高压继电器陶瓷封闭腔结构、高压继电器及其工作方法技术

本发明专利技术涉及一种高压继电器陶瓷封闭腔结构，一对触点杆轴心连线的方向为X向，垂直于一对触点杆轴心连线的方向为Y向；沿X向位于所述一对触点杆两侧的位置设有一对相对设置的永磁铁；用于使触点杆导通的接触片两端增加上导磁环与下导磁环，上导磁环与拉杆轴固定连接；拉杆轴顶部与上导磁环固定连接，下导磁环上具有供拉杆轴自由穿过的小孔，下导磁环由超程弹簧支撑，超程弹簧一端固定，另一端可带动下导磁环浮动；当接触片有极端大电流经过时，接触片四周沿上、下导磁环产生封闭的环形磁路，下导磁环在电磁吸力作用下，对接触片具有向上推力，克服并抵消极端大电流对接触片产生的向下的分离力。

The structure of ceramic closed cavity of high voltage relay, high voltage relay and its working method

【技术实现步骤摘要】
高压继电器陶瓷封闭腔结构、高压继电器及其工作方法
本专利技术涉及一种高压继电器，属于继电器

技术介绍
高压继电器是新能源汽车电池系统和电机控制器之间的连接通道，是新能源汽车中高压系统中必要的、核心的电控基础元件。其功能为：接通或断开高压大电流负载，由于汽车上安装空间狭小，对于车用高压继电器，除需具备耐高压、耐负载、抗冲击、灭弧能力强和分断能力强的基本功能以外，还需要体积小巧，结构紧凑。上述要求能否实现，取决于高压继电器的关键部件-陶瓷密封腔的结构设计。在高压大电流接通或断开的过程中，接触片与触点杆之间会产生较大电弧，如果不能及时有效使电弧熄灭，将会导致接触片与左触点杆及右触点杆发生严重烧蚀，并影响高压继电器的可靠性及性能。因此，为了解决此问题，现有技术会同时采用两种设计：一是利用陶瓷结构形成密封腔，并在密封腔同灌充惰性气体；二是外部加永磁铁，以形成磁场并利用磁场使电弧朝规定的方向拉断并快速熄弧。针对这一设计，现有技术存在两个主要问题：一是：因增加永磁铁而带来的要求外部负载的方向性问题。二是：因超大电流在磁场中产生的电磁力，而使接触片弹开导致继电器接触不可靠甚至失效的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高压继电器，改变一对永磁铁相对于触点杆所在的位置和方向，从而实现外部高压大电流的接通无方向性的要求，外部电流可以无极性接通；同时在与触点杆对应的接触片上新增一对导磁环，当接触片中有极端大电流通过时，上下导磁环在磁场作用下会与上导磁环趋向于闭合以形成一个完整的磁路，此时，下导磁环产生一个额外的向上的压紧力并最终作用于接触片上，此压紧力随着极端电流的增加而增加，并克服或抵消因极端大电流而产生的分离力，保证接触片在极端大电流冲击下的接触可靠性，提升了继电器抗极端大电流冲击的能力。本专利技术采取以下技术方案：一种高压继电器陶瓷封闭腔结构，一对触点杆轴心连线的方向为X向，垂直于一对触点杆轴心连线的方向为Y向；沿X向位于所述一对触点杆两侧的位置设有一对相对设置的永磁铁1、6；用于使触点杆导通的接触片7两端增加上导磁环11与下导磁环12，上导磁环11与拉杆轴15固定连接；拉杆轴15顶部与上导磁环11固定连接，下导磁环12上具有供拉杆轴15自由穿过的小孔，下导磁环12由超程弹簧13支撑，超程弹簧13一端固定，另一端可带动下导磁环12浮动；当接触片有极端大电流经过时，接触片四周沿上、下导磁环产生封闭的环形磁路，下导磁环12在电磁吸力作用下，对接触片7具有向上推力，克服并抵消极端大电流对接触片产生的向下的分离力。优选的，高压继电器陶瓷封闭腔结构的铁芯2内设置一吸动弹簧，拉杆轴15下端固定一衔铁16，衔铁16随拉杆轴15克服吸动弹簧14的弹力，向上运动，当衔铁16与铁芯2下端接触时，拉杆轴停止向上移动，上导磁体11完成向上运动并脱离接触片。优选的，上导磁环11与拉杆轴15为紧配合。优选的，下导体环12与拉杆轴15为浮动配合，在超程弹簧13的作用下，能够沿着拉杆轴上下移动。一种高压继电器，采用上述任意一项所述的高压继电器陶瓷封闭腔结构。一种高压继电器的工作方法，采用上述的高压继电器；继电器线圈未通电时，上导磁环11与拉杆轴15处于静止状态；继电器线圈通电后，上导磁环11与拉杆轴15在衔铁16的带动下向上移动，接触片7首先与一对触点杆接触；衔铁16带动拉杆轴15继续向上移动，下导磁环12不动，上导磁环11随拉杆轴一起向上移动，直到衔铁与铁芯接触为止，此时，上导磁环11与下导磁环12之间有一定间隙。本专利技术的有益效果在于：1)对外部高压大电流的接通无方向性的要求，外部电流可以无极性接通；2)提高了继电器耐反向电压能力，特别适用于经常有较高的反向电压的系统。3)下导磁环在电磁吸力的作用下，带动接触片有向上移动趋势，并最终产生一个额外的向上的压紧力，此压紧力随着极端电流的增加而增加，并克服或抵消因极端大电流而产生的分离力，保证接触片在极端大电流冲击下的接触可靠性，提升了继电器抗极端大电流冲击的能力。附图说明图1是高压继电器的外观示意图。图2是本专利技术高压继电器的剖视图。