CN105931918B - 一种分闸保持力可调控的真空断路器永磁操动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种分闸保持力可调控的真空断路器永磁操动机构，包括圆筒磁轭，上、下磁轭分别设于圆筒磁轭的上、下两端，形成封闭空间；驱动杆穿过上、下磁轭并固定于圆筒磁轭的中心；动铁芯、内磁轭、永磁铁、线圈、线圈骨架均设于封闭空间内；动铁芯嵌套在驱动杆中上段外侧，动铁芯外同轴设有圆筒状内磁轭，紧贴内磁轭外同轴设置有永磁铁，永磁铁外侧与圆筒磁轭内壁紧贴；线圈骨架设于下磁轭和内磁轭之间，线圈绕制于线圈骨架上。本发明结构简单，体积小，耗材小，通用性强，降低了成本，提高了材料利用率；集中了磁场回路，和传统机构相比产生同等大小保持力的前提下所用的永磁铁数量更少，可靠性更高，提高了机构永磁铁的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种高、低压真空电气开关配件，尤其涉及一种双稳态永磁操动机构，属于电器技术领域。
背景技术
传统真空断路器操动机构有电磁操动机构和弹簧操动机构。电磁操动机构结构简单，但分合闸线圈消耗功率较大；弹簧操动机构虽然不需要大功率电源，但是其结构复杂，零部件多，成本较高而且可靠性较难保证。
尽管电磁操动机构和弹簧操动机构已经有很大的改进和发展，但仍不能满足真空断路器不断向高电压、大容量、高可靠性、免维护和智能化操作方向发展的需要。而近年来备受关注的永磁操动机构，则能很好地满足真空断路器的要求。永磁机构采用一种全新的结构和工作原理，利用永磁保持、电子控制实现功能，出力特性与断路器负载特性配合良好。永磁机构的结构简单、零部件少，操作寿命长，具有非常高的可靠性，可实现免维护运行。同时，永磁机构动作分散性小，利用电子控制，能够在一定程度上实现智能化操作。
目前的永磁机构设计绝大多数只能针对相应的某一种开关要求，主要原因是一旦永磁机构设计完成后，动铁芯在分闸位和合闸位的保持力即确定，很难调整。导致机构的应用范围很窄。不同的开关需配备专用的永磁机构，材料利用率低，成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以适用于多种开关要求的永磁机构。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种分闸保持力可调控的真空断路器永磁操动机构，其特征在于：包括圆筒磁轭，上磁轭、下磁轭分别设于圆筒磁轭的上、下两端，形成封闭空间；驱动杆穿过上磁轭、下磁轭并固定于圆筒磁轭的中心；
动铁芯、内磁轭、永磁铁、线圈、线圈骨架均设于所述封闭空间内；动铁芯嵌套在驱动杆中上段外侧，动铁芯外同轴设有圆筒状内磁轭，紧贴内磁轭外同轴设置有永磁铁，永磁铁外侧与圆筒磁轭内壁紧贴；线圈骨架设于下磁轭和内磁轭之间，线圈绕制于线圈骨架上。
优选地，所述动铁芯采用两段式结构，由上端头和下端头连接组成，下端头外径小于上端头，上端头上表面为非平面，上端头表面外沿设有宽度可调节的环状的外沿凸缘。
优选地，所述内磁轭为圆筒状结构，内磁轭外表面上下端分别设置有用于固定永磁铁并减少漏磁通的横向凸缘。
优选地，所述永磁铁、圆筒磁轭、上磁轭、下磁轭、内磁轭共同组成磁通路径。
优选地，所述线圈为分合闸共用线圈。
优选地，通过调整动铁芯上的所述外沿凸缘的宽度，而改变机构分合闸位提供的保持力。
本发明提供了一种分闸保持力可调控的真空断路器永磁操动机构，机构分合闸位提供的保持力可以通过调整动铁芯上端面外沿凸缘的宽度而改变，改变范围能达到1～2倍(最大保持力/最小保持力)，大大提高了机构的应用范围。永磁操动机构中的内磁轭外表面上下均设计有横向凸缘，既可以较好地贴合永磁铁，将其牢固固定，又可以集中磁路，减少机构漏磁通，提高永磁铁的使用效率。并且机构的分合闸线圈共用，使得机构零部件减少，体积缩小，耗能减少。
本发明提供的机构克服了现有技术的不足，结构简单，体积小，耗材小，通用性强，降低了成本，提高了材料利用率；集中了磁场回路，使得本机构和传统机构相比产生同等大小保持力的前提下所用的永磁铁数量更少，可靠性更高，提高了机构永磁铁的利用率。
附图说明
图1为本实施例提供的分闸保持力可调控的真空断路器永磁操动机构立体示意图；
图2为本实施例提供的分闸保持力可调控的真空断路器永磁操动机构剖视图；
图3为动铁芯立体示意图；
图4为动铁芯剖视图；
