CN113345729B - 一种单稳态永磁机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单稳态永磁机构，所述电机主体底部固定连接有冷却机构，所述电机主体右侧固定连接有固定机构，所述电机主体包括壳体，所述壳体顶部固定连接有上磁轭，所述壳体底部固定连接有下磁轭，所述上磁轭和下磁轭中心转动连接有输出轴。该单稳态永磁机构，外部控制器给分合闸线圈通入瞬时电流，此时分合闸线圈产生一个与永磁体磁场方向相反的电磁场，从而降低永磁体所产生的磁场对动铁芯的合闸保持力，当两个磁场抵消到一定的程度，主分闸弹簧与辅助分闸弹簧由于压缩所产生的弹力足以克服剩下的合闸保持力时，动铁芯与导杆一起快速向上运动，直到动铁芯与上磁轭的内端面稳定接触，从而实现了分闸操作。适用于电力系统。
Description
技术领域
本发明涉及单稳态永磁技术领域，具体为一种单稳态永磁机构。
背景技术
随着电力系统规模和容量增大，系统稳定性问题突出，尤其是断路器操作引起内部过电压及涌流等问题日益严重。选相分合闸可以根据不同的负载特性，控制断路器在电压或电流最有利的相位完成合闸或分闸，可以主动消除开关过程中产生的涌流和过电压等电磁暂态效应，避免系统的不稳定。但对于传统的三相单稳态永磁选相开关用的电机往往是将分闸弹簧与永磁机构分开布置，这样的话就需要在永磁机构与分闸弹簧之间设计传动机构，这不仅使得整个机构传动部件更加复杂，同时也增加了机构动作的响应时间，从而降低了控制精度。
且现有的永磁机构电机在长时间使用后容易导自身稳定过高，从而导致系统不稳定，且不能快速的进行安装和固定，安装固定操作麻烦，费时费工，因此需要进行重新设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单稳态永磁机构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单稳态永磁机构，包括电机主体，所述电机主体底部固定连接有冷却机构，所述电机主体右侧固定连接有固定机构。
所述电机主体包括壳体，所述壳体顶部固定连接有上磁轭，所述壳体底部固定连接有下磁轭，所述上磁轭和下磁轭中心转动连接有输出轴，所述上磁轭内在输出轴顶端开设有间隙，所述输出轴在壳体内固定连接有铁芯，所述壳体内壁对应铁芯固定连接有线圈，所述壳体内在线圈顶部固定连接有内磁轭，所述输出轴在铁芯中间套接有弹簧。
优选的，所述冷却机构包括冷却壳，所述冷却壳固定连接于下磁轭底部，所述冷却壳内顶部镶嵌有冷却片，所述冷却壳底部开设有散热孔，所述冷却壳内壁在散热孔顶部固定连接有固定块，所述固定块内侧固定连接有冷却环管，所述冷却环管内圈固定连接有雾化喷嘴，所述冷却壳左侧固定连接有水泵，所述水泵顶部固定连接有抽液管，所述水泵底部固定连接有输液管，所述输液管右端固定连接有冷却壳，所述输出轴在冷却壳内固定连接有风扇。
优选的，所述冷却壳顶部等间距密集分布有冷却片，所述冷却片顶部镶嵌进下磁轭内，能够有效将电机内的热量通过冷却片导出，达到良好的散热冷却目的。
优选的，所述冷却环管底部左侧固定连接有连通管，所述连通管左端固定连接有输液管，能够有效的通过水泵将冷却水输送至冷却环管内，从而进一步达到良好冷却目的。
优选的，所述冷却环管内圈等间距密集分布有雾化喷嘴，所述冷却壳底部等间距密集分布有散热孔，能够通过快速大量的喷出水雾进行冷却，从而保证了良好的冷却效果。
优选的，所述固定机构包括固定架，所述固定架固定连接于上磁轭和下磁轭右侧，所述固定架右侧固定连接有安装板，所述安装板四角滑动连接有滑动杆，所述滑动杆左端固定连接有限位环，所述滑动杆右端固定连接有限位块，所述滑动杆在限位块左侧套接有紧固弹簧，所述滑动杆在紧固弹簧左端滑动连接有稳定套，所述稳定套外壁右侧固定连接有夹紧片。
优选的，所述安装板四角开设有滑动孔，所述安装板通过滑动孔滑动连接有滑动杆，能够保证在安装过程中，滑动杆能够稳定的滑动，从而达到良好的安装目的。
