一种能够抗短路电流及灭弧的直流继电器的制作方法

1.本发明涉及继电器技术领域，特别是涉及一种能够抗短路电流及灭弧的直流继电器。


背景技术：

2.直流继电器抗短路能力是目前比较难的一项指标，目前高压直流继电器的抗短路电流已经达到16ka的级别。当短路电流通过动静触头时，动静触头之间产生的电动斥力会造成触头斥开，最终导致剧烈燃弧，使继电器失效。解决抗短路的根本在于保证触点可靠接触，不发生弹开。现有技术通常是在动簧片处加装由上轭铁和下衔铁组成的抗短路电流的导磁环，当短路电流流过动簧片时会在动簧片的周边产生环形磁场，环形磁场作用在上轭铁和下衔铁时，会使上轭铁和下衔铁产生吸力，通过将上轭铁固定在推动杆部件的u型支架的顶壁内侧，将下衔铁固定在动簧片的底面，则上轭铁和下衔铁组成的导磁环会对动簧片形成一个触点压力方向的吸力，使动静触点不发生弹开。短路电流越大，作用在导磁环上的磁感应线则越密集，此时磁感应线瞬间递增会使得上轭铁和下衔铁之间产生更大的电磁吸力。这种抗短路结构，由于上轭铁是固定在推动杆部件的u型支架处，上轭铁会随着推动杆部件的运动而移动，在超行程阶段，动静触点相接触，推动杆部件会继续向上移动，弹簧压缩形成触点压力，由于上轭铁是固定在推动杆部件的u型支架的顶壁内侧，上轭铁与下衔铁将会产生间隙，削弱了电磁吸力。因为上轭铁固定在随动的推动杆上，推动杆依靠铁芯的吸力保持不动，当短路电流大到一定程度，短路环之间产生的电磁吸力也很大，比如达到105n，此时铁芯的吸力依靠线圈产生的吸力只有100n，那么继电器将发生铁芯不保持，铁芯释放，触头分离。
3.另一方面，现有技术的直动式磁路结构的高压直流继电器通常采用磁吹灭弧，即在两个动静触头相接触处的周边设置磁钢，利用磁钢所形成的磁场实现磁吹灭弧，磁吹灭弧虽然有利于继电器灭弧，提高寿命能力，但是也会造成一个问题就是通电的动簧片在磁吹灭弧磁场下会受到洛伦茨力，由于磁吹灭弧磁路布局将导致动簧片在磁吹灭弧磁场下受的洛伦茨力向下，这样动簧片受的力是电动斥力 洛伦茨力的合力，一旦这个合力＞超程产生的触点压力，那么动静触头(动静触点)也会无法可靠接触闭合，造成弹开拉弧失效。


技术实现要素：

4.本发明的目的之一在于克服现有技术之不足，提供一种能够抗短路电流及灭弧的直流继电器，通过对抗短路结构的改进，能增大电磁吸力，从而极大地提高产品的抗短路能力，具备抗短路电流达到16ka的级别。
5.本发明的目的之二在于克服现有技术之不足，提供一种能够抗短路电流及灭弧的直流继电器，通过对灭弧磁路结构的改进，可以消除因灭弧磁场所造成的产品抗短路能力下降的弊端。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种能够抗短路电流及灭弧的直流
继电器，包括两个静触点引出端、一个直片型的动簧片和一个推动杆部件；所述动簧片装于推动杆部件中，以在推动杆部件作用下实现动簧片两端的动触点与两个静触点引出端底端的静触点相配合；所述直流继电器还包括一个固定上轭铁、一个随动上轭铁和一个下衔铁；所述固定上轭铁固定在对应于动簧片的两个动触点之间的位置处的推动杆部件的上方，所述随动上轭铁固定在对应于所述位置处的动簧片的上方的推动杆部件中，所述下衔铁固定在对应于所述位置处的动簧片的底端面；所述固定上轭铁、随动上轭铁和所述下衔铁分别沿着动簧片的宽度分布，并在触点闭合时，使所述下衔铁的两端分别与所述固定上轭铁、随动上轭铁的两端相靠近或相接触，从而在动簧片的宽度上形成两个导磁环，在动簧片出现故障大电流时，产生触点压力方向上的电磁吸力，去抵抗动簧片与静触点引出端之间因故障电流产生的电动斥力。
