CN104538247B - 真空断路器及真空断路器驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的一种真空断路器驱动装置，包括：机壳；静铁芯；动铁芯，动铁芯正对于静铁芯的磁力面设置，可滑动的连接于机壳内；传动轴，传动轴一端与动铁芯固接，另一端连接有使其朝向分闸方向运动的弹性连接件；驱动线圈，驱动线圈用于通电后使静铁芯产生驱动磁力；还包括：保持线圈，保持线圈用于通电后使静铁芯产生保持磁力；控制单元，控制单元与驱动线圈和保持线圈连接，合闸时对驱动线圈通电，合闸后对保持线圈通电，对驱动线圈断电。由于采用了电磁铁维持保持状态，避免了永磁铁消磁等不稳定性，实现了提供一种性能稳定的真空断路器驱动装置的目的。本发明还提供了一种真空断路器。

Description

真空断路器及真空断路器驱动装置

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆真空断路器领域，更具体地说，涉及一种真空断路器驱动装置。本发明还涉及一种真空断路器。

背景技术

当前国内外应用于轨道交通车辆的真空断路器主要有BVAC.N99系列、TDV10系列以及22CB系列真空断路器，上述真空断路器均采用气动式驱动方式，气动式驱动方式零部件较多、安装空间大、质量大、对气路气密性要求高、噪声大。

另外，也有采用电磁驱动装置的真空断路器，这种真空断路器的驱动装置的保持方式主要采用永磁式保持方式，永磁式保持方式具有易消磁、不稳定的缺点，无法应用于冲击振动环境等较恶劣的环境。

因此，如何提供一种性能稳定的真空断路器驱动装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种真空断路器驱动装置，以实现提供一种性能稳定的真空断路器驱动装置。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种真空断路器驱动装置，包括：机壳；静铁芯，静铁芯固接于机壳上；动铁芯，动铁芯正对于静铁芯的磁力面设置，可滑动的连接于机壳内；传动轴，传动轴一端与动铁芯固接，另一端连接有使其朝向分闸方向运动的弹性连接件；驱动线圈，驱动线圈用于通电后使静铁芯产生驱动磁力；还包括：保持线圈，保持线圈用于通电后使静铁芯产生保持磁力；控制单元，控制单元与驱动线圈和保持线圈连接，合闸过程中对驱动线圈通电，合闸后对保持线圈通电，对驱动线圈断电；

