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一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):6961193閱讀:329來源:國知局
專利名稱:一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電磁繼電器內(nèi)部觸頭系統(tǒng),特別是涉及一種基于超磁致伸縮材料繼電 器的電弧減滅觸頭系統(tǒng)。
背景技術(shù)
傳統(tǒng)繼電器依靠彈簧反力、永磁反力或電磁反力實(shí)現(xiàn)被動(dòng)分?jǐn)唷捶戳Σ皇菑?qiáng) 制施加在銜鐵上的,觸點(diǎn)分?jǐn)嗨俣嚷菀讓?dǎo)致觸頭系統(tǒng)發(fā)生燃弧現(xiàn)象。在電弧作用下,往 往發(fā)生燒毀觸點(diǎn)或融化粘住或動(dòng)觸頭組件變形等現(xiàn)象,直接影響觸頭的電壽命,從而造成 繼電器開斷功能失效,影響繼電器的壽命及可靠性。實(shí)驗(yàn)表明,觸點(diǎn)斷開時(shí)電弧的燃燒時(shí)間 與觸頭的斷開速度有關(guān)。斷開速度越快,電弧燃燒的時(shí)間就越短,觸點(diǎn)的燒損也越小。因此, 為了提高繼電器壽命,可以通過提高觸點(diǎn)的分?jǐn)嗨俣取p小燃弧時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提出一種繼電器的電弧減滅系 統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)觸頭的主動(dòng)分?jǐn)?,提高觸點(diǎn)的分?jǐn)嗨俣龋瑴p小觸頭間電弧的燃燒時(shí)間,從而提高 繼電器壽命。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系 統(tǒng),其特征在于包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13、一個(gè)銜鐵14、兩個(gè)動(dòng)觸頭15、兩個(gè)靜觸頭16及一個(gè) 動(dòng)觸簧17,銜鐵14與動(dòng)觸簧17固定連接在一起后安裝在支座軸上,支座軸固定在繼電器 外殼上,銜鐵14能夠繞支座軸轉(zhuǎn)動(dòng),兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13分別位于銜鐵14上下兩端,而且一個(gè) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13位于支座軸的左側(cè),另一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13位于支座軸的右側(cè);所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 13的輸出桿4分別與銜鐵14的兩個(gè)輸入端固定連接;兩個(gè)動(dòng)觸頭15分別位于動(dòng)觸簧17的 兩個(gè)末端,與兩個(gè)靜觸頭16位置分別對(duì)應(yīng),動(dòng)觸頭15在銜鐵14的帶動(dòng)下能夠與靜觸頭16 柔性接觸、剛性分離。所述的動(dòng)觸頭15和靜觸頭16之間的接觸通過彈簧18的柔性接觸實(shí)現(xiàn),以保證繼 電器的機(jī)械壽命,動(dòng)觸頭15和靜觸頭16之間的分離通過動(dòng)觸簧17和動(dòng)觸頭15之間的剛 性接觸實(shí)現(xiàn)快速分離,以提高繼電器電壽命。所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13包括超磁致伸縮棒1、驅(qū)動(dòng)線圈2、預(yù)壓機(jī)構(gòu)3、輸出桿4、外殼 5、端蓋6、溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路7,超磁致伸縮棒1套入驅(qū)動(dòng)線圈2的骨架軸內(nèi),超磁致伸縮 棒1的輸出端與輸出桿4連接,驅(qū)動(dòng)線圈(2)位于外殼5內(nèi)部,輸出桿4套入端蓋6內(nèi),能 夠自由伸縮,端蓋6置于驅(qū)動(dòng)線圈上部,所述的超磁致伸縮棒1、外殼5、端蓋6和輸出桿4 組成閉合磁路;所述的預(yù)壓機(jī)構(gòu)3位于端蓋上部,通過輸出桿4給超磁致伸縮棒1施加預(yù)壓 力,所述的溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路7用于給驅(qū)動(dòng)線圈2供電并調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流大?。凰龅某胖律炜s棒1包括低溫超磁致伸縮棒8和高溫超磁致伸縮棒9,低溫超磁 致伸縮棒8與高溫超磁致伸縮棒9同軸連接成整體。所述的溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路7主要包括溫度采集處理單元、信號(hào)控制處理單元、功率輸出單元、供電及保護(hù)單元,供電及保護(hù)單元分別為溫度采集處理單元和信號(hào)控制處 理單元提供偏置電壓,溫度采集處理單元通過采集驅(qū)動(dòng)線圈2的溫度信號(hào),并將溫度的變 化轉(zhuǎn)化成線性電壓信號(hào)輸出給信號(hào)控制處理單元,信號(hào)控制處理單元根據(jù)接收到的線性電 壓信號(hào)判斷當(dāng)前環(huán)境溫度的數(shù)值,計(jì)算出功率輸出單元的控制電壓,傳遞給功率輸出單元, 控制驅(qū)動(dòng)線圈2的電流。