專利名稱：智能型無功耗離合機構的制作方法
技術領域：
智能型無功耗離合機構(簡稱離合機構，下同)是接觸器、中間繼電器、斷路器、控制器、起動器、繼電器、電磁閥、牽引電磁鐵、離合器、高壓開關等的心臟，屬于機電和電器類。
目前上述電器使用電磁鐵作為離合機構。其缺點是需吸持功耗、線圈發熱、吸合不實時存在交流噪音、吸合和解吸時對周圍電器干擾大、抗網電壓波動干擾能力差等等。為了解決這些問題，已有不少專利申請。例如，向中國專利局申請的如下專利公告號CN1075819A、CN2105123U、CN2115583U、CN2115584U均是利用機械自鎖吸持的接觸器因機械自鎖壽命較短，專業廠家一般都不考慮實施；公告號CN1082243A磁保持電磁鐵控制電路、CN1086043A混合式電磁鐵、CN1087445A極化繼電器、CN2129466Y微功耗節能交流接觸器、CN2148393Y永磁式缺相保護節能接觸器、CN2095473U稀土永磁微能耗接觸器、CN2103204U磁鎖節能接觸器等多為永磁和電磁混合式接觸器或繼電器，其不足處是分離速度仍不夠快；CN2116270U磁能推拉裝置，其缺點是外套筒為非磁性體，驅動電磁脈沖對周圍電子電器干擾較大；本發明人曾向中國專利局申請了以下專利公告號CN2142225Y無功耗接觸器、CN2153854Y無功耗離合機構，它們均是完全靠永磁吸持的，但是人為地按下去不能彈起來，這也是前述許多電磁鐵和電磁混合式接觸器的共同問題，此外，后兩個專利末給出欠電壓和失電壓時自動解吸而復電時自動吸合的電路。
本實用新型的目的是設計出無吸持功耗而且在釋放狀態下按下去能自動彈回的離合機構、并且設計出耗電極少的該機構的控制電路，使其在過壓、欠壓和失壓時自動解吸，而復電時自動吸合，作為上述接觸器、中間繼電器等的智能型無功耗離合機構。
本實用新型目的是這樣實現的。按

圖1、圖14、圖15所示，在電磁鐵(A)的鐵心兩端的磁極對應處安裝永磁塊，并且固定在框或桿上成為一體，作為離合部件(B)，以(B)作為動作件，電磁鐵(A)作為固定件；或者相反，(A)為動作件，(B)為固定件。由這樣的電路能夠提供正反脈沖電流，該電路是儲能電容C1與電磁鐵(A)的線圈串聯，由小繼電器JA進行充電、放電的換向。當供電時小繼電器JA吸合，直流脈沖電流通過線圈(2)至電容C1直至飽和，此刻離合機構上的永磁塊被電磁鐵的電磁一斥、一吸的合力作用而吸合，永磁塊吸持在鐵心上；而過電壓、失電壓或欠電壓時，小繼電器JA解吸，電容C1放電，反向電脈沖通過線圈(2)，離合機構解吸。小繼電器JA本身具備失壓解吸功能，而過壓解吸需依靠JB在過壓時吸合使JA因旁路導通而欠壓解吸，電容C1放電，離合機構解吸，缺相時離合機構的解吸，需將脈沖的控制電路圖17、18或19的輸入端接電源A、B相再以另一套同樣的電路輸入端接B、C相或A、C相。再以另外一套同樣的電路輸入端接B、C或A、C相。與前述同理，小繼電器JA′、JB′可完成失壓、欠壓、過壓使JA′解吸，以JA′切斷JA的電源，便可實現離合機構缺相時解吸。此外，按圖1所示，框的兩側安裝有活動鐵耳(10)在脈沖電磁場作用下活動鐵耳收斂，而無脈沖電磁場作用時，它們會張開一定角度，按下去后，因為活動鐵耳支在兩側的臺階上，而且其上的彈簧(12)的彈力超過永磁塊與鐵心的吸持力因而能夠彈起來。
