CN105761961A - 一种电磁斥力机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁斥力机构，由斥力产生主体和放电外电路组成，所述的斥力产生主体包括传动杆以及依次安装在传动杆上的斥力盘、下衬板和上衬板，所述的下衬板上设置有励磁线圈，所述的斥力盘为中间开孔的圆台，所述圆台的表面开设有若干切削槽，相邻的两个切削槽之间具有沿径向延伸的筋幅，所述的励磁线圈通过引出铜排与放电外电路连接，所述的放电外电路由脉冲电容C、晶闸管T串联之后与续流二极管D并联而成，本发明通过圆饼式励磁线圈、筋幅结构的斥力盘、带锁定装置的传动部件以及放电外电路，在保持斥力盘机械强度与出力能力的同时，可以很大程度的减小斥力盘的质量，减小系统的操动功，有利于电磁斥力机构体积与成本的优化。

Description

一种电磁斥力机构
技术领域
本发明属于脉冲功率及功率半导体应用领域，涉及断路器操动机构领域，具体涉及一种电磁斥力机构。
背景技术
随着直流输配电的推广以及地铁、矿山等直流供电系统电压等级的提高、电力容量的扩大，中高压直流断路器或限流器的需求与日俱增。目前，研究较多的是混合式直流断路器或限流器、固态直流断路器或限流器、液态金属限流器以及超导限流器。其中，混合式直流断路器结合了传统机械开关的低导通损耗性和固态断路器的快速无弧分断的优点，制造成本较低，应用前景广阔。
快速精确动作的操动机构是混合式直流断路器的关键技术之一。目前，在传动断路器上广泛应用的气动操动机构、液压操动机构、弹簧操动机构等在动作的快速性以及动作的分散性方面均不能满足要求。新型的永磁操动机构动作速度较快，动作分散性较小，但是其动作初期的速度较小，也不能很好地满足混合式直流断路器的要求。
电磁斥力机构通过对励磁线圈脉冲放电，在斥力盘中产生电磁斥力完成操动功能，具有动作速度快、刚分速度快、动作分散性小、可精确控制等优点，可以很好地满足混合式直流断路器的需求，因此，目前关于混合式直流断路器的研究均采用了电磁斥力机构。
电磁斥力机构中的斥力盘承担了产生感应涡流和电磁斥力的作用，早先的设计中，斥力盘采用圆盘形式，由于操动负载较大时斥力盘受到的电磁斥力也大，为保证斥力盘的机械强度，必然增加了斥力盘的厚度，这导致了运动部件质量的增加，不利于提高操动的快速性和降低操动机构的体积。
发明内容
本发明的目的在于根据现有技术的不足，提供一种带筋幅结构斥力盘的电磁斥力机构，在确保斥力盘机械强度的前提下，可大幅缩减运动质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电磁斥力机构，由斥力产生主体和放电外电路组成，所述的斥力产生主体包括传动杆以及依次安装在传动杆上的斥力盘、下衬板和上衬板，所述的下衬板上设置有励磁线圈，所述的斥力盘为中间开孔的圆台，所述圆台的表面开设有若干切削槽，相邻的两个切削槽之间具有沿径向延伸的筋幅，所述的励磁线圈通过引出铜排与放电外电路连接，所述的放电外电路由脉冲电容C、晶闸管T串联之后与续流二极管D并联而成。
所述的一种电磁斥力机构，其传动杆穿过斥力盘、下衬板和上衬板之后通过螺纹连接有斥力盘锁紧装置。
所述的一种电磁斥力机构，其下衬板上开设有环形槽，所述的励磁线圈设于环形槽内，所述的励磁线圈和环形槽之间填充有环氧树脂。
所述的一种电磁斥力机构，其环氧树脂为薄环氧片。
所述的一种电磁斥力机构，其下衬板和上衬板通过沉头螺钉紧固连接。
所述的一种电磁斥力机构，其下衬板、上衬板和沉头螺钉通过真空压力浸漆成为一个整体。
所述的一种电磁斥力机构，其斥力盘与励磁线圈外径相等。
所述的一种电磁斥力机构，其斥力盘与传动杆之间为过渡配合。
所述的一种电磁斥力机构，其斥力盘下表面均匀分布有六条相同的筋幅。
本发明的有益效果是：通过圆饼式励磁线圈、筋幅结构的斥力盘、带锁定装置的传动部件以及放电外电路，在保持斥力盘机械强度与出力能力的同时，可以很大程度的减小斥力盘的质量，减小系统的操动功，有利于电磁斥力机构体积与成本的优化。
附图说明
图1是本发明斥力盘的结构示意；
图2是本发明一具体实施例的构造示意图。
