性強，在實際 應用中可以適應各種情況。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種保持力高且可調整的磁路設計，從而使產品實際性能 更加優良，調試方便。
[0004] 為達上述目的，本發明采用以下技術方案：
[0005] -種雙永磁非對稱極面單穩態電磁機構，包括線圈、線圈骨架、轉軸、銜鐵、輒鐵、 永磁體，其中：
[0006] 所述輒鐵包括左輒鐵、右輒鐵和下輒鐵，所述左輒鐵和右輒鐵相對設置，所述線圈 骨架以及所述線圈設置在所述左輒鐵和所述右輒鐵之間;所述下輒鐵設置在所述左輒鐵和 所述右輒鐵之間，并且位于所述線圈上方，所述下輒鐵的兩端分別通過永磁體與所述左輒 鐵和所述右輒鐵相連；
[0007] 所述銜鐵通過所述轉軸可樞轉地與所述下輒鐵相連，位于所述下輒鐵的上方，所 述銜鐵的兩端分別具有第一極面和第二極面，用以分別和所述左輒鐵以及右輒鐵相接觸。
[0008] 根據本發明提出的電磁機構，其中，所述左輒鐵的縱截面為「形，包括左側面和左 上面;所述右輒鐵的縱截面為Π 形，包括右側面和右上面;所述永磁體分別與所述左上面的 下表面和所述右上面的下表面相連，所述銜鐵的第一極面與所述左上面的上表面相接觸， 或所述銜鐵的第二極面與所述右上面的上表面相接觸。
[0009] 根據本發明提出的電磁機構，其中，所述下輒鐵的縱截面為形。
[0010] 根據本發明提出的電磁機構，其中，所述第一極面的面積大于所述第二極面的面 積。
[0011]根據本發明提出的電磁機構，其中，所述永磁體為長方形結構，沿上下方向充磁。
[0012]根據本發明提出的電磁機構，其中，所述左上面的橫向長度大于所述右上面的橫 向長度。
[0013] 與現有技術相比，本發明提出的雙永磁非對稱極面單穩態電磁機構適宜應用在轉 動式電磁系統如繼電器、接觸器、負荷開關等設備中，其擁有零件通用性強、裝配簡單、單穩 態永磁回路保持、永磁體調整保持力、配置靈活的特點，應用于某電磁系統后，力的更改可 以通過更換永磁體(在磁飽和范圍內）進行快速調整，也可以根據實際情況進行永磁和零件 尺寸的多重調整;永磁體遠離主觸點，可以減弱外界條件對永磁體的不良影響，使得此結構 有較好的抗外界環境干擾性能。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發明一具體實施例的縱向剖面示意圖；
[0015] 圖2為本發明中銜鐵的結構示意圖；
[0016] 圖3、圖4分別為本發明的電磁機構在初始位置和終止位置時的磁通路徑；
[0017] 圖5為本發明的電磁機構的立體結構示意圖。
[0018] 附圖標記說明：al-銜鐵;a2、a3_永磁體;a4_下輒鐵;a5_左輒鐵;a51-左上面;a6_ 右輒鐵;a61 -右上面;a7_鐵芯;a8_線圈;a9_線圈骨架;al 0-轉軸;gl、g2_工作氣隙。
【具體實施方式】
[0019] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0020] 請參閱圖1-圖5，本發明的電磁機構具體包括銜鐵al，永磁體a2、a3，下輒鐵a4，左 輒鐵a5，右輒鐵a6，鐵芯a7，線圈a8，線圈骨架a9，轉軸alO。其中兩塊永磁體為長方形結構， 沿上下方式(高度方向）充磁，下輒鐵a4與永磁體下部接觸，銜鐵al為可動部件。
[0021] 本發明中，銜鐵al的縱截面為扁梯形，具體如圖2所示。銜鐵al以轉軸為中心分為 兩部分，兩部分縱向截面都為長方形，在兩邊進行了一定削平，削平部位分別為第一極面和 第二極面，以保證在轉動到一邊時的貼合問題，其中銜鐵al左半部分的第一極面的面積比 右半部分第二極面的面積大，使得銜鐵al在與左輒鐵a5接觸時的接觸面積比與右輒鐵a6接 觸時的面積更大，這里將銜鐵al左半部分稱為第一極面，其面積較大，al右半部分稱為第二 極面，其面積較小。下輒鐵a4結構為倒T型，左右輒鐵彎折成90度。左輒鐵a5的左上面a51的 長度大于右輒鐵a6的右上面a61的長度，這里稱左輒鐵a5的左上面a51為長極面，右輒鐵a6 的右上面a61為短極面。線圈纏繞在兩輒鐵中心的鐵芯a7的線圈骨架a9上，銜鐵上安裝連 桿，推動動簧片動作，實現信號的切換。
[0022] 當線圈a8未通電時，永磁體a2、a3產生的永磁磁場對銜鐵產生吸力作用，銜鐵al保 持在左輒鐵a5的長極面上，此時銜鐵al的第一極面與左輒鐵a5長極面形成工作氣隙gl，銜 鐵al的第二極面與右輒鐵a6短極面形成工作氣隙2。當線圈a8通電時，線圈a8產生的電磁磁 場弱化永磁體在工作氣隙gl處的磁場效果，銜鐵al第一極面受到的吸力減小，同時，線圈a8 產生的電磁磁場加強永磁體在工作氣隙g2處的磁場效果，銜鐵al第二極面受到的吸力增 大。配合簧片反力，當銜鐵al受到的順時針吸力矩大于簧片反力矩時，銜鐵al開始順時針轉 動，與左輒鐵a5分離，最終閉合在右輒鐵a6上，完成吸合動作。當線圈a8掉電時，銜鐵al第二 極面受到的吸力逐漸減小，當銜鐵al受到的順時針吸力矩小于簧片反力矩時，銜鐵al開始 逆時針轉動，與右輒鐵a6分離，最終閉合在左輒鐵a5上，完成釋放動作。在上述過程中，銜鐵 al帶動連桿，使動簧片動作，完成繼電器的信號切換。
