CN106847571B - 一种新型永磁机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型永磁机构，包括定子磁轭、动铁芯及永磁体，所述定子磁轭包括壳体、上端盖及下端盖，所述下端盖内侧设有下凹部，所述动铁芯下端部设有与该上凹部相配合的下凸部。本发明通过下凹部和下凸部的配合，使得变压器油在动铁芯向下运动时，于下凹部内形成一个软垫片的效果，起到良好的缓冲作用，减轻动铁芯与下端盖的撞击力度，同时在缓冲作用下，动铁芯不易发生反弹或损坏，从而有效避免了动铁芯重新脱开的风险。

Description

一种新型永磁机构

技术领域

本发明属于电气元件技术领域，尤其涉及一种新型永磁机构。

背景技术

永磁机构采用一种全新的工作原理和结构，它是一种用于中压真空断路器的永磁保持、电子控制的电磁操动机构，无需机械脱、锁扣装置，依靠永久磁铁的保持力即可实现合闸、分闸终端位置的保持。其机械零件少、具有非常高的可靠性、所需的操作电能少并可在一定程度上实现智能化，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，正是由于其具有这些传统的断路器所没有的优点，因而具有广泛的应用前景。

而永磁机构作为变压器调容开关的一部分也被逐渐运用，在动铁芯运动过程中，产生的运动力非常大，在分闸或合闸的过程中，动铁芯撞击端盖后进行多次反弹，影响使用性能，增加安全隐患。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种使用安全、结构简单的新型永磁机构。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种新型永磁机构，包括定子磁轭、动铁芯及永磁体，所述定子磁轭包括壳体、上端盖及下端盖，所述下端盖内侧设有下凹部，所述动铁芯下端部设有与该上凹部相配合的下凸部。通过在动铁芯上设置下凸部，上端盖上设置可供下凸部插入配合的下凹部；故而，动铁芯向下运动时，带动一部分变压器油进入该下凹部内，当下凸部插入下凹部的瞬间，下凹部内的变压器油无法及时排出，形成一个软垫片的效果，给动铁芯撞击下端盖时的冲击力给予一个很好的缓冲，大大减小了动铁芯的运动力，有效避免了动铁芯因运动力过大而发生重新脱开的风险。

作为优选，还包括一能够增加变压器油排出阻力的减速结构。该减速结构能够在动铁芯运动过程中（尤其是运动快结束时），通过与变压器油的撞击阻力增加来实现动铁芯的减速，减缓动铁芯的在运动快结束时的速度，以减少动铁芯发生反弹的概率，进一步保证机构运行的稳定性。

进一步的，所述减速结构为设于所述动铁芯外侧壁上的至少一凸部。在侧壁上的设置凸部，使得动铁芯外部、凸部、上端盖及壳体内壁之间形成一个可容纳变压器油的腔室，动铁芯在运动过程中，腔室内的变压器油需要被挤压而排出腔室；当动铁芯的运动趋向于快结束时，变压器油的排出阻力变大，继而变压器油给予动铁芯一个反向的作用力，使得动铁芯的运动速度被大大降低，进一步减少动铁芯发生反弹的概率。

进一步的，所述上端盖内侧设有上凹部，所述动铁芯上端部设有与该上凹部相配合的上凸部。上、下端盖上分别设置缓冲结构，进一步增加了运行稳定性，适用于需要上下往复的情况使用。

优选的，所述上凹部的底部设有至少一可容纳液体的上缓冲槽;可容纳更多的变压器油，动铁芯向上运动时，带入更多的变压器油进入上端盖的上凹部中，形成更好的缓冲效果，有效防止动铁芯脱开。

或优选的，所述下凹部的底部设有至少一可容纳液体的下缓冲槽;可容纳更多的变压器油，动铁芯向下运动时，带入更多的变压器油进入下端盖的下凹部中，形成更好的缓冲效果，有效防止动铁芯脱开。

