CN212648163U - 一种拍合式电磁铁 - Google Patents

Abstract

一种拍合式电磁铁，属于低压电器技术领域。包括衔铁、轭铁、支架、导体和反力弹簧，衔铁枢设在支架上，轭铁固定在支架上，反力弹簧连接在衔铁和支架之间，通过支架的限位以及反力弹簧的作用使得衔铁与轭铁之间形成有磁间隙，特点：轭铁包括第一轭铁和第二轭铁，第一轭铁由一对面对面设置的第一侧板以及一用于连接一对第一侧板的第一底板构成，第二轭铁包括一对面对面设置的第二侧板，一对第二侧板分别设置在一对第一侧板的内侧面上，当导体流过电流时，动、轭铁之间产生电磁吸力，使得衔铁转动完成磁间隙的行程后与一对第二侧板吸合。优点：能显著提高在小电流下衔铁所受的电磁吸力矩，保证电磁铁可靠吸合。

Description

一种拍合式电磁铁

技术领域

本实用新型属于低压电器技术领域，具体涉及一种拍合式电磁铁。

背景技术

拍合式电磁铁被广泛应用于电开关中的用于带动电开关的脱扣机构脱扣的功能部件，包括可旋转的衔铁、固定的轭铁和加载电流的良导体，可旋转的衔铁与固定的轭铁两者之间的气隙构成为磁路，当良导体中通过的电流大于设定的电流时，可旋转的衔铁受到电磁吸力而向固定的轭铁转动，具体由第一位置转动到第二位置，所谓的第一位置是可旋转衔铁与固定的轭铁分离时且两者之间具有磁间隙时所处的位置，而所谓的第二位置是可旋转的衔铁向轭铁的方向运动并处于与轭铁拍合即吸合接触状态时的位置，当可旋转衔铁由第一位置变为第二位置时，衔铁上的致动杆推动脱扣机构脱扣。

拍合式电磁铁的磁路的磁阻主要集中在前述的气隙处，已有技术中的拍合式电磁铁的气隙磁阻随旋转衔铁打开角度的增大而呈线性增大，而电磁力矩近似反比于磁阻的平方，因此电磁力矩随衔铁打开角度的增大而迅速减小。于是，当拍合式电磁铁的动作电流较大时，其衔铁在前述第一位置的电磁力矩仍然可以满足动作要求。但是，当需要拍合式电磁铁的动作电流值较小时，则因第一位置的电磁力矩不足而存在衔铁无法动作的问题，或者衔铁在动作后因能量不足而无法带动电开关的脱扣机构脱扣。

如图1所示，已有技术中的拍合式电磁铁包括衔铁1、轭铁2、支架3、导体4、反力弹簧5。衔铁1安装在支架3上，反力弹簧5连接衔铁1以及支架3，衔铁1可绕转动中心O转动，并被支架3上的限位部限位，此时衔铁1和轭铁2之间构成一磁间隙。由图1的结构可知，衔铁1和轭铁2包围导体4，并且衔铁1和轭铁2两者之间的气隙构成为一个完整的磁路。当导体4中通过电流时，衔铁1受到以支架3上转动中心O为支点的逆时针力矩，当该力矩值大于反力弹簧5提供的反力矩时，衔铁1向轭铁2靠近最后与轭铁2拍合，此时衔铁1完成了由第一位置到第二位置的转变，同时衔铁1的上端带动电开关的脱扣机构脱扣。目前该种结构的拍合式电磁铁只能用于导体中有较大电流通过的情况(通常电流需大于500A)，但是，当通过导体4中的电流较小时(典型的如电流值为300A，400A)，衔铁1在第一位置时受到的电磁力矩不足以克服反力弹簧5的反力矩，从而衔铁1无法使电开关的脱扣机构脱扣。

目前解决该技术问题的思路一般是用螺管式结构替代拍合式电磁铁，但体积会增大。鉴于上述已有技术，有必要对现有拍合式电磁铁结构加以合理的改进。为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