图3是现有的高压继电器触点杆与永磁铁位置示意图。图4是与图3对应的磁场示意图。图5是与图3对应的电流流向图。图6是在磁场下触点杆与接触片之间产生的电弧示意图。图7是当电源接反时，电流流向图。图8是当电源接反时，触点杆与接触片之间产生的电弧示意图。图9是图10对应的磁场示意图。图10是本专利技术所采用的高压继电器触点杆与永磁铁位置示意图。图11是图12的右视的视角下，电弧位置示意图。图12是与图9对应的电流流向图。图13是图12的左视的视角下，电弧位置示意图。图14是图15的右视的视角下，电弧位置示意图。图15是本专利技术中，电源接反时，电流流向示意图。图16是图15左视的视角下，电弧位置示意图。图17是本专利技术所采用的高压继电器接触片上设置上导磁环与下导磁环的示意图。图18是图17的主视图。图19是图20中，上下导磁环与接触片部位的剖视图。图20是电流流向示意图。图21是图22中，上下导磁环与接触片部位的剖视图。图22是电源反接时，电流流向示意图。图23是继电器线圈未通电时，上导磁环、拉杆轴等部件处于静止状态的示意图。图24是当继电器线圈通电后，上导磁环、拉杆轴在衔铁的带动下向上移动，接触片首先与触点杆接触的示意图。图25是衔铁带动拉杆轴继续向上移动—下导磁环不动，上导磁环随拉杆一起向上移动，直到衔铁与铁芯接触为止的示意图。上导磁环与下导磁环之间有一定间隙。图26是图25对应的立体图。图中，1.左侧永磁铁，2.铁芯，3.左侧触点杆，4.右侧触点杆，5.陶瓷腔，6.右侧永磁铁，7.接触片，8.磁铁支架，9.连接圈，10.铁片，11.上导磁环，12.下导磁环，13.超程弹簧，14.吸动弹簧，15.拉杆轴，16.衔铁。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进一步说明。实施例一(对比实施例)：现有继电器灭弧工作的举例：为了方便介绍，此处结构作简化，参见图3-6：现有产品其永磁铁设置在接触点杆Y方向的两侧，如图3-4所示，永磁铁所生产的灭弧磁场，继续参见图5-6，当继电器外部高压大电流负载按图四正向流通时，接触片与触点杆之间的电弧在永磁铁形成的磁场作用下，根据左手定则，其电弧被拉向触点杆两侧，以达到将电弧拉薄而快速熄灭的目的，,如图6所示；反之，如图7-8所示，如果外部高压大电流被接反，即反向流通时，电弧会被拉向触点杆的中间，甚至两个电弧被接通在一起，电弧会在接触片与触点杆之间持续烧蚀，严重影响继电器的寿命与可靠性。因此，现有继电器对外部高压大电流的接通方向有明确的要求，如果接反，会严重影响产品寿命本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压继电器陶瓷封闭腔结构，其特征在于：/n一对触点杆轴心连线的方向为X向，垂直于一对触点杆轴心连线的方向为Y向；沿X向位于所述一对触点杆两侧的位置设有一对相对设置的永磁铁(1、6)；/n用于使触点杆导通的接触片(7)两端增加上导磁环(11)与下导磁环(12)，上导磁环(11)与拉杆轴(15)固定连接；/n拉杆轴(15)顶部与上导磁环(11)固定连接，下导磁环(12)上具有供拉杆轴(15)自由穿过的小孔，下导磁环(12)由超程弹簧(13)支撑，超程弹簧(13)一端固定，另一端可带动下导磁环(12)浮动；/n当接触片有极端大电流经过时，接触片四周沿上、下导磁环产生封闭的环形磁路，下导磁环(12)在电磁吸力作用下，对接触片(7)具有向上推力，克服并抵消极端大电流对接触片产生的向下的分离力。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压继电器陶瓷封闭腔结构，其特征在于：
一对触点杆轴心连线的方向为X向，垂直于一对触点杆轴心连线的方向为Y向；沿X向位于所述一对触点杆两侧的位置设有一对相对设置的永磁铁(1、6)；
用于使触点杆导通的接触片(7)两端增加上导磁环(11)与下导磁环(12)，上导磁环(11)与拉杆轴(15)固定连接；
拉杆轴(15)顶部与上导磁环(11)固定连接，下导磁环(12)上具有供拉杆轴(15)自由穿过的小孔，下导磁环(12)由超程弹簧(13)支撑，超程弹簧(13)一端固定，另一端可带动下导磁环(12)浮动；
当接触片有极端大电流经过时，接触片四周沿上、下导磁环产生封闭的环形磁路，下导磁环(12)在电磁吸力作用下，对接触片(7)具有向上推力，克服并抵消极端大电流对接触片产生的向下的分离力。


2.如权利要求1所述的高压继电器陶瓷封闭腔结构，其特征在于：高压继电器陶瓷封闭腔结构的铁芯(2)内设置一吸动弹簧，拉杆轴(15)下端固定一衔铁(16)，衔铁(16)随拉杆轴(15)克服吸动弹簧(14)的弹力，向上运动，当衔铁(16)与铁芯(2)下端...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国忠，席杰明，王晓兰，
申请(专利权)人：上海沪工汽车电器有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31