进一步的，所述壳体上设有至少一排油通道; 永磁机构内的油可通过排油通道向外排出，进而极大程度的减小了动铁芯运动过程中的阻力；且排油通道的设置还增加了电流流通路程，从而减小了涡流，减少损耗。

再进一步的，还包括导磁环，所述导磁环上设有至少一通道；永磁机构内的油可通过通道向外排出，进而极大程度的减小了动铁芯运动过程中的阻力；且通道的设置还增加了电流流通路程，从而减小了涡流，减少损耗。

优选的，所述排油通道包括沿壳体上端部自上而下设置的上排油通槽和沿壳体下端部自下而上设置的下排油通槽；结构简单，制造简便，排油通槽长度较大，排油效果好；可同时设置上、下排油通槽，不仅可以增大排油面积，而且上、下排油通槽结合后，可减少壳体上下两端开口的数量，进而增强壳体的牢固程度；且可使得电流呈波浪形轨迹流通，流通路径达到最大，可最大程度的减小涡流。

或优选的，所述通道包括沿导磁环上端部自上而下设置的上通槽和沿导磁环下端部自下而上设置的下通槽；结构简单，制造简便，通槽长度较大，排油效果好；可同时设置上、下通槽，不仅可以增大排油面积，而且上、下通槽结合后，可减少导磁环上下两端开口的数量，进而增强导磁环的牢固程度；且可使得电流呈波浪形轨迹流通，流通路径达到最大，可最大程度的减小涡流。

综上所述，本发明的有益效果是：通过下凹部和下凸部的配合，使得变压器油在动铁芯向下运动时，于下凹部内形成一个软垫片的效果，起到良好的缓冲作用，减轻动铁芯与下端盖的撞击力度，同时在缓冲作用下，动铁芯不易发生反弹或损坏，从而有效避免了动铁芯重新脱开的风险。

附图说明

图1为本发明结构示意图一。

图2为本发明结构示意图二。

图3为本发明动铁芯第一种实施例的结构示意图。

图4为本发明动铁芯第二种实施例的结构示意图。

图5为本发明导磁环第一种实施例的结构示意图。

图6为本发明导磁环第二种实施例的结构示意图。

图7为本发明导磁环第三种实施例的的结构示意图。

图8为本发明壳体第一种实施例的结构示意图。

图9为本发明壳体第二种实施例的结构示意图。

图10为本发明壳体第三种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，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。

如图1-10所示，一种运行稳定的永磁机构，包括定子磁轭、动铁芯2、由不锈钢制成的驱动杆22、永磁体3、导磁环4以及腔室；所述腔室包括上腔室71和下腔室72，所述动铁芯2可于上、下腔室内前后动作，所述驱动杆22与动铁芯2固连；所述导磁环4上设置有若干通道，当动铁芯上运动时，变压器油可通过所述通道从上腔室排入至下腔室，当动铁芯下运动时，变压器油可通过所述通道从下腔室排入至上腔室，从而大大减小了动铁芯运动过程中变压器油对其的阻力；其次，排油通道的设置还增加了电流流通路程，大大减小了涡流；如图1-4所示，所述定子磁轭包括壳体1、设于壳体1上部的上端盖5及设于壳体1下部的下端盖6；所述下端盖内侧设有一下凹部61，所述动铁芯下端部设有下凸部26，该下凸部26与该下凹部61相配合；所述下凹部61的形状、大小均与下凸部26相同，该下凸部26可插入至所述下凹部61内；当动铁芯向下运动时，运动开始时，所述下腔室内的变压器油基本通过导磁环上的通道排向上腔室，排油速度较快；而在动铁芯运动的后半程中，下腔室内的变压器油基本通过动铁芯与壳体内壁之间的间隙排向上腔室，排油速度较慢；但是，该阶段下动铁芯运动的速度较快，因此排油的速度远远不及动铁芯的下移的速度，从而在动铁芯向下的运动趋向于快结束时，下腔室内会有部分变压器油来不及排出；动铁芯会将这部分变压器油撞击至下凹部内，随后随着动铁芯的下移到位，下凸部将插入至下凹部内；由于该下凹部的空间较小，并且下凸部插入至下凹部内的速度较快，在下凸部插入下凹部的瞬间，下凹部内的变压器油来不及完全向外排出，使得部分变压器油留存在下凹部内，进而，这部分变压器油在下凹部与下凸部之间形成了一个软垫片的效果，在动铁芯撞击下端盖时，给予动铁芯一个反向的作用力，对动铁芯的冲击力给予一个很好的缓冲，有效减轻动铁芯与下端盖的撞击力度；其次由于变压器油的存在，使得动铁芯与下端盖之间由硬撞击转变为软撞击，从而动铁芯不易在撞击后向上反弹，有效避免动铁芯发生重新脱开的风险。

