專利名稱：永磁接觸器及其控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種永磁式接觸器，用于開關(guān)設(shè)備、控制設(shè)備和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，對(duì)主電路進(jìn)行合分閘操作，屬于接觸器制造的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的接觸器是通過(guò)電磁線包得電產(chǎn)生磁場(chǎng)，來(lái)維持觸頭的吸合狀態(tài)。線包通電吸合期間，一方面要消耗電能，由于運(yùn)行時(shí)工作電流大，電能損失在磁滯、渦流及短路環(huán)上，線包的有功功耗大部分變?yōu)闊崃慷鴵p失；另一方面，會(huì)經(jīng)常發(fā)生線包燒毀現(xiàn)象。當(dāng)電源電壓過(guò)低時(shí)，電磁力會(huì)顯著減?。划?dāng)交流電過(guò)零時(shí)，在復(fù)位彈簧作用下，接觸器動(dòng)鐵芯連同主觸頭會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，不僅會(huì)縮短接觸器的使用壽命，而且會(huì)影響供電可靠性。
永磁接觸器采用永磁保持，線包通正反向電流實(shí)現(xiàn)合分閘。接觸器吸合期間線包不通電、不耗能，避免了線包燒毀現(xiàn)象。釹鐵硼稀土永磁材料磁能積高，較小體積的永磁即可滿足接觸器靜態(tài)保持力的要求。我國(guó)稀土永磁材料資源豐富、性能穩(wěn)定，采用稀土永磁的永磁接觸器適合于大面積推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題；本實(shí)用新型的目的是提供一種永磁接觸器及其控制裝置，永磁接觸器在運(yùn)行期間，線包無(wú)燒毀現(xiàn)象；電網(wǎng)電壓波動(dòng)，觸頭不會(huì)發(fā)生震顫現(xiàn)象；在欠壓狀態(tài)下，自動(dòng)切斷負(fù)載，實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)。
技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的永磁接觸器采用如下技術(shù)方案本發(fā)明的接觸器控制裝置由過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、斷電執(zhí)行部分組成。
在兩塊靜鐵芯之間設(shè)有一塊永久磁鋼，使兩塊靜鐵芯和一塊永久磁鋼形成一個(gè)“U”字形的整體，在左右兩塊靜鐵芯上各有一個(gè)線包，兩線包之間相串聯(lián)連接，且極性方向相同；塔型彈簧支撐在線包的骨架上；塔型彈簧的上端與動(dòng)鐵芯相連。動(dòng)鐵芯、靜鐵芯由普通的電工純鐵做成，永久磁鋼采用高磁能積的釹鐵硼材料。
本實(shí)用新型的永磁接觸器的控制裝置由過(guò)壓保護(hù)部分、整流部分、欠壓判斷部分、斷電執(zhí)行部分、線包所組成；過(guò)壓保護(hù)部分的輸出端分別接整流部分，整流部分的輸出端接欠壓判斷部分，欠壓判斷部分的輸出端接斷電執(zhí)行部分，斷電執(zhí)行部分的輸出端接線包。
在電路結(jié)構(gòu)上，該控制裝置由壓敏電阻R1接整流二極管D1～D4組成的橋式整流電路，整流電路的輸出端分別與二極管D5、D6、D7的正極相連；二極管D5的負(fù)極與電容C1、電阻R2相連，電阻R3、電容C2、穩(wěn)壓二極管D8并聯(lián)在第一VMOS管Q2的柵極與源極之間；二極管D6的負(fù)極與電容C3、電阻R4相連，電阻R5與三極管Q1的基極與發(fā)射極兩端并聯(lián)，三極管Q1的基極接在電阻R4與電阻R5之間；二極管D7的負(fù)極分別接電阻R6、電阻R7、電容C4，電阻R6的另一端分別與三極管Q1的集電極、穩(wěn)壓二極管D9、第二VMOS管Q3的柵極接，電阻R7與第二VMOS管Q3的漏極相連，電容C4與線包J串聯(lián)，第一VMOS管Q2的漏極與電容C3、電阻R5、三極管Q1的發(fā)射極、穩(wěn)壓二極管D9、第二VMOS管Q3的源極、線包J相連，第一VMOS管Q2的源極與穩(wěn)壓二極管D8、電容C2、電阻R3、電容C1相連后匯集到整流橋的負(fù)極。