7.所述两个导磁环部分重叠在一起。
8.所述推动杆部件包括呈倒置形状的第一u型支架、弹簧、弹簧座和推动杆，所述推动杆的顶部与所述弹簧座相固定，所述第一u型支架的底部与所述弹簧座相固定，所述随动上轭铁固定在所述第一u型支架的顶壁内侧，所述弹簧抵在动簧片底端的下衔铁与弹簧座之间。
9.所述下衔铁的底端设有用来配合所述弹簧的安装槽，所述下衔铁的厚度大于所述随动上轭铁的厚度。
10.所述固定上轭铁、随动上轭铁分别为一字型形状，所述下衔铁为u型形状，所述第一u型支架的顶壁设有让下衔铁的u型的两侧壁向上穿出与上方的固定上轭铁相接触或相靠近的通孔；所述u型形状的下衔铁分别与一字型形状的固定上轭铁、随动上轭铁构成两个部分重叠在一起的导磁环。
11.所述下衔铁的u型的两侧壁还设有台阶，下衔铁的u型的两侧壁的台阶上的部分形成凸部以穿过所述第一u型支架的顶壁的通孔与所述固定上轭铁相接触或相靠近以构成一个导磁环，所述下衔铁的u型的两侧壁的台阶分别与所述随动上轭铁相接触或相靠近以构成另一个导磁环，两个导磁环在下衔铁处形成重叠。
12.所述随动上轭铁的两端分别设有对所述下衔铁的凸部进行让位的凹口，凹口的内侧设有能够与所述第一u型支架的顶壁的通孔相卡置的凸台。
13.所述直流继电器还包括轭铁板，所述轭铁板设有通孔，所述推动杆部件的第一u型支架、弹簧和弹簧座处在所述轭铁板上，所述推动杆部件的推动杆向下穿过轭铁板的通孔与轭铁板下方的动铁芯相固定；所述轭铁板上装有呈倒置形状的第二u型支架，所述第二u型支架的顶壁设在所述固定上轭铁的固定处，所述固定上轭铁固定在所述第二u型支架的顶壁的内侧。
14.所述第二u型支架采用抗磁材料或弱导磁材料制作而成。
15.所述固定上轭铁的厚度大于或等于所述下衔铁的厚度。
16.所述直流继电器中，在触点的旁边还配置有用于灭弧的磁钢；所述用于灭弧的磁钢为二块，所述两块磁钢分别配置在动簧片的长度的两端外的对应于动静触点的位置，且两块磁钢的相对的一面的磁极设为相反。
17.还包括两个u型轭铁夹，两个轭铁夹的u型的底壁分别与两块磁钢相背的一面相连接，两个轭铁夹的u型的两侧壁的端部分别处在与对应的动静触点相对的位置。
18.还包括两个u型轭铁夹，两个轭铁夹的u型的底壁分别与两块磁钢相背的一面相连接，两个轭铁夹的u型的两侧壁的端部分别超过所对应的动静触点相对的位置并在两个动静触点之间的中间位置处相靠近。
19.还包括两个u型轭铁夹，两个轭铁夹的u型的底壁分别适配在动簧片的宽度的两边，两个轭铁夹的u型的两侧壁的端头分别与两块磁钢的相背的一面相连接。
20.所述直流继电器中，在触点的旁边还配置有用于灭弧的磁钢；所述用于灭弧的磁钢为三块，三块磁钢中的其中两块磁钢分别配置在动簧片的宽度的两边的外侧，并处在对应于其中一动静触点的位置，且所述其中两块磁钢的朝向动静触点的一面的磁极设为相同；所述三块磁钢中的另外一块磁钢配置在动簧片的长度的其中一边的外侧，并处在对应于另一动静触点的位置，且所述另一块磁钢的极面与所述其中两块磁钢的极面大致垂直。
21.所述另一块磁钢的朝向动静触点的一面的磁极与所述其中两块磁钢的朝向动静触点的一面的磁极设为相同，以使得三块磁钢所形成的灭弧磁场在两动静触点处的吹弧方向分别朝向相反的外侧。
