一種含永磁電磁結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種含永磁電磁結(jié)構(gòu)，包括：外軛鐵，為空心圓筒形；第一永磁體組，包括排列成圓形的多個(gè)永磁體，所述多個(gè)永磁體與所述外軛鐵相連接，且每個(gè)永磁體的充磁方向?yàn)檠剌S向方向充磁；內(nèi)軛鐵，包括內(nèi)軛鐵上底，內(nèi)軛鐵側(cè)壁和內(nèi)軛鐵下底，所述內(nèi)軛鐵上底和所述內(nèi)軛鐵下底分別從所述內(nèi)軛鐵側(cè)壁的上端和下端向外水平延伸形成圓環(huán)；銜鐵，包括銜鐵上底、銜鐵下底和銜鐵筒身；所述銜鐵筒身從所述內(nèi)軛鐵側(cè)壁中穿過(guò)，所述銜鐵筒身的高度大于所述內(nèi)軛鐵的高度；所述銜鐵上底和所述銜鐵下底均為直徑大于內(nèi)軛鐵側(cè)壁內(nèi)徑的圓形；第二永磁體組，包括排列成圓形的多個(gè)永磁體，所述多個(gè)永磁體與所述外軛鐵和所述內(nèi)軛鐵相連接，且每個(gè)永磁體的充磁方向?yàn)檠剌S向方向充磁。
【專利說(shuō)明】一種含永磁電磁結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及繼電器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可應(yīng)用于繼電器等多種電磁系統(tǒng)的含永磁電磁結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]從銜鐵的運(yùn)動(dòng)模式對(duì)含永磁繼電器進(jìn)行分類，可分為轉(zhuǎn)動(dòng)銜鐵式，直動(dòng)銜鐵式等類等；其中直動(dòng)式繼電器是非常重要的一大類繼電器，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，性能穩(wěn)定的特點(diǎn)；尤其在航天、國(guó)防及民用領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。直動(dòng)式含永磁繼電器中，永磁體提供穩(wěn)定狀態(tài)下的保持力，銜鐵是其中承擔(dān)開(kāi)關(guān)動(dòng)作的器件，軛鐵是其中承擔(dān)銜鐵限位的器件，以它們?yōu)橹行?，連接線圈鐵芯、導(dǎo)磁環(huán)等其它器件組成的整個(gè)繼電器磁路直接決定著含永磁繼電器的整機(jī)性能。
[0003]因此，如何設(shè)計(jì)出一種磁通約束高效、雙穩(wěn)態(tài)磁保持、線圈耗能低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易的電磁結(jié)構(gòu)，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種磁通約束高、雙穩(wěn)態(tài)磁保持、線圈耗能低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易的電磁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)品實(shí)際裝配更加高效，同批次產(chǎn)品一致性更好，并降低批次產(chǎn)品的廢品率。
[0005]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出一種含永磁電磁結(jié)構(gòu)，包括:
[0006]外軛鐵，為空心圓筒形，由外軛鐵上底、外軛鐵下底和外軛鐵側(cè)壁組成；
`[0007]第一永磁體組，包括排列成圓形的多個(gè)永磁體，所述多個(gè)永磁體與所述外軛鐵下底相連接，且每個(gè)永磁體的充磁方向?yàn)檠剌S向方向充磁；
[0008]內(nèi)軛鐵，包括內(nèi)軛鐵上底，內(nèi)軛鐵側(cè)壁和內(nèi)軛鐵下底，所述內(nèi)軛鐵側(cè)壁為圓筒形，所述內(nèi)軛鐵上底和所述內(nèi)軛鐵下底為分別從所述內(nèi)軛鐵側(cè)壁的上端和下端向外水平延伸形成的圓環(huán)；且所述內(nèi)軛鐵下底與所述第一永磁體組相連接；
[0009]銜鐵，包括銜鐵上底、銜鐵下底和銜鐵筒身；所述銜鐵筒身從所述內(nèi)軛鐵的中心通孔中穿過(guò)，所述銜鐵筒身的高度大于所述內(nèi)軛鐵的高度；所述銜鐵上底和所述銜鐵下底均為直徑大于所述內(nèi)軛鐵側(cè)壁內(nèi)徑的圓形；
[0010]第二永磁體組，包括排列成圓形的多個(gè)永磁體，所述多個(gè)永磁體與所述外軛鐵上底和所述內(nèi)軛鐵上底相連接，且每個(gè)永磁體的充磁方向?yàn)檠剌S向方向充磁。
[0011]根據(jù)本發(fā)明提出的一種含永磁電磁結(jié)構(gòu)，其中，還包括連桿，所述連桿一端固定連接于所述銜鐵的中心，另一端從所述上軛鐵中穿出。
[0012]根據(jù)本發(fā)明提出的一種含永磁電磁結(jié)構(gòu)，其中，所述多個(gè)永磁體均為圓柱形永磁體。
