CN112542364A - 双稳态永磁操作机构 - Google Patents

Abstract

一种双稳态永磁操作机构。其特征在于：线圈骨架设置在外磁轭的内侧，内磁轭安装在线圈骨架的磁轭安装槽内，永久磁铁嵌设在线圈骨架两侧的磁铁安装槽内，且永久磁铁一端与外磁轭的侧壁保持接触，另一端与内磁轭的侧壁保持接触，衔铁一端穿过线圈骨架并与其滑移配合。其优点在于：永久磁铁一端同极紧靠外磁轭，另一端同极紧靠内磁轭，通过衔铁使磁铁产生的磁力线闭合，充分利用磁力所产生的磁场，使衔铁保持双向稳定的状态，动作时，只需要将线圈通已产生永久磁铁相反的磁场直流电压，实现衔铁双向运动，从而实现带动断路器触头分合的功能，不仅结构简单，而且动作稳定可靠。

Description

双稳态永磁操作机构

技术领域

本发明涉及永磁塑壳断路器，具体涉及一种双稳态永磁操作机构。

背景技术

永磁操作机构作为替代传统弹簧储能的连杆机构的一种新型机构，其构成单元非常简单，主要由永磁体、线圈、磁轭、衔铁、弹簧等组成，相对传统弹簧储能的连杆机构，具有动作速度快、保持稳定、动作可靠、耐用寿命高等优点。

因此，如何进一步简化永磁机构的结构，提高其动作性能，一直是本领域技术人员的研究改进方向。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种双稳态永磁操作机构。

本发明所采用的技术方案：一种双稳态永磁操作机构，包括外磁轭、线圈骨架、线圈、内磁轭、永久磁铁、衔铁、分闸弹簧；

所述外磁轭呈U型结构；

所述线圈骨架与外磁轭相适配，并设置在外磁轭的内侧，其包括绕线部和平行设置在绕线部上下两端的下支撑部与上支撑部，所述线圈骨架中心形成有上下贯通的导向孔，所述下支撑部与外磁轭的底部连接，所述上支撑部上端中心形成有磁轭安装槽，所述上支撑部与外磁轭侧壁对应的两侧对称形成有若干通向磁轭安装槽的磁铁安装槽；

所述线圈绕设在线圈骨架的绕线部；

所述内磁轭呈U型结构，并安装在磁轭安装槽内，所述内磁轭底部形成有与导向孔对应的通槽；

所述永久磁铁嵌设在磁铁安装槽内，所述永久磁铁一端与外磁轭的侧壁保持接触，另一端与内磁轭的侧壁保持接触；

所述衔铁一端穿过通槽与导向孔滑移配合；

所述分闸弹簧能驱使衔铁向上，将衔铁保持在分闸位置。

所述外磁轭与内磁轭的横截面均呈长方形。

所述外磁轭底部一端的中部形成有缺口槽，所述下支撑部对应形成有U型弹性部，所述U型弹性部插入缺口槽构成弹性卡接。

所述磁铁安装槽为方形槽，所述永磁体对应呈方形。

所述上支撑部两侧均形成有3个磁铁安装槽，所述永久磁铁共设置6个。

所述衔铁底部形成有弹簧孔，所述分闸弹簧设置在弹簧孔内。

所述衔铁整体呈T型，包括设置在导向孔内的下连接部以及对应设置在内磁轭的上连接部，合闸时，下连接部与外磁轭底部接触吸合，上连接部与内磁轭底部接触吸合。

所述衔铁上端还设有用于与动触头系统连接的连接凸台。

本发明的有益效果是：采用以上方案，永久磁铁一端同极紧靠外磁轭，另一端同极紧靠内磁轭，通过衔铁使磁铁产生的磁力线闭合，充分利用磁力所产生的磁场，使衔铁保持双向稳定的状态，动作时，只需要将线圈通已产生永久磁铁相反的磁场直流电压，实现衔铁双向运动，从而实现带动断路器触头分合的功能，不仅结构简单，而且动作稳定可靠。