有益效果本實(shí)用新型根據(jù)GB14048.4-2003設(shè)計(jì)用于低壓開關(guān)設(shè)備、控制設(shè)備和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的永磁式接觸器。永磁接觸器在運(yùn)行期間，線包無(wú)燒毀現(xiàn)象，電網(wǎng)電壓波動(dòng)，觸頭不會(huì)發(fā)生震顫現(xiàn)象。在欠壓狀態(tài)下，自動(dòng)切斷負(fù)載，實(shí)現(xiàn)欠壓保護(hù)。發(fā)明的接觸器欠壓斷電范圍交流20％～75％，可以根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行設(shè)定。
所述實(shí)用新型的接觸器優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省材料，成本低、能耗小，具有過(guò)壓和欠壓保護(hù)功能，掉電分閘，分?jǐn)嗄芰?qiáng)。


圖1為本實(shí)用新型接觸器的結(jié)構(gòu)示意圖；其中有動(dòng)鐵芯1、塔型彈簧2、線包3、靜鐵芯4、永久磁鋼5。
圖2為適合于交流接觸器的控制電路框圖。其中有過(guò)壓保護(hù)部分61、整流部分62、欠壓判斷部分63、斷電執(zhí)行部分64、線包65。
圖3為適合于交流接觸器的控制電路示意圖。
以上的電路中有外接交流電源AC，停止按鈕TA，起動(dòng)按鈕QA，接觸器輔助觸點(diǎn)J，壓敏電阻R1，二極管D1～D7，穩(wěn)壓二極管D8～D9，電容C1～C4，電阻R2～R7，三極管Q1，第一VMOS管Q2、第二VMOS管Q3，接觸器線包J。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的永磁接觸器，由動(dòng)鐵芯1、靜鐵芯4、永久磁鋼5、線包3、塔型彈簧2以及控制電路組成，其特征在于在兩塊靜鐵芯4之間設(shè)有一塊永久磁鋼5，使兩塊靜鐵芯4和一塊永久磁鋼5形成一個(gè)“U”字形的整體，在左右兩塊靜鐵芯4上各有一個(gè)線包3，兩線包3之間相串聯(lián)連接，且極性方向相同；塔型彈簧2支撐在線包3的骨架上；塔型彈簧2的上端與動(dòng)鐵芯1相連。動(dòng)鐵芯1、靜鐵芯4由普通的電工純鐵做成，永久磁鋼5采用高磁能積的釹鐵硼材料。
如圖1所示，合閘時(shí)，線包通正向電流，與磁鋼磁場(chǎng)方向一致，這時(shí)，磁鋼5、靜鐵芯4、氣隙、動(dòng)鐵芯1形成磁路，當(dāng)吸力大于阻力時(shí)，動(dòng)鐵芯向下運(yùn)動(dòng)，使觸頭閉合。分閘時(shí)，線包通反向電流，線包產(chǎn)生的磁勢(shì)與磁鋼的磁勢(shì)相反，當(dāng)彈簧的反力大于阻力時(shí)，動(dòng)鐵芯向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)觸頭實(shí)現(xiàn)分閘。所述發(fā)明的接觸器動(dòng)、靜鐵芯由普通的電工純鐵做成，替代普通接觸器的硅鋼片，體積也相應(yīng)減小。永久磁鋼采用高磁能積的釹鐵硼材料，能產(chǎn)生較大的靜態(tài)保持力。
永磁接觸器的控制裝置由過(guò)壓保護(hù)部分61、整流部分62、欠壓判斷部分63、斷電執(zhí)行部分64、線包65所組成；過(guò)壓保護(hù)部分61的輸出端分別接整流部分62，整流部分62的輸出端接欠壓判斷部分63，欠壓判斷部分63的輸出端接斷電執(zhí)行部分64，斷電執(zhí)行部分64的輸出端接線包65。
