CN113035652A - 一种永磁机构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种永磁机构，包括永磁壳体，永磁壳体内设置有合闸线圈和分闸线圈以及滑动连接于永磁壳体内的铁芯，铁芯背离分闸线圈的一侧设置有贯穿永磁壳体的连接轴，铁芯背离连接轴的端面开设有安装槽，安装槽的槽底贯穿有供连接轴穿设的通孔，连接轴于安装槽内的端部设置有第一限位块，安装槽的内壁设置有固定件，固定件和第一限位块之间设置有超程弹簧，分闸至合闸过程中连接轴的滑动行程小于铁芯的滑动行程。铁芯在磁吸作用下滑动至与永磁壳体的内壁相贴合的过程中连接轴提前到位实现合闸，铁芯到位后第一限位块则对超程弹簧进行挤压，对连接轴提供超程。取消了永磁壳体外部的弹簧，减小了永磁机构的占用空间，为断路器做小提供了良好的基础。

Description

一种永磁机构

技术领域

本申请涉及断路器的技术领域，尤其是涉及一种永磁机构。

背景技术

永磁机构是断路器中操作机构的核心结构，用于实现断路器及时可靠地分合动触头和静触头以实现电路的连通的断开，即永磁机构能够控制断路器快速分闸、合闸，从而保证电力系统的安全运行。

永磁机构的合闸工作原理为：利用合闸线圈通电产生的磁场，使得动铁芯组件受电磁吸力作用而运动至合闸位置。

分闸工作原理：与合闸基于同样的原理，当分闸线圈的电后，动铁芯组件受电磁吸力作用而运动之分闸位置。

合/分闸保持原理为：合/分闸工作完成时，合/分闸线圈断电，利用永磁体产生的磁场将动铁芯组件吸住，使得操作机构保持在合闸位置。

相关技术中，断路器中还包括真空管，动触头和静触头设置于真空管内，铁芯组件的一端通过摆臂与动触头相连接，永磁机构在合/分闸工作过程中带动摆臂进行来回摆动以实现动触头和静触头之间的分合，而摆臂和动触头之间连接有弹簧以保证动触头和静触头之间的充分贴合，进而提高安全性。

针对相关技术中的永磁机构，发明人认为其占用空间较大，有待改进。

发明内容

为了减小永磁机构的占用空间，本申请提供一种永磁机构。

本申请提供的一种永磁机构，采用如下的技术方案：

一种永磁机构，包括永磁壳体，所述永磁壳体内设置有合闸线圈和分闸线圈以及滑动连接于永磁壳体内的铁芯，所述铁芯背离分闸线圈的一侧设置有贯穿永磁壳体的连接轴，所述铁芯背离连接轴的端面开设有安装槽，所述安装槽的槽底贯穿有供连接轴穿设的通孔，所述连接轴于安装槽内的端部设置有第一限位块，所述安装槽的内壁设置有固定件，所述固定件和第一限位块之间设置有超程弹簧，分闸至合闸过程中所述连接轴的滑动行程小于铁芯的滑动行程。

通过采用上述技术方案，分闸线圈和合闸线圈在通电状态下带动铁芯在永磁壳体内进行来回滑动以带动连接轴活动，从而通过连接轴的活动实现真空管内的动、静触头的分合闸。而分闸至合闸过程中，由于连接轴的滑动行程小于铁芯的滑动行程，即铁芯在磁吸作用下滑动至与永磁壳体的内壁相贴合的过程中连接轴已经提前到位并实现合闸，铁芯到位后第一限位块则对超程弹簧进行挤压，从而对连接轴提供合闸超程。此外，和相关技术相比，取消了永磁壳体外部的弹簧，减小了永磁机构的占用空间，为断路器做小提供了良好的基础。

可选的，所述固定件设置为固定环，所述固定环和安装槽的内壁螺纹连接。

通过采用上述技术方案，通过螺纹连接的方式将固定环安装入安装槽内，结构稳定性强的同时便于安装。

可选的，所述固定环上设置有从安装槽开口伸出并贯穿永磁壳体的分闸轴，所述分闸轴远离永磁壳体的端部设置有压环，所述压环和永磁壳体之间设置有套设于分闸轴外侧的分闸弹簧。

通过采用上述技术方案，通过分闸轴的设置，为分闸弹簧提供了安装位置，在合闸时由于分闸轴随着铁芯整体上移，使得分闸弹簧被压缩，从合闸状态至分闸状态时，通过分闸弹簧提供的弹力能够提高电路的刚分速度，以提高分闸的安全性。

可选的，所述分闸轴于安装槽内的一端穿设于固定环并设置有第二限位块，所述第二限位块和固定环朝向连接轴的侧壁相抵触。

通过采用上述技术方案，将分闸轴通过穿设的方式安装在固定环上，并通过第二限位块、压环的限位和分闸弹簧的弹力作用，使得分闸轴能够以较为简单的方式固定在固定环上，提高了安装便捷性。

可选的，所述永磁壳体包括永磁筒以及分别设置于永磁筒两端的前端盖和后端盖，所述永磁筒的内壁设置有若干永磁体，所述永磁筒位于合闸线圈和分闸线圈之间，若干所述永磁体沿永磁筒的周向排列设置。