22.还包括两个u型轭铁夹，其中一个轭铁夹的u型的两侧边分别与所述其中两块磁钢的背向动静触点的一面相连接，所述其中一个轭铁夹的u型的底边处在所述动簧片的长度的另一边的外侧；另一个轭铁夹的u型的底边与所述另一块磁钢的背向动静触点的一面相连接，所述另一个轭铁夹的u型的两侧边分别处在动簧片的宽度的两边的外侧并与所述另一动静触点相对应。
23.与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
24.1、本发明由于采用了在直流继电器还设置一个固定上轭铁、一个随动上轭铁和一个下衔铁；且固定上轭铁固定在对应于动簧片的两个动触点之间的位置处的推动杆部件的上方，所述随动上轭铁固定在对应于所述位置处的动簧片的上方的推动杆部件中，所述下衔铁固定在对应于所述位置处的动簧片的底端面；所述固定上轭铁、随动上轭铁和所述下衔铁分别沿着动簧片的宽度分布，并在触点闭合时，使所述下衔铁的两端分别与所述固定上轭铁、随动上轭铁的两端相靠近或相接触，从而在动簧片的宽度上形成两个导磁环。本发明的这种结构可以在动簧片出现故障大电流时，能够产生触点压力方向上的电磁吸力，去抵抗动簧片与静触点引出端之间因故障电流产生的电动斥力；本发明能极大地提高产品的抗短路能力，具备抗短路电流达到16ka的级别。本发明的这种固定上轭铁、随动上轭铁和下衔铁的配合结构相对于随动上轭铁和下衔铁的配合结构，具有更强的抗短路能力。对于随动上轭铁和下衔铁的配合结构，因为上轭铁固定在随动的推动杆上，推动杆依靠铁芯的吸力保持不动，当短路电流大到一定程度，短路环之间产生的电磁吸力也很大，比如达到105n，此时铁芯的吸力依靠线圈产生的吸力只有100n，那么继电器将发生铁芯不保持，铁芯释放，触头分离。而本发明的固定上轭铁、随动上轭铁和下衔铁的配合结构，所产生的吸力，一部分分摊给铁芯保持力，一部分分摊给固定轭铁，随动上轭铁可以磁短路掉一部分极限分断时的吸力，利于分断，随动上轭铁对带载接通也是不利吸合，但是很小，因为它厚度小。
25.2、本发明由于采用了在触点的旁边还配置有用于灭弧的磁钢；用于灭弧的磁钢为二块，所述两块磁钢分别配置在动簧片的长度的两端外的对应于动静触点的位置，且两块磁钢的相对的一面的磁极设为相反。本发明的这种结构，在实现磁钢灭弧的基础上，还可以使得动簧片在两块磁钢所形成的灭弧磁场中产生的洛伦兹力大致为零，从而提高抗短路电
流能力。
26.3、本发明由于采用了在触点的旁边还配置有用于灭弧的磁钢；用于灭弧的磁钢为三块，三块磁钢中的其中两块磁钢分别配置在动簧片的宽度的两边的外侧，并处在对应于其中一动静触点的位置，且所述其中两块磁钢的朝向动静触点的一面的磁极设为相同；所述三块磁钢中的另外一块磁钢配置在动簧片的长度的其中一边的外侧，并处在对应于另一动静触点的位置，且所述另一块磁钢的极面与所述其中两块磁钢的极面大致垂直。本发明的这种结构，在实现磁钢灭弧的基础上，还可以使得动簧片在三块磁钢所形成的灭弧磁场中产生的洛伦兹力大致为零，从而提高抗短路电流能力。
27.以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种能够抗短路电流及灭弧的直流继电器不局限于实施例。
附图说明
28.图1是本发明的实施例一的局部构造的立体构造示意图；
29.图2是本发明的实施例一的局部构造(转动一个角度)的立体构造示意图；
30.图3是本发明的实施例一的局部构造的立体构造分解示意图；
31.图4是本发明的实施例一的局部构造的俯视图；
32.图5是本发明的实施例一的局部构造的主视图；