[0023] 具體工作過程如下：
[0024] 如圖2,銜鐵al左端閉合，處在釋放位置，銜鐵al第一極面與左輒鐵a5長極面接觸； 線圈a8纏繞在左右輒鐵a5、a6中心鐵芯a7的線圈骨架a9上，銜鐵al第一極面與左輒鐵a5長 極面形成工作氣隙gl，銜鐵al小極面與右輒鐵a6短極面形成工作氣隙g2。此時線圈a8不加 電流的永磁磁路磁通具有三條閉合路徑，路徑1:左永磁 &2的_及一一左輒鐵a5-一工作氣 隙gl-一銜鐵al左半部一一轉軸alO-一下輒鐵a4中間部分一一下輒鐵a4左半部一一左永 磁a2的S極;路徑2:右永磁a3的N極一一右輒鐵a6-一工作氣隙g2-一銜鐵al右半部一一轉 軸alO-一下輒鐵a4中間部分一一下輒鐵a4右半部一一右永磁a3的S極;路徑3:右永磁a3的 N極--右輒鐵a6--鐵芯a7--左輒鐵a5--工作氣隙gl--銜鐵al左半部--轉軸 alO一一下輒鐵a4中間部分一一下輒鐵a4右半部一一右永磁a3的S極。
[0025] 如圖2,銜鐵al在左端閉合，處在釋放位置，當線圈a8通電產生逆時針方向的電磁 磁通時，永磁磁通路徑1和路徑3的永磁磁通與電磁磁通方向相反，工作氣隙g 1處的吸力減 小，永磁磁通路徑2在右側工作氣隙g 2處的永磁磁通與電磁磁通方向相同，工作氣隙g 2處的 吸力增大。配合簧片反力，當銜鐵al受到的順時針吸力矩大于簧片反力矩時，銜鐵al開始順 時針轉動，與左輒鐵a5分離，最終閉合在右輒鐵a6上，完成吸合動作。
[0026] 如圖3，銜鐵al在右端閉合，處在吸合位置時，永磁磁路磁通的三條閉合路徑為，路 徑1:左永磁&2的_及一一工作氣隙gl-一銜鐵al左半部一一轉軸alO-一下輒鐵a4中間部 分一一下輒鐵a4左半部一一左永磁a2的S極;路徑2:左永磁a2的N極一一左輒鐵a5-一鐵芯 a7--右輒鐵a6-一工作氣隙2-一銜鐵al右半部一一轉軸alO--下輒鐵a4中間部 分一一下輒鐵a4左半部一一左永磁a2的S極;路徑3:右永磁a3的N極一一工作氣隙g2-一銜 鐵al右半部一一轉軸alO-一下輒鐵a4中間部分一一下輒鐵a4右半部一一右永磁a3的S極。 當線圈a8掉電時，銜鐵al小極面受到的吸力逐漸減小，當銜鐵al受到的順時針吸力矩小于 簧片反力矩時，銜鐵al開始逆時針轉動，與右輒鐵a6分離，最終閉合在左輒鐵a5上，完成釋 放動作。
[0027] 在上述吸合與釋放過程中，銜鐵al帶動連桿，使動簧片動作，完成繼電器的信號切 換。
[0028] 本領域普通技術人員可以理解: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明所必須的。
[0029] 本領域普通技術人員可以理解: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。
[0030] 最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管 參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可 以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而 這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和范 圍。
【主權項】
1. 一種雙永磁非對稱極面單穩態電磁機構，包括線圈、線圈骨架、轉軸、銜鐵、輒鐵、永 磁體，其特征在于： 所述輒鐵包括左輒鐵、右輒鐵和下輒鐵，所述左輒鐵和右輒鐵相對設置，所述線圈骨架 以及所述線圈設置在所述左輒鐵和所述右輒鐵之間;所述下輒鐵設置在所述左輒鐵和所述 右輒鐵之間，并且位于所述線圈上方，所述下輒鐵的兩端分別通過永磁體與所述左輒鐵和 所述右輒鐵相連； 所述銜鐵通過所述轉軸可樞轉地與所述下輒鐵相連，位于所述下輒鐵的上方，所述銜 鐵的兩端分別具有第一極面和第二極面，用以分別和所述左輒鐵以及右輒鐵相接觸。2. 根據權利要求1所述的電磁機構，其特征在于，所述左輒鐵的縱截面為「形，包括左 側面和左上面;所述右輒鐵的縱截面為π形，包括右側面和右上面;所述永磁體分別與所述 左上面的下表面和所述右上面的下表面相連，所述銜鐵的第一極面與所述左上面的上表面 相接觸，或所述銜鐵的第二極面與所述右上面的上表面相接觸。3. 根據權利要求1所述的電磁機構，其特征在于，所述下輒鐵的縱截面為-L形。4. 根據權利要求1所述的電磁機構，其特征在于，所述第一極面的面積大于所述第二極 面的面積。5. 根據權利要求1所述的電磁機構，其特征在于，所述永磁體為長方形結構，沿上下方 向充磁。6. 根據權利要求2所述的電磁機構，其特征在于，所述左上面的橫向長度大于所述右上 面的橫向長度。
【文檔編號】H01H50/36GK106024525SQ201610422422
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月14日
【發明人】周學, 楊文英, 于昊, 梁慧敏, 翟國富
【申請人】哈爾濱工業大學