CN111081498B - 一种用于交流接触器电磁机构的自锁装置 - Google Patents
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Abstract
本发明用于交流接触器电磁机构的自锁装置，初始位置时锁止片不在卡槽位置，被主铁芯顶端的限位体顶住限位，杠杆压住行程开关保持闭合，主线圈通入交流电时，主铁芯吸合，限位体向上伸出，锁止片移动至卡槽位置卡入卡槽内，复位弹簧拉动杠杆反向逆时针旋转，释放行程开关，主线圈失电，但由于锁止片与卡槽的作用，主铁芯被锁定在吸合位置上，此时辅助线圈无电，辅助铁芯处于自由状态而随杠杆抬起；释放时线圈工作回路内的电源断电，辅助线圈接收指令信号快速吸合，辅助铁芯向下拉，杠杆顺时针正向旋转，锁止片脱离卡槽，主铁芯复位，杠杆压动行程开关闭合，使主线圈恢复到初始位置，结构简单紧凑，吸合和释放过程简单可靠，操作方便，稳定性好，无电流损耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于交流接触器电磁机构的自锁装置。
背景技术
用于输配电的电器开关等设备，如交流接触器等，经常采用各类由线圈、铁芯、复位装置等构成的电磁机构；但在很多场合下线圈吸合后需要持续给线圈供电以保持电磁机构的正常工作状态，如交流接触器、电磁式控制与保护开关等电磁机构在工作过程处于吸合位置时就需持续给线圈供电，以保持在吸合状态；传统电磁机构结构复杂，持续通电能耗高，线圈长时间通电易烧损，可靠性差，遇到突发干扰状况时机构易失效；而采用其他机械结构提供的辅助联锁功能，大多结构复杂、操作不方便、可靠性不易保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够在电磁机构吸合状态下保持自锁，结构简单紧凑，能耗低，吸合和释放过程简单可靠，操作方便的用于交流接触器电磁机构的自锁装置。
本发明用于交流接触器电磁机构的自锁装置，包括有由主线圈和主铁芯构成的电磁机构，其特征在于：主铁芯顶端固定连接一限位体，限位体与主铁芯之间连接段直径小于限位体，构成卡槽；在主线圈通电吸合时，限位体随主铁芯向上伸出，主线圈失电时限位体随主铁芯在内部复位机构（包括复位弹簧等）作用下向下退回；主线圈支架上固定安装有一安装座，安装座上方通过铰接轴安装有一杠杆，杠杆中部连接有能够随杠杆一起摆动的锁止片，锁止片位于主铁芯一侧，在自锁位置时，锁止片反向摆动能够卡入卡槽将主铁芯锁定，在初始位置时，限位体能够限位顶住锁止片，使得杠杆压住主线圈的线圈工作回路内一行程开关，保持线圈工作回路导通；杠杆一端连接有能够瞬时压动杠杆正向摆动的瞬时驱动机构，杠杆另一端连接有反向复位弹簧；
所述瞬时驱动机构包括有一个辅助电磁线圈，和一个由辅助电磁线圈驱动伸缩的辅助铁芯，辅助铁芯与杠杆连接；在通入瞬时电流时，瞬时动作的辅助铁芯能够完成一次压动杠杆正向摆动的动作；
所述复位弹簧连接在杠杆后端与安装座之间，安装座上还设置有能够对杠杆的反向摆动行程限位的限位面；
所述瞬时驱动机构和行程开关均固定安装在安装座上；
所述辅助铁芯上部具有直径较小的颈部，杠杆通过端部的U形插槽与该颈部配合插接，辅助铁芯吸合时能够利用颈部的限位拉动杠杆；
所述反向复位弹簧为拉簧，行程开关为微动开关；
所述主线圈具有一个控制电路，控制电路包括线圈工作回路和控制回路；所述线圈工作回路包括连接在交流电源输入端之间的主线圈和行程开关K1；所述控制回路包括与交流电源输入端连接的整流电路，整流电路的直流输出端两极之间连接控制单元、辅助电磁线圈和充电电容构成直流充放电回路；控制单元能够控制充电电容的充放电和时间。
