《一種並聯型磁路的磁保持繼電器》是廈門宏發電聲股份有限公司於2013年8月14日申請的發明專利，該專利的申請號為2013103536868，公布號為CN103426690A，公布日為2013年12月4日，發明人是蔡文智、譚忠華、曹宏江、劉金槍。
《一種並聯型磁路的磁保持繼電器》包括磁路部分；磁路部分包括鐵芯、銜鐵、軛鐵、磁鋼、導磁件和線圈；軛鐵為L型，由平行於鐵芯的第一軛鐵和垂直於鐵芯的第二軛鐵構成；鐵芯穿過線圈，鐵芯上端設有極靴，鐵芯下端與第二軛鐵相固定；銜鐵安裝在軛鐵刀口處；導磁件一端與第一軛鐵相連線，導磁件另一端通過磁鋼與第一軛鐵相連線；在第一軛鐵與磁鋼、第一軛鐵與導磁件的兩個相接處之間的第一軛鐵上設有用於增大磁迴路磁阻用的隔磁槽；極靴一邊設有截口，以利用截口的大小來配合隔磁槽，調節繼電器的動作、復歸電壓參數的相互平衡。該發明通過鐵芯截口來配合隔磁槽，從而能夠使磁保持繼電器的復歸電壓與置位電壓在數值上儘可能平衡。
2018年12月20日，《一種並聯型磁路的磁保持繼電器》獲得第二十屆中國專利銀獎。
（概述圖為《一種並聯型磁路的磁保持繼電器》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種並聯型磁路的磁保持繼電器
- 公布號：CN103426690A
- 公布日：2013年12月4日
- 申請號：2013103536868
- 申請日：2013年8月14日
- 申請人：廈門宏發電聲股份有限公司
- 地址：福建省廈門市集美北部工業區孫坂南路91-101號
- 發明人：蔡文智、譚忠華、曹宏江、劉金槍
- 分類號：H01H51/01(2006.01)I;H01H50/36(2006.01)I;H01H50/16(2006.01)I
- 代理機構：廈門市首創君合專利事務所有限公司
- 類別：發明專利
- 代理人：連耀忠
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
隨著節能環保的需要，磁保持繼電器的套用範圍越來越廣，越來越多的通用繼電器需要拓展出磁保持規格。典型的拍合式繼電器要實現磁保持，一般將鐵芯（或者軛鐵）分為兩個部分，在中間串入一個永磁體，形成串聯型磁路。當線圈激勵後，磁路閉合，永磁體產生的磁力可以使銜鐵保持閉合狀態。圖1為2013年8月前已有技術的一種磁保持電磁繼電器磁路的結構示意圖，如圖1所示，該電磁繼電器的磁路部分包括簧片101（此簧片也可以是繼電器輸出迴路的一部分），銜鐵102，軛鐵103，鐵芯104、線圈105、磁鋼106；鐵芯104穿過線圈105，磁鋼106固定在鐵芯104與軛鐵103之間，銜鐵102與簧片101預先鉚裝在一起，然後再鉚裝在軛鐵103上。磁鋼106產生的永磁迴路從磁鋼的N極出發，經過鐵芯104、氣隙、銜鐵102、軛鐵103，到達磁鋼的S極。線圈105激勵產生的磁場經過鐵芯104、氣隙、銜鐵102、軛鐵103及磁鋼的S-N，當永磁場與線圈磁場同向時，兩者合併後克服簧片101的反力，使銜鐵102與鐵芯104吸合。當線圈105終止激勵後，線圈磁場消失，永磁場提供保持力使銜鐵102與鐵芯104保持吸合狀態。當線圈通反向電流後，線圈105產生磁場通過鐵芯104、磁鋼的N-S、軛鐵103、銜鐵102，線圈產生的磁場與永磁場反向，削弱了永磁力，同時在簧片101反力的“協同”作用下，簧片101帶動銜鐵102返回。