[0013]根據(jù)本發(fā)明提出的一種含永磁電磁結(jié)構(gòu)，其中，所述永磁體的材料為釹鐵硼、鋁鎳鈷或鐵氧體中的一種。[0014]本發(fā)明適宜應(yīng)用在直動(dòng)式電磁系統(tǒng)如繼電器、接觸器、斷路器、電磁閥、磁開(kāi)關(guān)等設(shè)備中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)對(duì)稱、零件通用性強(qiáng)、裝配簡(jiǎn)單；具有雙穩(wěn)態(tài)磁保持、永磁體調(diào)整保持力，配置靈活的特點(diǎn)。且本發(fā)明應(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(dòng)條件低，吸合(釋放)過(guò)程僅需短時(shí)脈沖，線圈功耗更低。本發(fā)明還具有良好的抗振性能，抗離心加速度沖擊能力較強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的永磁體組排布示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明處于分?jǐn)辔恢玫拇怕肥疽鈭D；
[0018]圖4為本發(fā)明處于導(dǎo)通位置時(shí)的磁路示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記說(shuō)明:al_銜鐵；a2、a3、a4、a5_永磁體；a6_外軛鐵；a7_線圈；a8_內(nèi)軛鐵。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)作性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明在具體結(jié)構(gòu)上包括銜鐵al，永磁體a2、a3、a4、a5，外軛鐵a6，線圈a7、內(nèi)軛鐵a8等。其中銜鐵al、外軛鐵a6和內(nèi)軛鐵a8的材料均為高導(dǎo)磁材料。外軛鐵a6同時(shí)也是本發(fā)明的整體外殼，用于保護(hù)本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；內(nèi)軛鐵a8同時(shí)也兼作為線圈骨架，供線圈a7纏繞其上。
[0022]本發(fā)明中的永磁體實(shí)際包含兩個(gè)永磁體組，分別位于外軛鐵a6的上極面處和下極面處，每個(gè)永磁體組由排列成圓形的多個(gè)永磁體所組成(如圖2所示)，而圖1中所顯示的a2、a3、a4和a5只是恰好處于縱切面上的四個(gè)永磁體。其中，每個(gè)永磁體為圓柱形，充磁方向?yàn)樯舷鲁浯?，其選材可根據(jù)設(shè)計(jì)要求改為釹鐵硼、鋁鎳鈷或鐵氧體等多種材質(zhì)，為銜鐵提供端部的保持力作用。
[0023]本發(fā)明中內(nèi)軛鐵a8的縱向截面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為對(duì)C形，擁有上下兩個(gè)極面，以整個(gè)磁路的中心軸為對(duì)稱軸，兼具線圈骨架的功能。當(dāng)銜鐵al處于上端位置時(shí)，銜鐵al上極面的上表面與外軛鐵a6的上極面的下表面接觸；當(dāng)銜鐵al處于下端位置時(shí)，銜鐵al下極面的下表面與外軛鐵a6的下極面的上表面接觸。線圈a7纏繞在內(nèi)軛鐵a8上。連桿(圖中未示)與銜鐵al相對(duì)位置固定，端部可連接主觸點(diǎn)，當(dāng)銜鐵al動(dòng)作時(shí)，用以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的切換。
[0024]當(dāng)線圈未通電時(shí),永磁體組產(chǎn)生的永磁磁場(chǎng)在外軛鐵a6和內(nèi)軛鐵a8極面處產(chǎn)生吸力作用，銜鐵al固定在下端位置(或上端位置);當(dāng)線圈通電時(shí)，線圈產(chǎn)生的電磁磁場(chǎng)抵消永磁體組的永磁磁場(chǎng)，磁通在外軛鐵a6上極面與銜鐵al間產(chǎn)生吸引力，銜鐵al運(yùn)動(dòng)，直到與外軛鐵a6的上極面接觸，銜鐵al帶動(dòng)其上的連桿，完成磁路系統(tǒng)的直動(dòng)動(dòng)作，繼而完成應(yīng)用該磁路系統(tǒng)的電磁設(shè)備接通或斷開(kāi)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。
[0025]本發(fā)明的具體工作過(guò)程如下:[0026]銜鐵al處在下端初始位置，銜鐵al與外軛鐵a6下極面的上表面接觸；線圈纏繞在內(nèi)軛鐵a8上；此時(shí)不加電流的磁路磁通具有兩條閉合路徑(如圖3所示，圖中僅標(biāo)示出左偵!|，右側(cè)磁通路徑與左側(cè)中心對(duì)稱):其中路徑I (大環(huán))為:銜鐵al中心內(nèi)輒鐵(線圈骨架)a8上極面一永磁體a2——外軛鐵(外殼)a6——銜鐵al下極面下表面——銜鐵al
中心；路徑2 (小環(huán))為:銜鐵al-內(nèi)軛鐵(線圈骨架)a8下極面-永磁體a5-外軛
鐵(外殼)a6—銜鐵al下極面下表面。在閉合磁通回路的作用下，極面間的吸力使得銜鐵al保持在該位置；
[0027]線圈通電，線圈產(chǎn)生的磁通如圖3中右側(cè)磁路所示，其磁通路徑為:銜鐵al中
心-外軛鐵(外殼)a6上極面-外軛鐵(外殼)a6-外軛鐵(外殼)a6下極面-銜鐵
