CN107068493A - 一种节能电磁开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及开关技术领域，具体为一种节能电磁开关，包括底座、设于底座上的转轴以及可绕转轴摆动的导电摆杆，所述导电摆杆连接有输入端子，所述导电摆杆两侧分别设有第一静触点和第二静触点，所述第一静触点和第二静触点分别连接有对应的电流输出端子；所述导电摆杆的杆体上固定安装有电磁铁，所述电磁铁两侧的底座上设有两个极性相反的左永磁体和右永磁体，所述电磁体的铁芯上缠绕有第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈通电后会产生极性相反的磁场，所述底座上还设有向第一线圈和第二线圈供电的正极接线端子和负极接线端子。

Description

一种节能电磁开关

技术领域

本发明涉及开关技术领域，具体为一种节能电磁开关。

背景技术

电磁开关是一种方便在远端控制线路切换或者通断的设备，然而现有技术的电磁开关存在诸多问题：一方面，现有技术的电磁开关保持输电端的导通往往需要对电磁铁持续供电，而电磁铁的长时间通电会带来两个问题：1、电能损耗，导通的电磁铁会消耗电能；2、电磁铁的铁芯磁化，电磁铁的铁芯由于电磁铁的线圈长期导通容易被磁化，铁芯一旦被磁化就意味着电磁开关失效；另一方面，现有技术的电磁开关不具备反馈功能，远程控制端只能通过检测输电端的通断来判断该条线路上电磁开关的工作状态，然而在复杂的电网中，多条线路交织在一起，需要用到多个电磁控制开关，若因电磁开关失效导致电路出现故障，只有一个个地检测电磁控制开关的工况，方可确定故障开关的位置 ，这将大大降低电路检修效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种节能电磁开关，该电磁开关结构简单，保持输电电路的导通时无需对电磁铁保持供电，节省电能的同时还避免了电磁铁的铁芯被磁化而失效的问题。

本发明采用如下技术方案：一种节能电磁开关，包括底座、设于底座上的转轴以及可绕转轴摆动的导电摆杆，所述导电摆杆两侧分别设有第一静触点和第二静触点，所述第一静触点和第二静触点分别连接有对应的输出端子，所述导电摆杆连接有输入端子；所述导电摆杆的杆体上固定安装有电磁铁，所述电磁铁两侧的底座上设有两个极性相反的左永磁体和右永磁体，所述电磁体的铁芯上缠绕有第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈通电后会产生极性相反的磁场，所述底座上还设有向第一线圈和第二线圈供电的正极接线端子和负极接线端子。

优选的，所述第一线圈和第二线圈共用一个负极接线端子。

进一步的，所述底座上还设有可分别控制第一线圈、第二线圈的线路通断并反馈电磁开关导通状态的左反馈装置和右反馈装置，所述左反馈装置和右反馈装置设于导电摆杆两侧，所述左反馈装置包括两个连接有左反馈回路的左反馈回路接线端子、两个连接第一线圈的第一线圈接线端子以及设于左反馈回路接线端子和第一线圈接线端子间的左动触头，所述右反馈装置包括两个连接有右反馈回路的右反馈回路接线端子、两个连接第二线圈的第二线圈接线端子以及设于右反馈回路接线端子和第二线圈接线端子间的右动触头，所述底座上还设有两块垂直于底座的挡板，所述左动触头和右动触头通过第一弹簧安装在挡板；当对第一线圈通电时，所述导电摆杆上的电磁铁产生与左永磁体极性相反的磁场从而使导电摆杆向左侧摆动直至与第一静触点接触，所述导电摆杆向左侧摆动过程中推动左动触头向左移动从而使左动触头断开与第一线圈接线端子的连接并与左反馈回路接线端子接触，所述右动触头则在第二弹簧的作用下向左移动并断开与右反馈回路接线端子的连接，进而保持与第二线圈接线端子的连接；当对第二线圈通电时，所述导电摆杆上的电磁铁产生与右永磁体极性相反的磁场从而使导电摆杆向右侧摆动直至与第二静触点接触，所述导电摆杆向右侧摆动过程中推动右动触头向右移动从而使右动触头断开与第二线圈接线端子的连接并与右反馈回路接线端子接触，所述左动触头则在第二弹簧的作用下向右移动从而断开与左反馈回路接线端子的连接，进而保持与第一线圈接线端子的连接。