交流控制電路實(shí)施方式如圖2所示。壓敏電阻R1接整流二極管D1～D4組成的橋式整流電路，再分別與二極管D5、D6、D7的正極相連；二極管D5的負(fù)極與電容C1、電阻R2相連，電阻R3、電容C2、穩(wěn)壓二極管D8并聯(lián)在第一VMOS管Q2的柵極與源極之間；二極管D6的負(fù)極與電容C3、電阻R4相連，電阻R5與三極管Q1的基極與發(fā)射極兩端并聯(lián)，三極管Q1的基極接在電阻R4與電阻R5之間；二極管D7的負(fù)極分別接電阻R6、電阻R7、電容C4，電阻R6的另一端分別與三極管Q1的集電極、穩(wěn)壓二極管D9、第二VMOS管Q3的柵極連接，電阻R7與第二VMOS管Q3的漏極相連，電容C4與線包J串聯(lián)，第一VMOS管Q2的漏極與電容C3、電阻R5、三極管Q1的發(fā)射極、穩(wěn)壓二極管D9、第二VMOS管Q3的源極、線包J相連。第一VMOS管Q2的源極與穩(wěn)壓二極管D8、電容C2、電阻R3、電容C1相連后匯集到整流橋的負(fù)極。當(dāng)控制電源電壓在85％～110％范圍內(nèi)，按下起動(dòng)按鈕QA，電流分成三路。一路流經(jīng)二極管D5，此時(shí)，第一VMOS管Q2漏極和源極可靠導(dǎo)通；另一路流經(jīng)二極管D6，電阻R5上的電位抬高，使三極管Q1處于導(dǎo)通狀態(tài)，三極管Q1的集電極端的電位下拉，使第二VMOS管Q3漏極和源極處于截止?fàn)顟B(tài)；最后一路經(jīng)二極管D7流向電容C4和線包J，一方面，對(duì)電容充電，為掉電或欠壓分閘儲(chǔ)能，另一方面，流經(jīng)線包的電流產(chǎn)生磁勢(shì)，與磁鋼磁勢(shì)方向一致，使接觸器完成合閘操作。當(dāng)失電或電源電壓在20％～75％范圍內(nèi)，第一VMOS管Q2關(guān)斷，三極管Q1截止，第二VMOS管Q3的柵極電壓升高，第二VMOS管Q3漏源極導(dǎo)通，電容C4通過(guò)電阻R7、第二VMOS管Q3、線包J形成放電回路，線包J產(chǎn)生與磁鋼相反的磁勢(shì)，當(dāng)彈簧的反力大于阻力時(shí)，動(dòng)鐵芯與靜鐵芯分離，實(shí)現(xiàn)分閘操作。
此外，關(guān)于結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施方式
還可為E型結(jié)構(gòu)、圓形結(jié)構(gòu)等，可以根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行實(shí)施，在此不再贅述。
權(quán)利要求1.一種永磁接觸器，其特征在于在兩塊靜鐵芯(4)之間設(shè)有一塊永久磁鋼(5)，使兩塊靜鐵芯(4)和一塊永久磁鋼(5)形成一個(gè)“U”字形的整體，在左右兩塊靜鐵芯(4)上各有一個(gè)線包(3)，兩線包(3)之間相串聯(lián)連接，且極性方向相同；塔型彈簧(2)支撐在線包(3)的骨架上；塔型彈簧(2)的上端與動(dòng)鐵芯(1)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁接觸器，其特征在于動(dòng)鐵芯(1)、靜鐵芯(4)由普通的電工純鐵做成，永久磁鋼(5)采用高磁能積的釹鐵硼材料。
專利摘要永磁接觸器及其控制裝置涉及一種永磁式接觸器，用于開關(guān)設(shè)備、控制設(shè)備和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，對(duì)主電路進(jìn)行合分閘操作，永磁接觸器在兩塊靜鐵芯(4)之間設(shè)有一塊永久磁鋼(5)，使兩塊靜鐵芯和一塊永久磁鋼形成一個(gè)“U”字形的整體，在左右兩塊靜鐵芯上各有一個(gè)線包(3)，兩線包(3)之間相串聯(lián)連接，且極性方向相同；塔型彈簧(2)支撐在線包的骨架上；塔型彈簧的上端與動(dòng)鐵芯(1)相連。該控制裝置的過(guò)壓保護(hù)部分(61)的輸出端分別接整流部分(62)，整流部分的輸出端接欠壓判斷部分(63)，欠壓判斷部分的輸出端接斷電執(zhí)行部分(64)，斷電執(zhí)行部分的輸出端接線包(65)。
文檔編號(hào)H02H3/20GK2826672SQ20052007344
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者林鶴云, 房淑華 申請(qǐng)人:東南大學(xué)