這種串聯型磁路存在如下弊端：
1、因為永磁力總是將銜鐵吸向鐵芯，雖然簧片的反力本身相當大，但產品的常閉端的觸點壓力卻較小，造成靜合端的負載能力弱，同時繼電器產品的抗衝擊振動性能差；
2、當線圈施加復歸激勵後，永磁體的磁力仍然對銜鐵有較強的吸力，需要很大的復原力才能使銜鐵復歸到釋放狀態，在磁力與復原力匹配不當的情況下，可能出現線圈的置位電壓很小，復位電壓很大，甚至無法復位的情況。
發明內容
專利目的
《一種並聯型磁路的磁保持繼電器》的目的在於克服2013年8月前已有技術之不足，提供一種並聯型磁路的磁保持繼電器，通過在軛鐵上設定隔磁槽以及在鐵芯的極靴上設定截口，達到調節鐵芯在銜鐵置位位置對銜鐵的保持力的大小的目的，從而能夠使磁保持繼電器的復歸電壓與置位電壓在數值上儘可能平衡。
技術方案
《一種並聯型磁路的磁保持繼電器》包括磁路部分；所述磁路部分包括鐵芯、銜鐵、軛鐵、磁鋼、導磁件和線圈；所述軛鐵為L型，由平行於鐵芯的第一軛鐵和垂直於鐵芯的第二軛鐵構成；所述鐵芯穿過線圈，鐵芯的上端設有極靴，鐵芯的下端與第二軛鐵相固定；銜鐵安裝在軛鐵的刀口處；導磁件的一端與第一軛鐵相連線，導磁件的另一端通過磁鋼與第一軛鐵相連線；在第一軛鐵與磁鋼、第一軛鐵與導磁件的兩個相接處之間的第一軛鐵上設有用於增大磁迴路磁阻用的隔磁槽，以利用隔磁槽的大小來調節繼電器的動作、復歸電壓參數的相互平衡；所述極靴的一邊設有截口，以利用截口的大小來配合隔磁槽，調節繼電器的動作、復歸電壓參數的相互平衡。
所述極靴的截口為沿著鐵芯中心軸對稱的完整的圓形切去一部分。
所述極靴的截口為沿著鐵芯中心軸對稱的完整的矩形切去一部分。
所述導磁件的一端設有與第一軛鐵相接觸的接觸面。
所述導磁件的接觸面設有用於與第一軛鐵定位用的凸台，第一軛鐵上設有與導磁片凸台相配合的孔；導磁片的凸台配合在第一軛鐵的孔中，並通過鉚接或者焊接方式固定在一起。
所述磁鋼與導磁件的另一端相固定，導磁件的另一端設有用於固定磁鋼的凸苞。
所述極靴的截口設在朝向動、靜觸點相配合的方向，用以增加鐵芯與靜簧片之間的爬電距離。
有益效果
通過在第一軛鐵上設有用於增大磁迴路磁阻用的隔磁槽，並將鐵芯的極靴截去一部分，利用截口（即截去一部分）的面積大小來配合隔磁槽，調節繼電器的動作、復歸電壓參數的相互平衡；利用軛鐵的隔磁槽的大小是能夠調節繼電器的動作、復歸電壓參數的相互平衡，但是，由於隔磁槽不能無限制地增大，即隔磁槽兩側處的導磁截面積不能無限制地減小，因此，就無法做到任意調節繼電器的動作、復歸電壓參數；而磁保持繼電器一般希望復歸電壓與動作電壓數值上越接近越好，為了進一步提高復歸電壓的數值，將鐵芯極靴面削去一部分形成截口，根據磁路原理，鐵芯極靴的面積越小，則其在銜鐵置位位置對銜鐵的保持力（磁吸力）越大，則使其復歸所需的復歸電壓也越大，從而能夠使復歸電壓與置位電壓在數值上儘可能平衡（即數值大小上儘量接近）。
附圖說明
圖1是2013年8月前已有技術的一種磁保持電磁繼電器磁路的結構示意圖；
圖2是該發明的構造分解示意圖；
圖3是該發明的磁路部分的結構示意圖；
