CN217655826U - 一种直流继电器的电磁结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉继电器，尤其涉及一种高电压直流继电器。一种直流继电器的电磁结构，包括陶瓷组件和金属套筒，所述陶瓷组件至少包括静触头、陶瓷体和可伐件，在陶瓷体下面设有灭弧罩，在静触头下面有一个往复运动的运动机构，在灭弧罩外侧设有外磁钢，在灭弧罩内嵌有中间磁钢，该中间磁钢和陶瓷体之间有上导磁体，所述外磁钢与两静触头连线的外延长线相交，所述中间磁钢与外磁钢的磁场方向一致且与流经静触头的电流方向垂直。本实用新型不仅可以使直流继电器快速熄灭电弧并且可以降低触头黏连的风险，提高直流继电器的电气寿命和可靠性。

Description

一种直流继电器的电磁结构

技术领域

本实用新型涉继电器，尤其涉及一种直流继电器。

背景技术

近年来新能源汽车、充电桩和储能产业得到迅速发展，直流电气相关的产品和技术的应用越发广泛，直流继电器是用来控制直流电路接通和断开的必备元件，直流继电器的市场需求量每年都在大幅度增长。

直流继电器是由线圈和铁心构成的电磁***作为控制和执行部件，来驱动继电器内部的机构使动触头、静触头接通或断开而实现开关功能。

在带有负载的情况下，直流继电器的动触头和静触头在接触或断开瞬间会产生电弧，负载电流越大电弧强度越大，如果电弧不能快速熄灭则可能造成直流继电器炸开或烧毁；在高电压直流电气***中(如新能源汽车的电气***)，动力电池供电或者***故障时会产生远远大于额定负载电流的短路电流，通常情况下熔断器实现对短路电流的保护，然而当熔断器在分断短路电流之前，直流继电器会因为不能承受瞬间大电流而导致触头黏连的故障。

发明内容

本实用新型旨在解决现有技术的上述缺陷，提供一种直流继电器的电磁结构。本实用新型不仅可以使直流继电器快速熄灭电弧并且可以降低触头黏连的风险，提高直流继电器的电气寿命和可靠性。

本实用新型是这样实现的，一种直流继电器的电磁结构，包括陶瓷组件和金属套筒，所述陶瓷组件至少包括静触头、陶瓷体和可伐件，在陶瓷体下面设有灭弧罩，在静触头下面有一个往复运动的运动机构，在灭弧罩外侧设有外磁钢，在灭弧罩内嵌有中间磁钢，该中间磁钢和陶瓷体之间有上导磁体，所述外磁钢与两静触头连线的外延长线相交，所述中间磁钢与外磁钢的磁场方向一致且与流经静触头的电流方向垂直。

所述的一种直流继电器的电磁结构，所述运动机构中，轴依次穿过推杆、动触头、下导磁体、触头弹簧、铁心弹簧和动铁心，在轴的两端设有卡簧分别对推杆和动铁心进行限位。

所述的一种直流继电器的电磁结构，所述上导磁体和下导磁体为“U”型结构，并且围绕在所述动触头周围构成导磁回路。

所述的一种直流继电器的电磁结构，所述灭弧罩中间设有方槽，所述中间磁钢放于该方槽内，所述“U”型上导磁体将所述中间磁钢的顶面和两个侧面包围。

所述的一种直流继电器的电磁结构，所述外磁钢上设有金属片，所述金属片为导磁材料用于屏蔽外磁钢的磁场。

所述的一种直流继电器的电磁结构，所述灭弧罩和陶瓷体之间设有橡胶圈用于对上导磁体和静触头进行电气隔离。

所述的一种直流继电器的电磁结构，所述陶瓷组件与金属套筒紧密连接构成密封腔体。

所述的一种直流继电器的电磁结构，所述灭弧罩设有对外磁钢和静触头之间实现电气隔离的侧壁。

现有技术中的直流继电器通常采用一组磁钢的方式进行磁吹灭弧，电弧所在空间的磁感应强度相对较低，本实用新型中通过中间磁钢将磁感应强度大幅提升；在外磁钢和中间磁钢上侧分别设有金属片和上导磁体，起到屏蔽外部磁场的作用，避免对直流继电器外部造成干扰同时可以加强内部磁场使电弧所在空间的磁感应强度进一步增加，并且所述上导磁体和下导磁体所构成的导磁回路可以减少因电动斥力而导致触头黏连的问题。本实用新型通过强磁吹灭弧技术提升直流继电器的灭弧性能，在此基础上结合抗触头黏连的结构提升直流继电器承载短时间大电流的能力，从而提高直流继电器的电气寿命和可靠性。

附图说明

图1为所述直流继电器电磁结构的主视剖面图；

图2为所述电磁结构中陶瓷组件分解示意图；

图3为所述电磁结构中灭弧罩结构示意图；

图4为所述电磁结构中运动机构示意图；

图5为所述电磁结构中磁钢结构示意图；

图6为所述电磁结构中电磁吸力原理图。

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1-图6所示：本实用新型是这样实现的，一种直流继电器的电磁结构，包括金属套筒1和陶瓷组件2，所述金属套筒1和陶瓷组件2紧密结合构成密闭空间。