再进一步的，所述导电摆杆与底座间还设有第二弹簧，所述第二弹簧一端安装在导电摆杆上，另一端安装在所述转轴正下方。

优选的，所述摆杆与第一静触点和第二静触点之间为面接触。

进一步的，所述电磁铁设于导电摆杆上靠近导电摆杆顶端，所述第二弹簧一端连接在导电摆杆靠近转轴的1\3处，另一端连接在底座上转轴的正下方。

本发明的工作过程并不复杂，其基本原理是通过远程控制端在远端控制第一线圈和第二线圈的导通，实现导电摆杆上电磁铁磁极的变化，使所述导电摆杆与第一静触点和第二静触点之间的接触状态发生相应的变化，从而实现输电线路的切换（当任意一个静触点空接时，则是实现输电线路通断控制）；此外，为了实现电磁开关的状态监测，本发明设置了左、右两个独立的反馈装置，远程控制端既可以直接采集左、右反馈装置的通断状态来实时监测电磁开关的状态，总而言之，本发明提供了一个与电磁开关导通状态一致的开关信号，利用该开关信号可以实时监测电磁开关的导通状态；而最为巧妙的地方在于，本发明利用导电摆杆的位置变化来推动左动触头和右动触头，当左动触头和右动触头因导电摆杆的推动而发生位置移动的时候，第一线圈和第二线圈的导通状态也相应发生变化，实现了本发明在执行完远程控制端的控制信号后自动切断电磁铁供电的功能。

本发明的有益效果在于：一方面，本发明所述的电磁开关在电磁铁断电的状态下仍旧能够保持其断电前的导通状态，节省了电能，避免了因电磁体长期导通所导致的铁芯磁化现象，间接的延长了电磁开关的使用寿命，另一方面，本发明所述的电磁开关能够在执行了远程控制信号后自动断开电磁铁的供电，同时还能够在开关本体上对电路的导通状态进行反馈，无需增设其他昂贵的检测设备，其结构简单，成本低廉，具有非常好的应用价值。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图。

图2为本发明实施例中包含另一种动触头结构的示意图。

图中：

1-底座 2-转轴 3-导电摆杆

4-第一静触点 5-第二静触点 6-电磁铁

7-左永磁体 8-右永磁体 9-左反馈回路接线端子

10-第一线圈接线端子 11-左动触头 12-右反馈回路接线端子

13-第二线圈接线端子 14-右动触头 15-第二弹簧

16-挡板 17-第一弹簧。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “左”、 “右”、“顶部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为了表述方便，本申请文件中部分文本对于动触头和接线端子间的接触被表述为“连接”或“相连”，需要注意的是这仅仅是为了表述方便，其实质仍然是动触头的两个触点与接线端子上的触点接触，从而使接线端子导通。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“多个”是指两个及两个以上，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

如图1-2所示，一种节能电磁开关，包括底座1、设于底座1上的转轴2和可绕转轴2摆动的导电摆杆3，所述导电摆杆3两侧分别设有第一静触点4和第二静触点5，所述导电摆杆3固定连接有电流输入端子，所述第一静触点4和第二静触点5分别连接有单独的电流输出端子，当导电摆杆3与任一一个静触点接触时，即可接通连接本电磁开关的一路输电线路；所述导电摆杆3杆体上固定安装有电磁铁6，所述底座1上设有两个极性相反的左永磁体7和右永磁体8，所述左永磁体7和右永磁体8分别设于电磁铁6两侧并保持一定间隔（该间隔至少保证所述导电摆杆3摆向任一静触点时可与该静触点良好接触），所述电磁体6的铁芯上缠绕有第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈通电会产生极性相反的磁场，所述底座上还设有向第一线圈和第二线圈供电的两个正极和一个负极接线端子（所述第一线圈和第二线圈共用给一个负极接线端子），当对第一线圈的正极上电后，所述导电摆杆3由于电磁铁6与左永磁体7产生相反的磁极因而被吸引而摆向左侧并保持与第一静触点4的接触，当对第二线圈的正极上电后，所述导电摆杆3由于电磁铁6与右永磁体8产生相反的磁极因为被吸引而摆向右侧并保持与第二静触点5的接触。