进一步的，所述上端盖内侧也设有一上凹部51，所述动铁芯上端部设有与该上凹部相配合的上凸部25，所述上凹部51的形状、大小均与上凸部25相同，该上凸部25可插入至所述上凹部51内；在动铁芯向上运动时，运动开始时，所述上腔室内的变压器油基本通过导磁环上的通道排向下腔室，排油速度较快；而在动铁芯运动的后半程中，上腔室内的变压器油基本通过动铁芯与壳体内壁之间的间隙排向下腔室，排油速度较慢；但是，该阶段下动铁芯运动的速度较快，因此排油的速度远远不及动铁芯的上移速度，从而在动铁芯向上的运动趋向于快结束时，上腔室内会有部分变压器油来不及排出，动铁芯会将这部分变压器油撞击至上凹部内，随后随着动铁芯的上移到位，上凸部将插入至上凹部内；而由于该上凹部的空间较小，并且上凸部插入至上凹部内的速度较快，在上凸部插入上凹部的瞬间，上凹部内的变压器油来不及完全向外排出，使得部分变压器油留存在上凹部内，进而，这部分变压器油在上凹部与上凸部之间形成了一个软垫片的效果，在动铁芯撞击上端盖时，给予动铁芯一个反向的作用力，对动铁芯的冲击力给予一个很好的缓冲，有效减轻动铁芯与上端盖的撞击力度；其次由于变压器油的存在，使得动铁芯与上端盖之间由硬撞击转变为软撞击，从而动铁芯不易在撞击后向下反弹，有效避免动铁芯发生重新脱开的风险。

作为优选，所述下凹部的底部设有一下缓冲槽611，该下缓冲槽611为围绕下凹部的底部一圈设置的环形槽，下缓冲槽611可用于容纳液体，使得下凹部内可容纳更多的变压器油，形成更好的缓冲效果；当然，下缓冲槽611的数量和结构并不仅限于此，还可采用其他能达到增强缓冲作用的结构；同样的，所述上凹部的底部也设有一上缓冲槽511，该上缓冲槽511为围绕上凹部的底部一圈设置的环形槽，该上缓冲槽511可用于容纳液体，在动铁芯向上动作时，使得上凹部内容纳更多的变压器油，形成更好的缓冲效果；当然，上缓冲槽511的数量和结构并不仅限于此，还可采用其他能达到增强缓冲作用的结构。

