一种双稳态电磁式电源开关

文档序号:88357 发布日期:2021-10-08 浏览:43次 >En<

阅读说明:本技术 一种双稳态电磁式电源开关 (Bistable electromagnetic power switch ) 是由 李锋 黄平 于 2021-06-19 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种双稳态电磁式电源开关,包括外壳,所述外壳内设置有电磁驱动组件,所述外壳上还连接有用于外接电路的极柱组,所述极柱组一端位于外壳内,所述极柱组的另一端伸出至外壳的外部;电磁驱动组件与极柱组之间设置有接触桥,电磁驱动组件包括有线圈组以及滑动设置在线圈组内的衔铁柱,所述衔铁柱靠近极柱组的一端从线圈组内伸出,并与所述接触桥连接;所述外壳内还设置有位于线圈组背离极柱组一侧的永磁铁,所述衔铁柱滑动设置在永磁铁内;所述电磁驱动组件还包括有设置在衔铁柱外部的第一弹簧,所述第一弹簧用于带动接触桥与极柱组抵触本申请具有延长电磁式电源开关的使用寿命,保障触发回路的正常运行的效果。(The invention discloses a bistable electromagnetic power switch, which comprises a shell, wherein an electromagnetic driving assembly is arranged in the shell, the shell is also connected with a pole group for externally connecting a circuit, one end of the pole group is positioned in the shell, and the other end of the pole group extends out of the shell; a contact bridge is arranged between the electromagnetic driving assembly and the pole group, the electromagnetic driving assembly comprises a coil group and an armature post arranged in the coil group in a sliding manner, and one end, close to the pole group, of the armature post extends out of the coil group and is connected with the contact bridge; the shell is also internally provided with a permanent magnet positioned on one side of the coil group, which is far away from the pole column group, and the armature column is arranged in the permanent magnet in a sliding manner; electromagnetic drive subassembly is still including setting up the first spring in the armature post outside, first spring is used for driving contact bridge and utmost point post group and contradicts this application and has the life of extension electromagnetic type switch, the effect of guarantee trigger circuit&#39;s normal operating.)

一种双稳态电磁式电源开关

技术领域

本发明涉及电源开关领域,尤其是涉及一种双稳态电磁式电源开关。

背景技术

电磁开关,顾名思义就是用电磁铁控制的开关,也就是电磁铁与开关的结合体。当电磁铁线圈通电后产生电磁吸力,活动铁芯推或拉动开关触点闭合,从而接通所控制电路。电磁开关在各行业有广泛的应用,最常见的是工业领域的接触器。电磁式电源开关目前也是汽车电源开关中最常见的一种。

相关技术中在对电磁式电源开关的触发回路进行导通时,需要持续给电磁铁线圈通电,从而才能保证活动铁芯推动开关触点闭合并保持导通状态;当切断对电磁铁线圈的供电时,活动铁芯将实现复位并使开关触点断开;由于上述电磁式电源开关需要在线圈持续通电的状态下才能保持导通状态,一旦断电触发回路便被断开,因此我们也称上述电磁式电源开关为单稳态电磁式电源开关。

当单稳态电磁式电源开关的触发回路处于持续导通状态时,持续通电的线圈将会不断产生热量,而电磁式电源开关用于外接电路的极柱一端通常裸露在外,另一端则伸入至电磁式电源开关内;在寒冷的冬季由于外界环境的温度较低,而电磁式电源开关内部与外界环境存在温差,位于电磁式电源开关内部的极柱极易因温差而产生结霜的现象,进而将给触发回路带来不良影响,降低电磁式电源开关的使用寿命。

发明内容

为了延长电磁式电源开关的使用寿命,保障触发回路的正常运行;本申请提供一种双稳态电磁式电源开关。

一种双稳态电磁式电源开关,包括外壳,所述外壳内设置有电磁驱动组件,所述外壳上还连接有用于外接电路的极柱组,所述极柱组一端位于外壳内,所述极柱组的另一端伸出至外壳的外部;所述电磁驱动组件与极柱组之间设置有接触桥,所述电磁驱动组件包括有线圈组以及滑动设置在线圈组内的衔铁柱,所述衔铁柱靠近极柱组的一端从线圈组内伸出,并与所述接触桥连接;所述外壳内还设置有位于线圈组背离极柱组一侧的永磁铁,所述衔铁柱滑动设置在永磁铁内;所述电磁驱动组件还包括有设置在衔铁柱外部的第一弹簧,所述第一弹簧用于带动接触桥与极柱组抵触。