離合機構還可以按圖13、圖14所示，利用永磁鎖定吸鐵的方法，實現無功耗吸待，即在鐵心(3)底部兩端或前后兩側的鎖舌架(17)上安裝永磁塊(5)，并且在吸鐵(15)的中心固定鎖軸或其兩側固定鎖架(16)。當一個正向脈沖使吸鐵(15)吸合后，鎖舌架(17)便插入鎖架(16)中，而一個反向脈沖因吸鐵吸合到底，鎖軸或鎖架(16)稍松開一些，鎖舌架(17)從鎖架中松快地退出來，而吸鐵(15)依靠彈簧力解吸。
其結果是離合機構只需有限的脈沖功耗，而永磁吸持不需功耗，只有控制電路中的小繼電器耗電0.2-1.2瓦，無交流噪音；由于該機構一斥、一吸的合力作用于動件，所以離合速度均是成倍地快速；與電磁吸持比較，該機構抗網電壓波動的干擾能力極好，同時對周圍電子電器的電磁干擾也小得多。因此，上述接觸器、中間繼電器等的電磁鐵以該機構進行更新，成為具有多種功能的智能型無功耗接觸器、中間繼電器等，其性能是非常理想的。
圖面說明圖1.鐵心為I字形的離合機構圖2.鐵心為V字形的離合機構圖3.鐵心為X字形的離合機構圖4.鐵心為W字形的離合機構圖5.鐵心為川字形的離合機構圖6.鐵心為II字形的離合機構圖7.鐵心為U字形的離合機構圖8.框為∝形而鐵心為I、V、X、W、州、II、U或它們組合形成的離合機構圖9.一端單線圈桶形的離合機構圖10.中部單線圈桶形的離合機構圖11.雙線圈導磁桶形的離合機構圖12.雙電磁鐵帶中軸的離合機構圖13.單線圈永磁鎖離合機構圖14.雙線圈永磁鎖離合機構圖15.脈沖電路圖A圖16.脈沖電路圖B
圖17.脈沖的控制電路C圖18.脈沖的控制電路D圖19.脈沖的控制電路E圖20.脈沖的控制電路F圖21.該機構在接觸器、電磁閥、牽引電磁鐵等上的應用方框圖例
以下結合附圖進行詳細說明圖1至圖21是智能型無功耗離合機構的實施例。現以圖1、圖13、圖15、圖17為主進行詳述。這種離合機構由線圈骨架(1)、其外所繞的線圈(2)、線圈骨架內的鐵心(3)組成電磁鐵(A)；在一至多個電磁鐵(A)的鐵心(3)兩端各具有一至多個磁極(4)，該磁極相對處有永磁塊(5)安裝在框(6)或桿(7)上，該框在線圈外圍或桿在鐵心中心線上，這永磁塊(5)、框(6)或桿(7)組成離合部件(B)，當電磁鐵(A)為固定件時，離合部件(B)為動作件；反之，(A)為動作件，則(B)為固定件；由(A)和(B)構成的離合機構LH由控制電路板(C)和電磁鐵(A)產生的正、反電磁脈沖驅動離合，依靠永磁塊(5)與鐵心(3)吸持。為使磁力集中，電磁鐵(A)的鐵心(3)最好有園角或倒角。
離合部件(B)的框(6)的側旁可以安裝一至多個活動鐵耳(10)，它的上面固定有彈片(11)與框(6)側邊連接。或與裝有彈簧(12)的上支持片(13)連接。像接觸器、中間繼電器等開關電器，有活動耳就可以防止按下去后彈不起來。而電磁驅動離合時，活動耳卻能夠收斂，不受固定臺階的阻擋，也可以在永磁塊(5)中心上面或側邊安放活動永磁塊(18)，其作用與活動鐵耳相同。此外，為了提高該離合機構的機械壽命，在永磁塊(5)與磁極(4)之間加軟介質層(8)，或者利用線圈骨架(1)與框(6)限位防止永磁塊(5)與鐵心(3)直接碰撞。
控制電路扳(C)裝有全波的脈沖電路A，或半波的脈沖電路B和脈沖的控制電路C或D至F。在脈沖電路A或B上有儲能電容C1，它與離合機構LH電磁鐵(A)的線圈(2)串聯，線圈(2)的引線一端或電容C1的另一端連接小繼電器JA的動觸頭，在JA的常開觸頭端連接；整流電源線X1-X1，動觸頭端連接線圈(2)、和電容C1、JA的常閉觸頭連接放電回路X2-X2。此外，為防止觸頭粘接JA觸頭面上有熔點超過1100C°的導電層，該層為鎢、鉬、白金或它們的合金或碳化硅。