需要指出的是，不同于现有技术的电磁开关，本技术方案所述的电磁开关在第一线圈或第二线圈断电后，仍旧能够保持其现有的导通状态，对于上述技术方案来说，虽然断电后电磁铁会失去磁性，但是设于电磁铁左、右两侧的左永磁体7和右永磁铁8仍旧能够吸引电磁铁6的铁芯，这就使该电磁开关的导电摆杆3能够保持其现有位置（即电磁开关保持其第一线圈或第二线圈断电前的导通状态），所以本发明无需对电磁铁6供电来保持电磁开关导通状态，节省了电能，由于电磁铁6的通电时间和频率较现有技术的电磁开关少了很多，因而其铁芯被磁化的概率就大大的降低了，间接的延长了电磁开关的使用寿命。

进一步的，所述导电摆杆3两侧还设有左反馈装置和右反馈装置，所述左反馈装置包括两个左反馈回路接线端子9、两个第一线圈接线端子10以及设于左反馈回路接线端子9和第一线圈接线端子10间的左动触头11，所述右反馈装置包括两个右反馈回路接线端子12、两个第二线圈接线端子13以及设于右反馈回路接线端子12和第二线圈接线端子13间的右动触头14；所述底座上还设有两块垂直于底座1的挡板16，所述左动触头11和右动触头14通过第一弹簧17安装在挡板16，所述左反馈回路接线端子9和右反馈回路接线端子12分别连接左反馈回路和右反馈回路；当对第一线圈通电时，所述导电摆杆3上的电磁铁6产生与左永磁体7极性相反的磁场从而使导电摆杆3向左侧摆动直至与第一静触点4接触，所述导电摆杆3向左侧摆动过程中推动左动触头11向左移动从而使左动触头11断开与第一线圈接线端子10的连接并与左反馈回路接线端子9接触，所述右动触头14则在第二弹簧的作用下向左移动并断开与右反馈回路接线端子12的连接，进而保持与第二线圈接线端子13的连接；当对第二线圈通电时，所述导电摆杆3上的电磁铁6产生与右永磁体7极性相反的磁场从而使导电摆杆3向右侧摆动直至与第二静触点5接触，所述导电摆杆3向右侧摆动过程中推动右动触头（11）向右移动从而使右动触头14断开与第二线圈接线端子13的连接并与右反馈回路接线端子12接触，所述左动触头11则在第二弹簧的作用下向右移动从而断开与左反馈回路接线端子9的连接，进而保持与第一线圈接线端子10的连接。

还需要说明的是，实际上左反馈回路接线端子9、右反馈回路接线端子12、第一线圈接下端子10和第二线圈接线端子13均是由一组静触头连接接线柱组成（每一个静触头连接所在线路的一端的接线柱，静触头与前述的左动触头和右动触头接触从而导通该线路），为了表述方便，说明书中已经将其统称为接线端子，为避免出现疑义，特在此说明。

正如背景技术中所言，现有技术目前对于输电线路的状态监测基本上是基于输电线路的导通状态来判断，这一方法具有很大的弊端：1、检测高压输电线路导通状态的设备成本和难度较大2、在同一条线路具有多个控制开关的情况，监控输电线路的导通就不能精确的判断发生故障的设备或者位置，对于偏远山区的输电线路来说，这无疑是增加了故障排查难度。

而采用上述技术方案中所述的具有反馈装置的电磁开关就能够很好的解决这一问题，当然，为了实现更为简洁的监控方式，用户可以使用无线传输装置来传输对本发明的反馈回路接线端子采集信号，而这一点并非本发明的创新之处，在此就不多做叙述。

本发明的巧妙之处在于动触头与导电摆杆之间相互联动的，结合相对设置在底座上的四组接线端子（左反馈回路接线端子9、右反馈回路接线端子12、第一线圈接线端子10、第二线圈接线端子13），共同实现了本电磁开关的自动断电和反馈功能，特别要说明的是，对于动触头的设计，只要能够实现偏移位置即导通任一一路电路回路的功能即可，其结构的设计可以有多种方式，如图2所示，所述底座1上设置一个安装有第二弹簧17的左推杆和右推杆，在左推杆和右推杆上分别设置左动触头11和右动触头14，利用导电摆杆3对左、右推杆的推动即可以分别实现左动触头11在第一线圈接线端子10和左反馈回路接线端子9间的移动、以及右动触头14在第二线圈接线端子13和右反馈回路接线端子12间的移动，进而实现对各回路通电状态的控制。再看图1，左动触头11和右动触头14均通过第二弹簧安装在底座1的挡板16上，摆杆两侧设有滑槽，滑槽内设置两个可以左右移动的推杆，利用推杆推动左动触头11和右动触头14从而实现对各回路的通电状态的控制；毫无疑问，针对动触头和导电摆杆3的结构设计还可以有许多方案，作为本领域技术人员，实现左动触头11、右动触头14和导电摆杆3的联动是易于实现的。