通过采用上述技术方案,为了减小外壳内部温度与外界极寒环境下的温差,本申请采用双稳态结构来解决传统的电磁式电源开关需要持续给电磁铁线圈通电才能保持导通状态的问题;当电磁驱动组件处于断电状态时,衔铁柱将受到永磁铁的磁力作用向远离极柱组的方向滑移;此时衔铁柱将带动接触桥,与极柱组发生分离,通过永磁铁对衔铁柱的吸引能使接触桥保持与极柱组的相互分离的稳定状态;当向线圈组通电并使衔铁柱产生与永磁铁磁性相同的磁性时,此时永磁铁与衔铁柱将受到相互排斥的磁力,衔铁柱在磁力的作用下将向远离永磁铁的方向滑移,并使接触桥与极柱组顺利接触,触发回路便被导通;此时断开对线圈组的供电,在第一弹簧的拉力作用下能将接触桥保持与极柱组接触的导通状态,无需通过外接电路持续给线圈组通电;从而大大减小了功耗与热量的产生,节约了大量能源,而且也能大大减小极柱组因温差而产生结霜的概率,保障触发回路的正常运行;该双稳态电磁式电源开关的研发成功,利国利民,为电磁式电源开关行业做出了巨大贡献。

还包括有,所述电磁驱动组件还包括有套设在衔铁柱外部的第一扼铁以及第二扼铁;所述第二扼铁与第一扼铁呈同轴设置,所述第一扼铁位于衔铁柱靠近接触桥的一端,且所述第一扼铁固定设置在线圈组内;所述第二扼铁位于衔铁柱靠近永磁铁的一端,且所述第二扼铁固定设置在衔铁柱上,所述第二扼铁滑动设置在线圈组内,所述第一扼铁与第二扼铁之间留有间隔。

通过采用上述技术方案,由于第一扼铁与第二扼铁之间留有间隔,从而给第二扼铁的滑移提供了空间;当需要将接触桥与极柱组导通时,通过向线圈组通电并使衔铁柱产生与永磁铁磁性相同的磁性后,此时的第二扼铁不仅会受到永磁铁向上抬升的排斥力,而且第一扼铁与第二扼铁相互靠近的一端将形成相反的磁性,从而第二扼铁还将受到第一扼铁的磁力吸引,使得第二扼铁能更加顺利的带动衔铁柱向靠近极柱组的方向抬升。

还包括有,所述衔铁柱外部套设有位于第一扼铁与第二扼铁之间的第二弹簧,所述第二弹簧一端与第一扼铁抵触,所述第二弹簧另一端与第二扼铁抵触;所述第一弹簧的弹力大于第二弹簧的弹力。

通过采用上述技术方案,当需要将接触桥与极柱组断开时,通过向线圈组接入方向相反的电流,此时第二扼铁靠近永磁铁的一端将形成与永磁铁磁性相反的磁场,此时第二扼铁在磁力的作用下将向靠近永磁铁的方向滑移,并且第二弹簧也将给第二扼铁施加同向的推力,从而保证了第二扼铁能更加顺利的带动衔铁柱使接触桥与极柱组分离。

还包括有,所述永磁铁的数量至少有两组,且所述永磁铁呈对称设置在第二扼铁的两侧;所述永磁铁之间形成有供第二扼铁通过的让位槽,所述让位槽正对第二扼铁,且所述让位槽的开口沿第二扼铁的滑移方向贯通。

通过采用上述技术方案,当永磁铁将第二扼铁向下吸引时,第二扼铁靠近永磁铁的一端将插入至让位槽内,通过让位槽不仅保证了永磁铁给第二扼铁施加较强的磁力,使接触桥与极柱组保证相对稳定的断开状态,而且让位槽还能给第二扼铁提供滑移的空间,使第二扼铁与第一扼铁之间保留足够的间隔。

还包括有,所述极柱组包括有第一连接柱以及第二连接柱;所述第一连接柱的直径大于第二连接柱的直径。

通过采用上述技术方案,由于第一连接柱的直径大于第二连接柱的直径,在将第一连接柱与第二连接柱进行安装时,能保证第一连接柱与第二连接柱安装在外壳的正确位置,起到了防呆的效果;而且在将外接电路的正负极与极柱组进行连接时,由于第一连接柱与第二连接柱的直径不同,从而能更加快速的区分出正确的连接端。

还包括有,所述外壳内部设置有支架,所述线圈组固定设置在支架内,所述支架靠近接触桥的一侧将接触桥与线圈组分隔;所述支架靠近接触桥的一侧还贯通有供衔铁柱伸出的通孔,所述衔铁柱通过通孔滑动设置在支架上。

通过采用上述技术方案,利用支架来将接触桥与线圈组进行分隔,从而能减小通电时的线圈组与接触桥之间的信号干扰,进一步提高了接触桥与极柱组导通时的稳定性;而且支架还能减少通电线圈组产生的热量直冲极柱组,减小热气对极柱组产生的影响。