动铁芯的后部还设置有分闸缓冲装置，分闸缓冲装置包括与机壳固接的缓冲壳和设置于缓冲壳内、一端与其通过缓冲弹性连接件连接的缓冲座，缓冲座的另一端固接于动铁芯的后部。

优选的，保持线圈的电阻大于驱动线圈的电阻。

优选的，控制单元上设置有控制驱动线圈延时一定时间后断开的延时控制器。

优选的，静铁芯为圆柱体结构，其中轴设置有插装通孔，插装孔内滑动插装有传动轴，动铁芯为圆柱体结构，其中轴设置有插装孔，传动轴的尾端固接于插装孔内。

优选的，插装通孔与传动轴之间还设置有导套，导套的外侧壁面固接于插装通孔上，其内侧壁面与传动轴滑动连接。

优选的，驱动线圈包括设置于静铁芯和动铁芯周圈的第一线圈骨架和绕于其上的第一绕线。

优选的，保持线圈包括设置于驱动线圈周圈的第二线圈骨架和绕于其上的第二绕线。

优选的，动铁芯的侧面设置有沿轴向贯穿的通风槽。

本发明还提供一种真空断路器，包括真空断路器本体和设置于其上的真空断路器驱动装置，真空断路器驱动装置为上述任一项的真空断路器驱动装置。

本发明所提供的一种真空断路器驱动装置，包括：机壳；静铁芯，静铁芯固接于机壳上；动铁芯，动铁芯正对于静铁芯的磁力面设置，可滑动的连接于机壳内；传动轴，传动轴一端与动铁芯固接，另一端连接有使其朝向分闸方向运动的弹性连接件；驱动线圈，驱动线圈用于通电后使静铁芯产生驱动磁力；还包括：保持线圈，保持线圈用于通电后使静铁芯产生保持磁力；控制单元，控制单元与驱动线圈和保持线圈连接，合闸过程中对驱动线圈通电，合闸后对保持线圈通电，对驱动线圈断电。机壳用于支撑装置的各部分部件，静铁芯处于静止，对驱动线圈通电后，静铁芯吸引动铁芯，实现合闸，对驱动线圈断电后，弹性连接件驱动与传动轴连接的动铁芯离开静铁芯，实现分闸。在合闸后，由于保持合闸状态需要的合闸力可以不同于驱动线圈供给的力，可以通过控制单元的控制将保持线圈通电，对驱动线圈断电，则该装置进入保持状态。由于采用了电磁铁维持保持状态，而不是采用永磁铁，避免了永磁铁消磁等不稳定性，实现了提供一种性能稳定的真空断路器驱动装置的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的真空断路器驱动装置的剖视图；

图2为本发明所提供的真空断路器驱动装置的后视图；

上图中：1为动铁芯、2为驱动线圈、3为保持线圈、4为传动轴、5为分闸缓冲装置、6为静铁芯、7为导套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明所提供的真空断路器驱动装置的剖视图；图2为本发明所提供的真空断路器驱动装置的后视图。

本发明涉及一种轨道交通车辆用真空断路器驱动装置，该驱动装置为真空断路器的关键部件，其主要功能是实现真空断路器合闸与保持操作。采用电磁式驱动装置替换轨道交通车辆真空断路器传统的气动操作机构，实现了轨道交通车辆真空断路器小型化、低功耗、低噪声等目标，同时提高了轨道交通车辆用真空断路器的可靠性。

本发明提供的真空断路器驱动装置，主要由驱动线圈2、保持线圈3、动铁芯1、传动轴4、静铁芯6、定位套7、分闸缓冲装置5等部件组成。

电磁式驱动装置，也称电磁操动机构，主要由电磁铁通电时产生的电磁力驱动动铁芯1运动，同时带动连接在操作杆上动触头完成合闸和保持功能。电磁式驱动装置功能可以分解为真空断路器合闸驱动和合闸保持，当驱动线圈2通以合闸电流时，可以实现真空断路器的合闸操作；当断路器动静触头完全接触，控制单元上设置有延时控制器，该延时控制器提供一定的延时效应保证断路器充分合闸，同时切换合闸回路到保持线圈3，保持线圈3通以更小的保持电流实现真空断路器的合闸保持状态。

驱动线圈2主要由第一线圈骨架和第一绕线组成，以实现真空断路器合闸功能，驱动线圈2电流大、电阻小，驱动线圈2产生的合闸驱动力能够满足真空断路器反力特性，保证真空断路器优越的合闸性能；保持线圈3主要由第二线圈骨架和第二绕线组成，实现真空断路器合闸保持功能，保持线圈3产生电磁保持力能够满足真空断路器合闸状态下分闸弹簧所产生的反力特性；动铁芯1是用来传递和转换能量的磁性零件，动铁芯1的磁导率高、矫顽力低，动铁芯1侧面上开轴向的通风槽，通风槽贯穿动铁芯1，通风槽也可以设置为多个，可以有效地降低涡流引起的能量损耗，同时减小了动铁芯1运动过程中的空气阻力；传动轴4固定于动铁芯1上，实现真空断路器驱动装置与真空断路器的连接以及力矩的传递；分闸缓冲装置5用于调节分闸速度；静铁芯6用于吸合动铁芯1实现合闸保持状态；定位套7用于实现真空断路器驱动装置与真空断路器水平方向上的同轴度。

本发明对真空断路器驱动方式进行优化，降低真空断路器的重量，缩小真空断路器的整体体积，零部件数量少，体积小、质量小，便于安装，便于真空断路器小型化设计，优化了真空断路器驱动机构结构，提高了真空断路器可靠性能，实现了真空断路器产品多样化、小型化。本发明采用一种分闸缓冲装置5，其包括缓冲壳和缓冲座，二者之间设置有用于缓冲的缓冲弹性连接件，缓冲座与动铁芯1的后部固接，这样能够缓解真空断路器分闸过程中的冲击、降低噪声；本发明的结构能使90％的触头弹簧压力转嫁到固定安装的传动支架上；本发明中的驱动线圈2，线圈骨架表面积具有良好散热功能，线圈温升小；本发明作为一种真空断路器驱动装置，具有良好的合闸驱动性能，产生的驱动力能够与真空断路器相匹配。

