CN102820166A - 基于永磁操动的数字化真空断路器 - Google Patents
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Abstract
基于永磁操动的数字化真空断路器，包括真空灭弧室，真空灭弧室内配置有静触头和动触头，垂直拉杆与第一拐臂连接，第一拐臂的一端与第二拐臂和拉杆相连接，拉杆与永磁机构的导向轴相连接，永磁机构的信息输入端与永磁机构控制器的信息输出端相连接，当进行分闸和合闸操作时，控制命令通过永磁机构控制器的通信模块进入，送给分闸线圈或合闸线圈，使得真空断路器此时的分（合）闸速度较低，当基于永磁操动的数字化真空断路器进行故障分闸时，控制命令送到专用控制芯片，此时专用控制芯片不对线圈电流信号进行调制，不加任何延时的把线圈电流信号送给分闸线圈，这样，真空断路器就能以最快的速度分闸，本发明延长了真空断路器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及真空断路器领域，特别涉及基于永磁操动的数字化真空断路器。
背景技术
真空断路器是主触头在高真空环境中断开或闭合的一种电器设备。目前所使用的真空断路器包括有装在真空绝缘外壳内的动触头与静触头，外壳内为真空，动触头由连杆与操动机构连接，静触头与需要开关的电路连接。其特点是：真空断路器能开断较大的短路电流，但机械寿命和电寿命比较短，机械寿命一般仅能达到一万次以上，真空断路器的这个特点限制了它的应用范围。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于永磁操动的数字化真空断路器，该型数字化真空断路器的机械特性可控，能根据操作需要选择适当的机械特性曲线，从而使该型数字化长寿命真空断路器既能分断大的短路电流，又能达到比较长的机械寿命和电寿命，结构简单、可靠性强、环保，并且成本低。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
基于永磁操动的数字化真空断路器，包括一个支架1，支架1下端安装有真空灭弧室10，真空灭弧室10内配置有静触头2和与静触头2相配合的动触头3，动触头3设置在一垂直拉杆4上，垂直拉杆4上配置有分闸簧19，垂直拉杆4通过第四活动销11与第一拐臂5连接，第一拐臂5通过第一活动销20与第二拐臂6连接，第三拐臂7的一端通过第三活动销22与第二拐臂6和拉杆8相连接，第三拐臂7的另一端通过第二活动销21连接在支架1上，拉杆8与永磁机构9的导向轴18相连接，永磁机构9的传力方向与动触头3的运动方向成90度，永磁机构9的信息输入端与永磁机构控制器23的信息输出端相连接。
所述的永磁机构9包括一个中空的静铁芯12，静铁芯12内设置有动铁芯14，静铁芯12上下两面设有处在轴线上的开口13，动铁芯14上设有导向轴18，导向轴18两端从开口13处伸出静铁芯12，在动铁芯14和静铁芯12之间设置有合闸线圈15和开闸线圈16，在合闸线圈15和开闸线圈16之间设置有永久磁铁17。
所述的永磁机构控制器23包括一个电源模块24，电源模块24的电源输出端连接到电容器模块25的输入端，电容器模块25的输出端通过电力电子驱动模块28与分闸输出模块26、合闸输出模块27相连，永磁机构控制器23还包括专有控制芯片32，控制芯片32的两个信号输入端分别与通信模块33的输出端和在线编程接口34相连，控制芯片32的信号输出端与光电隔离模块31的输入端相连，光电隔离模块31的输出端分别与电力电子控制电路29和运行状态显示模块30的输入端相连接。
本发明基于永磁操动的数字化长寿命真空断路器的永磁机构控制器23存储有多条不同的机械特性曲线数据。永磁机构控制器具有通信接口模块，能根据接收到的分合闸指令及相应动作参数，在真空断路器的不同状态，以不同的速度分断或闭合真空断路器，从而减轻真空断路器动触头对静触头的冲击力，进而延长真空断路器的使用寿命。
附图说明
图1是本发明适用的真空灭弧室纵向安装的结构示意图。
图2是本发明适用的真空灭弧室横向安装的结构示意图,其中，(a)是侧视图，(b)是主视图。
图3是本发明适用的三相共用一个永磁机构且真空灭弧室直动安装的结构示意图。
图4是永磁机构9的结构示意图。
图5是永磁机构控制器23的逻辑框图。
具体实施方式
下面结合附图具体描述本发明的结构及工作原理。
参见图1，基于永磁操动的数字化真空断路器，包括一个支架1，支架1下端安装有真空灭弧室10，真空灭弧室10内配置有静触头2和与静触头2相配合的动触头3，动触头3设置在一垂直拉杆4上，垂直拉杆4上配置有分闸簧19，垂直拉杆4通过第四活动销11与第一拐臂5连接，第一拐臂5通过第一活动销20与第二拐臂6连接，第三拐臂7的一端通过第三活动销22与第二拐臂6和拉杆8相连接，第三拐臂7的另一端通过第二活动销21连接在支架1上，拉杆8与永磁机构9的导向轴18相连接，永磁机构9的传力方向与动触头3的运动方向成90度，永磁机构9的信息输入端与永磁机构控制器23的信息输出端相连接，真空灭弧室10纵向安装。