所述的溫度采集處理單元通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn),所述的信號(hào)控制處理單元通過單 片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn),所述的功率輸出單元通過MOSFET管實(shí)現(xiàn)。所述低溫超磁致伸縮棒和高溫超磁致伸縮棒之間首先采用環(huán)氧樹脂材料進(jìn)行粘 接,然后放入烘箱中,在60°C-8(TC下固化他-lOh,取出,即制備成寬溫域超磁致伸縮棒。所述的預(yù)壓機(jī)構(gòu)3包括壓蓋10、預(yù)壓彈簧11、調(diào)節(jié)螺母12,預(yù)壓彈簧11套于輸出 桿4的凸沿上,調(diào)節(jié)螺母12旋于壓蓋孔上,并與預(yù)壓彈簧11 一端壓緊,壓蓋10與外殼5鉚 接固定。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于(1)本發(fā)明利用超磁致伸縮材料為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),在外磁場作用下發(fā)生極速伸縮,反應(yīng) 速度可達(dá)微秒級(jí)。并且銜鐵、輸出桿及磁致伸縮棒均為剛性連接,超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可直 接帶動(dòng)輸出桿、銜鐵及動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng),使分?jǐn)嗨俣忍岣咧辽?個(gè)數(shù)量級(jí),從而大大減小電弧燃 弧時(shí)間,有效增加產(chǎn)品壽命。(2)本發(fā)明的反力強(qiáng)制施加在銜鐵上,避免了傳統(tǒng)繼電器依靠彈簧反力、永磁反力 或電磁反力的被動(dòng)分?jǐn)嗄J剑|點(diǎn)幾乎不可能被粘死,使繼電器可靠性大大提高。(3)本發(fā)明的銜鐵通過輸出桿提供力矩,并轉(zhuǎn)化為動(dòng)觸簧的轉(zhuǎn)動(dòng)位移,放大了初始 輸入位移,增大了動(dòng)、靜觸點(diǎn)間隙,進(jìn)一步提高了滅弧性能。(4)本發(fā)明形成了自平衡結(jié)構(gòu),銜鐵兩側(cè)同時(shí)伸縮,位移等大反向,對(duì)動(dòng)觸簧的轉(zhuǎn) 動(dòng)相互牽制,保證了觸點(diǎn)開斷的穩(wěn)定性,提高了繼電器的可靠性。(5)本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)一種適用于溫度區(qū)間較大的超磁致材料的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),兩 個(gè)超磁致伸縮棒同軸連接,組成一個(gè)整體,擴(kuò)大了溫度適用范圍,擴(kuò)大了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的溫度適 用范圍,使其在 +125°C的全溫度范圍內(nèi)均可獲得較大的輸出應(yīng)變。(6)本發(fā)明采用的溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路,使系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際測試溫度的變化自 動(dòng)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流大小,使得超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)線圈的磁場大小發(fā)生改變,從而改變超磁致伸 縮棒的輸出應(yīng)變。溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路可使系統(tǒng)在整個(gè)溫度范圍內(nèi)具有較為平穩(wěn)的輸出應(yīng) 變曲線,提高了系統(tǒng)輸出性能的穩(wěn)定性。


圖Ia和圖Ib分別為本發(fā)明一種電弧減滅觸頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖斷開和接通狀態(tài) 示意圖;圖2為本發(fā)明電弧減滅觸頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖二 ;圖3為本發(fā)明超磁致材料的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本發(fā)明溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路的原理示意圖;圖5為本發(fā)明一種溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路示意圖;圖6為本發(fā)明溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)超磁致伸縮棒伸縮性能的調(diào)節(jié)效果示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng)。