33.图6是沿图5中的a-a线的剖视图；
34.图7是本发明的实施例一的固定上轭铁、随动上轭铁、推动杆部件相配合的示意图；
35.图8是本发明的实施例一的随动上轭铁、动簧片、下衔铁和推动杆部件相配合的示意图；
36.图9是本发明的实施例一的随动上轭铁的构造示意图；
37.图10是本发明的实施例一的第一u型支架的构造示意图；
38.图11是本发明的实施例一的下衔铁的构造示意图；
39.图12是本发明的实施例二的局部构造的立体构造示意图；
40.图13是本发明的实施例二的局部构造的立体构造分解示意图；
41.图14是本发明的实施例二的局部构造的俯视图；
42.图15是本发明的实施例二的局部构造的主视图；
43.图16是沿图15中的b-b线的剖视图；
44.图17是本发明的实施例三的局部构造的立体构造示意图；
45.图18是本发明的实施例三的局部构造的立体构造分解示意图；
46.图19是本发明的实施例三的局部构造的俯视图；
47.图20是本发明的实施例三的局部构造的主视图；
48.图21是沿图20中的c-c线的剖视图。
具体实施方式
49.实施例一
50.参见图1至图11所示，本发明的一种能够抗短路电流及灭弧的直流继电器，包括两
个静触点引出端1、一个直片型的动簧片2和一个推动杆部件3；所述动簧片2装于推动杆部件3中，以在推动杆部件3作用下实现动簧片2两端的动触点与两个静触点引出端1底端的静触点相配合；本实施例中，动簧片2的两端部即构成动簧片2的动触点，静触点引出端1的底端部即构成静触点引出端1的静触点；所述直流继电器还包括一个固定上轭铁4、一个随动上轭铁5和一个下衔铁6；所述固定上轭铁4固定在对应于动簧片2的两个动触点之间的位置处的推动杆部件3的上方，所述随动上轭铁5固定在对应于所述位置处的动簧片2的上方的推动杆部件3中，所述下衔铁6固定在对应于所述位置处的动簧片2的底端面；所述固定上轭铁4、随动上轭铁5和所述下衔铁6分别沿着动簧片2的宽度分布，并在触点闭合时，使所述下衔铁6的两端分别与所述固定上轭铁4、随动上轭铁5的两端相靠近或相接触，从而在动簧片2的宽度上形成两个部分重叠在一起的导磁环，在动簧片2出现故障大电流时，产生触点压力方向上的电磁吸力，去抵抗动簧片2与静触点引出端1之间因故障电流产生的电动斥力。
51.本实施例中，所述推动杆部件3包括呈倒置形状的第一u型支架31、弹簧32、弹簧座33和推动杆34，所述推动杆34的顶部与所述弹簧座33相固定，所述第一u型支架31的底部与所述弹簧座33相固定，所述随动上轭铁5固定在所述第一u型支架31的顶壁311内侧，所述弹簧32抵在动簧片底端的下衔铁6与弹簧座33之间。
52.本实施例中，所述下衔铁6的底端设有用来配合所述弹簧的安装槽61，所述下衔铁6的厚度大于所述随动上轭铁5的厚度。
53.本实施例中，所述固定上轭铁4、随动上轭铁5分别为一字型形状，所述下衔铁6为u型形状，所述第一u型支架31的顶壁311设有让下衔铁6的u型的两侧壁向上穿出与上方的固定上轭铁4相接触或相靠近的通孔312；所述u型形状的下衔铁6分别与一字型形状的固定上轭铁4、随动上轭铁5构成两个部分重叠在一起的导磁环。
54.本实施例中，所述下衔铁6的u型的两侧壁还设有台阶62，下衔铁6的u型的两侧壁的台阶上的部分形成凸部63以穿过所述第一u型支架31的顶壁311的通孔312与所述固定上轭铁4相接触或相靠近以构成一个导磁环，所述下衔铁6的u型的两侧壁的台阶62分别与所述随动上轭铁5相接触或相靠近以构成另一个导磁环，两个导磁环在下衔铁6处形成重叠。
