CN108899231A - 一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构，包括不导磁封板，外导磁铁，内导磁铁，钕铁硼组件，导电线圈，传动杆，所述不导磁封板为中心有圆孔的正方形板，由非导磁材料制成，所述外导磁铁、内导磁铁、钕铁硼组件均为中空圆柱体结构，且其轴线平行，并固定于不导磁封板，所述导电线圈和钕铁硼组件位于内导磁铁与外导磁铁之间，且导电线圈位于钕铁硼组件上方，所述传动杆穿过不导磁封板中心圆孔，其上端套接固定有动导磁铁，该动导磁铁的下端伸入导电线圈，所述外导磁铁在与不导磁封板、钕铁硼组件交界处设有能够优化系统磁路的避磁通道，此避磁通道为环形且与不导磁封板同心。本发明对操动机构的巧妙设计，使其具有磁外泄少的优点。

Description

一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种永磁操动机构及其控制方法，具体地说，是涉及一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构及其控制方法。

背景技术

永磁操动机构由于结构简单、可靠性高而得到广泛关注与应用，但传统永磁操动结构尚待完善，中国专利号CN201210069532.1永磁操动机构公开了一种操动机构，既保证了永磁机构可靠性高的优点，又实现了手动合闸功能，但其结构仍有缺陷：其上端盖为活动体，稳定性差，导致系统密闭性差；传动轴与磁轭及端盖直接接触，容易磨损，长时间动作后磨损严重，间隙增大，外部粉尘、空气容易由间隙进入系统内部，加剧部件磨损；不具备防止磁外泄的措施，磁外泄较为严重；通气孔设置不合理，无法有效降低空气阻力，进而减小分闸、合闸所需的外部电流。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构，通过对其结构的巧妙设计，使其具有磁场外泄少的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构，包括不导磁封板，外导磁铁，内导磁铁，钕铁硼组件，导电线圈，传动杆，所述不导磁封板为中心有圆孔的正方形板，由非导磁材料制成，所述外导磁铁、内导磁铁、钕铁硼组件均为中空圆柱体结构，且其轴线平行，并固定于不导磁封板，所述导电线圈和钕铁硼组件位于内导磁铁与外导磁铁之间，且导电线圈位于钕铁硼组件上方，所述传动杆穿过石墨自润滑铜护套，其上端套接固定有动导磁铁，该动导磁铁的下端伸入导电线圈中心，所述外导磁铁在与不导磁封板、钕铁硼组件交界处设有能够优化系统磁路的避磁通道，此避磁通道为环形且与不导磁封板同心。

进一步，所述不导磁封板的中心和内导磁铁内表面固定有石墨自润滑铜护套，此石墨自润滑铜护套由铜基石墨自润滑材料制成，其形状为中心有通孔的圆柱体，外侧壁上有环绕圆柱体一周的环状凸起，此石墨自润滑铜护套与不导磁封板及内导磁铁贴合，所述内导磁铁内表面与不导磁封板交接处设有与所述石墨自润滑铜护套环状凸起配套固定石墨自润滑铜护套的环形凹槽。

进一步，所述不导磁封板上设有绝尘罩，其形状为空心圆柱体状，由非导磁材料制成，此绝尘罩与不导磁封板形成密闭空间，所述外导磁铁、内导磁铁、动导磁铁、钕铁硼组件、导电线圈均处于此密闭空间内部。