各附图标记为：1—斥力产生主体，2—放电外电路，1.1—上衬板，1.2—下衬板，1.3—励磁线圈，1.4—斥力盘，1.5—传动杆，1.6—斥力盘锁紧装置，C—脉冲电容，T—晶闸管，D—续流二极管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1、图2所示，本发明公开了一种电磁斥力机构，由斥力产生主体1和放电外电路2连接成，所述的斥力产生主体1包括传动杆1.5以及依次安装在传动杆1.5上的斥力盘1.4、下衬板1.2和上衬板1.1，所述的下衬板1.2上设置有圆饼式励磁线圈1.3，所述的斥力盘1.4为中间开孔的圆台，所述圆台的表面开设有若干切削槽，相邻的两个切削槽之间具有沿径向延伸的筋幅，这样斥力盘1.4就通过消减部分材料形成筋幅状的圆台型结构，在几乎不影响斥力盘感应涡流以及斥力盘的抗弯强度的情况下，大幅减轻斥力盘的重量，所述的励磁线圈1.3通过引出铜排与放电外电路2连接，所述的放电外电路2由脉冲电容C、晶闸管T串联之后与续流二极管D并联而成。
本发明的工作原理如下：
脉冲电容C处于预储能状态，晶闸管T触发导通，脉冲电容C对励磁线圈1.3放电，脉冲电容C电压降为零后，励磁线圈1.3中的电流通过续流二极管D续流，在此过程中，励磁线圈1.3中电流产生的变化的磁场使斥力盘1.4中感应出涡流，励磁线圈1.3中的电流与斥力盘1.4中的感应涡流作用，产生电磁斥力，推动斥力盘1.4向下运动。
作为一种具体实施例，本发明斥力盘1.4为图1所示的圆台型，图中斥力盘1.4下表面均匀分布有六条相同的筋幅，实际上，根据实际应用，筋幅数可多可少。
作为本发明的又一种具体实施例，斥力盘1.4与传动杆1.5之间为过渡配合，传动杆1.5穿过斥力盘1.4、下衬板1.2和上衬板1.1之后通过螺纹连接有斥力盘锁紧装置1.6，旋紧斥力盘锁紧装置1.6插入上衬板1.1和传动杆1.5之间以及下衬板1.2和传动杆1.5之间，旋紧斥力盘锁紧装置1.6可将斥力盘1.4、传动杆1.5、下衬板1.2和上衬板1.1紧固在一起，确保斥力盘1.4与传动杆1.5之间无相对运动，有效防止斥力盘松动，减小能量损耗。
作为本发明的又一种具体实施例，所述的斥力盘1.4与励磁线圈1.3外径相等，将励磁线圈1.3放入下衬板1.2中的圆槽中，将未填满部分用薄环氧片进行填充，将上衬板1.1与上述部件用沉头螺钉固定在一起，然后进行真空压力浸漆，使励磁线圈1.3与上衬板1.1、下衬板1.2完全固定，防止励磁线圈1.3在上衬板1.1、下衬板1.2中间发生移动或振动，同时，可有效提高所述整体的绝缘耐压水平。
本发明对电磁斥力机构的关键部件斥力盘提出了更优的结构，在不影响斥力盘结构强度的基础上，通过改变现有斥力盘的结构形式，大幅降低了斥力盘的重量，减小了运动质量，有利于降低斥力机构的体积与重量，在其他条件不变的情况下，可有效提高斥力盘的运动速度，大幅提高励磁线圈的结构强度，提高励磁线圈的瞬态通流能力，克服了现有电磁斥力机构的不足，优化了电磁斥力机构的结构，提高了电磁斥力机构的材料利用率，降低了电磁斥力机构的体积和重量。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电磁斥力机构，其特征在于：由斥力产生主体（1）和放电外电路（2）组成，所述的斥力产生主体（1）包括传动杆（1.5）以及依次安装在传动杆（1.5）上的斥力盘（1.4）、下衬板（1.2）和上衬板（1.1），所述的下衬板上（1.2）设置有励磁线圈（1.3），所述的斥力盘（1.4）为中间开孔的圆台，所述圆台的表面开设有若干切削槽，相邻的两个切削槽之间具有沿径向延伸的筋幅，所述的励磁线圈（1.3）通过引出铜排与放电外电路（2）连接，所述的放电外电路（2）由脉冲电容C、晶闸管T串联之后与续流二极管D并联而成。
2.根据权利要求1所述的一种电磁斥力机构，其特征在于，所述的传动杆（1.5）穿过斥力盘（1.4）、下衬板（1.2）和上衬板（1.1）之后通过螺纹连接有斥力盘锁紧装置（1.6）。
3.根据权利要求1所述的一种电磁斥力机构，其特征在于，所述的下衬板（1.2）上开设有环形槽，所述的励磁线圈（1.3）设于环形槽内，所述的励磁线圈（1.3）和环形槽之间填充有环氧树脂。
4.根据权利要求3所述的一种电磁斥力机构，其特征在于，所述的环氧树脂为薄环氧片。
5.根据权利要求1所述的一种电磁斥力机构，其特征在于，所述的下衬板（1.2）和上衬板（1.1）通过沉头螺钉紧固连接。
6.根据权利要求5所述的一种电磁斥力机构，其特征在于，所述的下衬板（1.2）、上衬板（1.1）和沉头螺钉通过真空压力浸漆成为一个整体。
7.根据权利要求1所述的一种电磁斥力机构，其特征在于，所述的斥力盘（1.4）与励磁线圈（1.3）外径相等。
8.根据权利要求1所述的一种电磁斥力机构，其特征在于，所述的斥力盘（1.4）与传动杆（1.5）之间为过渡配合。
9.根据权利要求1所述的一种电磁斥力机构，其特征在于，所述的斥力盘（1.4）下表面均匀分布有六条相同的筋幅。
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