本发明用于交流接触器电磁机构的自锁装置，初始位置时锁止片不在卡槽位置，被主铁芯顶端的限位体顶住限位，杠杆压住行程开关保持闭合，主线圈通入交流电时，主铁芯吸合，限位体向上伸出，锁止片移动至卡槽位置卡入卡槽内，复位弹簧拉动杠杆反向逆时针旋转，释放行程开关，主线圈失电，但由于锁止片与卡槽的作用，主铁芯被锁定在吸合位置上，此时辅助线圈无电，辅助铁芯处于自由状态而随杠杆抬起；释放时线圈工作回路内的电源断电，辅助线圈接收指令信号快速吸合，辅助铁芯向下拉，杠杆顺时针正向旋转，锁止片脱离卡槽，主铁芯复位，杠杆压动行程开关闭合，使主线圈恢复到初始位置，结构简单紧凑，吸合和释放过程简单可靠，操作方便，稳定性好，能耗低。
附图说明
图1是本发明实施例用于交流接触器电磁机构的自锁装置平面结构示意图；
图2是本发明实施例用于交流接触器电磁机构的自锁装置在初始位置时剖面结构示意图；
图3是本发明实施例用于交流接触器电磁机构的自锁装置在吸合状态锁定后剖面结构示意图；
图4是本发明实施例的电路图。
具体实施方式
如图所示，一种用于交流接触器电磁机构的自锁装置，主体结构采用常规由主线圈1和主铁芯8构成的电磁机构，通过主线圈1控制主铁芯8伸出，或者在主线圈1内部复位弹簧构成的复位机构作用下向内缩回，执行分闸或者合闸动作。
本实施例中，在主铁芯8的顶端连接一同轴向上伸出的圆柱状限位体8，限位体8与主铁芯之间连接段直径小于限位体8，限位体8与主铁芯之间连接段直径小于限位体，构成卡槽81，在主线圈1通电吸合时，在电磁感应力作用下，限位体8随主铁芯向上伸出，主线圈失电时限位体8随主铁芯在内部复位机构（包括复位弹簧等）的作用下向下退回。
并在主线圈1的支架上方固定一个安装座5，安装座5大致为U形结构，通过U形结构的底板固定安装连接在主线圈1的支架上，安装座5的底板中部设置缺口以便限位体随主铁芯8向上伸出或者缩回；在安装座5的U形结构一端设置一竖直向上的限位挡板51，在挡板51内侧固定安装一微动开关构成行程开关6，在外侧固定安装一辅助电磁线圈2，辅助电磁线圈2内部设置辅助铁芯3，构成瞬时驱动机构；在安装座5的上方设置一横向杠杆7，杠杆7的中部通过铰接轴铰接连接在安装座上；在铰接轴9相对于行程开关6的另一侧固定连接一能够随杠杆7一起摆动的锁止片71，在自锁位置时，锁止片71反向逆时针摆动能够卡入卡槽81将主铁芯锁定，在初始位置时，限位体8的外圆周面能够限位顶住锁止片71，使得杠杆7压住主线圈1的线圈工作回路内的行程开关6，保持线圈工作回路导通；
在辅助铁芯3上部设置一段直径较小的颈部，使得辅助铁芯的顶部上方构成一个限位压块4，在杠杆7对应限位压块4的端部设置一圆形开口限位槽构成U形插槽，杠杆7通过U形插槽配合限位卡接在限位压块4下方的颈部，辅助电磁线圈2瞬时动作时通过限位压块4上部的限位台阶压动杠杆7绕铰接轴9正向摆动；在杠杆7的另一端连接一个由拉簧构成的反向复位弹簧10，杠杆7正向摆动时反向复位弹簧受力拉伸，可以通过反向复位弹簧10的弹性回复力拉动杠杆7反向复位。
行程开关6连接在主线圈1的线圈工作回路内，杠杆7正向摆动时压动行程开关6控制主线圈L1的线圈工作回路闭合导通，反向摆动时线圈工作回路开断。
进一步地，反向复位弹簧10的上端限位固定在杠杆7的端部，下端限位固定在安装座5的U形结构一侧侧壁上，安装座5的U形结构另一侧侧壁上与反向复位弹簧10相对应的部分构成杠杆7反向复位的限位结构51。
再进一步地，在行程开关6固定安装在挡板52内侧的安装座底板上，结构紧凑，占用空间少。
本发明实施例的控制原理，如图2所示，工作前机构处于初始位置，限位体8在初始位置时随主铁芯缩回主线圈1的内部，主线圈1失电，整个机构处于无电状态；辅助线圈2也失电，辅助铁芯3处于自由状态，杠杆7连接在辅助铁芯3上端，锁止片71不在卡槽81位置，被限位体8的限位顶住，杠杆7不能旋转，同时拉住复位弹簧10，行程开关6被杠杆7压住闭合；