附图说明

图1为本发明实施例双稳态永磁操作机构的结构示意图。

图2为本发明实施例双稳态永磁操作机构的爆炸分解示意图。

图3为本发明实施例双稳态永磁操作机构的横向截面剖视图。

图4为本发明实施例双稳态永磁操作机构的纵向截面剖视图1。

图5为本发明实施例双稳态永磁操作机构的纵向截面剖视图2。

图6为本发明实施例外磁轭的结构示意图。

图7为本发明实施例线圈骨架的结构示意图。

图8为本发明实施例内磁轭的结构示意图。

图9为本发明实施例衔铁的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

如图所示，一种双稳态永磁操作机构，包括外磁轭1、线圈骨架2、线圈3、内磁轭4、永久磁铁5、衔铁6、分闸弹簧7。

所述外磁轭1呈U型结构，其横截面呈长方形，当然也为边数为偶数的正多边形，比如正方形，正六边形等，当然，当其横截面优选为正方形或长方形时，不仅结构性能更加稳定，也更方便于整体安装操作。

所述线圈骨架2包括绕线部21和平行设置在绕线部21上下两端的下支撑部22与上支撑部23，所述线圈骨架2中心形成有上下贯通的导向孔24，所述下支撑部22与上支撑部23的截面呈长方形，与外磁轭1相适配，所述线圈骨架2设置在外磁轭1的内侧，其下支撑部22与外磁轭1的底部连接，上支撑部23上端中心形成有磁轭安装槽231，所述上支撑部23与外磁轭1侧壁对应的两侧对称形成有若干通向磁轭安装槽231的磁铁安装槽232。

其中，所述外磁轭1底部一端的中部形成有缺口槽11，所述下支撑部22对应形成有U型弹性部221，所述U型弹性部221插入缺口槽11构成弹性卡接，安装线圈骨架2时，从外磁轭1一侧滑入，同时将U型弹性部221插入到缺口槽11内实现两者固定，安装非常方便。

所述线圈3绕设在线圈骨架2的绕线部21。

所述内磁轭4呈U型结构，所述内磁轭4的横截面同样呈长方形，与磁轭安装槽231相匹配并安装在磁轭安装槽231内，且内磁轭4的侧壁与外磁轭1的侧壁保持平行，所述内磁轭4底部形成有与导向孔24对应的通槽41。

所述永久磁铁5嵌设在磁铁安装槽232内，所述永久磁铁5一端与外磁轭1的侧壁保持接触，另一端与内磁轭4的侧壁保持接触。

其中，所述磁铁安装槽232为方形槽，所述永磁体3对应呈方形，当然，其结构也可采用其他等边多边形，采用方形结构，加工更加方便。

所述上支撑部23两侧均形成有3个磁铁安装槽232，所述永久磁铁5共设置6个，当然，也可根据实际需求，可增加或减少永久磁铁的数量，通过增加或减少永久磁铁的数量，能够改变磁场力度。

所述衔铁6整体呈T型，包括设置在导向孔24内的下连接部62以及对应设置在内磁轭4的上连接部63，其能够沿导向孔24上下滑移，在衔铁6底部形成有弹簧孔61，所述分闸弹簧7设置在弹簧孔61内，其两端分别与衔铁6和外磁轭1相抵，能够驱使衔铁6向上移动，将衔铁6保持在分闸位置。

