一种含永磁平衡衔铁式继电器电磁结构的制作方法

1.本实用新型属于继电器技术领域，尤其涉及一种含永磁平衡衔铁式继电器电磁结构。


背景技术：

2.继电器本身由电磁系统与触簧系统组成，电磁系统为继电器输入部分，接受外部电压或电流激励从而带动继电器整体进行运动；触簧系统为继电器输出部分，通过触点闭合与断开从而控制触点两端信号的通断。目前现有小型继电器可分为不含永磁继电器和含永磁继电器两种，主要体现为电磁系统是否含磁钢。
3.不含永磁继电器电磁系统内部磁路完全由外部激励所产生的磁场构成，电磁系统的动作能量完全由外部激励来提供，因此所需的功耗较大。
4.含永磁继电器电磁系统内部磁路则有自身磁钢产生的永磁磁场和外部激励所产生的磁场共同构成，自身磁钢产生的永磁磁场与外部激励磁场相配合，从而达到降低继电器动作时所需外部功耗的目的。但现有含永磁继电器大部分都是依靠磁钢的漏磁场来与外部激励磁场相配合，这样大大降低了磁钢的使用效率，无法使磁钢的磁性能得到充分利用，并且在释放状态下衔铁保持力不够，抗振动冲击性能相对较弱。