所述陶瓷组件2由静触头21、陶瓷体22和可伐件23焊接在一起，在陶瓷体22下方设有灭弧罩3，所述静触头21的下部穿过灭弧罩3的圆孔31，在灭弧罩3的中间位置设有凹槽32，在所述凹槽32内嵌有中间磁钢5，在所述中间磁钢5的外部设有上导磁体6，所述上导磁体6为“U”型结构，其顶部平面置于陶瓷体22和中间磁钢5之间，两端的折弯壁深入到灭弧罩3的方槽33中，灭弧罩3的环形密封槽34内设有橡胶圈7，所述橡胶圈7与灭弧罩3和陶瓷体22处于压紧状态对上导磁体6和静触头21进行电气隔离，并实现灭弧罩3和陶瓷体22之间的机械缓冲。

在灭弧罩3外侧有一组外磁钢4，所述外磁钢4与两静触头21连线的外延长线相交，并且磁场方向与流经静触头21的电流方向相互垂直，外磁钢4与中间磁钢5相对面的磁场方向相反，即外磁钢4与中间磁钢5的磁场方向处于相互吸引的状态，所述外磁钢4和陶瓷体22之间设有金属片8用于屏蔽外磁钢4的磁场，降低外磁钢4的磁场对外部的干扰。

在两静触头21下方有一个运动机构9，运动机构9可以相对静触头21进行往复运动，在所述运动机构9中，轴96依次穿过推杆94、动触头91、下导磁体92、触头弹簧95、铁心弹簧97和动铁心98，在轴96的两端设有卡簧93分别对推杆94和动铁心98进行限位。

当动铁心98在外力(如电磁力)作用下克服铁心弹簧97的反作用力向静触头21方向运动时，动触头91和下导磁体92同步向静触头21方向运动，当动触头91运动至与静触头21相接触时，静触头21开始受到触头弹簧95的反作用力，当动铁心98继续运动直到最大位移量(即触头弹簧达到最大压缩量时)，动铁心98停止运动，静触头21和动触头91在触头弹簧95的作用下紧密接触，此时两静触头21和动触头91构成导电回路；

当动铁心98的外力减弱或消失后，在触头弹簧95和铁心弹簧97的作用下，所述运动机构9朝向远离静触头21的方向运动，动触头91和静触头21分离，两静触头21之间的电路断开。

因两个静触头21之间导通的是高电压大电流的直流电，所述静触头21和动触头91在接触和分离的瞬间会有电弧产生，如果电弧不能尽快熄灭将可能导致直流继电器烧毁；

如果导电回路中出现短路电流，在静触头21和动触头91之间的霍姆力增加，即静触头21和动触头91之间的电动斥力加大，容易导致所述静触头和动触头之间的触头压力降低甚至相互斥开，当触头压力降低时所述静触头和动触头之间的接触电阻加大、温升升高，静触头和动触头之间因高温而导致黏连，当动触头和静触头相互斥开时，所产生的电弧将所述静触头和动触头表面的材料烧蚀至熔融状态，也可能导致触头粘连。

本专利中，因在一组外磁钢4的中间位置增加了中间磁钢5，将每个静触头21所在的磁场空间内的磁感应强度得到大幅提升，静触头21和动触头91之间的电弧可以被快速的吹开，加快电弧熄灭的速度；上导磁体6是一种导磁金属件，将中间磁钢5部分包围可以屏蔽中间磁钢5对外部的干扰，并且上导磁体6和下导磁体92包围在动触头91周围，动触头91在导通短路电流时，其周围的磁场强度加大，上导磁体6和下导磁体92之间的吸力增大，下导磁体92受到朝向上导磁体6方向的吸力使动触头91和静触头21之间的压力加大，从而防止因电动斥力导致静触头21和动触头91之间接触电阻增加或者触头斥开的现象。

Claims (8)

1.一种直流继电器的电磁结构，包括陶瓷组件和金属套筒，所述陶瓷组件至少包括静触头、陶瓷体和可伐件，在陶瓷体下面设有灭弧罩，在静触头下面有一个往复运动的运动机构，在灭弧罩外侧设有外磁钢，其特征在于，在灭弧罩内嵌有中间磁钢，该中间磁钢和陶瓷体之间有上导磁体，所述外磁钢与两静触头连线的外延长线相交，所述中间磁钢与外磁钢的磁场方向一致且与流经静触头的电流方向垂直。

2.如权利要求1中所述的一种直流继电器的电磁结构，其特征在于，所述运动机构中，轴依次穿过推杆、动触头、下导磁体、触头弹簧、铁心弹簧和动铁心，在轴的两端设有卡簧分别对推杆和动铁心进行限位。

3.如权利要求2中所述的一种直流继电器的电磁结构，其特征在于，所述上导磁体和下导磁体为“U”型结构，并且围绕在所述动触头周围构成导磁回路。

4.如权利要求3 所述的一种直流继电器的电磁结构，其特征在于，所述灭弧罩中间设有方槽，所述中间磁钢放于该方槽内，所述“U”型上导磁体将所述中间磁钢的顶面和两个侧面包围。

5.如权利要求1所述的一种直流继电器的电磁结构，其特征在于，所述外磁钢上设有金属片，所述金属片为导磁材料用于屏蔽外磁钢的磁场。

6.如权利要求1所述的一种直流继电器的电磁结构，其特征在于，所述灭弧罩和陶瓷体之间设有橡胶圈用于对上导磁体和静触头进行电气隔离。

7.如权利要求1所述的一种直流继电器的电磁结构，其特征在于，所述陶瓷组件与金属套筒紧密连接构成密封腔体。

8.如权利要求1所述的一种直流继电器的电磁结构，其特征在于，所述灭弧罩设有对外磁钢和静触头之间实现电气隔离的侧壁。

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