优选的，所述夹紧片对应稳定套开设有通孔，所述夹紧片通过通孔滑动连接有滑动杆，能够通过紧固弹簧配合，使得夹紧片在滑动杆上进行稳定的滑动，从容达到良好的夹紧目的。
与现有技术相比，本发明提供了一种单稳态永磁机构，具备以下有益效果：
1、该单稳态永磁机构，通过设置的电机主体，外部控制器给分合闸线圈通入瞬时电流，此时分合闸线圈产生一个与永磁体磁场方向相反的电磁场，从而降低永磁体所产生的磁场对动铁芯的合闸保持力，当两个磁场抵消到一定的程度，主分闸弹簧与辅助分闸弹簧由于压缩所产生的弹力足以克服剩下的合闸保持力时，动铁芯与导杆一起快速向上运动，直到动铁芯与上磁轭的内端面稳定接触，从而实现了分闸操作。在分闸状态，动铁芯与上磁轭在主分闸弹簧与辅助分闸弹簧弹力的作用下紧密结合，此时间隙被压缩。合闸操作为：外部控制器给分合闸线圈通入与分闸操作时相反的电流，此时分合闸线圈产生一个瞬时磁场，当瞬时磁场产生的磁力足够大时，动铁芯与导杆克服分闸弹簧的弹力，在电磁力的作用下向下运动，直到动铁芯与内磁轭稳定接触，从而实现合闸操作。在合闸过程中，主分闸弹簧与辅助分闸弹簧均被挤压而实现储能，从而为下一次分闸做准备，解决了在现有的三相单稳态永磁选相开关中，由于设置分闸弹簧而造成的传动机构过于复杂的问题，同时减少了机械传动的响应时间，提高了选相控制的精度。
2、该单稳态永磁机构，通过设置的冷却机构，抽液管和外界的冷却液箱连通，当需要冷却工作时，水泵通过抽液管和输液管配合将冷却液输送至连通管内，再通过连通管输送至冷却环管内，冷却环管内圈的雾化喷嘴将冷却液雾化喷射至冷却壳内，对冷却壳内进行降温，同时下磁轭将电机的热量导出，从而在输出轴转动带动风扇转动过程中，将冷却片的热量导出至空气中通过散热孔排出，达到良好的冷却效果。
3、该单稳态永磁机构，通过设置的固定机构，在安装时，直接将夹紧片向限位块一侧移动，此时紧固弹簧进行压缩，当夹紧片和安装板之间放入固定座，松开夹紧片向右移动的力，此时在紧固弹簧的作用下，夹紧片和安装板夹紧固定座，从而达到电机的快速固定安装。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为本发明整体结构正面示意图；
图2为电机主体和冷却机构配合正面剖面示意图；
图3为截取的冷却机构正面剖面示意图；
图4为固定机构正面示意图。
图中：1、电机主体；11、输出轴；12、间隙；13、上磁轭；14、内磁轭；15、铁芯；16、线圈；17、弹簧；18、下磁轭；19、壳体；2、冷却机构；21、抽液管；22、水泵；23、输液管；231、连通管；24、固定块；25、冷却环管；251、雾化喷嘴；26、冷却片；27、风扇；28、冷却壳；29、散热孔；3、固定机构；31、限位环；32、固定架；33、安装板；34、滑动杆；35、稳定套；36、紧固弹簧；37、限位块；38、夹紧片。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种单稳态永磁机构，包括电机主体1，电机主体1底部固定连接有冷却机构2，电机主体1右侧固定连接有固定机构3。
电机主体1包括壳体19，壳体19顶部固定连接有上磁轭13，壳体19底部固定连接有下磁轭18，上磁轭13和下磁轭18中心转动连接有输出轴11，上磁轭13内在输出轴11顶端开设有间隙12，输出轴11在壳体19内固定连接有铁芯15，壳体19内壁对应铁芯15固定连接有线圈16，壳体19内在线圈16顶部固定连接有内磁轭14，输出轴11在铁芯15中间套接有弹簧17，通过设置的外部控制器给线圈16通入瞬时电流，此时线圈16产生一个与永磁体磁场方向相反的电磁场，从而降低永磁体所产生的磁场对铁芯15的合闸保持力，当两个磁场抵消到一定的程度，主弹簧与辅助弹簧由于压缩所产生的弹力足以克服剩下的合闸保持力时，铁芯15与导杆一起快速向上运动，直到铁芯15与上磁轭13的内端面稳定接触，从而实现了分闸操作。