实用新型内容

本实用新型的任务是要提供一种拍合式电磁铁，其能显著提高在小电流下衔铁所受的电磁吸力矩，从而保证电磁铁可靠吸合。

本实用新型的任务是这样来完成的，一种拍合式电磁铁，包括衔铁、轭铁、支架、导体和反力弹簧，所述的衔铁枢设在支架上，所述的导体穿过由衔铁和轭铁围成的空间，所述的轭铁固定在支架上，所述的反力弹簧连接在衔铁和支架之间，通过支架的限位以及反力弹簧的作用使得衔铁与轭铁之间形成有磁间隙，所述的轭铁包括第一轭铁和第二轭铁，所述的第一轭铁由一对彼此面对面设置的第一侧板以及一用于连接一对第一侧板的第一底板构成，使得所述第一轭铁的截面呈“］”形，所述的第二轭铁包括一对彼此面对面设置的第二侧板，一对第二侧板分别设置在一对第一侧板的相面对的内侧面上，当导体流过电流时，衔铁和轭铁之间产生电磁吸力，使得衔铁转动完成磁间隙的行程后与一对第二侧板吸合。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的一对第二侧板的两个彼此背对的面之间的距离D2大于等于衔铁的宽度D1，且，所述的一对第二侧板的两个彼此面对的面之间的距离D3小于衔铁的宽度D1。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的第二轭铁还包括一第二底板，所述的第二底板连接所述一对第二侧板，使得第二轭铁的截面呈“］”形。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述衔铁的面向轭铁的衔铁吸合面上设有附加铁芯，所述附加铁芯的宽度D4小于一对第二侧板的两个彼此面对的面之间的距离D3。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述支架包括支架底板，所述支架底板的两侧折弯构成有支架侧板一和支架侧板二，使得支架的截面呈“］”形且包覆在第一轭铁的外侧，所述第一底板与支架底板固定。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述支架侧板一和支架侧板二上对应开设有枢转孔一和枢转孔二，所述衔铁的两侧对应延设有枢置在枢转孔一中的枢转轴头一和枢置在枢转孔二中的枢转轴头二。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述衔铁的侧部对应于枢转轴头一的位置延设有限位轴，该限位轴用于衔铁转动过程中的径向限位；所述枢转轴头二上以垂直于枢转轴头二的延伸方向延设有限位凸台，该限位凸台用于衔铁转动过程中的轴向限位。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述衔铁上还延设有致动杆，所述致动杆上开设有弹簧挂置槽，所述支架底板上开设有弹簧挂槽，反力弹簧的两端分别挂置在弹簧挂置槽和弹簧挂槽上。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述支架的限位为设置在支架侧板一和/或支架侧板二上的用于与衔铁的侧端部相配合的限位部件。

本实用新型由于采用了上述结构，具有的有益效果：本结构中的轭铁包括第一轭铁和第二轭铁，第一轭铁半包围第二轭铁，第一轭铁内侧的宽度大于衔铁的宽度，第二轭铁内侧的宽度小于衔铁的宽度，在吸合位置时衔铁与第二轭铁拍合，相比现有技术，在衔铁的第一位置，减小了衔铁与轭铁之间的磁间隙，同时，增大了有效磁极面，提高了衔铁所受的电磁吸力矩，保证电磁铁在小电流下的可靠吸合；第二、衔铁的行程不变，保证了电开关脱扣机构脱扣动作的可靠性；第三、无需改变原有衔铁、轭铁等零部件，保证了零件通用化。