該觸頭系統(tǒng)采 用磁致伸縮材料作為驅(qū)動(dòng)單元。動(dòng)觸頭、轉(zhuǎn)動(dòng)支座、銜鐵及磁致伸縮材料間均為剛性連接; 動(dòng)觸頭與靜觸頭之間為半剛性連接,即柔性接觸,剛性分離。在外磁場作用下,磁致伸縮材 料發(fā)生極速伸縮,直接帶動(dòng)銜鐵運(yùn)動(dòng),通過轉(zhuǎn)動(dòng)支座的扭矩引起輸出桿轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)了觸點(diǎn)的 主動(dòng)分?jǐn)?,避免了傳統(tǒng)繼電器依靠彈簧反力、永磁反力或電磁反力的被動(dòng)分?jǐn)嗄J?,使分?jǐn)?速度提高至少3個(gè)數(shù)量級(jí),從而大大減小電弧燃弧時(shí)間,有效增加產(chǎn)品壽命。由于反力強(qiáng)制 施加在銜鐵上,觸點(diǎn)幾乎不可能被粘死,使繼電器可靠性大大提高。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖la、圖Ib和圖2所示,一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng), 包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13、一個(gè)銜鐵14、兩個(gè)動(dòng)觸頭15、兩個(gè)靜觸頭16及一個(gè)動(dòng)觸簧17,銜鐵 14與動(dòng)觸簧17固定連接在一起后安裝在支座軸上,支座軸安裝在繼電器外殼上,銜鐵14能 夠繞支座軸轉(zhuǎn)動(dòng),兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13分別位于銜鐵14上下兩端,而且一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13位于 支座軸的左側(cè),另一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13位于支座軸的右側(cè);所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13的輸出桿4分 別與銜鐵14的兩個(gè)輸入端固定連接;兩個(gè)動(dòng)觸頭15分別位于動(dòng)觸簧17的兩個(gè)末端,與兩 個(gè)靜觸頭16位置分別對(duì)應(yīng),動(dòng)觸頭15在銜鐵14的帶動(dòng)下能夠與靜觸頭16柔性接觸、剛性 分離。動(dòng)觸頭15和靜觸頭16之間的接觸通過彈簧18的柔性接觸實(shí)現(xiàn),以保證繼電器的機(jī) 械壽命,動(dòng)觸頭15和靜觸頭16之間的分離通過動(dòng)觸簧17強(qiáng)制帶動(dòng)動(dòng)觸頭15運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)快 速剛性分離,以提高繼電器電壽命。兩個(gè)超磁致伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13分別位于動(dòng)觸簧17的兩側(cè),同時(shí)通過輸出桿4對(duì)銜 鐵14的兩個(gè)輸入端傳遞等大反向的位移。銜鐵14輸入端與動(dòng)觸簧17為一體,可繞支座軸 轉(zhuǎn)動(dòng),且動(dòng)觸簧17較輸入端長;銜鐵14的輸入端隨輸出桿4發(fā)生的位移形成力矩,帶動(dòng)動(dòng) 觸簧17轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13的輸出桿4與支座軸的偏心距設(shè)計(jì)可獲得較大的位移、速度放大作 用,以滿足繼電器觸點(diǎn)間隙要求。圖1中所示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的超磁致伸縮棒1包括適用兩種溫度范圍的伸縮棒,驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示,包括超磁致伸縮棒1、驅(qū)動(dòng)線圈2、預(yù)壓機(jī)構(gòu)3、輸出桿4、外 殼5、端蓋6、溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路7,超磁致伸縮棒1包括低溫超磁致伸縮棒8和高溫超磁 致伸縮棒9,低溫超磁致伸縮棒8和高溫超磁致伸縮棒9之間首先采用環(huán)氧樹脂材料進(jìn)行 粘接,然后放入烘箱中,在60°C -80°C下固化他-lOh,取出,即制備成一體式的超磁致伸縮 棒1。超磁致伸縮棒1套入驅(qū)動(dòng)線圈2的骨架軸內(nèi),超磁致伸縮棒1的輸出端與輸出桿4連 接,驅(qū)動(dòng)線圈2位于外殼5內(nèi)部,輸出桿4套入端蓋6內(nèi),能夠自由伸縮,端蓋6置于驅(qū)動(dòng)線 圈上部,所述的超磁致伸縮棒1、外殼5、端蓋6和輸出桿4組成閉合磁路。預(yù)壓機(jī)構(gòu)3位于 端蓋上部,通過輸出桿4給超磁致伸縮棒1施加預(yù)壓力,使超磁致伸縮棒8、9處于最佳磁機(jī) 耦合狀態(tài),在線性范圍內(nèi)獲得較大輸出位移。