CN101350257B - 一种双稳态永磁机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双稳态永磁机构，左、右壳体内设有动衔铁、转轴、永磁体、合闸线圈和分闸线圈；左、右壳体上设有合闸止动面和分闸止动面；所述的动衔铁与转轴联接成一个部件，在合闸线圈通电时向一个方向转动至合闸止动面，而在分闸线圈通电时向另一方向转动至分闸止动面；所述的永磁体使动衔铁保持在合闸止动面或分闸止动面处。本发明的双稳态永磁机构，动衔铁在线圈磁场力和永磁体磁场力的共同作用下向顺时针或逆时针方向作一定角度的转动，并通过永磁体的磁场力把动衔铁保持在停止位置。由于动衔铁带动转轴直接驱动电器中的操作机构产生动作，因此大大地提高了传动效率和整个电器的可靠性。

Description

一种双稳态永磁机构

技术领域

本发明涉及的是一种电磁执行机构，特别是一种由电磁线圈驱动动衔铁作旋转运动的双稳态永磁机构。

背景技术

现有永磁机构技术中，是由电磁线圈驱动动衔铁作直线运动，然后用永磁体实现合闸保持或分闸保持的一种形式的电磁操动机构，并广泛应用于真空断路器和交流接触器中。把现有永磁机构技术应用在驱动杆作旋转运动的电器中时，需要在永磁机构和电器之间有一个机械联结，这样就大大降低了永磁机构的传动效率和整个电器的可靠性。为解决上述这一问题，把永磁机构高效的、可靠的用于驱动杆作旋转运动的电器中，而发明了一种由电磁线圈驱动动衔铁作旋转运动的双稳态永磁机构。

发明内容

本发明的目的是解决现有永磁机构使用在驱动杆作旋转运动的电器中存在的问题，提供一种结构简单、性能可靠、可频繁操作而不易损坏的双稳态永磁机构。

本发明的技术方案是：一种双稳态永磁机构，包括左、右壳体，其特征在于所述的左、右壳体内设有动衔铁、转轴、永磁体、两个合闸线圈和两个分闸线圈；所述的合闸线圈和分闸线圈为空心线圈，所述的动衔铁具有一对对称设置的且以转轴为轴心的圆弧形臂，所述每个圆弧型臂的两端分别与其中的一个合闸线圈和一个分闸线圈插接；所述的左、右壳体上设有合闸止动面和分闸止动面；所述的动衔铁与转轴联接成一个部件，在合闸线圈通电时向一个方向转动，动衔铁的圆弧型臂穿过合闸线圈至合闸止动面，而在分闸线圈通电时向另一方向转动，动衔铁的圆弧型臂穿过分闸线圈至分闸止动面；所述的永磁体使动衔铁保持在合闸止动面或分闸止动面处。

本发明的双稳态永磁机构，动衔铁在线圈磁场力和永磁体磁场力的共同作用下向顺时针或逆时针方向作一定角度的转动，并通过永磁体的磁场力把动衔铁保持在停止位置。由于动衔铁带动转轴直接驱动电器中的操作机构产生动作，因此大大地提高了传动效率和整个电器的可靠性。

根据本发明，所述的动衔铁两侧均设有一对永磁体。所述的每对永磁体的体积和磁质相同。而且所述两对永磁体的体积和磁质也相同。

根据本发明，至少一侧的永磁体的两端设有合闸线圈和分闸线圈。所述的两对永磁体可以分别嵌置在左、右壳体上所设的安装槽内，也可以嵌置在动衔铁上所设的凹槽内。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明沿O1、O2轴向方向的展开图。其中粗箭头指示方向为永磁机构的各零、部件展开后沿O1、O2轴向的装配方向。

图2是图1中沿A-A面的剖视图，其中动衔铁在线圈的磁场力和永磁体的磁场力共同作用下作逆时针方向旋转至左端位置后，被永磁体的磁场力保持在图示位置。

图3是图1中沿A-A面的剖视图，其中动衔铁在线圈的磁场力和永磁体的磁场力共同作用下作顺时针方向旋转至右端位置后，被永磁体的磁场力保持在图示位置。

图4是图2中沿B-B面的剖视图，指示的是永磁体在左、右壳体上的安装位置图

图5是本发明第二种结构实例沿O1、O2轴向方向的展开图。其中粗箭头指示方向为永磁机构的各零、部件展开后沿O1、O2轴向的装配方向。

具体实施方式

参照图1，本发明第一种实例，包括有左壳体1和右壳体6，在壳体上设有止动面E、F、H、L，在左、右两壳体之间设有动衔铁5，在动衔铁5上设有转轴7，动衔铁5和转轴7通过键或其它紧固元件联接成一个部件绕轴心线O1、O2在壳体内作旋转运动。在左壳体开设的安装槽10上设有两个体积相同、磁质一样的永磁体4，在右壳体开设的安装槽(未示出，其结构与左壳体相同)上也设有两个体积相同、磁质一样的永磁体14，在每个永磁体4两端分别设有线圈2、线圈3和线圈8、线圈9，其中线圈2和线圈8作合闸线圈，线圈3和线圈9作分闸线圈。所述的合闸线圈2，8和分闸线圈3、9为空心线圈，所述的动衔铁5具有一对对称设置的且以转轴7为轴心的圆弧形臂，所述每个圆弧型臂的两端分别与所述的合闸线圈2，8和分闸线圈3、9插接。

