用于机电开关装置与电磁继电器的电磁系统制造方法及图纸

一种用于机电开关装置的电磁系统（１００）。该电磁系统（１００）包括：一个电磁线圈系统（１０６）；一个铁芯回路（１０８），包括一个铁芯（１１０）和一个被电磁线圈系统（１０６）部分包围着的磁轭（１１２），在铁芯回路（１０８）中有电磁线圈系统（１０６）感应出的磁场；一个永久磁铁（１２０），布置在铁芯回路（１０８）的外面，该永久磁铁（１２０）的磁场与电磁线圈系统（１０６）的磁场相叠加。永久磁铁（１２０）的磁场在第一个区域（１３０）处增强电磁线圈系统（１０６）的磁场，而在第二个区域（１２８）处削弱电磁线圈系统（１０６）的磁场，这样使得在第一个区域（１３０）处的磁场和在第二个区域（１２８）处的磁场相互平衡。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于机电开关装置的电磁系统，尤其涉及电磁继电器的永久磁铁的布局。
技术介绍
机电开关装置，如继电器、接触器，一般都具备根据作用于电磁系统的控制电压接通或断开一路或多路电路的功能。机电开关系统在许多方面得到应用，如由低能控制高能的切换；不同电压电路的隔离，如输入端为低电压，输出端为主电压；直流电路与交流电路的隔离；由一个控制信号控制多路电路的同步切换；连接控制信号以建立控制时序。这些电子器件的主要应用领域是通信、自动控制和汽车电子。机电开关装置的一个重要组成部分是电磁系统，它大体上由一个电磁线圈系统和一个铁芯回路组成。电流流经线圈系统时会在由铁芯、磁轭和衔铁组成的铁芯回路中产生磁场。磁场驱动衔铁，使其相对于动触点枢转。DE19917338A1中就可看到在一种电磁继电器中用到这种电磁系统的例子。驱动衔铁所需的电流大小与机电开关装置的能量消耗大小和热负荷大小相一致。为了满足许多应用领域对机电开关装置小型化的需要，最基本的改进目标是，在提高电磁系统响应灵敏度的同时，应保持尽可能低的所需电流。众所周知(如可参见《工程师继电器手册》第5版国家继电器制造商协会NARM出版)在铁芯回路中含有永久磁铁的电磁系统与不含永久磁铁的电磁系统相比，前者更灵敏，响应更快速。传统带永久磁铁的电磁系统的一个例子如图7所示。图7中表示的电磁系统100包括一个电磁线圈系统106和一个铁芯回路108。电磁线圈系统106由线圈支架104和线圈绕组102组成。当电流通过电磁线圈系统106时，线圈绕组102就会在铁芯回路108中激励出磁场。铁芯回路108由一个铁芯110、一个磁轭112和一个衔铁114组成。衔铁114被吸至磁轭112和铁芯110的磁极表面116、118及119。当线圈绕组102中通过极性正确的电流时，在铁芯回路108中插入的永久磁铁120就会增强磁通量。当极性相反时，线圈系统106产生的磁场与永久磁铁120的磁场相互抵消从而削弱了磁场。因此，如果要使用永久磁铁来降低所需线圈电流的话，那么，当同时还要求可以使用任意极性的线圈电流极性时，图7所示的已知结构布置就不宜再采用。
技术实现思路
因而，期望能提供一种适用于机电开关装置的电磁系统，不管线圈电流极性如何，所需的线圈电流都得以降低。本专利技术的用于机电开关装置的电磁系统实现了这一目的和其他目的。该电磁系统由一个电磁线圈系统、一个铁芯回路和一个永磁铁组成。铁芯回路的一部分被电磁线圈系统包围，并由电磁线圈系统在铁芯回路中激励出磁场。永久磁铁布置在铁芯回路的外面，它的磁力线与电磁线圈系统的磁场相互叠加。附图说明结合下面的具体实施例及参照附图对本专利技术进行说明，其中图1是按照第一实施例的电磁系统的剖面图；图2是按照第一实施例的电磁系统的透视图；图3是按照第一实施例的电磁系统中线圈电流为第一方向时的磁场示意图；图4是图3所示电磁系统中线圈电流为第二方向时的磁场示意图；图5是按照第二实施例的电磁系统中线圈电流为第一方向时的磁场示意图；图6是图5所示电磁系统中线圈电流为第二方向时的磁场示意图；图7是传统磁极化电磁系统的剖面图。具体实施例方式图1至图4所示为根据本专利技术第一实施例的用于机电开关装置的电磁系统100，图5和图6所示为根据本专利技术第二实施例的用于机电开关装置的电磁系统。为清楚起见，象电源引线、壳体零件等对于说明本专利技术不重要的一些组成部分在图中没有标出。如图1和图2所示，电磁系统100包括一个永久磁铁120、一个电磁线圈系统106以及一个铁芯回路108。电磁线圈系统106由一个线圈支架104和线圈绕组102组成。铁芯回路108由一个铁芯110、一个磁轭112和一个衔铁114组成。铁芯110的极表面118非常靠近衔铁114。磁轭112成U字形，它的极表面116、119非常靠近衔铁114。在极表面116、118、119与衔铁114之间有工作气隙122，它与永久磁铁120平行。如图2中虚线所示，永久磁铁120大体为一长方形板，并平行于铁心110的极表面118延伸，与极表面118具有一致的尺寸。