通过采用上述技术方案，通过将若干永磁体轴向排列在永磁筒的内壁上，进而使得永磁筒和前端盖以及后端盖被充分磁化以形成磁场，当合闸线圈或者分闸线圈断电后铁芯能够被稳定得吸在前端盖或后端盖上。

可选的，若干所述永磁体的内壁设置有导磁环。

通过采用上述技术方案，通过导磁环的设置，使得导磁环能够更加贴近铁芯，且导磁环通过永磁体的磁化能够对铁芯产生一定的磁吸作用，使得铁芯在合闸与分闸的切换过程中能够被更快得移动至中间位置，进而提高合闸与分闸的速度，提高安全性。

可选的，所述导磁环和若干永磁体的两侧端面相平齐并分别与分闸线圈和合闸线圈的侧壁相抵接。

通过采用上述技术方案，提高了导磁环和若干永磁体的结构稳定性。

可选的，所述后端盖上设置有手动分闸组件，所述手动分闸组件包括贯穿后端盖的手分销，所述手分销的端部在合闸状态时位于后端盖内。

通过采用上述技术方案，通过按压手分销推动铁芯使得铁芯和后端盖相分离，分离后的铁芯和后端盖之间的磁吸力小于分闸弹簧的弹力，使得铁芯在弹力作用下快速朝向前端盖方向移动，进而实现手动分闸。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.分闸线圈和合闸线圈在通电状态下带动铁芯在永磁壳体内进行来回滑动以带动连接轴活动，从而通过连接轴的活动实现真空管内的动、静触头的分合闸。而分闸至合闸过程中，由于连接轴的滑动行程小于铁芯的滑动行程，即铁芯在磁吸作用下滑动至与永磁壳体的内壁相贴合的过程中连接轴已经提前到位并实现合闸，铁芯到位后第一限位块则对超程弹簧进行挤压，从而对连接轴提供合闸超程。此外，和相关技术相比，取消了永磁壳体外部的弹簧，减小了永磁机构的占用空间，为断路器做小提供了良好的基础；

2.通过分闸轴的设置，为分闸弹簧提供了安装位置，在合闸时由于分闸轴随着铁芯整体上移，使得分闸弹簧被压缩，从合闸状态至分闸状态时，通过分闸弹簧提供的弹力能够提高电路的刚分速度，以提高分闸的安全性；

3.通过将分闸轴穿设于固定环中并利用第二限位块进行定位，弹簧通过压环将分闸轴拉紧，并配合固定环和安装槽的螺纹连接，使得铁芯的下半部分组件在安装上非常方便且稳定性优良。

附图说明

图1是本申请实施例永磁机构分合闸状态时的结构示意图。

图2是图1的剖视图。

图3是本申请实施例中永磁壳体的爆炸结构示意图。

附图标记说明：1、合闸线圈；2、分闸线圈；3、永磁壳体；31、永磁筒；32、前端盖；33、后端盖；34、导磁环；35、永磁体；4、铁芯；5、连接轴；6、安装槽；7、第一限位块；8、固定环；9、超程弹簧；10、分闸轴；11、第二限位块；12、压环；13、分闸弹簧；14、手动分闸组件；141、手分销。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种永磁机构。参照图1、图2，永磁机构包括永磁壳体3，永磁壳体3内设置有合闸线圈1和分闸线圈2以及滑动连接于永磁壳体3内部的铁芯4，铁芯4背离分闸线圈2的一侧设置有贯穿永磁壳体3的连接轴5。

参照图2、图3，永磁壳体3包括永磁筒31以及分别封闭永磁筒31两端开口的前端盖32和后端盖33，前端盖32和后端盖33通过螺栓和永磁筒31固定连接。永磁筒31内的中部轴向设置有导磁环34，导磁环34的外周侧壁周向排列有若干永磁体35，导磁环34和若干永磁体35的两侧端面相平齐，永磁体35和导磁环34固定连接，且永磁体35的外周侧壁和永磁筒31的内壁相贴合。其中，永磁筒31、前端盖32、后端盖33以及导磁环34均为铁质材料，能够被永磁体35所磁化。

参照图2、图3，合闸线圈1和分闸线圈2的骨架均为轴向有通孔的工字轮结构，两工字轮的外周侧壁和永磁筒31的内壁相贴合，合闸线圈1和分闸线圈2的两相对侧壁分别和导磁环34的两侧壁相抵接，且两工字轮的通孔和导磁环34的通孔相连通并重合形成活动腔，铁芯4位于活动腔内滑移且和活动腔的内壁之间留有间隙以减小摩擦。合闸线圈1和后端盖33内壁相抵接，分闸线圈2和前端盖32内壁相抵接。使得永磁机构不仅具有方便的拆装结构，且安装稳定性优良。

参照图2，铁芯4背离连接轴5的端面开设有安装槽6，安装槽6的槽底贯穿有供连接轴5穿设的通孔，连接轴5于安装槽6内的端部设置有第一限位块7。安装槽6于开口处的内壁设置有内螺纹，固定环8的外侧壁设置有外螺纹并螺纹连接于安装槽6的内壁上，固定环8和第一限位块7之间设置有超程弹簧9，通过超程弹簧9的弹力作用使得第一限位块7在分闸状态时与安装槽6的槽底相抵触。