55.本实施例中，所述随动上轭铁5的两端分别设有对所述下衔铁6的凸部63进行让位的凹口51，凹口51的内侧设有能够与所述第一u型支架31的顶壁311的通孔312相卡置的凸台52。
56.本实施例中，所述直流继电器还包括轭铁板71，所述轭铁板71设有通孔711，所述推动杆部件的第一u型支架31、弹簧32和弹簧座33处在所述轭铁板71上，所述推动杆部件的推动杆34向下穿过轭铁板71的通孔711与轭铁板下方的动铁芯相固定；所述轭铁板71上装有呈倒置形状的第二u型支架72，所述第二u型支架72的顶壁721设在所述固定上轭铁4的固定处，所述固定上轭铁4固定在所述第二u型支架72的顶壁721的内侧。
57.所述第二u型支架72采用抗磁材料或弱导磁材料制作而成，比如采用无磁不锈钢，铝材等。
58.本实施例中，所述固定上轭铁4的厚度大于所述下衔铁6的厚度。增加固定上轭铁4的厚度，可以增大固定上轭铁4的吸力。
59.在推动杆部件3未向上移动时，受弹簧32的作用，动簧片2的上面抵在随动上轭铁5的底面，在推动杆部件3移动到合适的位置时，动簧片2两端的动触点与两个静触点引出端1
的底端分别相接触，此时，下衔铁6的u型的两侧壁的台阶62分别与随动上轭铁5相接触，下衔铁6的u型的两侧壁的凸部63与所述固定上轭铁4相接触或相靠近，随后，推动杆部件3继续向上移动，随动上轭铁5也随推动杆部件3继续向上移动，而动簧片2由于已经与两个静触点引出端1的底端相接触，动簧片2无法继续向上移动，实现触点的超行程，弹簧32提供触点压力，随动上轭铁5的底端与动簧片2的上面之间形成一定的间隙，也由此导致了随动上轭铁5的底面与下衔铁6的顶面之间存在磁间隙。本发明的这种结构，可以利用固定上轭铁4的固定不动来增加对下衔铁6的吸力，比如可以通过增加固定上轭铁4的厚度的方式来增加磁吸力，还可以利用随动上轭铁5来磁短路掉一部分极限分断时的吸力，从而利于分断。
60.本发明的一种能够抗短路电流及灭弧的直流继电器，采用了在直流继电器还设置一个固定上轭铁4、一个随动上轭铁5和一个下衔铁6；且固定上轭铁4固定在对应于动簧片2的两个动触点之间的位置处的推动杆部件3的上方，所述随动上轭铁5固定在对应于所述位置处的动簧片2的上方的推动杆部件3中，所述下衔铁6固定在对应于所述位置处的动簧片2的底端面；所述固定上轭铁4、随动上轭铁5和所述下衔铁6分别沿着动簧片2的宽度分布，并在触点闭合时，使所述下衔铁6的两端分别与所述固定上轭铁4、随动上轭铁5的两端相靠近或相接触，从而在动簧片2的宽度上形成两个部分重叠在一起的导磁环。本发明的这种结构在动簧片2出现故障大电流时，能够产生触点压力方向上的电磁吸力，去抵抗动簧片与静触点引出端之间因故障电流产生的电动斥力；本发明能极大地提高产品的抗短路能力，具备抗短路电流达到16ka的级别。本发明的这种固定上轭铁、随动上轭铁和下衔铁的配合结构相对于随动上轭铁和下衔铁的配合结构，具有更强的抗短路能力。对于随动上轭铁和下衔铁的配合结构，因为上轭铁固定在随动的推动杆上，推动杆依靠铁芯的吸力保持不动，当短路电流大到一定程度，短路环之间产生的电磁吸力也很大，比如达到105n，此时铁芯的吸力依靠线圈产生的吸力只有100n，那么继电器将发生铁芯不保持，铁芯释放，触头分离。而本发明的固定上轭铁、随动上轭铁和下衔铁的配合结构，所产生的吸力，一部分分摊给铁芯保持力，一部分分摊给固定轭铁，随动上轭铁可以磁短路掉一部分极限分断时的吸力，利于分断，随动上轭铁对带载接通也是不利吸合，但是很小，因为它厚度小。