附图说明

图1为现有技术所述拍合式电磁铁的结构示意图。

图2为本实用新型所述拍合式电磁铁的分解示意图。

图3为本实用新型所述衔铁位于第一位置即分离时的侧视图。

图4为本实用新型所述衔铁位于第二位置即吸合时的侧视图。

图5a为本实用新型所述轭铁一实施例的结构示意图。

图5b为本实用新型所述轭铁另一实施例的结构示意图。

图6a为本实用新型所述衔铁一实施例的结构示意图。

图6b为本实用新型所述衔铁另一实施例的结构示意图。

图7为本实用新型所述衔铁和轭铁的尺寸关系图。

图8为现有技术和本实用新型的电磁铁的动轭铁间距和衔铁所受电磁力矩的关系图。

图中：1.衔铁、11.衔铁吸合面、12.附加铁芯、13.枢转轴头一、14.枢转轴头二、141.限位凸台、15.致动杆、151.弹簧挂置槽、16.限位轴；

2.轭铁、21.第一轭铁、211.第一侧板、212.第一底板、22.第二轭铁、221.第二侧板、2211.轭铁吸合面、222.第二底板；

3.支架、31.支架底板、311.弹簧挂槽、32.支架侧板一、321.枢转孔一、33.支架侧板二、331.枢转孔二、332.限位凸起；

4.导体；5.反力弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以对应附图所示的位置为基准的，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。

请参阅图2至图4，本实用新型涉及一种拍合式电磁铁，包括衔铁1、轭铁2、支架3、导体4和反力弹簧5，所述的衔铁1枢设在支架3上，所述的轭铁2固定在支架3上，所述的反力弹簧5连接在衔铁1和支架3之间，通过支架3的限位以及反力弹簧5的作用使得衔铁1与轭铁2之间形成有磁间隙。

如图2至图5a所示，所述的轭铁2包括第一轭铁21和第二轭铁22，所述第一轭铁21半包围第二轭铁22。所述的第一轭铁21由一对彼此面对面设置的第一侧板211以及一用于连接一对第一侧板211的第一底板212构成。所述第一底板212连接于所述一对第一侧板211的同一端端部，使得所述第一轭铁21的截面呈“］”形。所述的第二轭铁22包括一对彼此面对面设置的第二侧板221，一对第二侧板221分别设置在一对第一侧板211的相面对的内侧面上，如图5a所示，一对第二侧板221和第一底板212将导体4包围，衔铁1设置在“］”形第一轭铁21的开口处，使得导体4穿过衔铁1、一对第二侧板221和第一底板212围成的空间。另外，所述的第二轭铁22还可以包括一第二底板222，所述的第二底板222连接所述一对第二侧板221，具体的，所述的第二底板222连接于所述一对第二侧板221的同一端端部，使得第二轭铁22的截面呈“］”形，如图5b所示，“］”形第二轭铁22将导体4包围，衔铁1设置在“］”形第一轭铁21的开口处，使得导体4穿过衔铁1、“］”形第二轭铁22围成的空间。当导体4流过电流时，衔铁1和轭铁2之间产生电磁吸力，使得衔铁1转动完成磁间隙的行程后与一对第二侧板221吸合。

如图3至图7所示，所述的一对第二侧板221的两个彼此背对的面之间的距离D2大于等于衔铁1的宽度D1，且，所述的一对第二侧板221的两个彼此面对的面之间的距离D3小于衔铁1的宽度D1。这样，衔铁1在吸合过程中与第一轭铁21不干涉，在吸合位置，衔铁1面向轭铁2的衔铁吸合面11与第二轭铁22的第二侧板221的面向衔铁1的轭铁吸合面2211拍合。

如图6a所示，所述衔铁1的面向轭铁2的衔铁吸合面11为一平面。再如图6b所示，在衔铁吸合面11上还可以设有附加铁芯12，所述附加铁芯12的宽度D4小于一对第二侧板221的两个彼此面对的面之间的距离D3，这样，衔铁1的衔铁吸合面11与第二轭铁22的轭铁吸合面2211拍合时，所述附加铁芯12位于一对第二侧板221的两个彼此面对的面之间。

