CN112490070A - 一种基于双斥力盘的电磁斥力机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于双斥力盘的电磁斥力机构，包括电磁斥力单元，电磁斥力单元包括：传动杆、合闸斥力盘、斥力线圈和分闸斥力盘；斥力线圈与传动杆固定连接，斥力线圈用于产生磁场，从而在分闸斥力盘或合闸斥力盘上产生涡流，进而产生电磁斥力，实现分闸和合闸的功能；传动杆的上端与真空灭弧室的动触头固定连接；分闸斥力盘与合闸斥力盘分布在传动杆的两端，且分闸斥力盘与合闸斥力盘在斥力线圈的驱动下带动传动杆运动，由传动杆带动灭弧室动触头进行分闸或合闸操作。本发明仅需一个斥力线圈，相较于传统电磁斥力机构而言，转换效率高，降低了斥力线圈的使用量，减小了器件造价。
Description
技术领域
本发明属于电磁斥力机构领域，更具体地，涉及一种基于双斥力盘的电磁斥力机构。
背景技术
随着柔性直流输电的发展，直流短路故障已成为制约直流输电发展的重要因素之一，而直流断路器能切断故障电流，隔离故障点，在直流输电中的应用需求也逐渐增大，有关直流断路器的研究设计需要综合考虑其快速性、稳定性与可靠性。传统直流断路器主要分为混合式直流断路器、机械式直流断路器与固态式直流断路器，机械开关是前二者的重要组成部分，其动作速度直接影响到直流断路器的开断性能，而作为机械开关的动作单元，操作机构的性能优化研究成为了热点。
传统的操作机构响应时间分散性大且分合闸时间较长，容易受各自特性影响而发生故障。而电磁斥力操作机构因其机械结构简单、时延短，而得到了广泛的应用，但同时由于存在电场能量、磁场能量和机械能之间的转换，转换效率低，器件造价相对较高，因此提出一种器件造价相对较高的电磁斥力机构显得尤为必要。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于双斥力盘的电磁斥力机构，旨在解决现有技术中采用单斥力盘和双斥力线圈结构导致转换效率低且器件造价高的问题。
本发明提供了一种基于双斥力盘的电磁斥力机构，包括电磁斥力单元，电磁斥力单元包括：传动杆、合闸斥力盘、斥力线圈和分闸斥力盘；斥力线圈与传动杆固定连接，斥力线圈用于产生磁场，从而在分闸斥力盘或合闸斥力盘上产生涡流，进而产生电磁斥力，实现分闸和合闸的功能；传动杆的上端与真空灭弧室的动触头固定连接；分闸斥力盘与合闸斥力盘分布在传动杆的两端，且分闸斥力盘与合闸斥力盘在斥力线圈的驱动下带动传动杆运动，由传动杆带动灭弧室动触头进行分闸或合闸操作。
更进一步地，合闸斥力盘和分闸斥力盘的结构相同。其中，合闸斥力盘和分闸斥力盘的材料为超硬铝合金。合闸斥力盘的外径与斥力线圈的外径相同。
更进一步地，分闸斥力盘的外径与斥力线圈的外径相同。
工作时，当需要进行分闸操作时，向斥力线圈放电，线圈电流在空间中产生高频磁场，磁场的轴向分量在分闸斥力盘中产生感应电动势，线圈电流产生磁场的径向分量与分闸斥力盘中感应涡流产生的磁场反向，两者相互作用产生电磁斥力，从而推动分闸斥力盘带动传动杆向下运动。
当需要进行合闸操作时，向斥力线圈放电，线圈电流在空间中产生高频磁场，磁场的轴向分量在合闸斥力盘中产生感应电动势，线圈电流产生磁场的径向分量与合闸斥力盘中感应涡流产生的磁场反向，两者相互作用产生电磁斥力，从而推动合闸斥力盘带动传动杆向上运动。
本发明提供的基于双斥力盘的电磁斥力机构中仅需一个斥力线圈，相较于传统电磁斥力机构而言，转换效率高，降低了斥力线圈的使用量，减小了器件造价。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于双斥力盘的电磁斥力机构处于分闸位的示意图；
图中1为传动杆，2为合闸斥力盘，3为斥力线圈，4为分闸斥力盘。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种基于双斥力盘的电磁斥力机构，包括电磁斥力单元，电磁斥力单元包括：传动杆1、合闸斥力盘2、斥力线圈3和分闸斥力盘4。分闸斥力盘4与合闸斥力盘2主要由铝盘组成，二者结构一致，斥力线圈3与传动杆1固定连接，传动杆1的上端与真空灭弧室的动触头固定连接；分闸斥力盘4与合闸斥力盘2在斥力线圈3的驱动下带动传动杆1运动，由传动杆1带动灭弧室动触头进行分闸或合闸操作。