61.实施例二
62.参见图11至图16所示，本发明的一种灭弧及抗短路电流的直流继电器，与实施例一的不同之处在于，在触点的旁边还配置有用于灭弧的磁钢81；所述用于灭弧的磁钢81为二块，所述两块磁钢81分别配置在动簧片2的长度的两端外的对应于动静触点的位置，且两块磁钢81的相对的一面的磁极设为相反。
63.本实施例中，直流继电器还包括两个u型轭铁夹82，两个轭铁夹82的u型的底壁分别与两块磁钢81相背的一面相连接，两个轭铁夹82的u型的两侧壁的端部分别超过所对应的动静触点相对的位置并在两个动静触点之间的中间位置处相靠近。
64.本发明的一种能够抗短路电流及灭弧的直流继电器，采用了在触点的旁边还配置有用于灭弧的磁钢81；用于灭弧的磁钢81为二块，所述两块磁钢81分别配置在动簧片2的长度的两端外的对应于动静触点的位置，且两块磁钢81的相对的一面的磁极设为相反。本发明的这种结构，在实现磁钢灭弧的基础上，还可以使得动簧片在两块磁钢所形成的灭弧磁场中产生的洛伦兹力大致为零，从而提高抗短路电流能力。
65.实施例三
66.参见图17至图21所示，本发明的一种灭弧及抗短路电流的直流继电器，与实施例一的不同之处在于，在触点的旁边还配置有用于灭弧的磁钢91；所述用于灭弧的磁钢91为三块，三块磁钢91中的其中两块磁钢91分别配置在动簧片2的宽度的两边的外侧，并处在对应于其中一动静触点(右边)的位置，且所述其中两块磁钢91的朝向动静触点的一面的磁极设为相同；所述三块磁钢91中的另外一块磁钢91配置在动簧片的长度的其中一边的外侧，并处在对应于另一动静触点(左边)的位置，且所述另一块磁钢91(左边)的极面与所述其中两块磁钢91(右边)的极面大致垂直。
67.本实施例中，所述另一块磁钢91(左边)的朝向动静触点的一面的磁极与所述其中两块磁钢91(右边)的朝向动静触点的一面的磁极设为相同，以使得三块磁钢91所形成的灭弧磁场在两动静触点处的吹弧方向分别朝向相反的外侧。
68.本实施例中，直流继电器还包括两个u型轭铁夹92，其中一个轭铁夹92(右边)的u型的两侧边分别与所述其中两块磁钢91(右边)的背向动静触点的一面相连接，所述其中一个轭铁夹(右边)的u型的底边处在所述动簧片2的长度的另一边(右边)的外侧；另一个轭铁夹92(左边)的u型的底边与所述另一块磁钢91(左边)的背向动静触点的一面相连接，所述另一个轭铁夹92(左边)的u型的两侧边分别处在动簧片2的宽度的两边的外侧并与所述另一动静触点(左边)相对应。
69.本发明的一种能够抗短路电流及灭弧的直流继电器，采用了在触点的旁边还配置有用于灭弧的磁钢91；用于灭弧的磁钢91为三块，三块磁钢91中的其中两块磁钢91分别配置在动簧片2的宽度的两边的外侧，并处在对应于其中一动静触点(右边)的位置，且所述其中两块磁钢91的朝向动静触点的一面的磁极设为相同；所述三块磁钢91中的另外一块磁钢91配置在动簧片2的长度的其中一边(左边)的外侧，并处在对应于另一动静触点(左边)的位置，且所述另一块磁钢91(左边)的极面与所述其中两块磁钢91(右边)的极面大致垂直。本发明的这种结构，在实现磁钢灭弧的基础上，还可以使得动簧片在三块磁钢91所形成的灭弧磁场中产生的洛伦兹力大致为零，从而提高抗短路电流能力。
70.上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。