如图2和图6a所示，所述支架3包括支架底板31，所述支架底板31的两侧折弯构成有支架侧板一32和支架侧板二33，使得支架3的截面呈“］”形且包覆在第一轭铁21的外侧。所述第一轭铁21的第一底板212与支架3的支架底板31固定。所述支架侧板一32和支架侧板二33上对应开设有枢转孔一321和枢转孔二331，所述衔铁1的两侧对应延设有枢转轴头一13和枢转轴头二14，所述的枢转轴头一13、枢转轴头二14分别对应设置在枢转孔一321、枢转孔二331内。所述衔铁1的侧部对应于枢转轴头一13的位置延设有限位轴16，具体的，所述的限位轴16平行于枢转轴头一13且位于枢转轴头一13的上方或下方，该限位轴16用于衔铁1转动过程中的径向限位；所述枢转轴头二14上以垂直于枢转轴头二14的延伸方向延设有限位凸台141，该限位凸台141用于衔铁1转动过程中的轴向限位。所述衔铁1上还延设有致动杆15，所述致动杆15上开设有弹簧挂置槽151，所述支架底板31上开设有弹簧挂槽311，反力弹簧5的两端分别挂置在弹簧挂置槽151和弹簧挂槽311上。

请继续参阅图2和图3，所述支架3上设有的限位具体为设置在支架侧板一32或支架侧板二33上的限位部件，再或者在支架侧板一32和支架侧板二33上均设有限位部件。所述的衔铁1安装于限位部件与轭铁2之间，当电磁铁未通电或衔铁1所受到的电磁吸力矩小于反力弹簧5的反力矩时，所述的衔铁1抵靠在限位部件上，当衔铁1所受到的电磁吸力矩大于反力弹簧5的反力矩时，所述的衔铁1和轭铁2吸合。本实施中，所述的限位部件为凸设在支架侧板二33上的限位凸起332，所述的限位凸起332与衔铁1的侧端部相配合，具体为侧端上的背对轭铁2的面。当然，所述的限位凸起332还可以设置在支架侧板一32上，或者在支架侧板一32和支架侧板二33上均设有限位凸起332。

请继续参阅图3和图4，本实用新型所述拍合式电磁铁的工作过程是：

图3所示为衔铁1的第一位置即衔铁1与轭铁2分离时且两者之间具有磁间隙时所处的位置，此时，衔铁1受到反力弹簧5的反力作用，有绕着支点O顺时针旋转的趋势，但是由于支架3上存在限位凸台332，使得衔铁1保持在第一位置，衔铁1和轭铁2之间具有磁间隙。当导体4通过一定电流时，衔铁1所受到的电磁吸力矩大于反力弹簧5提供的反力矩时，衔铁1绕着支点O逆时针转动，直到到达第二位置即衔铁1和轭铁2吸合接触状态时的位置，如图4所示，在此过程中，第一轭铁21不影响衔铁1的运动。

对比现有的技术方案，本专利将轭铁2分为第一轭铁21以及第二轭铁22，在一定电流流经导体4的情况下，能够有效的提高衔铁1所受的电磁吸力矩，保证在小电流下，衔铁1的可靠吸合。图8所示为本专利技术方案对比现有技术方案中衔铁1所受力矩的对比。从图8中可以看出，在衔铁与轭铁的磁间距相同时，本专利技术方案中衔铁所受电磁吸力矩大于现有技术方案中衔铁所受电磁吸力矩，特别是磁间距越大，本专利技术方案中衔铁所受电磁吸力矩比现有技术方案中衔铁所受电磁吸力矩大的幅度越大。

本技术方案中，所述的衔铁1以及第一轭铁21，第二轭铁22的材料均为铁磁材料，如：低碳钢或电工纯铁；所述的支架3由非导磁材料制成，如:不锈钢；所述的导体4为铜导体，但也可以是双金属片、铝导体或铜包铝导体等。

