專利名稱:搓合式直動(dòng)交流磁系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明屬帶銜鐵的磁系統(tǒng)領(lǐng)域，本發(fā)明人于1985年12月19日以申請(qǐng)?zhí)?5205545申請(qǐng)的“搓合式交流磁系統(tǒng)”專利提出以搓合式磁系統(tǒng)代替轉(zhuǎn)動(dòng)式接觸器的拍合式磁系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)基本原理與上述不同之處在于所產(chǎn)生的垂直于主磁通的橫向分力與前者相反，其作用也不同。前者在安裝運(yùn)行時(shí)，橫向分力向下，利用銜鐵部份高度為力臂所形成的力矩直接用于閉合。而本技術(shù)的橫向分力向上，用于平衡銜鐵重力。上述技術(shù)使用于轉(zhuǎn)動(dòng)式電器，而本技術(shù)是使用于直動(dòng)式電器。轉(zhuǎn)動(dòng)與直動(dòng)是國(guó)內(nèi)外同時(shí)采用的兩大類電器元件。以供用戶按被控設(shè)備的具體要求選用。在某些西方國(guó)家只使用直動(dòng)式電器，我國(guó)也大都采用直動(dòng)式。所以，直動(dòng)式磁系統(tǒng)的用量比轉(zhuǎn)動(dòng)式的用量更大。
目前通常使用的拍含式磁系統(tǒng)為柱形極靴直接拍合。這種結(jié)構(gòu)存在著下述一些缺點(diǎn)由于正面碰擊面振動(dòng)大，由于振動(dòng)大而使用壽命短;所要求的起動(dòng)電流大而造成對(duì)電網(wǎng)的沖擊;因而電磁力不能充分利用而起始吸力小，所以不得不加大體積，耗料多，制造成本高;由于單向力吸持而噪音大;能耗大致使溫升高等?，F(xiàn)有技術(shù)除柱形極靴外，另外尚有V形和乙形等形式。這些極靴雖形似搓合，但所產(chǎn)生的水平分力因大小相等方向相反而被抵消，該水平分力只能產(chǎn)生阻尼作用，無(wú)助于平衡銜鐵重力。
在節(jié)電方面，目前國(guó)內(nèi)外采用在磁系統(tǒng)上附加節(jié)電裝置的辦法，其單臺(tái)節(jié)電量十分可觀，且可實(shí)現(xiàn)無(wú)聲運(yùn)行。但存在著振動(dòng)大、工作不可靠、操作頻率低、使用壽命短、設(shè)備成本成倍增加，閉合或釋放時(shí)間增加好幾倍、增大體積等缺點(diǎn)。不是從根本上全面提高磁系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的辦法。
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)行磁系統(tǒng)的缺點(diǎn)，提出一種將上下極面直接拍合的機(jī)械動(dòng)作改為上下兩楔形相對(duì)搓合的技術(shù)。即在銜鐵開始動(dòng)作之前，縮短了上下極面間的相對(duì)距離，增大了極面面積，減少了漏磁通。在動(dòng)作過程中，除垂直分力發(fā)生作用外，其垂直于主磁通的水平分力可起平衡銜鐵重力的作用，并使上下極面產(chǎn)生相對(duì)磁力搓合。由此一舉而從根本上克服了已有技術(shù)的上述種種缺點(diǎn)，使其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到全面突破。