由于兩個(gè)超磁致伸縮棒適用的溫度區(qū)間不同, 當(dāng)系統(tǒng)處于低溫環(huán)境(-55°C-50°C左右)時(shí),主要由超磁致伸縮棒8提供輸出應(yīng)變;當(dāng)系統(tǒng) 處于高溫環(huán)境(40°C-125°C左右)中時(shí),主要由超磁致伸縮棒9提供輸出應(yīng)變;在一定的溫 度區(qū)間(30°C-6(TC)內(nèi),兩個(gè)超磁致伸縮棒均具有較好的伸縮性能,產(chǎn)生較大的輸出應(yīng)變。本發(fā)明擴(kuò)大了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的溫度適用范圍,使其在_55°C +125°C的全溫度范圍內(nèi)均可獲得 所需的輸出應(yīng)變。所述的溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路7用于給驅(qū)動(dòng)線圈2供電并調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流大 小。預(yù)壓機(jī)構(gòu)3包括壓蓋10、預(yù)壓彈簧11、調(diào)節(jié)螺母12,預(yù)壓彈簧11套于輸出桿4的 凸沿上,調(diào)節(jié)螺母12旋于壓蓋孔上,并與預(yù)壓彈簧11 一端壓緊,壓蓋10與外殼5鉚接固定。 預(yù)壓機(jī)構(gòu)3給超磁致伸縮棒1施加預(yù)壓力,軸向預(yù)壓力可使磁致伸縮棒內(nèi)部磁疇在零磁場 時(shí)盡可能地沿著與軸向應(yīng)力垂直的方向排列;在外加激勵(lì)磁場作用下,可獲得較大的軸向 磁致伸縮應(yīng)變,從而增大位移輸出。如圖4所示,為本發(fā)明溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路7的原理示意圖,溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路 7主要包括溫度采集處理單元、信號(hào)控制處理單元、功率輸出單元、供電及保護(hù)單元,供電及 保護(hù)單元分別為溫度采集處理單元和信號(hào)控制處理單元提供偏置電壓,溫度采集處理單元 通過采集驅(qū)動(dòng)線圈2的溫度信號(hào),并將溫度的變化轉(zhuǎn)化成線性電壓信號(hào)輸出給信號(hào)控制處 理單元,信號(hào)控制處理單元根據(jù)接收到的線性電壓信號(hào)判斷當(dāng)前環(huán)境溫度的數(shù)值,計(jì)算出 功率輸出單元的控制電壓,傳遞給功率輸出單元,控制驅(qū)動(dòng)線圈2的電流。如圖5所示,為溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路的一種具體實(shí)現(xiàn)示意圖,所述的溫度采集處 理單元通過溫度傳感器即可實(shí)現(xiàn),所述的信號(hào)控制處理單元通過單片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器實(shí) 現(xiàn),所述的功率輸出單元通過MOSFET管實(shí)現(xiàn)。兩部分電源采用分壓的方式從主回路獲得, 其作用是為電路中各集成電路芯片提供偏置電壓。模擬溫度傳感器將外界溫度的變化轉(zhuǎn)化 成線性電壓信號(hào)輸出給單片機(jī)的A/D端口,單片機(jī)通過采集溫度傳感器輸出的信號(hào)從而判 斷當(dāng)前環(huán)境溫度的數(shù)值,進(jìn)而獲得合理的功率MOSFET器件的柵極電壓。D/A轉(zhuǎn)換器將單片 機(jī)輸出的MOSFET柵極電平的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為直接施加在MOSFET上的模擬信號(hào),從而最終 通過控制MOSFET柵極電壓的大小控制通過MOSFET的電流。如圖6所示,為本發(fā)明溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)超磁致伸縮棒伸縮性能的調(diào)節(jié)效果 示意圖。溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路可使系統(tǒng)在整個(gè)溫度范圍內(nèi)具有較為平穩(wěn)的輸出應(yīng)變曲線, 提高了系統(tǒng)輸出性能的穩(wěn)定性。當(dāng)驅(qū)動(dòng)線圈通電后,超磁致伸縮棒分別在驅(qū)動(dòng)線圈產(chǎn)生的磁場作用下,快速反應(yīng), 同時(shí)發(fā)生伸長,推動(dòng)輸出桿及其對(duì)應(yīng)的銜鐵輸入端發(fā)生位移。銜鐵兩個(gè)輸入端的位移等大 反向,但不共線,因此,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力矩,進(jìn)而帶動(dòng)動(dòng)觸簧發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),動(dòng)觸簧壓縮端部的彈 簧,推動(dòng)動(dòng)觸頭與靜觸頭接觸,完成電路接通,由于彈簧的壓縮變形,使得動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)得 到一定的緩沖,減少了動(dòng)靜觸頭接觸時(shí)的磨損,保護(hù)了動(dòng)靜觸頭的機(jī)械壽命。