圖4是該發明的磁路部分的軛鐵的結構示意圖；
圖5是該發明的磁路部分的軛鐵（截去一部分）的結構示意圖；
圖6是該發明的磁路部分的導磁件的結構示意圖；
圖7是該發明的磁路部分的導磁件的側視圖；
圖8是該發明的磁路部分的鐵芯的結構示意圖；
圖9是該發明的磁路部分的鐵芯的俯視圖；
圖10是該發明的磁路部分（復位狀態、不通電時）的磁路示意圖；
圖11是該發明的磁路部分（復位狀態、通置位電壓時）的磁路示意圖；
圖12是該發明的磁路部分（置位狀態、不通電時）的磁路示意圖；
圖13是該發明的磁路部分（置位狀態、通復位電壓時）的磁路示意圖。
權利要求
1.《一種並聯型磁路的磁保持繼電器》包括磁路部分；所述磁路部分包括鐵芯、銜鐵、軛鐵、磁鋼、導磁件和線圈；所述軛鐵為L型，由平行於鐵芯的第一軛鐵和垂直於鐵芯的第二軛鐵構成；所述鐵芯穿過線圈，鐵芯的上端設有極靴，鐵芯的下端與第二軛鐵相固定；銜鐵安裝在軛鐵的刀口處；導磁件的一端與第一軛鐵相連線，導磁件的另一端通過磁鋼與第一軛鐵相連線；其特徵在於：在第一軛鐵與磁鋼、第一軛鐵與導磁件的兩個相接處之間的第一軛鐵上設有用於增大磁迴路磁阻用的隔磁槽；所述極靴的一邊設有截口，以利用截口的大小來配合隔磁槽，調節繼電器的動作、復歸電壓參數的相互平衡。
2.根據權利要求1所述的並聯型磁路的磁保持繼電器，其特徵在於：所述極靴的截口為沿著鐵芯中心軸對稱的完整的圓形切去一部分。
3.根據權利要求1所述的並聯型磁路的磁保持繼電器，其特徵在於：所述極靴的截口為沿著鐵芯中心軸對稱的完整的矩形切去一部分。
4.根據權利要求1所述的並聯型磁路的磁保持繼電器，其特徵在於：所述導磁件的一端設有與第一軛鐵相接觸的接觸面。
5.根據權利要求4所述的並聯型磁路的磁保持繼電器，其特徵在於：所述導磁件的接觸面設有用於與第一軛鐵定位用的凸台，第一軛鐵上設有與導磁片凸台相配合的孔；導磁片的凸台配合在第一軛鐵的孔中，並通過鉚接或者焊接方式固定在一起。
6.根據權利要求1所述的並聯型磁路的磁保持繼電器，其特徵在於：所述磁鋼與導磁件的另一端相固定，導磁件的另一端設有用於固定磁鋼的凸苞。
7.根據權利要求1所述的並聯型磁路的磁保持繼電器，其特徵在於：所述極靴的截口設在朝向動、靜觸點相配合的方向，用以增加鐵芯與靜簧片之間的爬電距離。
實施方式
實施例，參見圖2至圖9所示，《一種並聯型磁路的磁保持繼電器》包括磁路部分1、動簧部分2、靜簧部分3和底座4；所述磁路部分1包括鐵芯11、銜鐵12、軛鐵13、磁鋼14、導磁件15、線圈（圖中未示出）和線圈架16；所述動簧部分2包括動簧片21和動觸點22；所述靜簧部分3包括靜簧片31和靜觸點32；所述軛鐵13為L型，由平行於鐵芯的第一軛鐵131和垂直於鐵芯的第二軛鐵132構成；線圈纏繞線上圈架16上，所述鐵芯11穿過線圈（即穿過線圈架16的孔），鐵芯11的上端設有極靴111，鐵芯11的下端與第二軛鐵132相固定；銜鐵12與軛鐵13通過動簧片相連線；動簧片21設有折彎部，動簧片的折彎部的一邊與銜鐵12相固定並配合在鐵芯的極靴111的上方，動觸點22固定在所述動簧片21的折彎部的一邊的端頭，動簧片的折彎部的另一邊與第一軛鐵131相固定，並使銜鐵12安裝在軛鐵的刀口處；導磁件15的一端與第一軛鐵131相連線，導磁件15的另一端通過磁鋼14與第一軛鐵131相連線；在第一軛鐵131與磁鋼14、第一軛鐵131與導磁件15的兩個相接處之間設有用於增大磁迴路磁阻用的隔磁槽133，以利用隔磁槽133的大小來調節繼電器的動作、復歸電壓參數的相互平衡；所述極靴111的一邊設有截口112，以利用截口112的大小來配合隔磁槽，調節繼電器的動作、復歸電壓參數的相互平衡。