还包括有,所述衔铁柱的外侧壁上固定套设有位于第一扼铁内的限位环,所述限位环的宽度大于衔铁柱的宽度,所述限位环跟随衔铁柱滑动设置在第一扼铁内;所述第一弹簧一端与限位环固定,所述第一弹簧另一端与第一扼铁固定。

通过采用上述技术方案,当衔铁柱发生滑移时,通过限位环能将衔铁柱的最大滑移范围进行限位,预防衔铁柱完全从第一扼铁内脱离;第一弹簧始终对衔铁柱施加向靠近极柱组方向的拉力,从而保证在线圈组断电后,仍能保证接触桥与极柱组接触导通。

还包括有,所述外壳内设置有分别位于极柱组两侧的永磁组,分别位于极柱组两侧的永磁组呈对称设置。

通过采用上述技术方案,利用设置在极柱组两侧的永磁组能在极柱组产生电弧时,起到抑制电弧产生、达到灭弧的效果;从而能提高极柱组的安全性。

还包括有,所述外壳外侧壁上设置有第一极柱盖与第二极柱盖,所述第一极柱盖与第二极柱盖一端均设置有延伸条,所述延伸条另一端与外壳固定连接;所述第一极柱盖上设置有供第一连接柱插入的第一插槽,所述第二极柱盖上设置有供第二连接柱插入的第二插槽。

通过采用上述技术方案,当极柱组处于闲置状态或在运输途中时,将第一极柱盖通过第一插槽套入在第一连接柱上,从而便能对第一连接柱起到保护的作用;同理通过将第二极柱盖通过第二插槽套入在第二连接柱上,从而便能对第二连接柱起到保护的作用;减小第一连接柱与第二连接柱受到外界的碰撞而发生断裂的情况。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

无需通过外接电路持续给线圈组通电;从而大大减小了功耗与热量的产生,节约了大量能源,而且也能大大减小基柱因温差而产生结霜的概率,保障触发回路的正常运行。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是图1隐藏外壳后的局部结构示意图。

图3是图2沿A-A线的局部结构剖面示意图。

图4是凸显电磁驱动组件的局部结构爆炸示意图。

附图标记说明:

1、外壳;11、永磁组;12、第一极柱盖;121、第一插槽;13、第二极柱盖;131、第二插槽;14、延伸条;2、电磁驱动组件;21、线圈组;22、衔铁柱;221、限位环;23、第一弹簧;24、第一扼铁;25、第二扼铁;26、第二弹簧;3、极柱组;31、第一连接柱;32、第二连接柱;4、接触桥;5、永磁铁;51、让位槽;6、支架;61、通孔。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种双稳态电磁式电源开关。参照图1,双稳态电磁式电源开关包括有外壳1,外壳1的顶部设置有用于外接电路的极柱组3,极柱组3沿外壳1的高度方向延伸。极柱组3包括有呈相互平行设置的第一连接柱31与第二连接柱32,第一连接柱31的直径大于第二连接柱32的直径。第一连接柱31与第二连接柱32一端伸入至外壳1内,第一连接柱31与第二连接柱32的另一端从外壳1的外侧壁伸出。

如图1、图2所示,外壳1的顶部外侧壁还设置有位于极柱组3同侧的第一极柱盖12与第二极柱盖13。第一极柱盖12与第二极柱盖13均采用绝缘橡胶或绝缘塑料制成,第一极柱盖12与第二极柱盖13一端均一体成型有延伸条14,延伸条14的另一端与外壳1的顶部外侧壁固定连接。第一极柱盖12上设置有供第一连接柱31插入的第一插槽121,第二极柱盖13上设置有供第二连接柱32插入的第二插槽131。当第一连接柱31与第二连接柱32处于闲置状态或在运输途中时,将第一极柱盖12通过第一插槽121套入在第一连接柱31上,从而便能对第一连接柱31起到保护的作用。同理通过将第二极柱盖13通过第二插槽131套入在第二连接柱32上,从而便能对第二连接柱32起到保护的作用。减少第一连接柱31与第二连接柱32受到外界的碰撞而发生断裂的情况发生。

如图1、图2所示,外壳1内固定安装有两组分别位于极柱组3两侧的永磁组11,每组永磁组11均包括有两块位于极柱组3同侧的永磁磁铁,分别位于极柱组3两侧的永磁磁铁呈一一相对设置。外壳1内还固定设置有位于永磁组11远离极柱组3一侧的支架6,支架6内安装有电磁驱动组件2。

