CN103165355A - 一种可手动分闸的快速的方形单稳态永磁操动机构 - Google Patents

Abstract

一种可手动分闸的快速的方形单稳态永磁操动机构，包括外壳，其特征在于：外壳内部靠近顶部位置安装有动铁心，动铁心与外壳顶部之间安装有导磁块，导磁块两端安装有加速线圈；外壳顶部与侧壁夹角处安装有合闸线圈，永磁体位于合闸线圈下方，永磁体和动铁心之间安装有磁轭，永磁体下方与外壳底部之间填充有阻磁材料；驱动杆穿过外壳后连接手动分闸装置。本发明提供了一种快速分合闸和带手动分闸的单稳态永磁机构，能很好的解决单线圈永磁机构合闸电流大和永磁机构发生故障后不能手动分闸的问题。

Description

一种可手动分闸的快速的方形单稳态永磁操动机构

技术领域

本发明涉及一种方形单稳态永磁操动机构，尤其是快速分合闸和带手动分闸的单稳态永磁操动机构。

背景技术

断路器的操动机构有电磁操动机构、弹簧操动机构和永磁操动机构。近年来，随着永磁材料的性能不断提高，先进的二次开发技术在开关领域中的应用，永磁操动机构逐渐引起了开关行业的关注。它采用一种全新的工作原理和结构，将电磁机构与永久磁铁特殊结合，利用永磁保持、电子控制电磁，实现传统断路器的功能，并克服了传统的电磁操动机构、弹簧操动机构通常由较多的机械零件组成而容易发生故障的缺点，具有非常高的可靠性，及较高的电寿命，这也是它的最大优势。同时，所需的操作电能非常小，并可实现免维护运行，并可在一定程度上实现智能化。因为，永磁操动机构具有这些传统的断路器所没有的优点，因此具有广泛的应用前景。但目前永磁机构存在的主要问题是合闸电流大，在永磁机构发生故障时不能手动分闸等问题。

发明内容

本发明提供了一种快速分合闸和带手动分闸的单稳态永磁机构，能很好的解决单线圈永磁机构合闸电流大和永磁机构发生故障后不能手动分闸的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可手动分闸的快速的方形单稳态永磁操动机构，包括外壳，其特征在于：外壳内部靠近顶部位置安装有动铁心，动铁心与外壳顶部之间安装有导磁块，导磁块两端安装有加速线圈；外壳顶部与侧壁夹角处安装有合闸线圈，永磁体位于合闸线圈下方，永磁体和动铁心之间安装有磁轭，永磁体下方与外壳底部之间填充有阻磁材料；驱动杆穿过外壳后连接手动分闸装置。

所述手动分闸装置包括与驱动杆连接的分闸弹簧，分闸弹簧连接上盖板，上盖板连接螺旋杆，螺旋杆连接铜螺母，铜螺母与底部横向齿轮固定连接，底部横向齿轮固定在底座上，并只能绕底座转动，底部横向齿轮与纵向传动齿轮相咬合，手动柄通过连接杆驱动纵向传动齿轮运动。

所述阻磁材料为不锈钢。

所述外壳由硅钢片叠压制成。

所述上盖板只能沿竖直方向上下运动。

所述上盖板与螺旋杆为一体设计。

本发明的优点：零部件少，可靠性高，耗能低；在动铁心和上外壳之间加入导磁块，大大改善了磁路，同时使用硅钢片叠加制成的外壳作为外磁轭，能很好的降低涡流损耗，使分合闸线圈激励电流减小，在动铁心和上外壳之间的导磁块两端设置了加速线圈，使分合闸速度加快；在分闸时只需在加速线圈中通入电流即可实现分闸操作；分闸操作使用弹簧动作，可靠性高；在永磁机构发生故障时，通过手动柄驱动纵向传动齿轮转动，来带动螺旋杆运动，使分闸弹簧拉升来达到手动分闸的目的。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为配合本发明的高压断路器合闸时的状态图；

图3为配合本发明的高压断路器分闸时的状态图；

附图标记说明：

0.加速线圈、1.硅钢片外壳、2.合闸线圈、3.导磁块、4.永磁体、5.磁轭、6.阻磁材料、7.分闸弹簧、8.动铁心、9.驱动杆、10.螺旋杆、11.上盖板、12.纵向传动齿轮、13.连接杆、14.手动柄、15底座.16铜螺母、17.底部横向齿轮、18.动触头、19.静触头、20.灭弧室。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细说明。