需要合闸时，主线圈1通入交流电，限位体8随主铁芯向上伸出，锁止片71移动至卡槽81位置卡入卡槽81内，杠杆7在复位弹簧10的弹性回复力作用下反向逆时针旋转，释放行程开关，锁止片71移动进入卡槽81锁定，主线圈1断电，但由于锁止片71与卡槽81的作用，主铁芯被锁定在吸合位置上，此时辅助线圈2无电，辅助铁芯3处于自由状态而随杠杆7抬起；
释放时辅助线圈接收指令信号快速吸合，辅助铁芯向下拉，杠杆顺时针正向旋转，锁止片脱离卡槽，主铁芯复位，杠杆7压动行程开关6闭合，使主线圈1恢复到如图1所示初始位置，准备下一次动作，循环运行；此时，主线圈、辅助线圈均不工作。
图4是本发明实施例一的电路图，包括有直流充电回路和交流线圈工作回路；充电回路包括有辅助线圈L1和充电电容C4，线圈工作回路包括有行程开关K1和主线圈L2；
当需要主线圈L2工作时，通交流电源输入电流，经整流电路输出直流电流，控制单元启动直流充电回路，直流电流经过电路快速为充电电容充电，瞬间充满；另一条电路为主线圈L2的线圈工作回路供电，此时行程开关K1处于闭合状态，主线圈L2得电吸合，完成吸合并锁定的动作，主铁芯被锁止片锁定后，K1被释放断开，线圈工作回路失电，完成吸合断电保持过程；
当指令电路失电、主线圈释放时，将交流电源断电，直流端无电压，电容放电，给辅助线圈L1供电，使得辅助线圈L1动作吸合一次；
电容所储电能通过电路打开Q2，快速通过辅助线圈L1对充电电容C4放电，使辅助线圈L1动作吸合一次，拉动机构释放电磁机构,失电时快速打开电路对电磁铁进行放电。本申请通过控制电路控制各步骤按时序动作，结构简单紧凑，效果好。
Claims (7)
1.一种用于交流接触器电磁机构的自锁装置，包括有由主线圈和主铁芯构成的电磁机构，其特征在于：主铁芯顶端固定连接一限位体，限位体与主铁芯之间连接段直径小于限位体的直径，构成卡槽；在主线圈通电吸合时，限位体随主铁芯向上伸出，主线圈失电时限位体随主铁芯在内部复位机构作用下向下退回；主线圈支架上固定安装有一安装座，安装座上方通过铰接轴安装有一杠杆，杠杆中部连接有能够随杠杆一起摆动的锁止片，锁止片位于主铁芯一侧，在自锁位置时，锁止片反向摆动能够卡入卡槽将主铁芯锁定，在初始位置时，限位体能够限位顶住锁止片，使得杠杆压住主线圈的线圈工作回路内一行程开关，保持线圈工作回路导通；杠杆一端连接有能够瞬时压动杠杆正向摆动的瞬时驱动机构，杠杆另一端连接有反向复位弹簧。
2.根据权利要求1所述用于交流接触器电磁机构的自锁装置，其特征在于：所述瞬时驱动机构包括有一个辅助电磁线圈，和一个由辅助电磁线圈驱动伸缩的辅助铁芯，辅助铁芯与杠杆连接；在通入瞬时电流时，瞬时动作的辅助铁芯能够完成一次压动杠杆正向摆动的动作。
3.根据权利要求1或2所述用于交流接触器电磁机构的自锁装置，其特征在于：所述复位弹簧连接在杠杆后端与安装座之间，安装座上还设置有能够对杠杆的反向摆行程限位的限位面。
4.根据权利要求3所述用于交流接触器电磁机构的自锁装置，其特征在于：所述瞬时驱动机构和行程开关均固定安装在安装座上。
5.根据权利要求2所述用于交流接触器电磁机构的自锁装置，其特征在于：所述辅助铁芯上部具有直径较小的颈部，杠杆通过端部的U形插槽与该颈部配合插接。
6.根据权利要求1、2、4、5之一所述用于交流接触器电磁机构的自锁装置，其特征在于：所述反向复位弹簧为拉簧，行程开关为微动开关。
7.根据权利要求6所述用于交流接触器电磁机构的自锁装置，其特征在于：所述主线圈具有一个控制电路，控制电路包括线圈工作回路和控制回路；所述线圈工作回路包括连接在交流电源输入端之间的主线圈和行程开关；所述控制回路包括与交流电源输入端连接的整流电路，整流电路的直流输出端两极之间连接控制单元、辅助电磁线圈和充电电容构成直流充放电回路；控制单元能够控制充电电容的充放电和时间。
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