图5为内磁轭立体示意图；
图6为内磁轭剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
图1和图2分别为本实施例提供的分闸保持力可调控的真空断路器永磁操动机构立体示意图和剖视图，所述的分闸保持力可调控的真空断路器永磁操动机构由驱动杆1、上磁轭2、动铁芯3、内磁轭4、永磁铁5、线圈6、圆筒磁轭7、线圈骨架8、下磁轭9等组成。
其中，动铁芯3嵌套在驱动杆1中上段外侧，动铁芯3外同轴设置有圆筒状内磁轭4，紧贴内磁轭4外同轴设置有永磁铁5，紧贴永磁铁5外侧同轴设置有圆筒磁轭7。圆筒磁轭7是机构提供保持力的磁场源，圆筒磁轭7呈圆筒状，和上磁轭2、下磁轭9形成封闭空间，将动铁芯3、内磁轭4、永磁铁5进行封闭。上磁轭2、下磁轭9中间有孔，驱动杆1从中穿过。
线圈骨架8设置在下磁轭9和内磁轭4之间，线圈6绕在线圈骨架8上，该线圈6属于分合闸线圈，大大减小了机构的体积。
结合图3和图4，铁芯3的设计采用两段式结构，下端头32外径小于上端头31，上端头31上表面为非平面，在上端头31表面外沿设有宽度可调节的环状的外沿凸缘30，用以控制磁路，进而调节机构的保持力。
外沿凸缘30结构可以根据不同的使用场合和不同的使用要求进行不同的结构设计，进而产生不同的磁场回路和静态保持力。
结合图5和图6，内磁轭4采用圆筒状结构，内磁轭4外表面上下端分别设置有横向凸缘41，用以固定永磁铁5并减少漏磁通，提高永磁铁5的利用效率。
永磁铁5、圆筒磁轭7、上磁轭2、下磁轭9、内磁轭4共同组成磁通路径。
动铁芯3和内磁轭4的结构特点，有利于机构控制和集中永磁铁磁场，减少机构静态保持时的漏磁通，很大程度上提高了机构永磁铁的利用率；并且机构的分合闸线圈共用，使得机构零部件减少，耗能减少。机构可靠性高，与中高压断路器本体的力学特性良好配合。
本实施例中，外沿凸缘30的宽度可在1～8mm范围内变化，使得分闸位静态保持力可在400～800N之间可控变化。当外沿凸缘高度为2mm、宽度为1mm时，分闸保持力约为400N；当外沿凸缘高度为2mm、宽度为2mm时，分闸保持力约为500N；当外沿凸缘高度为2mm、宽度为3mm时，分闸保持力约为600N；当外沿凸缘高度为2mm、宽度为8mm时，分闸保持力约为800N。
本实施例提供了一种分闸保持力可调控的真空断路器永磁操动机构，机构分闸位提供的保持力可以通过调整动铁芯上端面外沿凸缘的宽度而改变，改变范围能达到1～2倍(最大保持力/最小保持力)，大大提高了机构的应用范围。永磁操动机构中的内磁轭外表面上下均设计有横向凸缘，既可以较好地贴合永磁铁，将其牢固固定，又可以集中磁路，减少机构漏磁通，提高永磁铁的使用效率。
Claims (4)
1.一种分闸保持力可调控的真空断路器永磁操动机构，其特征在于：包括圆筒磁轭(7)，上磁轭(2)、下磁轭(9)分别设于圆筒磁轭(7)的上、下两端，形成封闭空间；驱动杆(1)穿过上磁轭(2)、下磁轭(9)并固定于圆筒磁轭(7)的中心；
动铁芯(3)、内磁轭(4)、永磁铁(5)、线圈(6)、线圈骨架(8)均设于所述封闭空间内；动铁芯(3)嵌套在驱动杆(1)中上段外侧，动铁芯(3)外同轴设有圆筒状内磁轭(4)，紧贴内磁轭(4)外同轴设置有永磁铁(5)，永磁铁(5)外侧与圆筒磁轭(7)内壁紧贴；线圈骨架(8)设于下磁轭(9)和内磁轭(4)之间，线圈(6)绕制于线圈骨架(8)上；
所述动铁芯(3)采用两段式结构，由上端头(31)和下端头(32)连接组成，下端头(32)外径小于上端头(31)，上端头(31)上表面为非平面，上端头(31)表面外沿设有宽度可调节的环状的外沿凸缘(30)；
通过调整动铁芯(3)上的所述外沿凸缘(30)的宽度，而改变机构分闸位提供的保持力。
2.如权利要求1所述的一种分闸保持力可调控的真空断路器永磁操动机构，其特征在于：所述内磁轭(4)为圆筒状结构，内磁轭(4)外表面上下端分别设置有用于固定永磁铁(5)并减少漏磁通的横向凸缘(41)。
3.如权利要求1所述的一种分闸保持力可调控的真空断路器永磁操动机构，其特征在于：所述永磁铁(5)、圆筒磁轭(7)、上磁轭(2)、下磁轭(9)、内磁轭(4)共同组成磁通路径。
4.如权利要求1所述的一种分闸保持力可调控的真空断路器永磁操动机构，其特征在于：所述线圈(6)为分合闸共用线圈。
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