其次，所述动铁芯外侧壁上设有两凸部21，两凸部21对称设于动铁芯2的中部位置上；由于所述动铁芯2为圆柱形结构，通过对动铁芯2的左右两侧分别铣削加工之后，即可在其中部位置形成所述两凸部21，同时在动铁芯的外部形成上切削面23和下切削面24，并且凸部外侧壁的弧度与动铁芯的外壁弧度保持一致，制造较为简便；所述上切削面23和下切削面24分别对应于两凸部21上下位置上，在装配时，所述动铁芯2的上切削面23、凸部21上表面、上端盖5及壳体1内壁之间即可形成所述上腔室71，所述动铁芯2的下切削面24、凸部21下表面、下端盖6及壳体1内壁之间即可形成下腔室72；动铁芯向上运动开始时，凸部位于导磁环下部，此时上腔室内的变压器油将通过导磁环上的通道排向下腔室；当动铁芯的运动趋向于快结束时，凸部位于导磁环上部，此时上腔室内的变压器油只能通过凸部与壳体内壁之间的间隙排向下腔室，变压器油排油速度较慢，排出阻力变大，上腔室内残留的变压器油较多，继而这些变压器油给予动铁芯一个反向的作用力，使得动铁芯的运动速度被大大降低，进一步减小动铁芯在与上端盖撞击时发生反弹的概率；同理，当动铁芯向下回复时，刚开始时，凸部位于导磁环上部，此时下腔室内的变压器油将通过导磁环上的通道排向上腔室；当动铁芯的下移趋向于快结束时，凸部位于导磁环下部，此时下腔室内的变压器油只能通过凸部与壳体内壁之间的间隙排向腔室，变压器油排油速度较慢，排出阻力变大，下腔室内残留的变压器油较多，继而这些变压器油给予动铁芯一个反向的作用力，使得动铁芯的运动速度被大大降低，进一步减小动铁芯与下端盖撞击时发生反弹的概率。

作为优选，所述上凸部25和下凸部26同样被进行铣削加工，上凸部25左右两侧形成两上凸部铣削面251，下凸部26左右两侧形成两下凸部铣削面261，上、下凸部铣削面分部与所述上、下铣削面处于同一平面上，从而凸部21的宽度较大，减速缓冲的效果更好；当然，如图4所示，所述上凸部25和下凸部26也可不进行铣削加工，从而与其配合的上、下凹部加工更为方便。

具体的，所述通道包括多个上通槽41，优选为3-6个，这些上通槽41沿导磁环4上端部自上而下设置，且相邻的上通槽41之间的间距设置为相等；显然的，所述通道还包括多个下通槽42，优选为3-6个，这些下通槽42沿导磁环4下端部自下而上设置，且相邻的下通槽42之间的间距设置为相等；优选的，如图5所示，所述上通槽41和下通槽42之间为交错设置，且上通槽41和下通槽42的长度均大于所述导磁环4高度的1/2，从而电流在流通时呈波浪状，流通距离增大；该上通槽41和下通槽42的长度可优选设置为所述导磁环4长度的3/4，此时电流流通的长度较大，导磁环4的整体强度也较高，当然上通槽41和下通槽42的长度不仅仅局限于该长度上，还可有其他长度选择，只要可实现增加电流流通路程即可。

于其他实施例中，所述通道还包括设于导磁环4上的多个通孔43，通孔43为长条状设置，通孔43的中线与导磁环4的中线位于同一直线上，则通孔43的两端至导磁环4上下端之间的距离相等，导磁环结构更为稳定；作为优选，所述通孔43和所述上通槽41、下通槽42为交错设置，具体如图6-7所示，所述上通槽41和下通槽42上下对称设置，且上通槽41和下通槽42的长度均小于所述导磁环4高度的1/2，从而两者之间对应于导磁环4中部的位置具有间隙，相邻的上通槽41或下通槽42之间具有一通孔43；该种结构下，上、下通槽之间的间隙可供电流通过，而通孔43只有上下两端可供电流通过；电流流通时，先由上、下通槽之间的间隙通过，后绕至通孔43两端，再从下一组上、下通槽之间的间隙通过，如此反复，电流的流通长度达到最大，可最大程度的减小涡流；当然，上、下通槽不仅仅局限于上下对称设置，还可设置为上下交错或其他分布结构，上、下通槽也可采用其他长度大小，只要可实现增加电流流通路程即可。