如图2、图3所示,电磁驱动组件2包括有固定安装在支架6上的线圈组21,以及沿外壳1的高度方向滑动设置在线圈组21内的衔铁柱22。线圈组21的中心轴上形成有供衔铁柱22滑移的穿孔,衔铁柱22滑动设置在穿孔内。支架6靠近极柱组3的一侧将线圈组21与极柱组3分隔,支架6的侧壁上还开设有供衔铁柱22靠近极柱组3的一端从支架6内伸出的通孔61,通孔61与线圈组21中心轴上的穿孔相互连通。衔铁柱22一端通过通孔61滑动设置在支架6上,并且通孔61位于第一连接柱31与第二连接柱32之间。

如图3、图4所示,从通孔61伸出后的衔铁柱22上固定安装有位于极柱组3与支架6之间的接触桥4,接触桥4与衔铁柱22相互垂直,接触桥4上铆合固定有两个触点,触点分别与各自相对的第一连接柱31与第二连接柱32正对。当触点与各自相对的第一连接柱31与第二连接柱32接触时,连接在第一连接柱31与第二连接柱32上的外接电路便被导通。

如图3、图4所示,电磁驱动组件2还包括有套设在衔铁柱22外部的第一扼铁24以及第二扼铁25,第一扼铁24与第二扼铁25呈同轴设置,并且两者均呈管状。第一扼铁24固定安装在线圈组21的穿孔内侧壁上,并且第一扼铁24靠近接触桥4,衔铁柱22上端滑动设置在第一扼铁24内。第二扼铁25滑动设置在线圈组21的穿孔内,且第二扼铁25位于第一扼铁24远离接触桥4的一侧。衔铁柱22下端插入并固定安装在第二扼铁25内。

如图3、图4所示,衔铁柱22的外侧壁上固定套设有位于第一扼铁24内的限位环221,限位环221的最大直径大于衔铁柱22的最大直径。限位环221跟随衔铁柱22沿外壳1的高度方向滑动设置在第一扼铁24内,并且限位环221将衔铁柱22限位在第一扼铁24内。电磁驱动组件2还包括有设置在第一扼铁24内的第一弹簧23,第一弹簧23套设在衔铁柱22上。第一弹簧23一端与限位环221固定,第一弹簧23的另一端与第一扼铁24的内侧壁固定连接。第一弹簧23用于给衔铁柱22提供向上抬升的拉力,并实现将接触桥4上的触点与极柱组3抵触并导通。

如图3、图4所示,支架6背离极柱组3的一端固定安装有两组呈对称设置在第二扼铁25两侧的永磁铁5,两组永磁铁5之间形成有供第二扼铁25通过的让位槽51,让位槽51与第二扼铁25正对,并且让位槽51的开口沿第二扼铁25的滑移方向贯通。当线圈组21处于断电状态时,永磁铁5将第二扼铁25向下吸合,并保持第二扼铁25下端插入至让位槽51内。此时第一扼铁24与第二扼铁25将相互分离,且两者之间将形成有间隔。

如图3、图4所示,衔铁柱22外部还套设有位于第一扼铁24与第二扼铁25之间的第二弹簧26,第二弹簧26沿衔铁柱22的滑移方向伸缩。第二弹簧26上端与第一扼铁24底部抵触,第二弹簧26下端伸入至第二扼铁25内,并与第二扼铁25相互抵触,第一弹簧23的弹力远大于第二弹簧26的弹力。当需要将接触桥4上的触点与极柱组3分离时,第二弹簧26将会给第二扼铁25施加向下的弹力,从而能协助永磁铁5使衔铁柱22更加顺利的下移。

本申请实施例一种双稳态电磁式电源开关的实施原理为:当电磁驱动组件2处于断电状态时,衔铁柱22将受到永磁铁5的磁力作用向远离极柱组3的方向滑移。此时衔铁柱22将带动接触桥4,与极柱组3发生分离,通过永磁铁5对衔铁柱22的吸引能使接触桥4保持与极柱组3的相互分离的稳定状态。当向线圈组21通电并使衔铁柱22产生与永磁铁5磁性相同的磁性时,此时永磁铁5与衔铁柱22将受到相互排斥的磁力,衔铁柱22在磁力的作用下将向远离永磁铁5的方向滑移,并使接触桥4与极柱组3顺利接触,触发回路便被导通。此时断开对线圈组21的供电,在第一弹簧23的拉力作用下能将接触桥4保持与极柱组3接触的导通状态,无需通过外接电路持续给线圈组21通电。从而大大减小了功耗与热量的产生,节约了大量能源,而且也能大大减小极柱组3因温差而产生结霜的概率,保障触发回路的正常运行。

以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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