阅读说明：本技术 双断点直动式接触器中的随动永磁磁场灭弧机构 (Follow-up permanent magnetic field arc extinguishing mechanism in double-breakpoint direct-acting contactor ) 是由 乔瑜菲 由佳欣 周成龙 张永健 蒲永亮 朱月霖 于 2021-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种双断点直动式接触器中的随动永磁磁场灭弧机构,所述灭弧机构包括动触头、静触头、永磁体、齿条、齿轮、支架、连杆,动触头和齿轮固定于连杆的上部,永磁体包括第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体,第一永磁体和第二永磁体固定在第一支架上,第三永磁体和第四永磁体固定在第二支架上；第一支架和第二支架分别连接两个带有齿条的连杆,采用齿轮齿条传动把永磁体的前后运动与动触头的上下运动关联起来,使两侧永磁体的间距随动触头的运动而改变,从而改变灭弧磁场大小,避免了起弧阶段起弧速度过慢、燃弧阶段器件绝缘耐压性能降低过快,使接触器触头间电弧熄灭速度更快,并保持较高的耐压绝缘性能。(The invention discloses a follow-up permanent magnet magnetic field arc extinguishing mechanism in a double-breakpoint direct-acting contactor, wherein the arc extinguishing mechanism comprises a moving contact, a fixed contact, permanent magnets, a rack, a gear, a bracket and a connecting rod, the moving contact and the gear are fixed on the upper part of the connecting rod, the permanent magnets comprise a first permanent magnet, a second permanent magnet, a third permanent magnet and a fourth permanent magnet, the first permanent magnet and the second permanent magnet are fixed on the first bracket, and the third permanent magnet and the fourth permanent magnet are fixed on the second bracket; the first support and the second support are respectively connected with two connecting rods with racks, the back-and-forth movement of the permanent magnets and the up-and-down movement of the moving contact are related by adopting gear-rack transmission, so that the distance between the permanent magnets on two sides is changed along with the movement of the moving contact, the size of an arc extinguishing magnetic field is changed, the problems that the arc striking speed is too low in an arc striking stage and the insulation and voltage resistance of a device are reduced too fast in an arc burning stage are solved, the arc extinguishing speed between contacts of a contactor is higher, and higher voltage resistance and insulation performance are kept.)

双断点直动式接触器中的随动永磁磁场灭弧机构

技术领域

本发明属于接触器技术领域，涉及一种利用可随衔铁运动而移动的永磁磁场进行灭弧的装置。

背景技术

在大气中开断电路时，若开断电流和开断后触头间的电压大于生弧电流和生弧电压，触头之间就会产生电弧。对于开关电器来说，电弧的存在会延迟电路开断、烧损触头，严重情况下可能会引起开关电器的着火和爆炸。因此，如何尽快地熄灭电弧是研究人员的关键注意点。磁吹灭弧是一种典型的灭弧装置，它是利用电动力驱动电弧使其横向拉长，从而电弧电压增大，电弧的伏安特性离开稳定燃烧点，电弧熄灭。灭弧磁场磁感应强度B过小会导致起弧速度慢，灭弧磁场磁感应强度B太大会导致带电粒子扩散速度太快，燃弧冷却后金属颗粒大量附着于灭弧室内壁导致器件耐压绝缘性能下降过快；因此在开断过程中，灭弧磁场大小应该可变。目前缺少在灭弧装置结构中使灭弧磁场大小可变的方法。

发明内容

为了能解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种双断点直动式接触器中的随动永磁磁场灭弧机构。该结构能够使提供灭弧磁场的两个永磁体之间的距离随着触头开断的过程而变化；起弧阶段永磁体距离近，提供较大灭弧磁场，避免了起弧速度过慢；燃弧阶段永磁体距离远，使灭弧磁场减小，避免使器件耐压绝缘性能降低过快。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双断点直动式接触器中的随动永磁磁场灭弧机构，包括动触头、静触头、永磁体、齿条、齿轮、支架、连杆，其中：

