CN103560057B - 一种单稳态永磁机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种单稳态永磁机构，包括导杆（3）、主分闸弹簧（2）、上磁轭（4）、永磁体（6）、外磁轭（8）、分合闸线圈（9）和下磁轭（10），所述动铁芯（5）套装并固定在所述导杆（3）外侧，所述分合闸线圈（9）环绕在所述动铁芯（5）外侧，所述内磁轭（7）与外磁轭（8）之间设有永磁体（6），所述主分闸弹簧（2）套接在所述导杆（3）上，所述主分闸弹簧（2）的下端与所述上磁轭（4）的上端相连，所述动铁芯（5）可在所述上磁轭（4）和下磁轭（10）之间移动。本发明解决了在现有的三相单稳态永磁选相开关中，由于设置分闸弹簧而造成的传动机构过于复杂的问题，同时减少了机械传动的响应时间，提高了选相控制的精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种三相单稳态永磁选相开关用的永磁机构，更具体地说，涉及一种单稳态永磁机构。
背景技术
随着系电力统规模和容量增大，系统稳定性问题突出，尤其是断路器操作引起内部过电压及涌流等问题日益严重。选相分合闸可以根据不同的负载特性，控制断路器在电压或电流最有利的相位完成合闸或分闸，可以主动消除开关过程中产生的涌流和过电压等电磁暂态效应，避免系统的不稳定。但对于传统的三相单稳态永磁选相开关往往是将分闸弹簧与永磁机构分开布置，这样的话就需要在永磁机构与分闸弹簧之间设计传动机构，这不仅使得整个机构传动部件更加复杂，同时也增加了机构动作的响应时间，从而降低了控制精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种结构更紧凑合理、高性能的选相开关的单稳态永磁机构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种单稳态永磁机构，包括导杆、主分闸弹簧、上磁轭、永磁体、外磁轭、分合闸线圈和下磁轭，所述动铁芯套装并固定在所述导杆外侧，所述分合闸线圈环绕在所述动铁芯外侧，所述动铁芯与分合闸线圈之间设有内磁轭，所述外磁轭包裹在所述分合闸线圈和所述内磁轭外侧，所述上磁轭和下磁轭分别固定在所述外磁轭的上下两端，所述内磁轭与外磁轭之间设有永磁体，所述主分闸弹簧套接在所述导杆上，所述主分闸弹簧的下端与所述上磁轭的上端相连，所述动铁芯可在所述上磁轭和下磁轭之间移动。
在本发明所述的单稳态永磁机构中，所述动铁芯与下磁轭之间设有辅助分闸弹簧，所述辅助分闸弹簧套在所述导杆外侧。
在本发明所述的单稳态永磁机构中，所述导杆的上端还设有螺母和弹簧帽，所述主分闸弹簧位于所述弹簧帽和所述上磁轭之间，所述螺母与所述导杆螺纹连接并压紧弹簧帽。
在本发明所述的单稳态永磁机构中，所述动铁芯的上端设有定位凸台，所述内磁轭上设有与所述定位凸台对应的定位台阶。
实施本发明的单稳态永磁机构，具有以下有益效果：本发明解决了在现有的三相单稳态永磁选相开关中，由于设置分闸弹簧而造成的传动机构过于复杂的问题，同时减少了机械传动的响应时间，提高了选相控制的精度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明单稳态永磁机构的结构示意图；
图2是本发明单稳态永磁机构的剖视图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2所示，在本发明的单稳态永磁机构包括导杆3、主分闸弹簧2、上磁轭4、永磁体6、外磁轭8、分合闸线圈9和下磁轭10。