本發(fā)明所采用的技術(shù)，由于改拍合為搓合。而充分利用了電磁力，從而節(jié)約了電能，減小了振動(dòng)。使銜鐵在接近失重狀態(tài)下閉合，提高了工作可靠性和減少了導(dǎo)軌的機(jī)械磨損，延長(zhǎng)使用壽命。減少了漆包線和硅鋼片用量，降低了制造成本。降低了溫升，減小了起動(dòng)電流，成倍地增加了起始吸力，銜鐵由互相垂直的雙向力吸持，降低了噪音。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理結(jié)合圖1詳述如下圖中(1)和(5)表示鐵芯極面，(2)和(6)表示銜鐵極面。圖中橫虛線為拍合式鐵芯和銜鐵極面，所包括的陰影部份表示其拍合式磁力作用區(qū)域。左右豎虛線與極面(1)(2)以及(5)(6)所包圍的面積表示本技術(shù)的磁力作用區(qū)。由圖1可見，本設(shè)計(jì)的磁力作用區(qū)和拍合式相比，如采用兩者極面交角為30°，在工作行程和磁極厚度不變的情況下，上下極距氣隙可縮短13.4%，其對(duì)應(yīng)極面面積增加15.5%，是本技術(shù)起始吸力成倍增加和得以大幅度節(jié)電的主要原理。因氣隙與電磁吸力的平方成反比，極面的增大可大大減少漏磁通用以加強(qiáng)工作磁通。
此外，由于極面(1)、(5)、(2)、(6)都是單向斜面，磁力線有垂直通過氣隙的特性，磁力可分解成垂直分力Fy和水平分力Fx。當(dāng)鐵芯上的線圈通電后，產(chǎn)生的磁力使上下兩對(duì)極面搓合。在安裝運(yùn)行時(shí)Fx指向向上，用以平衡銜鐵的重力。為了消除附加分磁環(huán)，減少電能損耗，本設(shè)計(jì)在上下極面閉合后，緊靠極面的兩對(duì)對(duì)應(yīng)鉚釘(3)、(4)和(7)，(8)的中心連線應(yīng)與極面基本垂直。該連線與極面法線的夾角應(yīng)在0～15°之間，最佳為3～7°。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例，結(jié)合圖2詳述如下圖中(14)為磁系統(tǒng)底板，該底板上裝有靜鐵芯(9)和導(dǎo)軌(11)及反作用(緩沖)彈簧(12)，激磁線圈(13)套在靜鐵芯的極靴上，銜鐵(10)裝在導(dǎo)軌(11)上，可作平行往復(fù)移動(dòng)，為了銜鐵受力均衡，通常使用兩個(gè)線圈(13)串聯(lián)后套在靜鐵芯的兩個(gè)極靴上。為了簡(jiǎn)化圖面，圖2中只畫出了其中的一個(gè)線圈(13)。另外，上下鐵芯還可設(shè)計(jì)成E形，上述線圈套在相對(duì)稱的居邊靜鐵芯兩極靴上，該兩極靴及相對(duì)應(yīng)的銜鐵極靴的極面為搓合式結(jié)構(gòu)。居中主極為柱形，上下中極間留有去磁空氣隙，相互不接觸。本圖2所示鐵芯為口形結(jié)構(gòu)。
上述兩種搓合式起動(dòng)磁系統(tǒng)，靜鐵芯和銜鐵的極面(E形中極除外)，均為單向斜面。上述單向斜面與導(dǎo)軌(11)滑動(dòng)方向垂直線的夾角應(yīng)在20～40°之間，最佳為30°。鐵芯和銜鐵均由兩塊鋼板內(nèi)夾硅鋼片并用鉚釘鉚為整體。為了避免構(gòu)成兩個(gè)附加分磁環(huán)，減少能量損耗和降低溫升，上下鐵芯閉合后，緊靠極面的上下兩對(duì)對(duì)應(yīng)鉚釘?shù)闹行倪B線應(yīng)與極面基本垂直。該連線與極面法線的夾角應(yīng)為0～15°之間。最佳為3～7°。
磁系統(tǒng)工作時(shí)，首先使線圈(13)通電，此時(shí)靜鐵芯(9)產(chǎn)生的磁力將銜鐵(10)吸引，使上下兩對(duì)極面閉合，同時(shí)將反作用(緩沖)彈簧(12)壓縮。由于極面是單向斜面，產(chǎn)生垂直于主磁通的分力Fx，平衡了銜鐵(10)的重力，使銜鐵在接近失重狀態(tài)與靜鐵芯(9)搓合。切斷電源后，反作用彈簧(12)使銜鐵復(fù)位，上下極面得以分離。該磁系統(tǒng)的作用，就是往復(fù)完成上述動(dòng)作過程。