所述动触头和齿轮固定于连杆的上部，且齿轮位于动触头的下方；

所述永磁体包括第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体和第四永磁体，第一永磁体和第二永磁体放置在触头间隙左侧，第三永磁体和第四永磁体放置在触头间隙的右侧，且第一永磁体和第三永磁体相对放置，第二永磁体和第四永磁体相对放置；

所述第一永磁体和第二永磁体固定在第一支架上，第三永磁体和第四永磁体固定在第二支架上；

所述第一支架和第二支架分别连接两个带有齿条的连杆，且齿条位于齿轮两侧并与齿轮啮合，利用齿轮齿条传动将动触头的上下运动转变为永磁体的前后运动。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：

本发明给研究者提供了一种针对双断点直动式具有永磁灭弧装置的接触器，采用齿轮齿条传动把永磁体的前后运动与动触头的上下运动关联起来，使两侧永磁体的间距随动触头的运动而改变，从而改变灭弧磁场大小，避免了起弧阶段起弧速度过慢、燃弧阶段器件绝缘耐压性能降低过快，使接触器触头间电弧熄灭速度更快，并保持较高的耐压绝缘性能。

附图说明

图1是双断点直动式接触器中的随动永磁磁场灭弧机构的总体结构图；

图2是永磁体、支架、齿条结构图；

图3是动触头、连杆、齿轮结构图；

图中，A-静触头，B-动触头，C-永磁体，C₁-第一永磁体、C₂-第二永磁体、C₃-第三永磁体，C₄-第四永磁体，D-齿条，E-齿轮，F-支架，G-连杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

本发明提供了一种应用于双断点直动式接触器灭弧系统中的随动永磁磁场灭弧机构设计方法，设计思路包括如下几点：

1、利用典型的磁吹灭弧方式，将永磁体分别放置在动、静触头之间间隙的两侧，其产生的磁场会使电弧受到电动力的驱动，从而向两侧拉长，电弧熄灭；

2、灭弧磁场在起弧阶段有较近的距离，使起弧速度比较快；同时灭弧磁场在燃弧阶段距离较远，避免带电粒子扩散过于剧烈，导致器件绝缘耐压性能降低。

3、接触器中带动动触头B运动的部件为衔铁，将永磁体C的运动与衔铁的运动关联起来。

4、将动触头B下方的连杆G上套上一个齿轮E，每侧永磁体C被分为两个部分，通过支架F连接，两侧永磁体C分别通过支架F与齿条D相连，利用齿轮齿条传动将动触头的上下运动转变为永磁体的前后运动，实现永磁体距离随触头开断过程而变化，从而达到灭弧磁场大小可变的目的。

具体组装包括如下步骤：

步骤S1：组装接触系统部分，在圆柱状连杆G上组装齿轮E和动触头B。结构如图3所示，动触头B和齿轮E固定于圆柱状连杆G的上部，且齿轮E位于动触头B的下方，以此实现动触头B在分断运动过程中，通过圆柱状连杆G带动齿轮E运动。

步骤S3：组装永磁体C与含齿条D的支架F。结构如图2所示，每侧永磁体C分成两块，分别固定在两个支架F上；每侧支架F的中间分别连接一个含齿条D的连杆；以此实现通过齿条D的运动带动支架F及支架F上的永磁体C运动。

步骤S4：将静触头A安装在底座上。

步骤S5： 最后完成齿轮E与齿条D的组装及动触头B与静触头A的组装。

永磁体的具体运动过程如下：

1：触头断开前，两侧永磁体处于初始位置，距离较近；

2：触头断开后，衔铁向下运动且带动齿轮转动，齿条随齿轮的转动而运动；左侧永磁向左运动，右侧永磁向右运动，两侧永磁间距不断变大，灭弧磁场不断减小。

综上所述，本发明的应用于双断点直动式接触器灭弧系统中的随动永磁磁场灭弧机构设计方法能够使永磁体随触头分断过程而运动，实现灭弧磁场由大至小的变化，从而避免了起弧阶段起弧速度过慢、燃弧阶段器件绝缘耐压性能降低过快，使接触器触头间电弧熄灭速度更快，同时保持较高的耐压绝缘性能。