技术实现要素：

5.基于上述技术问题，本实用新型提出一种含永磁平衡衔铁式继电器电磁结构，在减小继电器体积的同时，提高继电器的耐环境能力与寿命，降低了继电器功耗，并且增大释放电压，提高调试效率。
6.为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种含永磁平衡衔铁式继电器电磁结构，包括上轭铁、下轭铁、线圈组、铁芯、线圈架、线圈、衔铁、磁钢，所述线圈架上设有线圈，所述铁芯设置于线圈内组成线圈组，所述线圈组置于上轭铁和下轭铁之间，所述衔铁置于上、下轭铁的一侧，所述衔铁中部经转轴旋转支撑于一外框上，所述衔铁两端分别与上轭铁和下轭铁开合设置，所述磁钢设置于下轭铁上，经导磁件与衔铁的中部相连，所述磁钢与靠近下轭铁一端的衔铁接近。
8.进一步地，所述导磁件为框架结构，其上端两侧设有向外突出的导磁件连接端，所述磁钢置于导磁件上，所述导磁件连接端与中部转轴上方的衔铁两侧相连。
9.进一步地，所述导磁件的框架结构上，于导磁件连接端的下方设有容纳衔铁中部转轴的容纳槽。
10.进一步地，所述导磁件底部与下轭铁接触设置，所述导磁件顶部与上轭铁留有距离。
11.进一步地，所述上轭铁、下轭铁及导磁件的端部两侧分别设有向外突出的连接凸台，所述外框上设有与上述连接凸台及衔铁中部转轴相匹配的卡槽，对上轭铁、下轭铁、导磁件及衔铁中部转轴限位。
12.进一步地，所述上轭铁、下轭铁与线圈组之间由线圈架绝缘。
13.进一步地，所述衔铁外部注塑有衔铁框架，所述衔铁框架顶部设有与外框的触簧连接的触簧连接端，衔铁框架中部两侧设有向外突出的衔铁中部转轴，所述衔铁框架壁厚能供磁路通过。
14.进一步地，所述磁钢与衔铁下部形成第一磁通回路，上轭铁、铁芯、下轭铁、磁钢及衔铁上部形成第二磁通回路，所述第一磁通回路与第二磁通回路方向相反，线圈通电后，上轭铁、铁芯、下轭铁、衔铁下部至上部形成线圈磁通回路，所述线圈磁通回路与第一磁通回路方向相反、与第二磁通回路方向相同。
15.本实用新型的优点与有益效果为：
16.本实用新型提供了一种含永磁平衡衔铁式继电器，磁钢和导磁件形状与固定结构能够有效地利用磁钢所产生的磁通，避免漏磁浪费，提高磁路效率，降低继电器功率，增加继电器耐环境性能，解决了目前继电器释放保持力低、抗振抗冲击能力差、继电器功耗高等问题。
附图说明
17.图1为本实用新型的电磁结构三维示意图；
18.图2为外框结构示意图；
19.图3为线圈组结构示意图；
20.图4为衔铁组结构示意图；
21.图5为磁钢组结构示意图；
22.图6为未通电时释放位置处原理图；
23.图7为线圈通电初始阶段衔铁与下轭铁尚未释放时的原理图；
24.图8为线圈断电初始阶段衔铁与上轭铁尚未释放时的原理图；
25.图9为继电器吸反力配合图。
26.图中部件：1为上轭铁、2为下轭铁、3为线圈组、4为衔铁组、5为磁钢组、6为外框、7为铁芯、8为线圈架、9为线圈、10为衔铁、11为衔铁框架、12为磁钢、13为导磁件、14为磁钢框架、15为导磁件连接端、16为容纳槽、17为触簧连接端。
具体实施方式
27.为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
28.一种含永磁平衡衔铁式继电器电磁结构，包括上轭铁1、下轭铁2、线圈组3、铁芯7、线圈架8、线圈9、衔铁10、磁钢12，所述线圈架8上设有线圈9，所述铁芯7设置于线圈架8上的线圈9内组成线圈组3，所述线圈组3置于上轭铁1和下轭铁2之间，所述衔铁10置于上、下轭铁的一侧，所述衔铁10中部经转轴旋转支撑于外框6上，所述衔铁10两端分别与上轭铁1和下轭铁2开合设置，所述磁钢12设置于下轭铁2上，经导磁件13与衔铁10的中部相连，所述磁钢12与靠近下轭铁2一端的衔铁接近，所述外框6上设有触簧系统，触簧系统反力施加于衔铁10上，触簧系统与电磁系统产生的吸力相配合。
29.所述导磁件13为框架结构，其上端两侧设有向外突出的导磁件连接端15，所述磁
钢12置于导磁件13内部，所述导磁件连接端15与中部转轴上方的衔铁两侧接触相连。
30.所述导磁件13的框架结构上，于导磁件连接端15的下方设有容纳衔铁10中部转轴容纳槽16。
31.所述导磁件13底部与下轭铁2接触设置，所述导磁件13顶部与上轭铁1留有一定距离。
32.所述上轭铁1、下轭铁2及导磁件13的端部两侧分别制有向外突出的连接凸台，所述外框6上设有与上述连接凸台及衔铁10中部转轴相匹配的卡槽，所述外框6对上轭铁1、下轭铁2、导磁件13及衔铁10中部转轴限位固定。
33.所述上轭铁1、下轭铁2与线圈组3之间由线圈架8绝缘。
34.所述衔铁10外部注塑有衔铁框架11，所述衔铁框架11顶部制有触簧连接端17，衔铁框架11中部两侧制有向外突出的衔铁中部转轴，所述衔铁框架11壁厚能供磁路通过。
35.实施例1
36.参见图1
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5，本实用新型为一种含永磁平衡衔铁式继电器电磁结构，包括上轭铁1、下轭铁2、线圈组3、衔铁组4、磁钢组5及外框6，其中线圈组3由铁芯7、线圈架8、线圈9组成，衔铁组4由衔铁10和衔铁框架11组成，磁钢组5由磁钢12、导磁件13和磁钢框架14组成。
37.参见图3，于线圈架8上绕制线圈9，线圈架8套在铁芯7上组成线圈组3。线圈组3装配于上轭铁1和下轭铁2之间，轭铁与线圈组3之间由线圈架8绝缘，线圈架8的材料为工程塑料。
38.参见图4，衔铁10为平板状，其外部注塑有衔铁框架11组成衔铁组4，衔铁10上下两端裸露，中部及背部嵌入衔铁框架11内，衔铁框架11中部两端制有向外突出的中转轴，该中转轴插入外框6的卡槽内。衔铁组4通过与外框6配合限位，衔铁组4能够在一定范围内旋转，由上轭铁1和下轭铁2进行旋转方向限位，衔铁10上下两端分别与上轭铁1、下轭铁2分开或闭合接触设置。同时在不影响转动的前提下，衔铁组4尽量与导磁件13贴近。
39.参见图5，将导磁件13和磁钢12在磁钢框架14中配合固定组成磁钢组5，磁钢组5放置于下轭铁2上。磁钢12的材料为钕铁硼、钐钴或铝镍钴。
40.参见图2、图9，上轭铁1、下轭铁2和磁钢组5均由外框6进行限位固定，外框6中设有触簧系统，触簧系统反力施加于衔铁组4上，与电磁系统产生的吸力相配合实现继电器的动作。继电器吸反力配合图如图9所示。
41.本实用新型工作原理：
42.本实用新型永磁平衡衔铁式电磁结构含有磁钢12，其是电磁系统的关键部分。电磁系统含有一小一大两个工作气隙，线圈组3未通电时，参见图6，小气隙处的磁通必然大于大气隙处的磁通，小气隙处的磁场力大于大气隙处磁场力，释放状态下，衔铁组4与下轭铁2接触，在永磁吸力的作用下衔铁组4能够保持在释放位置，由于衔铁组4与下轭铁2接触时处于小气隙永磁磁路中，衔铁组4与下轭铁2之间的永磁吸力较大，较好的提升了释放状态下继电器的耐环境性能。
43.当线圈组3通电时，参见图7，电磁吸力开始作用于电磁系统，线圈组3所产生的磁场方向与小气隙处产生的磁场方向相反，与大气隙处磁场方向相同，随着通电电流增大，小气隙处衔铁组4与下轭铁2之间的保持力逐渐减小，大气隙处衔铁组4与上轭铁1之间的保持力逐渐增大，直到衔铁组4与上轭铁1之间磁场力大于反力和衔铁组4与下轭铁2之间的保持
力之和，衔铁组4开始转动，至衔铁组4与上轭铁1接触，到达吸合位置，完成吸合过程。由于衔铁组4与上轭铁1之间的永磁磁路方向与电磁磁路方向相同，同时衔铁组4与下轭铁2之间的永磁磁路方向与电磁磁路方向相反，线圈所需功耗大大降低。
44.当线圈组3断开电流时，参见图8，电磁吸力下降，由于触簧系统中反力的存在，当衔铁组4与上轭铁1之间的磁保持力小于反力和衔铁组4与下轭铁2之间的磁场力之和时，衔铁组4在反力与大气隙永磁回路吸力作用下开始转动，至衔铁组4与下轭铁2接触，到达释放位置，完成释放过程。
45.本实用新型采用含永磁电磁结构，分为轭铁组、线圈组、衔铁、磁钢与导磁件，其中由上下轭铁作为轭铁组。在断电释放状态下，衔铁与下轭铁相接触，通电转向吸合位置处时，衔铁与上轭铁相接触。下轭铁与衔铁接触面积小，因此在永磁回路的作用下能够提供较大的保持力，从而提高继电器在释放状态下的抗振动和抗冲击能力，动断触点的弹跳大大减小；吸合状态下，衔铁与上轭铁接触面积较大，线圈断电后磁路产生的吸力较小，有利于提高释放电压，减小调试难度；同时由于永磁机构的存在，减小了电磁继电器消耗功率和体积，减少了继电器的零件结构和成本，提高了继电器的灵敏度和稳定性。