参照图2、图3，是动衔铁5在通电线圈的磁场力和永磁体的磁场力的共同作用下，绕轴心线O1、O2作旋转运动到图2所示的合闸位置或图3的分闸位置。

其的工作原理如下：如图2、3所示永磁机构分别处于合闸位置和分闸位置时，合闸线圈2、8和分闸线圈3、9无电流通过，动衔铁5由永磁体4和永磁体14的磁场力保持在合闸或分闸的极限位置。如图2所示，永磁机构处于合闸位置时，当外部有分闸信号，即给分闸线圈3、9通以相同方向的电流时，动衔铁5在分闸线圈产生的磁场和永磁体4、14产生的磁场共同作用下，绕轴心线O1、O2作顺时针方向旋转运动，动衔铁5的圆弧型臂穿过分闸线圈3、9运动到壳体的止动面E、L处。分闸动作结束后，各部件的位置如图3所示。此时，动衔铁5在永磁体4和永磁体14的磁场力作用下可靠的处于分闸位置。

同样，如图3所示，永磁机构处于分闸位置时，当外部有合闸信号，即给合闸线圈2、8通以相同方向的电流时，动衔铁5在合闸线圈产生的磁场和永磁体4、14产生的磁场共同作用下，绕轴心线O1、O2作逆时针方向旋转运动，动衔铁5的圆弧型臂穿过合闸线圈2，8运动到壳体的止动面F、H处。合闸动作结束后，各部件的位置如图2所示。此时，动衔铁5在永磁体4和永磁体14的磁场力作用下可靠的处于合闸位置。

在上述实施方式中，也可以将圈2和线圈8用作分闸线圈，线圈3和线圈9用作合闸线圈，在这种情况下，图2对应于分闸位置，而图3对应于合闸位置，其工作原理与前面描述的相同。

参照图4，四个永磁体4、14两两分别装在壳体1和壳体6内，其中动衔铁5与壳体和永磁体之间有一定间隙，能使动衔铁在在壳体中顺畅的运动。

参照图5，是本发明的第二种实例，是在图1实例基础上的改进，与图1实施例不同之处在于所述的两对永磁体4、14分别嵌置在动衔铁5两侧开设的凹槽11中，并且与转轴7构成一个整体的部件，其余永磁机构的零、部件安装方式与图1的实例相同，其工作原理均与第一种实例相同，这里就不再赘述。

应该理解到的是：上述实例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双稳态永磁机构，包括左、右壳体(1，6)，其特征在于所述的左、右壳体(1，6)内设有动衔铁(5)、转轴(7)、永磁体(4，14)、两个合闸线圈(2，8)和两个分闸线圈(3、9)；所述的合闸线圈(2，8)和分闸线圈(3、9)为空心线圈，所述的动衔铁(5)具有一对对称设置的且以转轴(7)为轴心的圆弧形臂，所述每个圆弧 形臂的两端分别与其中的一个合闸线圈(2，8)和一个分闸线圈(3、9)插接；所述的左、右壳体(1，6)上设有合闸止动面(F、H)和分闸止动面(E、L)；所述的动衔铁(5)与转轴(7)联接成一个部件，在合闸线圈(2，8)通电时向一个方向转动，动衔铁(5)的圆弧 形臂穿过合闸线圈(2，8)至合闸止动面(F、H)，而在分闸线圈(3、9)通电时向另一方向转动，动衔铁(5)的圆弧 形臂穿过分闸线圈(3、9)至分闸止动面(E、L)；所述的永磁体(4，14)使动衔铁(5)保持在合闸止动面(F、H)或分闸止动面(E、L)处。

2.如权利要求1所述的双稳态永磁机构，其特征在于所述的动衔铁(5)两侧均设有一对永磁体(4，14)。

3.如权利要求2所述的双稳态永磁机构，其特征在于所述的每对永磁体(4，14)的体积和磁质相同。

4.如权利要求3所述的双稳态永磁机构，其特征在于所述的两对的永磁体的体积和磁质也相同。

5.如权利要求4所述的双稳态永磁机构，其特征在于所述的两对永磁体(4，14)分别嵌置在左、右壳体(1，6)上所设的安装槽(10)内。

6.如权利要求4所述的双稳态永磁机构，其特征在于所述的两对永磁体(4，14)嵌置在动衔铁(5)上所设的凹槽(11)内。 

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