所述衔铁6上端还设有用于与动触头系统连接的连接凸台64，通过衔铁6的上下滑动，能够带动动触头系统动作，实现分合闸。

上述双稳态永磁操作机构的工作原理如下：当处于分闸状态时，衔铁6与外磁轭1、内磁轭4之间均保持一定的间隙，因此外磁轭1与内磁轭4对衔铁6的吸力小，能够与分闸弹簧7提供的弹性力相平衡，从而保持在分闸的位置；当合闸时，向线圈3通入正向电流，线圈产生的磁场带动衔铁6向下运动直至其下连接部62与外磁轭1底部接触，上连接部63与内磁轭4底部接触，由于永久磁铁5一端同极紧靠外磁轭1，另一端同极紧靠内磁轭4，通过衔铁6使磁铁产生的磁力线闭合，充分利用磁力所产生的磁场，使衔铁保持双向稳定的状态，从而能够稳定地保持在合闸的位置，当分闸时，向线圈3通入反向电流，线圈3产生的磁场带动衔铁6向上运动，与外磁轭1、内磁轭4分离，重新回到分闸的位置。

采用上述双稳态永磁操作机构，不仅结构简单，而且动作稳定可靠。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (8)

1.一种双稳态永磁操作机构，其特征在于：包括外磁轭（1）、线圈骨架（2）、线圈（3）、内磁轭（4）、永久磁铁（5）、衔铁（6）、分闸弹簧（7）；

所述外磁轭（1）呈U型结构；

所述线圈骨架（2）与外磁轭（1）相适配，并设置在外磁轭（1）的内侧，其包括绕线部（21）和平行设置在绕线部（21）上下两端的下支撑部（22）与上支撑部（23），所述线圈骨架（2）中心形成有上下贯通的导向孔（24），所述下支撑部（22）与外磁轭（1）的底部连接，所述上支撑部（23）上端中心形成有磁轭安装槽（231），所述上支撑部（23）与外磁轭（1）侧壁对应的两侧对称形成有若干通向磁轭安装槽（231）的磁铁安装槽（232）；

所述线圈（3）绕设在线圈骨架（2）的绕线部（21）；

所述内磁轭（4）呈U型结构，并安装在磁轭安装槽（231）内，所述内磁轭（4）底部形成有与导向孔（24）对应的通槽（41）；

所述永久磁铁（5）嵌设在磁铁安装槽（232）内，所述永久磁铁（5）一端与外磁轭（1）的侧壁保持接触，另一端与内磁轭（4）的侧壁保持接触；

所述衔铁（6）一端穿过通槽（41）与导向孔（24）滑移配合；

所述分闸弹簧（7）能驱使衔铁（6）向上，将衔铁（6）保持在分闸位置。

2.根据权利要求1所述的双稳态永磁操作机构，其特征在于：所述外磁轭（1）与内磁轭（4）的横截面均呈长方形。

3.根据权利要求2所述的双稳态永磁操作机构，其特征在于：所述外磁轭（1）底部一端的中部形成有缺口槽（11），所述下支撑部（22）对应形成有U型弹性部（221），所述U型弹性部（221）插入缺口槽（11）构成弹性卡接。

4.根据权利要求1所述的双稳态永磁操作机构，其特征在于：所述磁铁安装槽（232）为方形槽，所述永磁体（3）对应呈方形。

5.根据权利要求1所述的双稳态永磁操作机构，其特征在于：所述上支撑部（23）两侧均形成有3个磁铁安装槽（232），所述永久磁铁（5）共设置6个。

6.根据权利要求1所述的双稳态永磁操作机构，其特征在于：所述衔铁（6）底部形成有弹簧孔（61），所述分闸弹簧（7）设置在弹簧孔（61）内。

7.根据权利要求1所述的双稳态永磁操作机构，其特征在于：所述衔铁（6）整体呈T型，包括设置在导向孔（24）内的下连接部（62）以及对应设置在内磁轭（4）的上连接部（63），合闸时，下连接部（62）与外磁轭（1）底部接触吸合，上连接部（63）与内磁轭（4）底部接触吸合。

8.根据权利要求1所述的双稳态永磁操作机构，其特征在于：所述衔铁（6）上端还设有用于与动触头系统连接的连接凸台（64）。

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