接觸器採用電控稀土磁鐵結構的製作方法

2023-05-19 04:10:16 2

專利名稱：接觸器採用電控稀土磁鐵結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電控稀土磁鐵結構，特別是一種能夠作為高壓(或低壓)接觸器驅動機構的電控稀土磁鐵結構。
現有的接觸器驅動機構主要有直流電磁鐵組成，以電磁力克服分閘彈簧的反力，帶動觸頭系統完成合閘。合閘位置的維持有二種一種是電保持——在勵磁線圈中持續通過一個較小的電流，產生一個必需的吸持力，另一種是機械保持一帶鎖扣裝置，這兩種保持方式都有缺點電保持型耗電，而且它的合閘可靠性受控制電源的影響；機械保持型鎖扣結構複雜，佔用空間。
本實用新型目的是要提供一種改進的電磁鐵，除了用它完成接觸器的合閘以外，還能長期保持合閘，而不再需要電力或其它鎖扣裝置。
以釹鐵硼(Nd2Fe14B)為代表的第三代稀土永磁材料有極高的磁能積。稀土元素具有顯著增加永磁材料磁性能的奇效，使用稀土元素製作的釹鐵硼永磁體的磁能積實際應用值已達40MGOe，是目前永磁材料中磁能積最高的，是鐵氧體的12倍，是釤鈷的2倍，是鋁鎳鈷的5倍以上。釹鐵硼剩磁可高達1300Gs，矯頑力達11000Oe，高於目前使用的任何永磁材料。內稟矯頑力可達2000Oe，退磁曲線呈絕對的直線。
本實用新型的任務是以如下方式完成的，一個主要由磁軛、勵磁線圈、永磁體、銜鐵和極靴組成的電控稀土磁鐵結構，其特徵是整個磁路部分均由A3鋼製成，永磁體由釹鐵硼稀土元素燒結而成。整個磁鐵呈EI型結構，除了用它能完成接觸器的合分閘操作外，還具有鎖扣的作用。當給線圈瞬間正向勵磁時，電磁力與永磁力二力疊加，足以合閘。合閘後，勵磁自動停止，接觸器的可動部分靠永磁鐵的吸力保持即鎖在合閘位置上。當需要分閘時，只需給線圈反向勵磁，電磁力即可抵消永磁力，接觸器即釋放到分閘位置。
以下將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。


圖1是交流高壓真空接觸器外形。
圖2是電控永磁式電磁鐵，其中1、磁軛、2、線圈、3、軟鐵芯、4、永磁體、5、銜鐵、6、解鎖手柄、7、極靴、8、螺杆。
圖3是控制迴路，其中HC是合閘接觸器，FC是分閘接觸器，HA是外接合閘接鈕，TA是外接分閘按鈕，DL是高壓真空接觸器的輔助開關，LQ是機構勵磁線圈。
參照圖2，其外形同拍合式的E形電磁鐵相似。這是一種由控制電源供給電流勵磁與永磁相結合的磁系統、即由永磁鐵提供基本恆定磁勢，由電流勵磁提供加強磁通，或用電流進行反向勵磁以抵消基本磁通。由於這種附加的電流勵線圈只起輔助作用，其消耗功率、體積和用銅量都比常規電磁鐵的勵磁圈小的多。
圖2中磁軛(1)、軟鐵芯(3)、銜鐵(5)和極靴(7)均為A3鋼料，與已經充磁的釹鐵硼永磁體(4)一起組成EI形殼式磁鐵。當銜鐵(5)吸合後，這種磁路具有較小的磁阻與較小的漏磁。平時線圈(2)不通電。銜鐵(5)安裝在真空接觸器的可動部分上。當真空接觸器處於分閘位置時，銜鐵(5)與磁軛(1)之間大約有20mm的距離，因此永磁體(4)的磁力線通過磁軛兩臂間的缺口，形成的磁通很小，磁路大致呈開路狀態。但是當合閘指令到來時，圖3中合閘接觸器HC先合上，給線圈LQ正向勵磁，瞬間產生一個輔助磁勢，與永磁體同向疊加作用於銜鐵(5)，使之閉合。當真空接觸器合閘後，它的輔助開關DL接點隨之切換，因此合閘接觸器HC能自動分斷。此時，雖然機構勵磁線圈LQ無勵電流，但銜鐵已閉合，磁阻較小，永磁體能產生充分的磁力，使磁鐵保持保持在閉合的位置——起到了鎖扣的作用。當需要分閘時，接通外接分閘按鈕FA，此時該迴路中的輔助開關DL常開接點正處在接通位置，因此分閘接觸器FC吸合，機構勵磁線圈LQ得以反向勵磁，瞬間產生的反向磁勢足以抵消永磁體的作用，使合成磁通近乎為零，不足以維持合閘，銜鐵在分閘彈簧(圖2未畫出)力的作用下迅速分離。同樣由於輔助開關DL的及時切換，使分閘接觸器FC的吸合也吸是在幾十毫秒時間以內。無論合閘還是分閘，機構勵磁線圈LQ中流過的都是脈衝電流，所以電控永磁式電磁鐵又稱電脈衝永磁式電磁鐵。這也是解釋了為什麼電控永磁鐵比較省電的道理。
Nd－Fe－B永磁體抗衝擊性較差。為此，我們在銜鐵(5)與極靴(7)之間設計有0.5mm空氣隙，避免它們之間的直接碰撞。極靴的功用有三(1)導磁；(2)固定永磁體與線圈；(3)防護永磁體。
由於真空接觸器是專為發電廠設計的，所以必須考慮緊急手動分閘。圖2中的由非導磁的不鏽鋼製成解鎖手柄(6)，就是為此設計的。這是一個簡單的槓桿機構。當處於緊急狀態或者當控制電源斷線，需要立即分斷高壓真空接觸器時，可以就地操作這個手柄。
在圖3控制迴路中合閘接觸器HC和分閘接觸器FC採用交流接觸器，在30萬次機械壽命試驗中能做到不檢修。它的線圈是交流的，但在直流電脈衝永磁式電磁鐵中效果恰好。本實施例能滿足110％－80％Us(額定控制電源電壓)，可靠合閘與120％－65％Us可靠分閘的一般要求。
權利要求1.一個主要由磁軛(1)、勵磁線圈(2)、永磁體(3)、銜鐵(4)和極靴(7)組成的電控稀土磁鐵結構，其特徵是整個磁路部分(包括(1)、(3)、(5)、(7)均由A3鋼製成，永磁體(4)由釹鐵硼稀土永磁材料燒結而成，整個磁鐵呈EI形結構，除了用它能完成接觸器的合分閘操作以外，還具有鎖扣的作用。
2.根據權利要求1規定的磁鐵結構，其特徵是在永磁體(4)與銜鐵(5)之間安裝有極靴(7)。
3.根據權利標要求1或2規定的磁鐵結構，其特徵是當銜鐵(5)吸合時，銜鐵(5)與極靴(7)之間設計有0.5mm的氣隙。
4.根據權利要求1規定的磁鐵結構，其特徵是設計有用非導磁的不鏽鋼板的製成的解鎖手柄(6)，它是一個簡單的槓桿，起緊急分閘的作用。
專利摘要本實用新型公開了一種接觸器用電控稀土磁鐵結構。主要由磁軛、勵磁線圈、軟鐵芯、永磁體、銜鐵和極靴組成的電控稀土磁鐵結構，其整個磁路部分均由A
文檔編號H01H51/00GK2181747SQ9324215
公開日1994年11月2日 申請日期1993年10月25日 優先權日1993年10月25日
發明者王全梁 申請人:天水長城開關廠