永久磁铁120的宽度与衔铁114的宽度大致一样宽。永久磁铁120与线圈支架104的一端面相接触，在第一实施例中，还与磁轭112的未被线圈系统106包围一个的臂相接触。现在参考图3和图4，对根据本专利技术第一实施例的用于机电开关装置的电磁系统100的工作情况，更加详细地予以说明。在图中，根据流经线圈的电流124的第一和第二方向，示意性地画出了代表磁力线126的箭头。在此，用中心有一点的圆表示线圈电流124的方向由附图平面里指向外的方向箭头，用中心有一叉的圆表示线圈电流124的方向由附图平面外指向里的方向箭头。永久磁铁120的磁力线由区域128和130表示。通过线圈电流124流经线圈绕组102的方式，在铁芯回路108中感应出磁场，该磁场往磁轭112和铁芯110的极表面116、118与119方向吸引衔铁114。永久磁铁120借助磁引力帮助衔铁114向铁芯110方向运动。在线圈电流124如图3所示方向流动的情况下，区域128处的磁场会变弱，这是因为磁力线126与永久磁铁120的磁力线方向相反；区域130处的磁场会增强，这是因为磁力线126与永久磁铁120的磁力线方向相同。如果线圈电流124的流向变成相反方向，如图4所示，磁力线126的方向也变成相反方向。磁场增强的区域130出现在位于铁芯110周围，这是因为这里磁力线126的方向与永久磁铁120的磁力线方向相同；磁场减弱的区域128出现在磁轭112周围，这是因为这里磁力线126的方向与永久磁铁120的磁力线方向相反。在如图1至图4所示的永久磁铁120的结构配置情况下，区域130的磁场增强和区域128的磁场减弱彼此大致保持平衡，使得驱动系统基本上与磁场的极性无关，进而也与电压的极性和线圈电流124的方向无关。电磁系统100对磁场极性改变的反应就象没有永磁铁120的驱动系统一样。然而，由于有永磁铁120对衔铁114的磁引力作用，电磁系统100提高了反应灵敏度。在这种方式下，用于控制电磁系统100所需的能量就能大为降低。此外，通过向铁芯110方向移动永久磁铁120的方式，可以对电磁系统100实现精密的调整。图5和图6所示为根据本专利技术第二实施例的电磁系统100。图5和图6所示为永磁铁120处在最大可能位移位置时的情况，在这一位置，永磁铁120与铁芯110相接触。区域128的磁场减弱与区域130的磁场增强二者之间的关系会受到这样的几何位移的影响。本专利技术是基于以下的事实而研发的通过使用永久磁铁120获得优良的吸动和释放(pick-up and pull-through)特性，而同时，如若把永久磁铁120布置在铁芯回路108之外，又能使开关特性不受极性的影响。如果设置永久磁铁120并制造合适的几何形状与尺寸，以便永久磁铁120的磁力线在一个区域加强电磁线圈系统106的磁场而在另一区域削弱电磁线圈系统106的磁场，而且这两种效果彼此相互平衡，那么，电磁系统对主磁场极性改变的反应就会完全象没有永久磁铁120作用的驱动系统的反应一样，而且，基于永久磁铁120对衔铁114的磁引力作用，该电磁系统100没有丧失灵敏度的提高。永久磁铁120对衔铁114的吸引力可以通过以下一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机电开关装置的电磁系统，它包括：一个电磁线圈系统；一个被上述电磁线圈系统部分包围着的铁芯回路，在该铁芯回路中有电磁线圈系统感应出的磁场，该铁芯回路包括一个磁轭、一个铁芯和一个可动的衔铁组成；一个永久磁铁，该永久磁铁的磁力线与电磁线圈系统的磁场相叠加，其特征在于：永久磁铁布置在铁芯回路的外面。

【技术特征摘要】
EP 2001-10-5 01123872.21.一种用于机电开关装置的电磁系统，它包括一个电磁线圈系统；一个被上述电磁线圈系统部分包围着的铁芯回路，在该铁芯回路中有电磁线圈系统感应出的磁场，该铁芯回路包括一个磁轭、一个铁芯和一个可动的衔铁组成；一个永久磁铁，该永久磁铁的磁力线与电磁线圈系统的磁场相叠加，其特征在于永久磁铁布置在铁芯回路的外面。2.如权利要求1所述的电磁系统，其特征在于永久磁铁这样布置，使得它的磁力线在第一个区域处增强电磁线圈系统的磁场，而在第二个区域处削弱电磁线圈系统的磁场。3.如权利要求1或2所述的电磁系统，其特征在于在第一个区域磁场和第二个区域的磁场相互平衡。4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的电磁系统，其特征在于永久磁铁的形状大体上是一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯赖特，
申请(专利权)人：蒂科电子奥地利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]