[發(fā)明專利]一種帶有永久磁鐵的自適應(yīng)交直流通用電磁機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110020819.0
• 申請(qǐng)日: 2011-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN102176393A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李興文;汪倩;李瑞;陳軻娜;陳德桂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H01H3/28
• 分類號(hào): H01H3/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及用于低壓交、直流電器的短路電流感測(cè)，機(jī)構(gòu)解鎖或動(dòng)觸頭推開的、帶永久磁鐵的電磁機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，電磁機(jī)構(gòu)是開關(guān)電器中常用的執(zhí)行部件。其典型結(jié)構(gòu)包括一個(gè)動(dòng)鐵心、一個(gè)靜鐵心、一個(gè)線圈系統(tǒng)、一個(gè)反力彈簧、一個(gè)軛鐵系統(tǒng)及其他附件。當(dāng)流過線圈系統(tǒng)的電流達(dá)到一定值時(shí)，作用在動(dòng)鐵心上的電磁吸力將克服反力彈簧的作用，開始向靜鐵心運(yùn)動(dòng)，并壓縮或拉長彈簧，也就是說，隨著動(dòng)鐵心向靜鐵心運(yùn)動(dòng)，作用在動(dòng)鐵心上的反力越來越大，這不利于動(dòng)鐵心的快速運(yùn)動(dòng)，并及時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的機(jī)構(gòu)解鎖或動(dòng)觸頭推開等動(dòng)作。

目前，國內(nèi)外帶永久磁鐵的電磁機(jī)構(gòu)多用于直流電力系統(tǒng)，如直流線圈控制的接觸器磁系統(tǒng)、用于控制真空斷路器的新型電控操作機(jī)構(gòu)，一般是用永久磁鐵來提供動(dòng)鐵心在吸合位置的保持力(如中國發(fā)明專利200310105896、200510096055、200610104936、200710018279)。但是這些應(yīng)用中的電磁機(jī)構(gòu)一般需要反力彈簧以保證斷電時(shí)動(dòng)鐵心回到釋放位置，而且永久磁鐵的極性安裝方式與線圈的電流方向?yàn)楣潭ㄊ脚浜详P(guān)系，使用時(shí)必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的極性配合關(guān)系進(jìn)行安裝，在生產(chǎn)或零件更換過程中如有差錯(cuò)，電磁機(jī)構(gòu)的動(dòng)作特性將發(fā)生大的變化，從而引起嚴(yán)重的事故。

對(duì)于交流電磁機(jī)構(gòu)來說，如帶有永久磁鐵，當(dāng)永久磁鐵的極性安裝方式確定后，線圈系統(tǒng)中電流的方向變化通常會(huì)引起交流電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性的變化，使得此類電磁機(jī)構(gòu)的動(dòng)作特性不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提出本發(fā)明專利，因此，本發(fā)明專利的一個(gè)目的是從根本上解決了帶有永久磁鐵的交直流電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性受線圈系統(tǒng)電流方向或永久磁鐵極性影響這一技術(shù)瓶頸問題，并便于規(guī)模化生產(chǎn)。

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種帶有永久磁鐵的自適應(yīng)交直流通用電磁機(jī)構(gòu)，該電磁機(jī)構(gòu)包括一個(gè)動(dòng)鐵心、一個(gè)靜鐵心、一個(gè)線圈系統(tǒng)、一個(gè)軛鐵系統(tǒng)、一個(gè)永久磁鐵和極帽，所述動(dòng)鐵心由圓柱體和連接在圓柱體端部的圓臺(tái)構(gòu)成，或者動(dòng)鐵心由棱柱體和連接在棱柱體端部的棱臺(tái)構(gòu)成。

所述圓柱體或棱柱體上設(shè)置有凹槽。

所述電磁機(jī)構(gòu)，用于交流電力系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)永久磁鐵極性安裝方式一定時(shí)，可保證電流絕對(duì)值一旦達(dá)到動(dòng)鐵心的觸動(dòng)電流時(shí)，動(dòng)鐵心即開始運(yùn)動(dòng)；當(dāng)用于直流電力系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)接線端子極性一定時(shí)，電磁機(jī)構(gòu)的動(dòng)作特性與永久磁鐵極性安裝方式無關(guān)。

本發(fā)明提出的帶有永久磁鐵的自適應(yīng)交直流通用電磁機(jī)構(gòu)，不僅沒有反力彈簧，而是采用永久磁鐵提供動(dòng)鐵心的初始反力，這樣當(dāng)流過線圈的電流達(dá)到一定值時(shí)，一旦作用在動(dòng)鐵心上的電磁吸力超過永久磁鐵的反作用力時(shí)，動(dòng)鐵心即可開始運(yùn)動(dòng)，而且在動(dòng)鐵心向靜鐵心運(yùn)動(dòng)過程中，永久磁鐵的反作用力隨著其與動(dòng)鐵心距離的增大急劇減小，從而使得動(dòng)鐵心的運(yùn)動(dòng)主要取決于作用在其上的電磁吸力的大小，這樣可以有效提高動(dòng)鐵心的運(yùn)動(dòng)速度，以及電磁機(jī)構(gòu)的靈敏性。

更為重要的是，本發(fā)明通過動(dòng)鐵心形狀的設(shè)計(jì)，即圓臺(tái)和圓柱體的組合體，或棱柱和棱臺(tái)的組合體，圓柱體或棱柱部分可有凹槽，可在線圈系統(tǒng)電流方向或永久磁鐵極性安裝方式發(fā)生變化時(shí)，可自適應(yīng)地保持動(dòng)鐵心觸動(dòng)電流基本不變，從而有效地實(shí)現(xiàn)了交直流通用，以及電磁機(jī)構(gòu)的高容錯(cuò)性設(shè)計(jì)，降低了電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性在生產(chǎn)及維護(hù)過程受到影響的風(fēng)險(xiǎn)，提高了產(chǎn)品的可靠性。此外，動(dòng)鐵心設(shè)計(jì)和制造工藝難度并沒有顯著增大。

附圖說明：

圖1a是本發(fā)明的電磁機(jī)構(gòu)外形三維視圖；

圖1b是本發(fā)明的動(dòng)鐵心三維示意圖；

圖2是電磁機(jī)構(gòu)外形正視圖；

圖3是圓柱形動(dòng)鐵心時(shí)線圈電流與電磁力之間的關(guān)系曲線；

圖4是圓柱形動(dòng)鐵心時(shí)線圈電流方向?qū)﹄姶艡C(jī)構(gòu)動(dòng)作特性影響的電流、電壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

圖5是本發(fā)明的動(dòng)鐵心正視圖；

圖6是動(dòng)鐵心形狀為圓臺(tái)和圓柱體的組合體時(shí)線圈電流與電磁力之間的關(guān)系曲線。

其中：1為永久磁鐵；2為極帽；3為固定附件；4為軛鐵系統(tǒng)；5為線圈系統(tǒng)；6為靜鐵心；7為動(dòng)鐵心。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：