切斷驅(qū)動(dòng)線圈 電源后,外磁場消失,磁致伸縮棒快速恢復(fù)原狀,強(qiáng)制將銜鐵拉回。輸出桿帶動(dòng)銜鐵兩輸入 端同時(shí)回縮,輸入位移消失,銜鐵的力矩也消失,動(dòng)觸簧回到平衡位置,動(dòng)觸簧桿端的動(dòng)觸 頭也被強(qiáng)制與靜觸頭分離,完成電路斷開。本發(fā)明采用一種基于磁致材料,利用其快速反應(yīng),主動(dòng)伸縮的特點(diǎn),結(jié)合剛性連接 的構(gòu)造,將傳統(tǒng)的被動(dòng)分?jǐn)嗄J阶優(yōu)橹鲃?dòng)分?jǐn)嗄J剑蟠筇岣吡碎_斷速度,減小了電弧對(duì)觸 點(diǎn)的損害,從而有效提高產(chǎn)品的可靠性及電壽命。本發(fā)明的自平衡式轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)一方面放大了初始的輸入位移,增大了動(dòng)、靜觸點(diǎn)間 隙,進(jìn)一步提高了滅弧性能。另一方面,銜鐵兩側(cè)同時(shí)伸縮,位移等大反向,對(duì)動(dòng)觸簧的轉(zhuǎn)動(dòng) 相互牽制,保證了觸點(diǎn)開斷的穩(wěn)定性,提高了繼電器的可靠性。
另外,本發(fā)明的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均是基于超磁致伸縮材 料,下面對(duì)超磁致伸縮材料進(jìn)行介紹。超磁致伸縮材料(giant magnetostrictive material,簡寫為GMM)是指美國 水面武器中心的Clark博士于70年代初首先發(fā)現(xiàn)的有很大的磁致伸縮系數(shù)的三元稀土 鐵化合物,典型材料為TbxDyh/e^。式中χ表示Tb/Dy之比,y代表R/i^e之比,χ 一般為 0. 27 0. 35,y為0. 1 0. 05。這種三元稀土合金材料已實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn),典型商品牌號(hào)為 Terfenol-D ( ^ Edge Technologies 公司)或 Magmek86 (瑞典的 Feredyn AB 公司), 代表成分為Tba27Dya73Fe^與壓電材料(PZT)及傳統(tǒng)的磁致伸縮材料Ni、Co等相比,超 磁致伸縮材料具有獨(dú)特的性能在室溫下的應(yīng)變值很大(1500 2000ppm),是鎳的40 50 倍,是壓電陶瓷的5 8倍;能量密度高(14000 25000J/m),是鎳的400 500倍,是壓 電陶瓷的10 14倍;機(jī)電耦合系數(shù)大;響應(yīng)速度快(達(dá)到us級(jí));輸出力大,可達(dá)220 880N。本發(fā)明經(jīng)過分析研究和試驗(yàn),低溫超磁致伸縮棒材料可采用Tba3Dya7Zn,在-196 0°C內(nèi)能夠工作,高溫超磁致伸縮棒可采用Tba Jya72(Fea9Niai)2,在-60 150°C內(nèi)能夠工 作,這兩種材料均可在甘肅蘭州天星公司、有色金屬研究院等多家單位購買。本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng),其特征在于包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)(13)、一個(gè)銜鐵(14)、兩個(gè)動(dòng)觸頭(15)、兩個(gè)靜觸頭(16)及一個(gè)動(dòng)觸簧(17),銜鐵 (14)與動(dòng)觸簧(17)固定連接在一起后安裝在支座軸上,支座軸安裝在繼電器外殼上,銜鐵 (14)能夠繞支座軸轉(zhuǎn)動(dòng),兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(1 分別位于銜鐵(14)上下兩端,而且一個(gè)驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)(13)位于支座軸的左側(cè),另一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(13)位于支座軸的右側(cè);所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) (13)的輸出桿(4)分別與銜鐵(14)的兩個(gè)輸入端固定連接;兩個(gè)動(dòng)觸頭(1 分別位于動(dòng) 觸簧(17)的兩個(gè)末端,與兩個(gè)靜觸頭(16)位置分別對(duì)應(yīng),動(dòng)觸頭(1 在銜鐵(14)的帶動(dòng) 下能夠與靜觸頭(16)實(shí)現(xiàn)接觸和分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng),其特 征在于所述的動(dòng)觸頭(1 和靜觸頭(16)之間的接觸通過彈簧(18)的柔性接觸實(shí)現(xiàn),以 保證繼電器的機(jī)械壽命,動(dòng)觸頭(1 和靜觸頭(16)之間通過快速的剛性分離,以提高繼電 