本設(shè)計(jì)所提供的搓合式直動(dòng)交流磁系統(tǒng)與傳統(tǒng)的拍合式磁系統(tǒng)相比，上下極面相對(duì)間隙顯著減小，對(duì)應(yīng)極面大幅度增加，漏磁通相應(yīng)減少，起始吸力成倍增加。在相同條件下使用，磁系統(tǒng)的體積可以減小，且具有相互垂直的雙向力在閉合中同時(shí)起作用，由此而產(chǎn)生了節(jié)電顯著、振動(dòng)小、噪音小、溫升低、壽命長(zhǎng)、操作頻率高、動(dòng)作可靠、節(jié)銅、節(jié)鋼、制造成本低、使用維護(hù)方便等一系列好處。上述技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的全面提高是拍合式結(jié)構(gòu)不可能達(dá)到的，本技術(shù)的推廣應(yīng)用，將對(duì)電磁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)革命性的變化。
本發(fā)明所提供的技術(shù)與傳統(tǒng)的拍合式在能耗方面的比較，其效果如圖3所示。圖3中的縱座標(biāo)表示磁力，橫座標(biāo)表示工作氣隙，折線(15)表示某電器產(chǎn)品固有的反作用特性曲線。曲實(shí)線(16)表示原拍合式使用原安匝數(shù)的吸力特性曲線，點(diǎn)劃線(18)表示搓合式使用原拍合式線圈安匝數(shù)的吸力特性曲線。虛曲線(17)表示本設(shè)計(jì)所提出搓合式結(jié)構(gòu)配用較原線圈減少了安匝數(shù)40%后的吸力特性曲線。由圖3可見，搓合式較拍合式的節(jié)能如圖中牛角形陰影區(qū)所示，大大降低了能耗，還獲得了大一倍的起始吸力，且終吸力減小了六分之一。若用相同能耗，起始吸力可增加兩倍左右。使整個(gè)特性曲線上移。起始吸力的增加，可有效地加快閉合速度和提高動(dòng)作可靠性。終吸力的減小，既節(jié)約了電能，又減小了振動(dòng)。由于吸力特性與反作用特性配合合理，可節(jié)約電能40%左右。
圖1 磁系統(tǒng)工作原理示意圖圖2 磁系統(tǒng)構(gòu)造示意圖圖3 磁系統(tǒng)的吸引特性曲線
權(quán)利要求
1.一種用于直動(dòng)式交流接觸器及其它帶直動(dòng)式磁系統(tǒng)電器的搓合式交流磁系統(tǒng)。本發(fā)明的特征在于鐵芯和銜鐵的極面均為單向斜面，該單向斜面的水平角為20～40°，在電器安裝運(yùn)行時(shí)，左側(cè)視其上述單向斜面的斜向均為從右上向左下傾斜。
2.由權(quán)利要求
1所述的磁系統(tǒng)，其特征為鐵芯和銜鐵的兩對(duì)上下極面相互平行，最佳單向斜面與水平線的夾角為30°。
3.由權(quán)利要求
1所述的磁系統(tǒng)，其特征為上下極靴閉合后緊靠極面的第一個(gè)對(duì)應(yīng)鉚釘?shù)闹行倪B線應(yīng)與極面基本垂直，該連線與極面法線的夾角為0～15°之間，最佳為3～7°。
專利摘要
一種用于直動(dòng)式交流接觸器和帶直動(dòng)式磁系統(tǒng)的其它電器的搓合式磁系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是將鐵芯和銜鐵極面由傳統(tǒng)的水平拍合式設(shè)計(jì)成水平交角在20～40°之間的單向斜面搓合式。
文檔編號(hào)H01H50/36GK86105437SQ86105437
公開日1988年3月2日 申請(qǐng)日期1986年8月22日
發(fā)明者周騰芳 申請(qǐng)人:周騰芳導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan