一种基于超磁致伸缩材料的继电器电弧减灭触头系统，包括两个驱动机构（１３）、一个衔铁（１４）、两个动触头（１５）、两个静触头（１６）及一个动触簧（１７），衔铁（１４）与动触簧（１７）固定连接在一起后安装在支座轴上，支座轴安装在继电器外壳上，衔铁（１４）能够绕支座轴转动，两个驱动机构（１３）分别位于衔铁（１４）上下两端，而且一个驱动机构（１３）位于支座轴的左侧，另一个驱动机构（１３）位于支座轴的右侧。本发明专利技术能够提高触点的分断速度，减小触头间电弧的燃烧时间，从而提高继电器寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁继电器内部触头系统，特别是涉及一种基于超磁致伸缩材料继电 器的电弧减灭触头系统。
技术介绍
传统继电器依靠弹簧反力、永磁反力或电磁反力实现被动分断——即反力不是强 制施加在衔铁上的，触点分断速度慢，容易导致触头系统发生燃弧现象。在电弧作用下，往 往发生烧毁触点或融化粘住或动触头组件变形等现象，直接影响触头的电寿命，从而造成 继电器开断功能失效，影响继电器的寿命及可靠性。实验表明，触点断开时电弧的燃烧时间 与触头的断开速度有关。断开速度越快，电弧燃烧的时间就越短，触点的烧损也越小。因此， 为了提高继电器寿命，可以通过提高触点的分断速度、减小燃弧时间来实现。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提出一种继电器的电弧减灭系 统，以实现触头的主动分断，提高触点的分断速度，减小触头间电弧的燃烧时间，从而提高 继电器寿命。本专利技术的技术解决方案是一种基于超磁致伸缩材料的继电器电弧减灭触头系 统，其特征在于包括两个驱动机构13、一个衔铁14、两个动触头15、两个静触头16及一个 动触簧17，衔铁14与动触簧17固定连接在一起后安装在支座轴上，支座轴固定在继电器 外壳上，衔铁14能够绕支座轴转动，两个驱动机构13分别位于衔铁14上下两端，而且一个 驱动机构13位于支座轴的左侧，另一个驱动机构13位于支座轴的右侧；所述两个驱动机构 13的输出杆4分别与衔铁14的两个输入端固定连接；两个动触头15分别位于动触簧17的 两个末端，与两个静触头16位置分别对应，动触头15在衔铁14的带动下能够与静触头16 柔性接触、刚性分离。所述的动触头15和静触头16之间的接触通过弹簧18的柔性接触实现，以保证继 电器的机械寿命，动触头15和静触头16之间的分离通过动触簧17和动触头15之间的刚 性接触实现快速分离，以提高继电器电寿命。所述的驱动机构13包括超磁致伸缩棒1、驱动线圈2、预压机构3、输出杆4、外壳 5、端盖6、温度自适应驱动电路7，超磁致伸缩棒1套入驱动线圈2的骨架轴内，超磁致伸缩 棒1的输出端与输出杆4连接，驱动线圈(2)位于外壳5内部，输出杆4套入端盖6内，能 够自由伸缩，端盖6置于驱动线圈上部，所述的超磁致伸缩棒1、外壳5、端盖6和输出杆4 组成闭合磁路；所述的预压机构3位于端盖上部，通过输出杆4给超磁致伸缩棒1施加预压 力，所述的温度自适应驱动电路7用于给驱动线圈2供电并调节励磁电流大小；所述的超磁致伸缩棒1包括低温超磁致伸缩棒8和高温超磁致伸缩棒9，低温超磁 致伸缩棒8与高温超磁致伸缩棒9同轴连接成整体。所述的温度自适应驱动电路7主要包括温度采集处理单元、信号控制处理单元、功率输出单元、供电及保护单元，供电及保护单元分别为温度采集处理单元和信号控制处 理单元提供偏置电压，温度采集处理单元通过采集驱动线圈2的温度信号，并将温度的变 化转化成线性电压信号输出给信号控制处理单元，信号控制处理单元根据接收到的线性电 压信号判断当前环境温度的数值，计算出功率输出单元的控制电压，传递给功率输出单元， 控制驱动线圈2的电流。所述的温度采集处理单元通过温度传感器实现，所述的信号控制处理单元通过单 片机和D/A转换器实现，所述的功率输出单元通过MOSFET管实现。所述低温超磁致伸缩棒和高温超磁致伸缩棒之间首先采用环氧树脂材料进行粘 接，然后放入烘箱中，在60°C-8(TC下固化他-lOh，取出，即制备成宽温域超磁致伸缩棒。所述的预压机构3包括压盖10、预压弹簧11、调节螺母12，预压弹簧11套于输出 杆4的凸沿上，调节螺母12旋于压盖孔上，并与预压弹簧11 一端压紧，压盖10与外壳5铆 接固定。本专利技术与现有技术相比的优点在于(1)本专利技术利用超磁致伸缩材料为驱动机构，在外磁场作用下发生极速伸缩，反应 速度可达微秒级。并且衔铁、输出杆及磁致伸缩棒均为刚性连接，超磁致伸缩驱动机构可直 接带动输出杆、衔铁及动触头运动，使分断速度提高至少3个数量级，从而大大减小电弧燃 弧时间，有效增加产品寿命。