本发明的主要参数如下：电磁驱动机构总行程为43.5mm；分闸时间为20～60ms；合闸时间<60ms；额定保持电流为0.5A；额定保持力为1200N；最大保持力为1400N；机械寿命为250000次；驱动功率为1750W；驱动电流(峰值)为83A；驱动线圈电阻为5Ω；保持线圈电阻为84Ω；电磁铁装置外形尺寸为222X140X120mm。

本发明工作过程如下：合闸过程：在真空断路器处于分闸状态，机车给出合闸指令，机车电源通过控制单元给驱动线圈2供电，驱动线圈2得电，产生电磁驱动力，驱动动铁芯1沿合闸方向水平运动，同时带动连接在传动轴4上的动触头实现真空断路器合闸操作，在驱动线圈2得电同时，保持线圈3在控制单元的控制作用下得电，产生合闸保持力，当动铁芯完成水平方向上43.5mm行程，动铁芯1与静铁芯6吸合，实现真空断路器合闸保持功能，保持状态下对驱动线圈2断电；分闸过程：在真空断路器合闸的状态，机车给出分闸指令，机车电源通过控制单元给保持线圈3断电，真空断路器在分闸弹簧以及肘节弹簧机构的共同作用下迅速分闸，动铁芯1在分闸缓冲装置5的调解下实现对分闸速度的调节。

本发明还提供了一种真空断路器，包括真空断路器本体和设置于其上的真空断路器驱动装置，真空断路器驱动装置为上述实施例所述的真空断路器驱动装置。其有益效果参见上述叙述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种真空断路器驱动装置，包括：

机壳；

静铁芯(6)，所述静铁芯(6)固接于所述机壳上；

动铁芯(1)，所述动铁芯(1)正对于所述静铁芯(6)的磁力面设置，可滑动的连接于所述机壳内；

传动轴(4)，所述传动轴(4)一端与所述动铁芯(1)固接，另一端连接有使其朝向分闸方向运动的弹性连接件；

驱动线圈(2)，所述驱动线圈(2)用于通电后使所述静铁芯(6)产生驱动磁力；

其特征在于，还包括：

保持线圈(3)，所述保持线圈(3)用于通电后使所述静铁芯(6)产生保持磁力；

控制单元，所述控制单元与所述驱动线圈(2)和所述保持线圈(3)连接，合闸过程中对所述驱动线圈(2)通电，合闸后对所述保持线圈(3)通电，对所述驱动线圈(2)断电；

所述动铁芯(1)的后部还设置有分闸缓冲装置(5)，所述分闸缓冲装置(5)包括与所述机壳固接的缓冲壳和设置于所述缓冲壳内、一端与其通过缓冲弹性连接件连接的缓冲座，所述缓冲座的另一端固接于所述动铁芯(1)的后部；

所述保持线圈(3)的电阻大于所述驱动线圈(2)的电阻；

所述控制单元上设置有控制所述驱动线圈(2)延时一定时间后断开的延时控制器；

所述静铁芯(6)为圆柱体结构，其中轴设置有插装通孔，所述插装通孔内滑动插装有传动轴(4)；所述动铁芯(1)为圆柱体结构，其中轴设置有插装孔，所述传动轴(4)的尾端固接于所述插装孔内；

所述插装通孔与所述传动轴(4)之间还设置有导套(7)，所述导套(7)的外侧壁面固接于所述插装通孔上，其内侧壁面与所述传动轴(4)滑动连接；

所述动铁芯(1)的侧面设置有沿轴向贯穿的通风槽。

2.如权利要求1所述的真空断路器驱动装置，其特征在于，所述驱动线圈(2)包括设置于所述静铁芯(6)和所述动铁芯(1)周圈的第一线圈骨架和绕于其上的第一绕线。

3.如权利要求2所述的真空断路器驱动装置，其特征在于，所述保持线圈(3)包括设置于所述驱动线圈(2)周圈的第二线圈骨架和绕于其上的第二绕线。

4.一种真空断路器，包括真空断路器本体和设置于其上的真空断路器驱动装置，其特征在于，所述真空断路器驱动装置为如权利要求1至3任一项所述的真空断路器驱动装置。