动铁芯5套装并固定在导杆3外侧，导杆3穿过动铁芯5，导杆3与动铁芯5固定连接。分合闸线圈9环绕在动铁芯5外侧，动铁芯5与分合闸线圈9之间设有内磁轭7，外磁轭8包裹在分合闸线圈9和内磁轭7外侧。上磁轭4和下磁轭10分别固定在外磁轭8的上下两端，内磁轭7与外磁轭8之间设有永磁体6，永磁体6具有吸附动铁芯5的磁力。主分闸弹簧2套接在导杆3上，主分闸弹簧2的下端与上磁轭4的上端相连，动铁芯5可在上磁轭4和下磁轭10之间移动。主分闸弹簧2提供使上磁轭4向下移动的力，主分闸弹簧2为压缩弹簧。
进一步的，动铁芯5与下磁轭10之间设有辅助分闸弹簧11，辅助分闸弹簧11套在导杆3外侧。辅助分闸弹簧11的两端分别抵在动铁芯5和下磁轭10上，辅助分闸弹簧11提供使动铁芯5向上移动的力，辅助分闸弹簧11为压缩弹簧。辅助分闸弹簧11可以分担一部分主分闸弹簧2的力，这样可以减小主分闸弹簧2的体积，进一步节省空间。
进一步的，导杆3的上端还设有螺母13和弹簧帽1，主分闸弹簧2位于弹簧帽1和上磁轭4之间，螺母13与导杆3螺纹连接并压紧弹簧帽1。通过调节螺母13的位置，来调节主分闸弹簧2的初始压缩长度，从而来调节分闸特性。
进一步的，动铁芯5的上端设有定位凸台，内磁轭7上设有与定位凸台对应的定位台阶。通过定位凸台和定位台阶限定了动铁芯5的活动范围。
图2所示的位置为合闸状态，分闸操作为：外部控制器给分合闸线圈9通入瞬时电流，此时分合闸线圈9产生一个与永磁体6磁场方向相反的电磁场，从而降低永磁体6所产生的磁场对动铁芯5的合闸保持力，当两个磁场抵消到一定的程度，主分闸弹簧2与辅助分闸弹簧11由于压缩所产生的弹力足以克服剩下的合闸保持力时，动铁芯5与导杆3一起快速向上运动，直到动铁芯5与上磁轭4的内端面稳定接触，从而实现了分闸操作。在分闸状态，动铁芯5与上磁轭4在主分闸弹簧2与辅助分闸弹簧11弹力的作用下紧密结合，此时间隙12消失。合闸操作为：外部控制器给分合闸线圈9通入与分闸操作时相反的电流，此时分合闸线圈9产生一个瞬时磁场，当瞬时磁场产生的磁力足够大时，动铁芯5与导杆3克服主分闸弹簧2和辅助分闸弹簧11的弹力，在电磁力的作用下向下运动，直到动铁芯5与内磁轭7稳定接触，从而实现合闸操作。在合闸过程中，主分闸弹簧2与辅助分闸弹簧11均被挤压而实现储能，从而为下一次分闸做准备。
本发明解决了在现有的三相单稳态永磁选相开关中，由于设置分闸弹簧而造成的传动机构过于复杂的问题，同时减少了机械传动的响应时间，提高了选相控制的精度。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (3)
1.一种单稳态永磁机构，其特征在于，包括导杆（3）、主分闸弹簧（2）、上磁轭（4）、永磁体（6）、外磁轭（8）、分合闸线圈（9）和下磁轭（10），动铁芯（5）套装并固定在所述导杆（3）外侧，所述分合闸线圈（9）环绕在所述动铁芯（5）外侧，所述动铁芯（5）与分合闸线圈（9）之间设有内磁轭（7），所述外磁轭（8）包裹在所述分合闸线圈（9）和所述内磁轭（7）外侧，所述上磁轭（4）和下磁轭（10）分别固定在所述外磁轭（8）的上下两端，所述内磁轭（7）与外磁轭（8）之间设有永磁体（6），所述主分闸弹簧（2）套接在所述导杆（3）上，所述主分闸弹簧（2）的下端与所述上磁轭（4）的上端相连，所述动铁芯（5）可在所述上磁轭（4）和下磁轭（10）之间移动，所述动铁芯（5）与下磁轭（10）之间设有辅助分闸弹簧（11），所述辅助分闸弹簧（11）套在所述导杆（3）外侧。
2.根据权利要求1所述的单稳态永磁机构，其特征在于，所述导杆（3）的上端还设有螺母（13）和弹簧帽（1），所述主分闸弹簧（2）位于所述弹簧帽（1）和所述上磁轭（4）之间，所述螺母（13）与所述导杆（3）螺纹连接并压紧弹簧帽（1）。
3.根据权利要求1所述的单稳态永磁机构，其特征在于，所述动铁芯（5）的上端设有定位凸台，所述内磁轭（7）上设有与所述定位凸台对应的定位台阶。
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