另一点需要特别说明的是，本发明还有一个特别巧妙之处，当远程控制端对该电磁开关进行远程控制时，该电磁开关能够在执行完控制指令（即完成导电摆杆3与第一静触点4或第二静触点5之间接触状态的切换）后自动断开第一线圈或者第二线圈的电路回路。下面结合附图进一步说明：

以附图1所示的状态（导电摆杆3与第二静触点5接触，即第二静触点5与导电摆杆3之间的线路导通）为初始状态，该状态下由于右永磁体8对电磁铁铁芯的吸引，导电摆杆3将右动触头14向右侧推动一段距离，此时右动触头14断开与第二线圈接线端子13的连接，保持与右反馈回路接线端子12相连（即右反馈回路被接通），而位于电磁开关左侧的左动触头11则保持在自由状态-此时左动触头11离开左反馈回路接线端子9并与第一线圈接线端子10保持连接。

这时候远程控制端若对第一线圈接线端子10供电（即发出切换线路的控制信号），电磁铁6将产生与右电磁铁8相同的磁极，根据同极相斥、异极相吸的原理，所述导电摆杆3将会摆向第一静触点4，摆动过程中，由于右动触点14恢复到自由状态，右动触点14断开与右反馈控制信号接线端子12的连接并保持与第二线圈接线端子的连接。

当导电摆杆3摆动至与第一静触点4接触后，所述左推杆9被推向左侧，所述左动触头11保持与左反馈回路接线端子9的连接（即左反馈回路被接通）同时又断开与第一线圈接线端子的连接。

若需要再次将电磁开关切换回初始状态，远程控制端只需要对第二线圈进行供电即可。

在上述过程中，由于导电摆杆3和左动触头11、右动触头14等部件巧妙结合，在执行控制信号的时候，左动触头11和右动触头14还起到自动控制第一线圈回路和第二线圈回路通断的作用，这对于避免某些时候远程控制端忘记关闭控制信号导致电磁铁长时间通电非常有效，是一个非常人性化的设计。

当然，如果同时对第一线圈和第二线圈回路保持供电（即远程控制端出现异常情况，例如操作者忘记关闭某一路控制信号后又进行新的控制操作），我们分析可以发现，本发明的导电摆杆3将不停的进行左右位置摆动，远程控制端也必然会发现其采集的反馈信号异常（即左反馈回路接线端子和右反馈回路接线端子交替的采集到接通信号），这就实现了错误报警的功能，避免了操作者的误操作。

再进一步的，所述导电摆杆3与底座1间还设有第二弹簧15，所述第二弹簧15一端安装在导电摆杆3上，另一端安装在所述转轴2正下方。

对于第二弹簧的位置，本发明的基本思路是实现导电摆杆3在摆动过程中具有向左侧或者向右侧摆动的倾向性，从而实现导电摆杆3与任一一侧的静触点良好接触。本领域技术人员根据常识可以得出最为优化的方案应该是：所述第二弹簧的另一端连接在两个静触点的中点与转轴2的连线上，并且位置在转轴2 下方。

优选的，所述导电摆杆3与第一静触点4和第二静触点5之间为面接触。显而易见地，面接触有利于避免导电摆杆3与第一静触点和第二静触点之间接触不良导致的电弧事故。

进一步的，所述电磁铁6设于导电摆杆3上靠近导电摆杆3顶端，所述第二弹簧15一端连接在导电摆杆3靠近转轴2的1\3处，另一端连接在底座1上转轴2的正下方。

将电磁铁6设于靠近导电摆杆3顶端的位置，能够增大电磁铁6的工作力矩，减少电磁铁6的线圈的工作电流，另一方面，这样布置还有利于第二弹簧15的安装，对于本发明来说，第二弹簧15起到增加导电摆杆3与第一静触点4或第二静触点5接触力度的效果，在实际应用中，振动、电磁场的干扰可能使导电摆杆3的位置发生轻微偏转，这时候很容易造成电弧事故，而设有第二弹簧15的电磁开关能够完全不受上述干扰，大大提高了整个电磁开关的可靠性。