該實施例中，所述極靴111的截口112為沿著鐵芯中心軸對稱的完整的圓形切去一部分（如圖9所示）。當然，也可以是另一種方案，所述極靴的截口為沿著鐵芯中心軸對稱的完整的矩形切去一部分。
所述導磁件15的一端設有與第一軛鐵131相接觸的接觸面151。
所述導磁件的接觸面151設有用於與第一軛鐵定位用的凸台152，第一軛鐵131上設有與導磁片凸台相配合的孔1311；導磁片的凸台152配合在第一軛鐵的孔1311中，並通過鉚接或者焊接方式固定在一起。
所述磁鋼14與導磁件15的另一端相固定，導磁件的另一端設有用於固定磁鋼的凸苞153。
所述極靴111的截口112設在朝向動、靜觸點相配合的方向（如圖2所示），這樣，可以增加鐵芯與靜簧片之間的爬電距離。
圖10至圖13分別是繼電器在不通電、通置位電壓、通復位電壓時繼電器的磁路原理圖，Φm1、Φm2為磁鋼14自身產生的磁通（稱為永磁磁通，泛指時用Φm表示），其所經過的路徑分別稱為第一磁路A1和第二磁路A2，Φc1、Φc2為線圈電流產生的磁通（稱為控制磁通，泛指時用Φc表示），其所經過的路徑稱為第三磁路A3，其中，Φc1為線圈電流（置位電壓）產生的磁通，Φc2為線圈電流（復位電壓）產生的磁通，δ2為工作氣隙，F2為氣隙δ2處銜鐵受到的電磁吸力（泛指時用F表示），該磁路結構有兩個穩定狀態，即銜鐵12處於置位或者復歸位置。
當銜鐵12處於圖10所示的復歸狀態（銜鐵12處於打開位置，線圈還未通電）時，由於導磁件15與隔磁槽133的作用，此時，磁鋼14自身產生的磁通經過的路徑為如圖所示的第一磁路A1與第二磁路A2，磁通分別為Φm1、Φm2，兩者並聯，在第二磁路A2上，由於存在氣隙δ2的影響，Φm2的作用很微弱，故此時銜鐵12由於Φm2作用而受到的電磁吸力F2很微弱，小於動簧21對銜鐵12的反力F1，即F1>F2,因此在動簧21反力的作用下，銜鐵12可穩定地保持在復歸位置（打開位置）。由於導磁件15與隔磁槽133的作用，將磁鋼14產生的磁通分為了Φm1與Φm2兩路，並且Φm1與Φm2的大小都可調節，從而解決了串聯型磁路磁鋼磁通只有一路無法調節，在復歸位置磁鋼仍然對銜鐵有較大吸力而造成產品的常閉端的觸點壓力卻較小，靜合端的負載能力弱，且繼電器常閉端觸點的抗衝擊振動性能差的缺點。
如圖11所示，當給繼電器線圈一個一定寬度的置位脈衝電壓時，繼電器線圈產生的控制磁通ΦC1的方向如圖11的第三磁路A3所示，此時線圈產生的磁通ΦC1與磁鋼14本身產生的磁通Φm2方向一致（如圖11的第二磁路A2），而使氣隙δ2處的合磁通增大，故此時銜鐵12由於ΦC1與Φm2的合磁通作用而受到的電磁吸力F2變大，當銜鐵12受到的電磁吸力F2大於動簧21對銜鐵12的反力F1時，銜鐵12便在F2與F1的合力作用下，完成銜鐵12從復歸位置到置位位置的動作過程；然後在去掉線圈工作電流後，靠磁鋼14自身的磁通Φm2產生的電磁吸力F2大於動簧21對銜鐵12的反力F1，將銜鐵12穩定地保持在置位位置（如圖12所示）。