在分闸状态，铁芯15与上磁轭13在主分闸弹簧与辅助分闸弹簧弹力的作用下紧密结合，此时间隙12被压缩。合闸操作为：外部控制器给线圈16通入与分闸操作时相反的电流，此时线圈16产生一个瞬时磁场，当瞬时磁场产生的磁力足够大时，铁芯15与导杆克服分闸弹簧的弹力，在电磁力的作用下向下运动，直到铁芯15与内磁轭14稳定接触，从而实现合闸操作。在合闸过程中，主分闸弹簧与辅助分闸弹簧均被挤压而实现储能，从而为下一次分闸做准备，解决了在现有的三相单稳态永磁选相开关中，由于设置分闸弹簧而造成的传动机构过于复杂的问题，同时减少了机械传动的响应时间，提高了选相控制的精度。
冷却机构2包括冷却壳28，冷却壳28固定连接于下磁轭18底部，冷却壳28内顶部镶嵌有冷却片26，冷却壳28底部开设有散热孔29，冷却壳28内壁在散热孔29顶部固定连接有固定块24，固定块24内侧固定连接有冷却环管25，冷却环管25内圈固定连接有雾化喷嘴251，冷却壳28左侧固定连接有水泵22，水泵22顶部固定连接有抽液管21，水泵22底部固定连接有输液管23，输液管23右端固定连接有冷却壳28，输出轴11在冷却壳28内固定连接有风扇27，冷却壳28顶部等间距密集分布有冷却片26，冷却片26顶部镶嵌进下磁轭18内，冷却环管25底部左侧固定连接有连通管231，连通管231左端固定连接有输液管23，冷却环管25内圈等间距密集分布有雾化喷嘴251，冷却壳28底部等间距密集分布有散热孔29，通过设置的冷却机构2，抽液管21和外界的冷却液箱连通，当需要冷却工作时，水泵22通过抽液管21和输液管23配合将冷却液输送至连通管231内，再通过连通管231输送至冷却环管25内，冷却环管25内圈的雾化喷嘴251将冷却液雾化喷射至冷却壳28内，对冷却壳28内进行降温，同时下磁轭18将电机的热量导出，从而在输出轴11转动带动风扇27转动过程中，将冷却片26的热量导出至空气中通过散热孔29排出，达到良好的冷却效果。
固定机构3包括固定架32，固定架32固定连接于上磁轭13和下磁轭18右侧，固定架32右侧固定连接有安装板33，安装板33四角滑动连接有滑动杆34，滑动杆34左端固定连接有限位环31，滑动杆34右端固定连接有限位块37，滑动杆34在限位块37左侧套接有紧固弹簧36，滑动杆34在紧固弹簧36左端滑动连接有稳定套35，稳定套35外壁右侧固定连接有夹紧片38，安装板33四角开设有滑动孔，安装板33通过滑动孔滑动连接有滑动杆34，夹紧片38对应稳定套35开设有通孔，夹紧片38通过通孔滑动连接有滑动杆34，通过设置的固定机构3，在安装时，直接将夹紧片38向限位块37一侧移动，此时紧固弹簧36进行压缩，当夹紧片38和安装板33之间放入固定座，松开夹紧片38向右移动的力，此时在紧固弹簧36的作用下，夹紧片38和安装板33夹紧固定座，从而达到电机的快速固定安装。
在实际操作过程中，当此装置使用时，外部控制器给线圈16通入瞬时电流，此时线圈16产生一个与永磁体磁场方向相反的电磁场，从而降低永磁体所产生的磁场对铁芯15的合闸保持力，当两个磁场抵消到一定的程度，主弹簧与辅助弹簧由于压缩所产生的弹力足以克服剩下的合闸保持力时，铁芯15与导杆一起快速向上运动，直到铁芯15与上磁轭13的内端面稳定接触，从而实现了分闸操作。在分闸状态，铁芯15与上磁轭13在主分闸弹簧与辅助分闸弹簧弹力的作用下紧密结合，此时间隙12被压缩。合闸操作为：外部控制器给线圈16通入与分闸操作时相反的电流，此时线圈16产生一个瞬时磁场，当瞬时磁场产生的磁力足够大时，铁芯15与导杆克服分闸弹簧的弹力，在电磁力的作用下向下运动，直到铁芯15与内磁轭14稳定接触，从而实现合闸操作。