電磁鐵(A)縱截面為1字形或V、X、W、州、II、U字形，且彼此可以組合。
離合機構(B)中的永磁塊(5)是剖面為園或橢園、多邊形釹鐵硼類型的強永磁體。
圖21是該機構在接觸器等上的應用方框圖例。圖中KZ是圖17或圖18-20脈沖的控制電路，由該電路中的小繼電器JA控制圖15或圖16脈沖電路，在JA吸合時，產生正的電脈沖，電流通過線圈(2)對電容C1充電直至飽和，帶動接觸器CJ活動架吸合；而C1放電，反向脈沖電流通過線圈(2)，離合機構解吸，同時帶動CJ活動架釋放。
圖1--圖12的圖例可以組合應用，例如圖6就是圖1的組合，組合后永磁塊(5)的磁能可充分利用；圖7、圖12的永磁塊(5)的磁能利用率也是比較高的，其中圖7更為合理。
權利要求1.一種智能型無功耗離合機構由線圈骨架(1)、其外所繞的線圈(2)、線圈骨架內的鐵心(3)組成電磁鐵(A)，線圈外備有控制電路扳(C)，其特征是在一至多個電磁鐵(A)的鐵心(3)兩端各有一至多個磁極(4)，該磁極相對處有永磁塊(5)安裝在框(6)或桿(7)上，該框在線圈外圍或桿在鐵心的中心線上，這永磁塊(5)、框(6)或桿(7)組成離合部件(B)，當電磁鐵(A)為固定件時，離合部件(B)為動作件；反之，(A)為動作件時，則(B)為固定件；由(A)和(B)構成的無功耗離合機構LH利用控制電路扳(C)和電磁鐵(A)產生的正、反電磁脈沖驅動離合，且依靠永磁塊(5)與鐵心(3)吸持，離合部件(B)的框(6)的側旁安裝有一至多個活動鐵耳(10)，或在永磁塊上端中心或側旁安放活動小永磁塊(18)。
2.根椐權利要求1所述的離合機構，其特征在于利用永磁鎖定吸鐵，即在鐵心(3)底部兩端或前后兩側鎖舌架(17)上安裝永磁塊(5)，吸鐵(15)的中心固定鎖軸或其兩側固定鎖架(16)。
3.根據權利要求1所述的離合機構，其特征是控制板(C)裝有全波的脈沖電路A或半波的脈沖電路B和脈沖的控制電路C或D至F。
4.根據權利要求1所述的離合機構，其持征是離合部件(B)中的永磁鐵(5)是剖面為園或橢園、多邊形釹鐵硼類型的強永磁體。
5.根據權利要求1所述的離合機構，其特征是電磁鐵(A)的鐵心(3)縱截面為I字形或V、X、W、川、II、U字形，且彼此可以組合。
6.根據權利要求1所述的離合機構，其持征是電磁鐵(A)的鐵心(3)端部有園角或倒角。
7.根據權利要求1所述的離合機構，其特征是繼電器JA觸頭面上有熔點超過1100℃的導電層，該層為鎢、鉬或它們的合金或碳化硅。
專利摘要智能型無功耗離合機構屬于機電和電器類。它利用電磁脈沖驅動離合,以及永磁無功耗吸持。它由線圈架、線圈、鐵心、永磁塊及其連接框或桿和控制電路板等組成系列結構。它是接觸器、中間繼電器、斷路器、起動器、繼電器、電磁閥、牽引電磁鐵、離合器、高壓開關等的心臟部件,以該離合機構更新上述器件便成為智能型無功耗接觸器、無功耗繼電器等等。它具有識別欠壓、失壓、過壓等功能,并且完成這些電器的釋放任務。除輔助控制電路耗電0.3至1.2瓦外,永磁吸持是無功耗的,該機構離合速度快、無噪音、抗干擾、工作可靠,特別適用于開關電器。
文檔編號H01F7/06GK2273452SQ9620773
公開日1998年1月28日 申請日期1996年4月10日 優先權日1996年4月10日
發明者陳遠星, 李富生 申請人:李富生, 陳遠星