参照图2，当断路器由分闸至合闸过程中，铁芯4带动固定环8、超程弹簧9以及连接轴5朝向合闸线圈1移动，在移动过程中连接轴5优先带动真空管内的动触头和静触头合闸，此时铁芯4和后端盖33之间还留有一定间隙，在铁芯4进一步移动至与后端盖33相贴合时，随着固定环8推动超程弹簧9压缩且安装槽6的槽底和第一限位块7之间逐渐产生间隙，即分闸至合闸过程中连接轴5的滑动行程小于铁芯4的滑动行程，使得超程弹簧9为连接轴5提供超程所需的弹力且安装槽6的槽底和第一限位块7之间产生的间隙为连接轴5提供超程空间。

参照图2，固定环8上设置有从安装槽6开口处伸出并贯穿前端盖32的分闸轴10，分闸轴10于安装槽6内的一端穿设于固定环8并固定连接有第二限位块11，分闸轴10远离前端盖32的一端固定套设套设有压环12，压环12和前端盖32之间设置有套设于分闸轴10外侧的分闸弹簧13，使得第二限位块11和固定环8朝向连接轴5的侧壁相抵触。

在分闸时，由于分闸弹簧13被压缩而提供了较大的弹性势能，能够有效提高分闸的刚分速度。

参照图1、图2，后端盖33上固定连接有手动分闸组件14，手动分闸组件14包括贯穿后端盖33的手分销141，手分销141的端部在合闸状态时位于后端盖33内，通过推动手分销141使得铁芯4和后端盖33产生间隙以降低铁芯4和后端盖33之间的磁吸作用，在分闸弹簧13的弹性作用下克服降低的磁吸作用即可实现快速手动分闸。

且由于超程弹簧9被压缩提供了超程范围，进行手动分闸时不会马上分闸，直至分闸弹簧13的弹力克服了铁芯4和后端盖33之间的磁吸力才会实现分闸。这也使得分闸速度不会因为手动而降低并产生安全隐患，在安全性上有所保障。

其中需要说明的是，分闸线圈2和合闸线圈1在通电实现合/分闸后将会断电，铁芯4则通过后端盖33和前端盖32产生的磁吸作用维持固定状态。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种永磁机构，包括永磁壳体(3)，所述永磁壳体(3)内设置有合闸线圈(1)和分闸线圈(2)以及滑动连接于永磁壳体(3)内的铁芯(4)，其特征在于：所述铁芯(4)背离分闸线圈(2)的一侧设置有贯穿永磁壳体(3)的连接轴(5)，所述铁芯(4)背离连接轴(5)的端面开设有安装槽(6)，所述安装槽(6)的槽底贯穿有供连接轴(5)穿设的通孔，所述连接轴(5)于安装槽(6)内的端部设置有第一限位块(7)，所述安装槽(6)的内壁设置有固定件，所述固定件和第一限位块(7)之间设置有超程弹簧(9)，分闸至合闸过程中所述连接轴(5)的滑动行程小于铁芯(4)的滑动行程。

2.根据权利要求1所述的一种永磁机构，其特征在于：所述固定件设置为固定环(8)，所述固定环(8)和安装槽(6)的内壁螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种永磁机构，其特征在于：所述固定环(8)上设置有从安装槽(6)开口伸出并贯穿永磁壳体(3)的分闸轴(10)，所述分闸轴(10)远离永磁壳体(3)的端部设置有压环(12)，所述压环(12)和永磁壳体(3)之间设置有套设于分闸轴(10)外侧的分闸弹簧(13)。

4.根据权利要求3所述的一种永磁机构，其特征在于：所述分闸轴(10)于安装槽(6)内的一端穿设于固定环(8)并设置有第二限位块(11)，所述第二限位块(11)和固定环(8)朝向连接轴(5)的侧壁相抵触。

5.根据权利要求1所述的一种永磁机构，其特征在于：所述永磁壳体(3)包括永磁筒(31)以及分别设置于永磁筒(31)两端的前端盖(32)和后端盖(33)，所述永磁筒(31)的内壁设置有若干永磁体(35)，所述永磁筒(31)位于合闸线圈(1)和分闸线圈(2)之间，若干所述永磁体(35)沿永磁筒(31)的周向排列设置。

6.根据权利要求5所述的一种永磁机构，其特征在于：若干所述永磁体(35)的内壁设置有导磁环(34)。

7.根据权利要求6所述的一种永磁机构，其特征在于：所述导磁环(34)和若干永磁体(35)的两侧端面相平齐并分别与分闸线圈(2)和合闸线圈(1)的侧壁相抵接。

8.根据权利要求5所述的一种永磁机构，其特征在于：所述后端盖(33)上设置有手动分闸组件(14)，所述手动分闸组件(14)包括贯穿后端盖(33)的手分销(141)，所述手分销(141)的端部在合闸状态时位于后端盖(33)内。

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