在本发明实施例中，分闸斥力盘4与合闸斥力盘2的材料可以为超硬铝合金，铝合金电阻率小，能产生更大的涡流，因此能提供更大的电磁斥力驱动分合闸。
在本发明实施例中，由于斥力盘与线圈尺寸一致时两者之间产生的电磁斥力最大，此时电磁斥力机构驱动效率取得相对最优值，故分闸斥力盘4与合闸斥力盘2的外径与斥力线圈3外径相同。
本发明提出的基于双斥力盘的电磁斥力机构，降低了斥力线圈的用量，具备一定的经济优势，能有效降低斥力线圈的总造价。
图1示出了本发明实施例提供的基于双斥力盘的电磁斥力机构处于合闸位的示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
本发明中提供的一种基于双斥力盘的电磁斥力机构，主要包括：传动杆1、合闸斥力盘2、斥力线圈3和分闸斥力盘4。合闸斥力盘2和分闸斥力盘4在所述斥力线圈3驱动下带动传动杆1运动，由传动杆1带动灭弧室动触头进行分闸或合闸操作。
在电磁斥力机构进行分闸操作时，驱动电路中的预充电电容器组向斥力线圈3放电，线圈电流在空间中产生高频磁场，根据电磁感应原理，磁场的轴向分量在分闸斥力盘4中产生感应电动势，线圈电流产生磁场的径向分量与分闸斥力盘4中感应涡流产生的磁场反向，两者相互作用产生电磁斥力，从而推动分闸斥力盘4带动传动杆1向下运动。
在电磁斥力机构进行合闸操作时，驱动电路中的反向充电的预充电电容器组向斥力线圈3放电，线圈电流在空间中产生高频磁场，根据电磁感应原理，磁场的轴向分量在合闸斥力盘2中产生感应电动势，线圈电流产生磁场的径向分量与合闸斥力盘2中感应涡流产生的磁场反向，两者相互作用产生电磁斥力，从而推动合闸斥力盘2带动传动杆1向上运动。
上述针对电磁斥力结构的优化，仅需一个斥力线圈，相较于传统电磁斥力机构采用的单斥力盘和双斥力线圈的结构，降低了斥力线圈的使用量，减小了造价。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于双斥力盘的电磁斥力机构，包括电磁斥力单元，其特征在于，所述电磁斥力单元包括：传动杆(1)、合闸斥力盘(2)、斥力线圈(3)和分闸斥力盘(4)；
所述斥力线圈(3)与所述传动杆(1)固定连接，所述斥力线圈(3)用于产生磁场，从而在所述分闸斥力盘(4)或所述合闸斥力盘(2)上产生涡流，进而产生电磁斥力，实现分闸和合闸的功能；所述传动杆(1)的上端与真空灭弧室的动触头固定连接；
所述分闸斥力盘(4)与所述合闸斥力盘(2)分布在所述传动杆(1)的两端，且所述分闸斥力盘(4)与所述合闸斥力盘(2)在所述斥力线圈(3)的驱动下带动传动杆(1)运动，由传动杆(1)带动灭弧室动触头进行分闸或合闸操作。
2.如权利要求1所述的电磁斥力机构，其特征在于，所述合闸斥力盘(2)和所述分闸斥力盘(4)的结构相同。
3.如权利要求2所述的电磁斥力机构，其特征在于，所述合闸斥力盘(2)和所述分闸斥力盘(4)的材料为超硬铝合金。
4.如权利要求1-3任一项所述的电磁斥力机构，其特征在于，所述合闸斥力盘(2)的外径与所述斥力线圈(3)的外径相同。
5.如权利要求1-3任一项所述的电磁斥力机构，其特征在于，所述分闸斥力盘(4)的外径与所述斥力线圈(3)的外径相同。
6.如权利要求1-5任一项所述的电磁斥力机构，其特征在于，工作时，当需要进行分闸操作时，向斥力线圈放电，线圈电流在空间中产生高频磁场，磁场的轴向分量在分闸斥力盘中产生感应电动势，线圈电流产生磁场的径向分量与分闸斥力盘中感应涡流产生的磁场反向，两者相互作用产生电磁斥力，从而推动分闸斥力盘带动传动杆向下运动。
7.如权利要求1-5任一项所述的电磁斥力机构，其特征在于，工作时，当需要进行合闸操作时，向斥力线圈放电，线圈电流在空间中产生高频磁场，磁场的轴向分量在合闸斥力盘中产生感应电动势，线圈电流产生磁场的径向分量与合闸斥力盘中感应涡流产生的磁场反向，两者相互作用产生电磁斥力，从而推动合闸斥力盘带动传动杆向上运动。
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