进一步的，所述壳体1上设有若干排油通道，该排油通道的设置，便于变压器油从永磁机构内部向外排出，大大减小了动铁芯运动过程中的阻力；具体的，所述排油通道包括多个上排油通槽11，优选为2-4个，这些上排油通槽11沿壳体1上端部自上而下设置，且相邻的上排油通槽11之间的间距设置为相等；显然的，所述排油通道还包括多个下排油通槽12，优选为2-4个，这些下排油通槽12沿壳体1下端部自下而上设置，且相邻的下排油通槽12之间的间距设置为相等；优选的，如图10所示，所述上排油通槽11和下排油通槽12之间为交错设置，且上排油通槽11和下排油通槽12的长度均大于所述壳体高度的1/2，从而电流在流通时呈波浪状，流通距离增大；该上排油通槽11和下排油通槽12的长度可优选设置为所述壳体1长度的3/4，此时电流流通的长度较大，壳体1的整体强度也较高，当然上排油通槽11和下排油通槽12的长度不仅仅局限于该长度上，还可有其他长度选择，只要可实现增加电流流通路程即可。

于其他实施例中，所述排油通道还包括设于壳体1上的多个排油通孔13，排油通孔13为长条状设置，通孔13的中线与壳体1的中线位于同一直线上，则通孔13的两端至壳体1上下端之间的距离相等，壳体结构更为稳定；作为优选，所述排油通孔13和所述上排油通槽11、下排油通槽12为交错设置，具体如图8-9所示，所述上排油通槽11和下排油通槽12上下对称设置，且上通槽41和下通槽42的长度均小于所述导磁环4高度的1/2，从而两者之间对应于壳体中部的位置具有间隙，相邻的上排油通槽11或下排油通槽12之间具有一排油通孔13；该种结构下，上、下通槽之间的间隙可供电流通过，而排油通孔13只有上下两端可供电流通过；电流流通时，先由上、下通槽之间的间隙通过，后绕至排油通孔13两端，再从下一组上、下通槽之间的间隙通过，如此反复，电流的流通长度达到最大，可最大程度的减小涡流；当然，上、下排油通槽不仅仅局限于上下对称设置，还可设置为上下交错或其他分布结构，上、下排油通槽也可采用其他长度大小，只要可实现增加电流流通路程即可。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种新型永磁机构，包括定子磁轭、动铁芯（2）及永磁体（3），其特征在于：所述定子磁轭包括壳体（1）、上端盖（5）及下端盖（6），所述下端盖（6）内侧设有下凹部（61），所述动铁芯（2）下端部设有与该下凹部相配合的下凸部（26）；还包括一能够增加变压器油排出阻力的减速结构；所述减速结构为设于所述动铁芯（2）外侧壁上的至少一凸部（21）；所述上端盖（5）内侧设有上凹部（51），所述动铁芯（2）上端部设有与该上凹部相配合的上凸部（25）；还包括导磁环（4），所述导磁环（4）上设有至少一通道；所述通道包括沿导磁环（4）上端部自上而下设置的上通槽（41）和沿导磁环（4）下端部自下而上设置的下通槽（42）；所述上凹部（51）的底部设有至少一可容纳变压器油的上缓冲槽（511），该上缓冲槽（511）为围绕上凹部的底部一圈设置的环形槽；所述通道还包括设于导磁环（4）上的多个通孔（43），通孔（43）的中线与导磁环（4）的中线位于同一直线上，且通孔（43）的两端分别至导磁环（4）上、下端部之间的距离相等；所述通孔（43）和所述上通槽（41）、下通槽（42）为交错设置。

2.根据权利要求1所述的新型永磁机构，其特征在于：所述下凹部（61）的底部设有至少一可容纳变压器油的下缓冲槽（611）。

3.根据权利要求1所述的新型永磁机构，其特征在于：所述壳体（1）上设有至少一排油通道。

4.根据权利要求3所述的新型永磁机构，其特征在于：所述排油通道包括沿壳体（1）上端部自上而下设置的上排油通槽（11）和沿壳体（1）下端部自下而上设置的下排油通槽（12）。

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