进一步，所述动导磁铁分为上、下两部分，上、下两部分均为空心圆柱体，上部圆柱半径大于下部，且其顶端为倒角结构。

进一步，所述动导磁铁上设有三个排气通道，排气通道的轴线位于下部圆柱的侧面上，排气通道在上部圆柱上为通孔，在下部圆柱上为凹槽，排气通道呈圆周均匀分布。

进一步，所述避磁通道的截面为边长为四毫米的正方形。

进一步，所述导电线圈内表面、上底面和下底面设有绝缘尼龙。

进一步，所述外导磁铁上端内侧设有用于固定导电线圈的环形凸起，所述内导磁铁上端外侧设有与导电线圈配合并用于固定导电线圈的缺口。

上述具有避磁通道的密闭型永磁操动机构的控制方法，包括合闸操作模式和分闸操作模式，

合闸操作模式：

(1)控制外部电流方向，使导电线圈在外部电流作用下产生与钕铁硼组件磁场正向叠加的磁场，避磁通道增大了外泄磁路的磁阻，抑制了磁场外泄；

(2)在绝尘罩与不导磁封板形成的密闭空间内，动导磁铁在磁场作用下向外导磁铁及内导磁铁移动，在石墨自润滑铜护套的作用下，传动杆能够顺畅运动；

(3)动导磁铁与外导磁铁及内导磁铁接触，导电线圈断电，合闸完成；

分闸操作模式：

(1)控制外部电流方向，使导电线圈在外部电流作用下产生与钕铁硼组件磁场反向叠加的磁场，避磁通道增大了外泄磁路的磁阻，抑制了磁场外泄；

(2)在绝尘罩与不导磁封板形成的密闭空间内，动导磁铁在磁场及外部力的作用下远离外导磁铁及内导磁铁移动，在石墨自润滑铜护套的作用下，传动杆能够顺畅运动；

(3)动导磁铁与外导磁铁及内导磁铁分离，导电线圈断电，分闸完成。

不导磁封板的四角设有安装孔，用于安装、固定本永磁操动机构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明中外导磁铁与不导磁封板、钕铁硼组件交界处设有避磁通道，钕铁硼组件形成的磁场，其磁路通过不导磁封板、避磁通道、外导磁铁、动导磁铁、内导磁铁和动导磁铁与内、外导磁铁间的气隙，位于外导磁铁与不导磁封板、钕铁硼组件交界处的避磁通道能够提高外泄磁路的磁阻，从而减少磁场外泄。

(2)本发明中内导磁铁及不导磁封板与传动杆接触处设置有石墨自润滑铜护套，石墨自润滑铜护套的结构为铜护套本体内表面开有多个圆形通孔，孔内设有石墨，石墨的润滑作用能够确保传动杆顺畅运动，保护传动杆与内导磁铁及不导磁封板，使其长时间动作后不发生磨损，进而防止了外界粉尘通过磨损间隙进入系统，提高了系统的可靠性、密闭性。

(3)本发明绝尘罩与不导磁封板形成密闭结构，将机构整体包裹，外界粉尘不易进入机构内部，确保机构运行不受外部粉尘影响。

(4)本发明中动导磁铁上合理地设置了排气通道，使得动导磁铁上方和下方的气隙充分地连通，使其气压平衡，从而使合闸、分闸所需外部电流降低，进而降低了能耗。

(5)本发明结构简单，故障率低，可靠性高。

附图说明

图1为本发明的分闸剖面图。

图2为本发明的合闸剖面图。

图3为本发明的横截面示意图。

图4为本发明的石墨自润滑铜护套剖面图。

其中，附图标记对应的名称为：1-石墨自润滑铜护套、2-内导磁铁、3-传动杆、4-动导磁铁、5-绝尘罩、6-排气通道、7-绝缘尼龙、8-导电线圈、9-外导磁铁、10-钕铁硼组件、11-避磁通道、12-不导磁封板、13-安装孔、14-石墨、15-铜护套本体。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1所示，本发明公开的具有避磁通道的密闭型永磁操动机构，包括不导磁封板，外导磁铁，内导磁铁，钕铁硼组件，导电线圈，传动杆，所述不导磁封板为中心有圆孔的正方形板，由非导磁材料制成，所述不导磁封板的中心和内导磁铁内表面固定有石墨自润滑铜护套，此石墨自润滑铜护套由铜基石墨自润滑材料制成，其形状为中心有通孔的圆柱体，外侧壁上有环绕圆柱体一周的环状凸起，此石墨自润滑铜护套与不导磁封板及内导磁铁贴合，所述内导磁铁内表面与不导磁封板交接处设有与所述石墨自润滑铜护套环状凸起配套固定石墨自润滑铜护套的环形凹槽。所述不导磁封板上设有绝尘罩，其形状为空心圆柱体状，由非导磁材料制成，此绝尘罩与不导磁封板形成密闭空间，所述外导磁铁、内导磁铁、动导磁铁、钕铁硼组件、导电线圈均处于此密闭空间内部。

所述外导磁铁、内导磁铁、钕铁硼组件均为中空圆柱体结构，且其轴线平行，并固定于不导磁封板，所述外导磁铁上端内侧设有用于固定导电线圈的环形凸起，所述内导磁铁上端外侧设有与导电线圈配合并用于固定导电线圈的缺口。所述导电线圈和钕铁硼组件位于内导磁铁与外导磁铁之间，且导电线圈位于钕铁硼组件上方，其内表面、上底面和下底面设有绝缘尼龙。

所述传动杆穿过石墨自润滑铜护套，其上端套接固定有动导磁铁，该动导磁铁分为上、下两部分，上、下两部分均为空心圆柱体，上部圆柱半径大于下部，且其顶端为倒角结构，动导磁铁的下端伸入导电线圈中心，其上设有三个排气通道，排气通道的轴线位于下部圆柱的侧面上，排气通道在上部圆柱上为通孔，在下部圆柱上为凹槽，排气通道呈圆周均匀分布。所述外导磁铁在与不导磁封板、钕铁硼组件交界处设有能够优化系统磁路的避磁通道，此避磁通道为环形且与不导磁封板同心，其截面为边长为四毫米的正方形。

