[其他]极化电磁执行装置

说明书

便于单稳态衔铁操作的极化电磁执行装置，合被枢轴支撑从而能绕其在两不同角位移位置间运动的衔铁，一对向位于枢轴两侧并沿衔铁两端伸出的相反磁极元件的电磁铁；及三磁极的棒形磁化永久磁铁放在相反磁极元件的自由端之间，其纵向两端磁极有相同极性，而中心磁极有相反极性，以产生反向的第一和第二磁力线回路。衔铁与永久磁铁间有共用磁力线回路，上述两磁力线回路通过该回路时为同一方向，因此在衔铁上产生扭矩，使它绕枢轴朝两角位移位置之一旋转。

本发明涉及一种极化电磁执行装置，更具体地说涉及一种有利于以单稳态方式操作的继电器触点的装置。

先有的用于继电器的极化电磁执行装置，人们可以从美国专利4064471号及4134090号所公开的内容中了解到。在这些专利中，一个永久磁铁与一个电磁铁相结合组成一个磁铁系统，该系统被用来获得一种单稳态继电器操作。如在本发明的附图1中所示（该图是先有磁铁系统的示意图），先有的装置包括一个稍微呈V型的衔铁6，衔铁6上带有一个或多个可动触点，并以枢轴的方式支撑，使其能相对于具有磁轭2和激磁线圈5的电磁铁1作角运动。永久磁铁7被用来将衔铁6偏转到复原位置，并将其保持在这个位置。永久磁铁7与电磁铁1耦合，其方式是使永久磁铁7的一个磁极与一个磁轭腿3相连，而另一个磁极远离另一个磁轭腿4但紧挨着衔铁6的枢轴。因此，这样结合的永久磁铁7构成了两个独立的磁力线回路，一个是复原磁力线回路，它从永久磁铁7流出然后仅通过衔铁6的一端，如带箭头的线A所示而循环;另一个是设置磁力线回路，它同样从永久磁铁7流出，然后延续到磁轭2的整个长度上，如图中带箭头的线B所示而循环。这样，复原磁力线回路A比设置磁力线回路B短得多，所短的数量为磁轭2的长度，因此它所施加的磁势要比设置磁力线回路的强。从而把衔铁6磁偏转到复原位置。这就是说，先有的装置依靠第一和第二磁力线回路A、B之间的长度即磁阻的差值用来把衔铁偏转到复原位置。然而，这样的差值与构成该装置的元件的结构密切相关，因此对元件的尺寸变化敏感，故很难提供磁特性一致的装置。对于设计一种由该装置与复位弹簧装置结合的单稳态操作继电器来说，上述情况是很不利的。复位弹簧装置是用于使衔铁从设置位置偏转到复原位置。当由此装配的执行装置或继电器需要小型化时，其中要靠磁路和复位弹簧装置所施加组合力的细小差值使衔铁在设置和复原位置之间运动时，上述问题更加严重。

本发明旨在解决上述问题。本发明提供了由独特磁路构成的有利于获得单稳态衔铁操作的电磁执行装置。按照本发明制作的执行装置包括一块衔铁，该衔铁被枢轴支撑以便绕一个枢轴运动;还包括一个电磁铁，该电磁铁有一个铁芯和绕在铁芯上的激磁线圈，还有一对磁极元件，磁极元件沿枢轴的两侧从铁芯的两端向衔铁的两端延伸。一个棒形的三磁极磁化永久磁铁置于该磁极元件的自由端之间并且通常与衔铁平行。上述永久磁铁被磁化，使其沿纵向两端磁极的极性相同，而居于两端之间的中心磁极具有相反的极性，因此它与衔铁一起产生彼此相反方向的第一和第二磁力线回路，所述第一磁力线回路经过永久磁铁的一个端部和衔铁的相邻端部在中心磁极和一端磁极间循环，而上述第二个磁力线回路经过永久磁铁的另一个端部和衔铁的相邻端部在中心磁极和另一端磁极间循环。

本发明的特征在于：永久磁铁被磁化后，其中心磁极沿永久磁铁纵向偏离衔铁的枢轴。由于永久磁铁的这种偏移磁化，方向相反的第一和第二磁力线回路，可以在永久磁铁和衔铁之间与枢轴的偏移相对应处有一段共用的气隙。正是在这个与枢轴偏移的气隙上，第一和第二磁力线回路沿同一方向延伸从而形成一个相加的磁势，用以在衔铁上形成一个扭矩，使衔铁绕其枢轴沿一个方向旋转，或者当电磁铁去激励时向角位移位置之一旋转。这样，衔铁绕其枢轴推动磁平衡，由于永久磁铁的偏移磁化使衔铁向两个不同的角位移位置之一旋转，而不依赖于第一和第二磁力线回路之间的磁阻之差，从而能够提供具有一致磁特性的磁系统，它基本上不受所用元件的尺寸变化的影响。这种一致的磁特性有助于设计单稳态型继电器，因此提高了单稳态继电器操作的可靠性和精度。

因此，本发明的主要目的是提供一种极化的电磁执行装置，它能提供一致的磁特性，从而有助于得到可靠的单稳态操作的继电器。