图1为本发明的结构示意图，如图所示，外壳1由硅钢片叠压制成，与以前的永磁机构相比，这样能很好的解决永磁机构工作过程中产生的涡流对永磁机构特性的影响，降低涡流损耗，提高效率，降低合闸电流，进而达到断路器快速开断的目的。外壳1内部靠近顶部位置安装有动铁心8，动铁心8与外壳1顶部之间安装有导磁块3，同时减小动铁心8的体积，永磁吸力基本不变。导磁块3两端安装有加速线圈0，外壳1顶部与侧壁夹角处安装有合闸线圈2，加速线圈0既可以和合闸线圈2一起工作，加快关合速度，同时在分闸时只需在加速线圈0中通入电流即可实现分闸操作。永磁体4位于合闸线圈2下方，永磁体4和动铁心8之间安装有磁轭5，永磁体4下方与外壳1底部之间填充有阻磁材料6，这里选用不锈钢。驱动杆9穿过外壳1后连接手动分闸装置，手动分闸装置包括与驱动杆9连接的分闸弹簧7，分闸弹簧7连接上盖板11，上盖板11只能沿竖直方向上下运动。上盖板11与螺旋杆10为一个整体，螺旋杆10连接铜螺母16，铜螺母16与底部横向齿轮17固定连接，底部横向齿轮17固定在底座15上，并只能绕底座15转动，底部横向齿轮17与纵向传动齿轮12相咬合，手动柄14通过连接杆13驱动纵向传动齿轮12运动。当永磁机构发生故障时，通过手动柄14驱动纵向传动齿轮12转动，纵向传动齿轮12带动底座15上的底部横向齿轮17转动，由于铜螺母16和底部横向齿轮17连为一体，所以铜螺母16转动，进而使螺旋杆10下降，螺旋杆10带动上盖板11下降，使得与上盖板11连接的分闸弹簧7拉升加大，使分闸力加大，从而达到手动分闸的目的。

在永磁机构动作过程中，合闸线圈2电流的变化及动铁心8的运动都会产生涡流，由于外壳1采用了硅钢片叠压制成的，这样大大降低了涡流的损耗，提高了效率，同时使永磁机构的合闸激励电流大大降低。

在永磁机构进行合闸工作时，可以同时在合闸线圈2和加速线圈0中通入电流，这样可以大大改善由于单一线圈工作造成的工作电流较大的问题，同时能加快关合速度。

与本发明相配合的高压断路器合闸、分闸时的状态图如图2、3所示，当给单稳态永磁机构合闸信号时，合闸线圈2和加速线圈0中同时通入正向电流，产生磁动势。当电流值达到一定程度时，合闸线圈2和加速线圈0共同产生的向下的电磁吸力大于分闸弹簧7的反向拉力时，动铁心8连同驱动杆9开始向下运动，通过图中的杠杆机构，使得动触头18向上运动。当动铁心8运动到下端部时，高压断路器触头处在合闸状态。此后，合闸线圈2和加速线圈2将不再有电流通过。其合闸保持力由永磁体4产生的吸力来提供。

当给单稳态永磁机构分闸信号时，仅在加速线圈0中通入反向电流，产生磁动势。加速线圈0产生与永磁体4方向相反的磁场，这将使永磁体4的永磁保持力逐渐减弱。当分闸电流达到一定程度时，此时永磁保持力变的很弱。此时分闸弹簧7向上的反向拉力大于动铁心8的重力和永磁保持力的合力时，动铁心8连同驱动杆9开始向上运动，通过图中的杠杆机构，使得动触头18向下运动。当动铁心8运动到上端部时，高压断路器触头处在分闸状态。此后，加速线圈2将不再有电流通过。其分闸保持力由分闸弹簧7产生的反向拉力来提供。

Claims (6)

1.一种可手动分闸的快速的方形单稳态永磁操动机构，包括外壳（1），其特征在于：外壳（1）内部靠近顶部位置安装有动铁心（8），动铁心（8）与外壳（1）顶部之间安装有导磁块（3），导磁块（3）两端安装有加速线圈（0）；外壳（1）顶部与侧壁夹角处安装有合闸线圈（2），永磁体（4）位于合闸线圈（2）下方，永磁体（4）和动铁心（8）之间安装有磁轭（5），永磁体（4）下方与外壳（1）底部之间填充有阻磁材料（6）；驱动杆（9）穿过外壳（1）后连接手动分闸装置。

2.根据权利要求1所述一种可手动分闸的快速的方形单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述手动分闸装置包括与驱动杆（9）连接的分闸弹簧（7），分闸弹簧（7）连接上盖板（11），上盖板（11）连接螺旋杆（10），螺旋杆（10）连接铜螺母（16），铜螺母（16）与底部横向齿轮（17）固定连接，底部横向齿轮（17）固定在底座（15）上，并只能绕底座（15）转动，底部横向齿轮（17）与纵向传动齿轮（12）相咬合，手动柄（14）通过连接杆（13）驱动纵向传动齿轮（12）运动。

3.根据权利要求1所述一种可手动分闸的快速的方形单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述阻磁材料（6）为不锈钢。

4.根据权利要求2所述一种可手动分闸的快速的方形单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述外壳（1）由硅钢片叠压制成。

5.根据权利要求1所述一种可手动分闸的快速的方形单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述上盖板（11）只能沿竖直方向上下运动。

6.根据权利要求2所述一种可手动分闸的快速的方形单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述上盖板（11）与螺旋杆（10）为一体设计。

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