器電壽命ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng),其特 征在于所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(13)包括超磁致伸縮棒(1)、驅(qū)動(dòng)線圈O)、預(yù)壓機(jī)構(gòu)(3)、輸出桿、外殼(5)、端蓋(6)、溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路(7),超磁致伸縮棒(1)套入驅(qū)動(dòng)線圈(2)的 骨架軸內(nèi),超磁致伸縮棒(1)的輸出端與輸出桿(4)連接,驅(qū)動(dòng)線圈(2)位于外殼(5)內(nèi)部, 輸出桿(4)套入端蓋(6)內(nèi),能夠自由伸縮,端蓋(6)置于驅(qū)動(dòng)線圈上部,所述的超磁致伸 縮棒(1)、外殼(5)、端蓋(6)和輸出桿(4)組成閉合磁路;所述的預(yù)壓機(jī)構(gòu)C3)位于端蓋上 部,通過輸出桿(4)給超磁致伸縮棒(1)施加預(yù)壓力,所述的溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路(7)用于 給驅(qū)動(dòng)線圈(2)供電并調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng),其特 征在于所述的超磁致伸縮棒(1)包括低溫超磁致伸縮棒(8)和高溫超磁致伸縮棒(9),低 溫超磁致伸縮棒(8)與高溫超磁致伸縮棒(9)同軸連接成整體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng),其特 征在于所述的溫度自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路(7)主要包括溫度采集處理單元、信號(hào)控制處理單元、 功率輸出單元、供電及保護(hù)單元,供電及保護(hù)單元分別為溫度采集處理單元和信號(hào)控制處 理單元提供偏置電壓,溫度采集處理單元通過采集驅(qū)動(dòng)線圈O)的溫度信號(hào),并將溫度的 變化轉(zhuǎn)化成線性電壓信號(hào)輸出給信號(hào)控制處理單元,信號(hào)控制處理單元根據(jù)接收到的線性 電壓信號(hào)判斷當(dāng)前環(huán)境溫度的數(shù)值,計(jì)算出功率輸出單元的控制電壓,傳遞給功率輸出單 元,控制驅(qū)動(dòng)線圈O)的電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng),其特 征在于所述的溫度采集處理單元通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn),所述的信號(hào)控制處理單元通過單 片機(jī)和D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn),所述的功率輸出單元通過MOSFET管實(shí)現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng),其 特征在于所述低溫超磁致伸縮棒和高溫超磁致伸縮棒之間首先采用環(huán)氧樹脂材料進(jìn)行粘 接,然后放入烘箱中,在60°C -80°C下固化他-lOh,取出,即制備成寬溫域超磁致伸縮棒。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng),其特 征在于所述的預(yù)壓機(jī)構(gòu)C3)包括壓蓋(10)、預(yù)壓彈簧(11)、調(diào)節(jié)螺母(12),預(yù)壓彈簧(11) 套于輸出桿的凸沿上,調(diào)節(jié)螺母(12)旋于壓蓋孔上,并與預(yù)壓彈簧(11) 一端壓緊,壓蓋(10)與外殼(5)鉚接固定。
全文摘要
一種基于超磁致伸縮材料的繼電器電弧減滅觸頭系統(tǒng),包括兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(13)、一個(gè)銜鐵(14)、兩個(gè)動(dòng)觸頭(15)、兩個(gè)靜觸頭(16)及一個(gè)動(dòng)觸簧(17),銜鐵(14)與動(dòng)觸簧(17)固定連接在一起后安裝在支座軸上,支座軸安裝在繼電器外殼上,銜鐵(14)能夠繞支座軸轉(zhuǎn)動(dòng),兩個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(13)分別位于銜鐵(14)上下兩端,而且一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(13)位于支座軸的左側(cè),另一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(13)位于支座軸的右側(cè)。本發(fā)明能夠提高觸點(diǎn)的分?jǐn)嗨俣?,減小觸頭間電弧的燃燒時(shí)間,從而提高繼電器壽命。
文檔編號(hào)H01H55/00GK102064049SQ20101062413
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者孫超, 賈慧麗, 郝長嶺 申請(qǐng)人:航天時(shí)代電子技術(shù)股份有限公司
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