al下極面下表面一銜鐵al中心；即線圈產(chǎn)生與永磁磁通反向的磁通，使得銜鐵al內(nèi)永磁磁通減弱，直至減少到O。之后隨著電磁磁通的增加，外軛鐵(外殼)a6上極面與銜鐵al上極面上表面間的磁通增加，產(chǎn)生電磁吸力增大，銜鐵al動(dòng)作，向上運(yùn)動(dòng)，直至銜鐵al上端極面與外軛鐵a6上極面接觸，帶動(dòng)連桿完成繼電器接通或斷開(kāi)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。
[0028]線圈保持通電，銜鐵al處在上端位置，銜鐵al與外軛鐵a6上極面接觸；線圈纏繞在線圈骨架a7上；此時(shí)線圈電流的磁路磁通具有兩條閉合路徑(如圖4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(duì)稱):路徑I (大環(huán))，銜鐵al中心一內(nèi)軛鐵(線圈骨架)
a8上極面-永磁體a5-外軛鐵(外殼)a6-銜鐵al上極面上表面-銜鐵al中心；
路徑2 (小環(huán))，銜鐵al-內(nèi)軛鐵(線圈骨架)a8-永磁體a2-外軛鐵(外殼)a6上極
面-銜鐵a I
[0029]上極面上表面——銜鐵al ;在閉合磁通回路的作用下，極面間的吸力使得銜鐵al保持在該位置，若使銜鐵返回圖3所示位置，則需線圈中通入反向電流。
[0030]通過(guò)上述動(dòng)作，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)直動(dòng)式電磁系統(tǒng)動(dòng)作件(如繼電器中銜鐵)的相應(yīng)功倉(cāng)泛。
[0031]綜上所述，本發(fā)明適宜應(yīng)用在直動(dòng)式電磁系統(tǒng)如繼電器、接觸器、斷路器、電磁閥、磁開(kāi)關(guān)等設(shè)備中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)對(duì)稱、零件通用性強(qiáng)、裝配簡(jiǎn)單；具有雙穩(wěn)態(tài)磁保持、永磁體調(diào)整保持力，配置靈活的特點(diǎn)。且本發(fā)明應(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(dòng)條件低，吸合(釋放)僅需短時(shí)脈沖，線圈功耗??；本發(fā)明還具有良好的抗振性能，抗離心加速度沖擊能力較強(qiáng)。
[0032]以上對(duì)本發(fā)明的描述是說(shuō)明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術(shù)人員理解，在權(quán)利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種含永磁電磁結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 外軛鐵，為空心圓筒形，由外軛鐵上底、外軛鐵下底和外軛鐵側(cè)壁組成； 第一永磁體組,包括排列成圓形的多個(gè)永磁體,所述多個(gè)永磁體與所述外軛鐵下底相連接，且每個(gè)永磁體的充磁方向?yàn)檠剌S向方向充磁； 內(nèi)軛鐵，包括內(nèi)軛鐵上底，內(nèi)軛鐵側(cè)壁和內(nèi)軛鐵下底，所述內(nèi)軛鐵側(cè)壁為圓筒形，所述內(nèi)軛鐵上底和所述內(nèi)軛鐵下底為分別從所述內(nèi)軛鐵側(cè)壁的上端和下端向外水平延伸形成的圓環(huán)；且所述內(nèi)軛鐵下底與所述第一永磁體組相連接； 銜鐵，包括銜鐵上底、銜鐵下底和銜鐵筒身；所述銜鐵筒身從所述內(nèi)軛鐵的通孔中心中穿過(guò)，所述銜鐵筒身的高度大于所述內(nèi)軛鐵的高度；所述銜鐵上底和所述銜鐵下底均為直徑大于所述內(nèi)軛鐵側(cè)壁內(nèi)徑的圓形； 第二永磁體組，包括排列成圓形的多個(gè)永磁體，所述多個(gè)永磁體與所述外軛鐵上底和所述內(nèi)軛鐵上底相連接，且每個(gè)永磁體的充磁方向?yàn)檠剌S向方向充磁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含永磁電磁結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括連桿，所述連桿一端固定連接于所述銜鐵的中心，另一端從所述外軛鐵中穿出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含永磁電磁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)永磁體均為圓柱形永磁體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含永磁電磁結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述永磁體的材料為釹鐵硼、鋁鎳鈷或鐵氧體中的一種。
【文檔編號(hào)】H01H50/16GK103500688SQ201310449443
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】梁慧敏, 謝勇, 由佳欣, 謝國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)