CN100517530C - 电磁永磁机构驱动器 - Google Patents

Abstract

为解决现有电磁驱动器结构体积大、磁保持力、动作力小、开断速度慢等技术问题，本发明申请提供了一种电磁永磁机构驱动器，其主要结构内容是在非导磁骨架轴向设有上、中、下三套永磁磁铁组，相邻两永磁磁铁组之间分别设有上电磁线圈和下电磁线圈。本技术不仅具有机械结构简单、驱动力强、动作稳定性和质量高的特点，而且也为开关控制电路的简化设计和遥控设计创造了条件。

Description

电磁永磁机构驱动器

技术领域

本发明涉及的是由动衔铁直线运行实现电磁操纵运行的永磁机构驱动器。

背景技术

以电磁驱动装置为结构主体的驱动器被广泛地应用在各行各业中，作为天然气、石油、水等输送管道控制阀门以及电力配电线路等各种开关开断控制上。如南京因泰莱配电自动化设备有限公司的CDM系列永磁机构/PMD系列永磁机构驱动器产品，又如中国专利所公开的：专利号为200310105896.3、名称为“非对称双线圈式永磁机构”和专利号为：02205189.9、名称为“电磁操动永磁保持机构”的技术都较为典型，其基本结构构成均是：同轴设置的合闸线圈和分闸线圈，其轴向位置为动铁芯运行通道，两线圈之间设有一套永磁磁铁组。该现有电磁驱动器存在的主要技术问题是：机构体积较大，而磁保持力偏小，为使其在极限位具有保持能力，一方面可以采用为电磁线圈持续通电的方法来实现，其电力资源消耗大，或增设销扣和脱扣器机械构造，其机构组成复杂，就使得产品体积更为庞大，而且动作可靠性差、质量低。所以现有的电磁机构驱动器的开关驱动性能并非理想。

发明内容

本发明申请的发明目的在于提供一种具有优良分、合开断性能且体积小巧的电磁永磁机构驱动器。本发明提供的电磁永磁机构驱动器技术方案，其主要技术内容是：本电磁永磁机构驱动器，其结构构成的轭铁壳体内设有管式非导磁骨架，动铁芯位于该非导磁骨架内腔的运行通道内，沿其骨架设有上、中、下三套永磁磁铁组，每一永磁磁铁组为对称设置于骨架相对面的一对或两对永磁磁铁，相邻两永磁磁铁组之间分别绕骨架设有上电磁线圈、下电磁线圈，上电磁线圈、下电磁线圈电连接设置于开关控制电路中。

本发明提供的电磁永磁机构驱动器技术方案，其上、下两套永磁磁铁组的设置除了用于协助完成动铁芯的开断动作、提高开关驱动速度之外，还成为提供动铁芯上、下两极限开关位保持力的永磁构造；上、下电磁线圈由各自驱动电流产生的电磁场与各永磁磁铁组磁场相互作用，综合磁场场强在上下位或被增强、或被抵消，从而完成推动动铁芯上下快速驱动运行，并实现上、下极限开关位的双稳态维持，所以本技术不仅具有机械结构简单、驱动力强、开关驱动动作灵敏和稳定性高、驱动能量消耗低的特点，而且还为电子控制电路的简化设计创造了条件，是一种利用电磁驱动、永磁保持、电子电路控制、甚至是遥控控制的新型永磁机构驱动器。

附图说明

图1和图2分别为本电磁永磁机构驱动器的合闸状态和分闸状态的剖视结构示意图

图3为本电磁永磁机构驱动器的立体结构示意图

图4为本电磁永磁机构驱动器开关控制电路的电路原理图。

具体实施方式

本发明的电磁永磁机构驱动器，其轭铁壳体1内设有电磁永磁机构的设置非导磁性骨架6，该非导磁骨架6内腔作为动铁芯2直线滑动运行通道，其动铁芯2上端穿过轭铁1的上端盖用于设置机械驱动机构。沿骨架6轴向、位于骨架外围设置有上、中、下三套永磁磁铁组3、4、5，如图3所示的实施例结构中，其骨架6采用的是四方管体，其每一永磁磁铁组为对称设置于骨架相对面的一对或两对永磁磁铁，永磁磁铁对向动铁芯的磁极面均为同磁极设置。若其骨架选择的是圆管体，则其每一永磁磁铁组均为两个半环形磁铁对扣于骨架外围构成，且对扣面之间留有一定间隙的空气隙，以加大两永磁铁间的磁阻。两相邻永磁磁铁组之间分别设有一上电磁线圈L1和一下电磁线圈L2，两电磁线圈L1、L2连接接入其开关控制电路中，并作为开关控制电路的被控部件设置于其电路中。