當繼電器處於圖12所示的置位位置時，給繼電器線圈施加一個一定寬度的反向復歸脈衝電壓時，繼電器線圈產生的控制磁通ΦC2的方向如圖13所示，此時線圈產生的磁通ΦC2與磁鋼14本身產生的磁通Φm2方向相反（如圖13所示的第二磁路A2、第三磁路A3），從而使磁鋼14本身產生的磁通Φm2受到抵消，故此時銜鐵12由於Φm2與ΦC2作用而受到的電磁吸力F2變小，當銜鐵12受到的電磁吸力F2小於動簧21對銜鐵12的反力F1時，銜鐵12便在F2與F1的合力作用下，完成銜鐵12從置位位置到復歸位置的動作過程，回到如圖10所示的復歸位置。
圖12所示為銜鐵在置位位置且線圈不通電時的磁路磁通狀態，磁鋼14自身的磁通分為Φm1、Φm2兩路，且磁鋼14的總磁通（Φm總）=Φm1+Φm2，通過設定隔磁槽133的大小，可以設定不同的軛鐵隔磁槽133兩側處的導磁截面積1331（如圖5所示），從而設定不同的第一磁路A1磁阻，從而形成不同的第一磁路磁通Φm1；由於總磁通（Φm總）基本為定值，且Φm2=（Φm總）—Φm1，故，當Φm1改變時，Φm2也跟著改變（數值大小的變化方向相反）。當Φm2大小不同時，磁鋼14通過第二磁路A2產生的使銜鐵12吸附在鐵芯極靴面上的電磁吸力F2便不相同，即銜鐵12對鐵芯極靴面的保持力不相同,從而可以解決串聯型磁路難以復歸的問題。由於導磁件15與隔磁槽133的作用，將磁鋼14產生的磁通分為了Φm1與Φm2兩路，並且Φm1與Φm2的大小都可調節，從而解決了串聯型磁路磁鋼磁通只有一路無法調節而造成的復歸困難的問題。
當給繼電器線圈施加一個一定寬度的反向復歸脈衝電壓時，線圈產生的磁通ΦC2會與磁鋼14本身產生的磁通Φm2相抵消，當合磁通（Φm2—ΦC2）減小到其對銜鐵12產生的電磁吸力F2小於動簧21對銜鐵12的反力F1時，銜鐵12便在F2與F1的合力作用下，完成銜鐵12從置位位置到復歸位置的動作過程；如上所述，由於設定不同的隔磁槽133的大小，可以形成不同的Φm2，而電磁吸力F2由合磁通（Φm2—ΦC2）產生，故在不同的Φm2下，要使電磁吸力F2同樣下降到小於反力F1的數值，則需要改變ΦC2的數值，而ΦC2由線圈施加電壓產生，故，改變隔磁槽133的大小，可以改變Φm2的大小，從而改變使銜鐵復歸的復歸電壓的大小。
該發明所示的磁路，為了確保一定的零件強度，故軛鐵隔磁槽133兩側處的導磁截面積1331（如圖5所示）不能無限制減小，因此Φm2無法做得太大，因此往往施加不大的反向復歸電壓就能使合磁通（Φm2—ΦC2）產生的電磁吸力F2同樣下降到小於反力F1的數值，從而使銜鐵復歸。而磁保持繼電器一般希望復歸電壓與動作電壓數值上越接近越好，為了進一步提高復歸電壓的數值，該發明在鐵芯極靴面削去半邊（根據磁路原理，鐵芯極靴面積越小，則其在銜鐵置位位置對銜鐵的保持力<磁吸力F2>大，則使其復歸所需的復歸電壓越大），從而使復歸電壓與置位電壓在數值上儘可能平衡（數值大小上儘量接近）。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種並聯型磁路的磁保持繼電器》獲得第二十屆中國專利銀獎。