在合闸过程中，主分闸弹簧与辅助分闸弹簧均被挤压而实现储能，从而为下一次分闸做准备，解决了在现有的三相单稳态永磁选相开关中，由于设置分闸弹簧而造成的传动机构过于复杂的问题，同时减少了机械传动的响应时间，提高了选相控制的精度，抽液管21和外界的冷却液箱连通，当需要冷却工作时，水泵22通过抽液管21和输液管23配合将冷却液输送至连通管231内，再通过连通管231输送至冷却环管25内，冷却环管25内圈的雾化喷嘴251将冷却液雾化喷射至冷却壳28内，对冷却壳28内进行降温，同时下磁轭18将电机的热量导出，从而在输出轴11转动带动风扇27转动过程中，将冷却片26的热量导出至空气中通过散热孔29排出，达到良好的冷却效果，在安装时，直接将夹紧片38向限位块37一侧移动，此时紧固弹簧36进行压缩，当夹紧片38和安装板33之间放入固定座，松开夹紧片38向右移动的力，此时在紧固弹簧36的作用下，夹紧片38和安装板33夹紧固定座，从而达到电机的快速固定安装。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种单稳态永磁机构，包括电机主体(1)，其特征在于：所述电机主体(1)底部固定连接有冷却机构(2)，所述电机主体(1)右侧固定连接有固定机构(3)；
所述电机主体(1)包括壳体(19)，所述壳体(19)顶部固定连接有上磁轭(13)，所述壳体(19)底部固定连接有下磁轭(18)，所述上磁轭(13)和下磁轭(18)中心转动连接有输出轴(11)，所述上磁轭(13)内在输出轴(11)顶端开设有间隙(12)，所述输出轴(11)在壳体(19)内固定连接有铁芯(15)，所述壳体(19)内壁对应铁芯(15)固定连接有线圈(16)，所述壳体(19)内在线圈(16)顶部固定连接有内磁轭(14)，所述输出轴(11)在铁芯(15)中间套接有弹簧(17)；
所述固定机构(3)包括固定架(32)，所述固定架(32)固定连接于上磁轭(13)和下磁轭(18)右侧，所述固定架(32)右侧固定连接有安装板(33)，所述安装板(33)四角滑动连接有滑动杆(34)，所述滑动杆(34)左端固定连接有限位环(31)，所述滑动杆(34)右端固定连接有限位块(37)，所述滑动杆(34)在限位块(37)左侧套接有紧固弹簧(36)，所述滑动杆(34)在紧固弹簧(36)左端滑动连接有稳定套(35)，所述稳定套(35)外壁右侧固定连接有夹紧片(38)；
所述安装板(33)四角开设有滑动孔，所述安装板(33)通过滑动孔滑动连接有滑动杆(34)；
所述夹紧片(38)对应稳定套(35)开设有通孔，所述夹紧片(38)通过通孔滑动连接有滑动杆(34)。
2.根据权利要求1所述的一种单稳态永磁机构，其特征在于：所述冷却机构(2)包括冷却壳(28)，所述冷却壳(28)固定连接于下磁轭(18)底部，所述冷却壳(28)内顶部镶嵌有冷却片(26)，所述冷却壳(28)底部开设有散热孔(29)，所述冷却壳(28)内壁在散热孔(29)顶部固定连接有固定块(24)，所述固定块(24)内侧固定连接有冷却环管(25)，所述冷却环管(25)内圈固定连接有雾化喷嘴(251)，所述冷却壳(28)左侧固定连接有水泵(22)，所述水泵(22)顶部固定连接有抽液管(21)，所述水泵(22)底部固定连接有输液管(23)，所述输液管(23)右端固定连接有冷却壳(28)，所述输出轴(11)在冷却壳(28)内固定连接有风扇(27)。
3.根据权利要求2所述的一种单稳态永磁机构，其特征在于：所述冷却壳(28)顶部等间距密集分布有冷却片(26)，所述冷却片(26)顶部镶嵌进下磁轭(18)内。
4.根据权利要求2所述的一种单稳态永磁机构，其特征在于：所述冷却环管(25)底部左侧固定连接有连通管(231)，所述连通管(231)左端固定连接有输液管(23)。
5.根据权利要求2所述的一种单稳态永磁机构，其特征在于：所述冷却环管(25)内圈等间距密集分布有雾化喷嘴(251)，所述冷却壳(28)底部等间距密集分布有散热孔(29)。
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