其实施方式为，

合闸操作模式：

(1)控制外部电流方向，使导电线圈在外部电流作用下产生与钕铁硼组件磁场正向叠加的磁场，避磁通道增大了外泄磁路的磁阻，抑制了磁场外泄；

(2)在绝尘罩与不导磁封板形成的密闭空间内，动导磁铁在磁场作用下向外导磁铁及内导磁铁移动，在石墨自润滑铜护套的作用下，传动杆能够顺畅运动；

(3)动导磁铁与外导磁铁及内导磁铁接触，导电线圈断电，合闸完成；

分闸操作模式：

(1)控制外部电流方向，使导电线圈在外部电流作用下产生与钕铁硼组件磁场反向叠加的磁场，避磁通道增大了外泄磁路的磁阻，抑制了磁场外泄；

(2)在绝尘罩与不导磁封板形成的密闭空间内，动导磁铁在磁场及外部力的作用下远离外导磁铁及内导磁铁移动，在石墨自润滑铜护套的作用下，传动杆能够顺畅运动；

(3)动导磁铁与外导磁铁及内导磁铁分离，导电线圈断电，分闸完成。

本发明通过设置避磁通道，改善了磁路，有效的降低了磁场外泄，提高了系统的工作效率；通过合理设置排气通道的位置，有效地连通动导磁铁上方和下方的气隙，使其气压平衡，使合闸、分闸所需外部电流降低，从而降低了能耗；通过在内导磁铁内表面设置石墨自润滑铜套，使传动杆运动是所受阻力降低，降低了无谓的能量损耗，进一步提高了工作效率；通过在系统外部设置非导磁材料制成的绝尘罩，使系统运行空间免受外部灰尘影响，提高了系统的安全性、可靠性。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上做出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构，包括不导磁封板，外导磁铁，内导磁铁，钕铁硼组件，导电线圈，传动杆，其特征在于，所述不导磁封板为中心有圆孔的正方形板，由非导磁材料制成，所述外导磁铁、内导磁铁、钕铁硼组件均为中空圆柱体结构，且其轴线平行，并固定于不导磁封板，所述导电线圈和钕铁硼组件位于内导磁铁与外导磁铁之间，且导电线圈位于钕铁硼组件上方，所述传动杆穿过不导磁封板中心圆孔，其上端套接固定有动导磁铁，该动导磁铁的下端伸入导电线圈，所述外导磁铁在与不导磁封板、钕铁硼组件交界处设有能够优化系统磁路的避磁通道，此避磁通道为环形且与不导磁封板同心。

2.根据权利要求1所述的一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构，其特征在于，所述不导磁封板的中心和内导磁铁内表面固定有石墨自润滑铜护套，此石墨自润滑铜护套由铜基石墨自润滑材料制成，其形状为中心有通孔的圆柱体，外侧壁上有环绕圆柱体一周的环状凸起，此石墨自润滑铜护套与不导磁封板及内导磁铁贴合，所述内导磁铁内表面与不导磁封板交接处设有与所述石墨自润滑铜护套环状凸起配套固定石墨自润滑铜护套的环形凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构，其特征在于，所述不导磁封板上设有绝尘罩，其形状为空心圆柱体状，由非导磁材料制成，此绝尘罩与不导磁封板形成密闭空间，所述外导磁铁、内导磁铁、动导磁铁、钕铁硼组件、导电线圈均处于此密闭空间内部。

4.根据权利要求3所述的一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构，其特征在于，所述动导磁铁分为上、下两部分，上、下两部分均为空心圆柱体，上部圆柱半径大于下部，且其顶端为倒角结构。

5.根据权利要求4所述的一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构，其特征在于，所述动导磁铁上设有三个排气通道，排气通道的轴线位于下部圆柱的侧面上，排气通道在上部圆柱上为通孔，在下部圆柱上为凹槽，排气通道呈圆周均匀分布。

6.根据权利要求5所述的一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构，其特征在于，所述避磁通道的截面为边长为四毫米的正方形。

7.根据权利要求6所述的一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构，其特征在于，所述导电线圈内表面、上底面和下底面设有绝缘尼龙。

8.根据权利要求7所述的一种具有避磁通道的密闭型永磁操动机构，其特征在于，所述外导磁铁上端内侧设有用于固定导电线圈的环形凸起，所述内导磁铁上端外侧设有与导电线圈配合并用于固定导电线圈的缺口。

9.一种具有避磁空间的磁操动机构的控制方法，其特征在于，包括合闸操作模式和分闸操作模式，

合闸操作模式：

(1)控制外部电流方向，使导电线圈在外部电流作用下产生与钕铁硼组件磁场正向叠加的磁场，避磁通道增大了外泄磁路的磁阻，抑制了磁场外泄；

(2)在绝尘罩与不导磁封板形成的密闭空间内，动导磁铁在磁场作用下向外导磁铁及内导磁铁移动，在石墨自润滑铜护套的作用下，传动杆能够顺畅运动；

(3)动导磁铁与外导磁铁及内导磁铁接触，导电线圈断电，合闸完成；

分闸操作模式：

(1)控制外部电流方向，使导电线圈在外部电流作用下产生与钕铁硼组件磁场反向叠加的磁场，避磁通道增大了外泄磁路的磁阻，抑制了磁场外泄；

(2)在绝尘罩与不导磁封板形成的密闭空间内，动导磁铁在磁场及外部力的作用下远离外导磁铁及内导磁铁移动，在石墨自润滑铜护套的作用下，传动杆能够顺畅运动；

(3)动导磁铁与外导磁铁及内导磁铁分离，导电线圈断电，分闸完成。