最后还需要强调一点的是，本发明的结构简单，其实现反馈和电磁铁线圈供电控制的机械结构并不涉及复杂的电路和机械装置，因而其可靠性高，不容易出现故障。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (6)

1.一种节能电磁开关，包括底座（1）、设于底座（1）上的转轴（2）以及可绕转轴（2）摆动的导电摆杆（3），所述导电摆杆（3）左右两侧分别设有第一静触点（4）和第二静触点（5），所述第一静触点（4）和第二静触点（5）分别连接有相应的电流输出端子，所述导电摆杆（3）连接有电流输入端子；所述导电摆杆（3）的杆体上固定安装有电磁铁（6），所述电磁铁（6）两侧的底座（1）上设有两个极性相反的左永磁体（7）和右永磁体（8），所述电磁体（6）的铁芯上缠绕有第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈通电后会产生极性相反的磁场，所述底座上还设有分别向第一线圈和第二线圈供电的两个正极接线端子和两个负极接线端子。

2.根据权利要求1所述的一种节能电磁开关，其特征在于：所述第一线圈和第二线圈共用一个负极接线端子。

3.根据权利要求1所述的一种节能电磁开关，其特征在于：所述底座（1）上还设有可分别控制第一线圈、第二线圈的线路通断并反馈电磁开关导通状态的左反馈装置和右反馈装置，所述左反馈装置和右反馈装置设于导电摆杆（3）两侧，所述左反馈装置包括两个连接有左反馈回路的左反馈回路接线端子（9）、两个连接第一线圈的第一线圈接线端子（10）以及设于左反馈回路接线端子（9）和第一线圈接线端子（10）间的左动触头（11），所述右反馈装置包括两个连接有右反馈回路的右反馈回路接线端子（12）、两个连接第二线圈的第二线圈接线端子（13）以及设于右反馈回路接线端子（12）和第二线圈接线端子（13）间的右动触头（14），所述底座（1）上还设有两块垂直于底座（1）的挡板（16），所述左动触头（11）和右动触头（14）通过第一弹簧（17）安装在挡板（16）上；当对第一线圈通电时，所述导电摆杆（3）上的电磁铁（6）产生与左永磁体（7）极性相反的磁场从而使导电摆杆（3）向左侧摆动直至与第一静触点（4）接触，所述导电摆杆（3）向左侧摆动过程中推动左动触头（11）向左移动从而使左动触头（11）断开与第一线圈接线端子（10）的连接并与左反馈回路接线端子（9）接触，所述右动触头（14）则在第二弹簧的作用下向左移动并断开与右反馈回路接线端子（12）的连接，进而保持与第二线圈接线端子（13）的连接；当对第二线圈通电时，所述导电摆杆（3）上的电磁铁（6）产生与右永磁体（7）极性相反的磁场从而使导电摆杆（3）向右侧摆动直至与第二静触点（5）接触，所述导电摆杆（3）向右侧摆动过程中推动右动触头（11）向右移动从而使右动触头（14）断开与第二线圈接线端子（13）的连接并与右反馈回路接线端子（12）接触，所述左动触头（11）则在第二弹簧的作用下向右移动从而断开与左反馈回路接线端子（9）的连接，进而保持与第一线圈接线端子（10）的连接。

4.根据权利要求1所述的一种节能电磁开关，其特征在于：所述导电摆杆（3）与底座（1）间还设有第二弹簧（15），所述第二弹簧（15）一端安装在导电摆杆（3）上，另一端安装在所述转轴（2）正下方。

5.根据权利要求1所述的一种节能电磁开关，其特征在于：所述导电摆杆（3）与第一静触点（4）和第二静触点（5）之间为面接触。

6.根据权利要求1所述的一种节能电磁开关，其特征在于：所述电磁铁（6）设于导电摆杆（3）上靠近导电摆杆（3）顶端，所述第二弹簧（15）一端连接在导电摆杆（3）靠近转轴（2）的1\3处，另一端连接在底座（1）上转轴（2）的正下方。