下面将叙述的是本电磁永磁机构驱动器的工作过程，首先说明的是下电磁线圈L2被设计为合闸驱动线圈，其上电磁线圈L1被定义为分闸线圈。图1所示的是为实现合闸操作的磁路状态图，在启动前的静态中，其动铁芯2处于分闸位置，此时开关控制电路开通、为下电磁线圈L2通入驱动电流，轭铁下端的磁场强度因叠加下电磁线圈所产生的电磁场而增大，形成强大的向下磁吸引力和由上至下的磁排斥力使动铁芯2迅速下移至下端极限合闸位置，这时既使下电磁线圈L2断电，其下永磁磁铁组5对动铁芯2的强吸引作用，能够使动铁芯2稳定地维持在该下极限合闸位置。当其进行分闸操作前，其动铁芯2处于合闸位置，为上电磁线圈L1加入启动电流，轭铁上端磁场强度因上电磁线圈L1所产生的电磁场而增大，产生强大的上拉吸引力及由下至上的磁排斥力，迫使动铁芯2迅速上移至上极限分闸位置，上电磁线圈L1中启动脉冲过后，上、中两永磁磁铁组3、4的吸引作用，也会使动铁芯2稳定地维持在该上极限位置处。所以本机构不仅实现了双稳开关态维持的设计目的，而且还具有开关动作迅速的技术特点。

图4给出了开关控制电路的一实施电路原理图。其中上、下电磁线圈L1、L2的整流工作回路并联联接，其中的上电磁线圈L1工作回路中的主支路上串联有由动铁芯合闸位的行程开关S的开关触点S1、S4，其整流桥P1经充电电容C输出工作电压，上电磁线圈L1与第一继电器J1的一常闭开关触点K12串联设置于整流桥P1输出端，其中的第一继电器J1与两温度保护开关T1、T2串联后并联于主控制回路中；下电磁线圈L2工作回路的整流桥P2输出串联有第二继电器J2的常开触点开关K2，其中的第二继电器J2与行程开关S的分闸态开关触点S2、S3以及第一继电器J1的另一组常开开关触点K11串联设置于主控制回路中。要实现合闸操作时，其行程开关S处于分闸触点S2、S3位置，当总控制开关K关闭导通，第一继电器J1通电启动，其常开触点K11吸合接通、常闭触点K12分离断开，第二继电器J2启动，其常开触点K2吸合导通、下电磁线圈L2通入启动电流，迫使动铁芯下拉合闸，行程开关S随动铁芯动作而接通合闸触点S1、S4，第二继电器J2断电，其开关触点K2随之断开，但其结构仍能保持动铁芯的稳定的合闸位，同时上电磁线圈L1整流桥P1为充电电容C充电；当需要分闸操作时，切断总开关K，第一继电器J1被断电，其常开触点K11分离断开、常闭触点K12吸合接通，上电磁线圈L1在充电电容C的放电电流下启动，拉动动铁芯上移实现分闸操作，同时行程开关S也随动铁芯被推动到分闸开关位S2、S3。由此可见，对总开关K实施遥控设计是完全可行的。

Claims (4)

1、一种电磁永磁机构驱动器，其特征在于轭铁壳体(1)内设有管式非导磁骨架(6)，动铁芯(2)位于该非导磁骨架(6)内腔的运行通道内，沿其骨架设有上、中、下三套永磁磁铁组(3、4、5)，每一永磁磁铁组为对称设置于骨架相对面的一对或两对永磁磁铁，相邻两永磁磁铁组之间分别绕骨架设有上电磁线圈(L1)、下电磁线圈(L2)，上电磁线圈、下电磁线圈电连接设置于开关控制电路中。

2、根据权利要求1所述的电磁永磁机构驱动器，其特征在于其骨架(6)为四方管体，其每一永磁磁铁组为对称设置于骨架相对面的一对或两对永磁磁铁，永磁磁铁对向动铁芯的磁极面均为同磁极设置。

3、权利要求1所述的电磁永磁机构驱动器，其特征在于其骨架(6)是圆管体，其每一永磁磁铁组均为两个半环形磁铁对扣于骨架外围构成，且对扣面之间留有一定间隙的空气隙。

4、根据权利要求1所述的电磁永磁机构驱动器，其特征在于开关控制电路中，上、下电磁线圈(L1、L2)的整流工作回路并联联接，上电磁线圈(L1)工作回路中串联有由动铁芯合闸位的行程开关(S)的开关触点(S1、S4)，其整流桥(P1)经充电电容(C)输出，上电磁线圈(L1)与第一继电器(J1)的一常闭开关触点(K12)串联设置于电容(C)输出端；第一继电器(J1)与两温度保护开关(T1、T2)串联后并联于主控制回路中；下电磁线圈(L2)工作回路的整流桥(P2)输出串联有第二继电器(J2)的常开触点开关(K2)和下电磁线圈(L2)；第二继电器(J2)与行程开关(S)的分闸态开关触点(S2、S3)以及第一继电器(J1)的另一组常开开关触点(K11)串联设置于主控制回路中。

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