(2)本专利技术的反力强制施加在衔铁上，避免了传统继电器依靠弹簧反力、永磁反力 或电磁反力的被动分断模式，触点几乎不可能被粘死，使继电器可靠性大大提高。(3)本专利技术的衔铁通过输出杆提供力矩，并转化为动触簧的转动位移，放大了初始 输入位移，增大了动、静触点间隙，进一步提高了灭弧性能。(4)本专利技术形成了自平衡结构，衔铁两侧同时伸缩，位移等大反向，对动触簧的转 动相互牵制，保证了触点开断的稳定性，提高了继电器的可靠性。(5)本专利技术能够实现一种适用于温度区间较大的超磁致材料的伸缩驱动机构，两 个超磁致伸缩棒同轴连接，组成一个整体，扩大了温度适用范围，扩大了驱动机构的温度适 用范围，使其在 +125°C的全温度范围内均可获得较大的输出应变。(6)本专利技术采用的温度自适应驱动电路，使系统可以根据实际测试温度的变化自 动调节驱动电流大小，使得超磁致伸缩驱动线圈的磁场大小发生改变，从而改变超磁致伸 缩棒的输出应变。温度自适应驱动电路可使系统在整个温度范围内具有较为平稳的输出应 变曲线，提高了系统输出性能的稳定性。附图说明图Ia和图Ib分别为本专利技术一种电弧减灭触头系统的结构示意图断开和接通状态 示意图；图2为本专利技术电弧减灭触头系统的结构示意图二 ；图3为本专利技术超磁致材料的伸缩驱动机构结构示意图；图4为本专利技术温度自适应驱动电路的原理示意图；图5为本专利技术一种温度自适应驱动电路示意图；图6为本专利技术温度自适应驱动电路对超磁致伸缩棒伸缩性能的调节效果示意图。具体实施例方式本专利技术涉及一种基于超磁致伸缩材料的继电器电弧减灭触头系统。该触头系统采 用磁致伸缩材料作为驱动单元。动触头、转动支座、衔铁及磁致伸缩材料间均为刚性连接； 动触头与静触头之间为半刚性连接，即柔性接触，刚性分离。在外磁场作用下，磁致伸缩材 料发生极速伸缩，直接带动衔铁运动，通过转动支座的扭矩引起输出杆转动，实现了触点的 主动分断，避免了传统继电器依靠弹簧反力、永磁反力或电磁反力的被动分断模式，使分断 速度提高至少3个数量级，从而大大减小电弧燃弧时间，有效增加产品寿命。由于反力强制 施加在衔铁上，触点几乎不可能被粘死，使继电器可靠性大大提高。下面结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。如图la、图Ib和图2所示，一种基于超磁致伸缩材料的继电器电弧减灭触头系统， 包括两个驱动机构13、一个衔铁14、两个动触头15、两个静触头16及一个动触簧17，衔铁 14与动触簧17固定连接在一起后安装在支座轴上，支座轴安装在继电器外壳上，衔铁14能 够绕支座轴转动，两个驱动机构13分别位于衔铁14上下两端，而且一个驱动机构13位于 支座轴的左侧，另一个驱动机构13位于支座轴的右侧；所述两个驱动机构13的输出杆4分 别与衔铁14的两个输入端固定连接；两个动触头15分别位于动触簧17的两个末端，与两 个静触头16位置分别对应，动触头15在衔铁14的带动下能够与静触头16柔性接触、刚性 分离。动触头15和静触头16之间的接触通过弹簧18的柔性接触实现，以保证继电器的机 械寿命，动触头15和静触头16之间的分离通过动触簧17强制带动动触头15运动，实现快 速刚性分离，以提高继电器电寿命。两个超磁致伸缩驱动机构本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于超磁致伸缩材料的继电器电弧减灭触头系统，其特征在于：包括两个驱动机构（１３）、一个衔铁（１４）、两个动触头（１５）、两个静触头（１６）及一个动触簧（１７），衔铁（１４）与动触簧（１７）固定连接在一起后安装在支座轴上，支座轴安装在继电器外壳上，衔铁（１４）能够绕支座轴转动，两个驱动机构（１３）分别位于衔铁（１４）上下两端，而且一个驱动机构（１３）位于支座轴的左侧，另一个驱动机构（１３）位于支座轴的右侧；所述两个驱动机构（１３）的输出杆（４）分别与衔铁（１４）的两个输入端固定连接；两个动触头（１５）分别位于动触簧（１７）的两个末端，与两个静触头（１６）位置分别对应，动触头（１５）在衔铁（１４）的带动下能够与静触头（１６）实现接触和分离。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郝长岭，贾慧丽，孙超，
申请(专利权)人：航天时代电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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