Claims (9)

1.一种拍合式电磁铁，包括衔铁(1)、轭铁(2)、支架(3)、导体(4)和反力弹簧(5)，所述的衔铁(1)枢设在支架(3)上，所述的轭铁(2)固定在支架(3)上，所述的导体(4)穿过由衔铁(1)和轭铁(2)围成的空间，所述的反力弹簧(5)连接在衔铁(1)和支架(3)之间，通过支架(3)的限位以及反力弹簧(5)的作用使得衔铁(1)与轭铁(2)之间形成有磁间隙，其特征在于：所述的轭铁(2)包括第一轭铁(21)和第二轭铁(22)，所述的第一轭铁(21)由一对彼此面对面设置的第一侧板(211)以及一用于连接一对第一侧板(211)的第一底板(212)构成，使得所述第一轭铁(21)的截面呈“］”形，所述的第二轭铁(22)包括一对彼此面对面设置的第二侧板(221)，一对第二侧板(221)分别设置在一对第一侧板(211)的相面对的内侧面上，当导体(4)流过电流时，衔铁(1)和轭铁(2)之间产生电磁吸力，使得衔铁(1)转动完成磁间隙的行程后与一对第二侧板(221)吸合。

2.根据权利要求1所述的一种拍合式电磁铁，其特征在于所述的一对第二侧板(221)的两个彼此背对的面之间的距离D2大于等于衔铁(1)的宽度D1，且，所述的一对第二侧板(221)的两个彼此面对的面之间的距离D3小于衔铁(1)的宽度D1。

3.根据权利要求1所述的一种拍合式电磁铁，其特征在于所述的第二轭铁(22)还包括一第二底板(222)，所述的第二底板(222)连接所述一对第二侧板(221)，使得第二轭铁(22)的截面呈“］”形。

4.根据权利要求2所述的拍合式电磁铁，其特征在于所述衔铁(1)的面向轭铁(2)的衔铁吸合面(11)上设有附加铁芯(12)，所述附加铁芯(12)的宽度D4小于一对第二侧板(221)的两个彼此面对的面之间的距离D3。

5.根据权利要求1所述的一种拍合式电磁铁，其特征在于所述支架(3)包括支架底板(31)，所述支架底板(31)的两侧折弯构成有支架侧板一(32)和支架侧板二(33)，使得支架(3)的截面呈“］”形且包覆在第一轭铁(21)的外侧，所述第一底板(212)与支架底板(31)固定。

6.根据权利要求5所述的一种拍合式电磁铁，其特征在于所述支架侧板一(32)和支架侧板二(33)上对应开设有枢转孔一(321)和枢转孔二(331)，所述衔铁(1)的两侧对应延设有枢置在枢转孔一(321)中的枢转轴头一(13)和枢置在枢转孔二(331)中的枢转轴头二(14)。

7.根据权利要求6所述的一种拍合式电磁铁，其特征在于所述衔铁(1)的侧部对应于枢转轴头一(13)的位置延设有限位轴(16)，该限位轴(16)用于衔铁(1)转动过程中的径向限位；所述枢转轴头二(14)上以垂直于枢转轴头二(14)的延伸方向延设有限位凸台(141)，该限位凸台(141)用于衔铁(1)转动过程中的轴向限位。

8.根据权利要求5所述的一种拍合式电磁铁，其特征在于所述衔铁(1)上还延设有致动杆(15)，所述致动杆(15)上开设有弹簧挂置槽(151)，所述支架底板(31)上开设有弹簧挂槽(311)，反力弹簧(5)的两端分别挂置在弹簧挂置槽(151)和弹簧挂槽(311)上。

9.根据权利要求5所述的一种拍合式电磁铁，其特征在于所述支架(3)的限位为设置在支架侧板一(32)和/或支架侧板二(33)上的用于与衔铁(1)的侧端部相配合的限位部件。

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