图2是本发明适用的真空灭弧室10横向安装的结构示意图；图3是本发明适用的三相共用一个永磁机构9且真空灭弧室10直动安装的结构示意图。
参见图4，所述的永磁机构9包括一个中空的静铁芯12，静铁芯12内设置有动铁芯14，静铁芯12上下两面设有处在轴线上的开口13，动铁芯14上设有导向轴18，导向轴18两端从开口13处伸出静铁芯12，在动铁芯14和静铁芯12之间设置有合闸线圈15和开闸线圈16，在合闸线圈15和开闸线圈16之间设置有永久磁铁17。
参见图5，所述的永磁机构控制器23包括一个电源模块24，电源模块24的电源输出端连接到电容器模块25的输入端，电容器模块25的输出端通过电力电子驱动模块28与分闸输出模块26、合闸输出模块27相连，永磁机构控制器23还包括专有控制芯片32，控制芯片32的两个信号输入端分别与通信模块33的输出端和在线编程接口34相连，控制芯片32的信号输出端与光电隔离模块31的输入端相连，光电隔离模块31的输出端分别与电力电子控制电路29和运行状态显示模块30的输入端相连接。
本发明的工作原理是：当基于永磁操动的数字化真空断路器进行分闸和合闸操作时，控制命令通过永磁机构控制器23的通信模块模块33进入，送到专用控制芯片32，专用控制芯片32将调制后的线圈电流信号通过光电隔离模块31、电力电子控制电路29、电力电子驱动模块28、分闸输出模块26（或合闸输出模块27）送给图4中的分闸线圈15（或合闸线圈16），使得真空断路器此时的分（合）闸速度较低，在分（合）闸过程中对真空灭弧室10中的波纹管的机械冲击力最小，进而延长真空断路器的机械寿命和使用寿命。
当基于永磁操动的数字化真空断路器进行故障分闸时，控制命令通过永磁机构控制器23的通信模块33进入，送到专用控制芯片32，此时专用控制芯片32不对线圈电流信号进行调制，不加任何延时的把线圈电流信号送给图4中的分闸线圈15，这样，真空断路器就能以最快的速度分闸。
Claims (6)
1.基于永磁操动的数字化真空断路器，其特征在于，包括一个支架（1），支架（1）下端安装有真空灭弧室（10），真空灭弧室（10）内配置有静触头（2）和与静触头（2）相配合的动触头（3），动触头（3）设置在一垂直拉杆（4）上，垂直拉杆（4）上配置有分闸簧（19），垂直拉杆（4）通过第四活动销（11）与第一拐臂（5）连接，第一拐臂（5）通过第一活动销（20）与第二拐臂（6）连接，第三拐臂（7）的一端通过第三活动销（22）与第二拐臂（6）和拉杆（8）相连接，第三拐臂（7）的另一端通过第二活动销（21）连接在支架（1）上，拉杆（8）与永磁机构（9）的导向轴（18）相连接，永磁机构（9）的传力方向与动触头（3）的运动方向成90度，永磁机构（9）的信息输入端与永磁机构控制器（23）的信息输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的基于永磁操动的数字化真空断路器，其特征在于，所述的永磁机构（9）包括一个中空的静铁芯（12），静铁芯（12）内设置有动铁芯（14），静铁芯（12）上下两面设有处在轴线上的开口（13），动铁芯（14）上设有导向轴（18），导向轴（18）两端从开口（13）处伸出静铁芯（12），在动铁芯（14）和静铁芯（12）之间设置有合闸线圈（15）和开闸线圈（16），在合闸线圈（15）和开闸线圈（16）之间设置有永久磁铁（17）。
3.根据权利要求1所述的基于永磁操动的数字化真空断路器，其特征在于，所述的永磁机构控制器（23）包括一个电源模块（24），电源模块（24）的电源输出端连接到电容器模块（25）的输入端，电容器模块（25）的输出端通过电力电子驱动模块（28）与分闸输出模块（26）、合闸输出模块（27）相连，永磁机构控制器（23）还包括专有控制芯片（32），控制芯片（32）的两个信号输入端分别与通信模块（33）的输出端和在线编程接口（34）相连，控制芯片（32）的信号输出端与光电隔离模块（31）的输入端相连，光电隔离模块（31）的输出端分别与电力电子控制电路（29）和运行状态显示模块（30）的输入端相连接。
4.根据权利要求1所述的基于永磁操动的数字化真空断路器，其特征在于，真空灭弧室（10）横向安装。
5.根据权利要求1所述的基于永磁操动的数字化真空断路器，其特征在于，真空灭弧室（10）纵向安装。
6.根据权利要求1所述的基于永磁操动的数字化真空断路器，其特征在于，三相共用一个永磁机构（9）且真空灭弧室（10）直动安装。
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