CN115249591B - 一种磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关 - Google Patents
一种磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115249591B CN115249591B CN202211031101.6A CN202211031101A CN115249591B CN 115249591 B CN115249591 B CN 115249591B CN 202211031101 A CN202211031101 A CN 202211031101A CN 115249591 B CN115249591 B CN 115249591B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- permanent magnet
- power supply
- moving contact
- double
- standby
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 34
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 23
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 23
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 11
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- UFNIBRDIUNVOMX-UHFFFAOYSA-N 2,4'-dichlorobiphenyl Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1C1=CC=CC=C1Cl UFNIBRDIUNVOMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005293 physical law Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
- H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
- H01H3/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electromagnet
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
- H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
- Y04S20/20—End-user application control systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
Abstract
本发明公开了一种磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,包括底层结构、中层结构和顶层结构;底层结构包括底壳体、主供电源输入组件、备供电源输入组件、负载端输出组件、灭弧栅;中层结构包括中框支架、动触头机构、主供端永磁体、备供端永磁体、滑动机构,动触头机构沿滑动机构左右滑动,动触头机构包括动触头组件、动触头支架、电磁铁,主供端永磁体、备供端永磁体以及电磁铁同轴共线设置,且两个永磁体的开放吸合面为相同极性;顶层结构包括上壳体以及安装在上壳体上的控制器。本发明设置电磁铁与永磁铁相互配合的结构,使得两套电源之间的相互切换变得简单、快速,成本也大大降低。
Description
技术领域
本发明涉及双电源转换开关技术领域,特别是涉及一种磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关。
背景技术
在一些重要的用电场合,必须配备备用电源来规避突然停电的风险,如何能够让用电设施感觉不到主供电源和备供电源之间的相互切换,而且,这种切换不允许采用半导体技术,而是实实在在的金属导电触头之间的物理断开与闭合,传统技术要想满足这一要求,需要设置更加复杂的结构,成本很高,因此,亟需进行主备双电源切换方面的技术改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,设置电磁铁与永磁铁相互配合的结构,使得两套电源之间的相互切换变得简单、快速,成本也大大降低。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,包括三层结构,分别为底层结构、中层结构和顶层结构;
所述底层结构包括底壳体,所述底壳体的左侧安装主供电源输入组件,右侧安装备供电源输入组件,下侧安装负载端输出组件;所述底壳体的底部安装有灭弧栅;所述主供电源输入组件包括主供电源静触头和主供电源接线紧固件,所述备供电源输入组件包括备供电源静触头和备供电源接线紧固件,所述负载端输出组件包括负载端输出接线片和负载端输出接线紧固件,所述负载端输出接线片焊接有导弧片,所述导弧片弯曲延伸到所述灭弧栅的底部;
所述中层结构包括中框支架,所述中框支架安装在所述底壳体的上面,所述中框支架上安装有动触头机构和滑动机构,所述动触头机构滑动连接在所述滑动机构上,可沿所述滑动机构左右滑动;所述动触头机构包括动触头组件、动触头支架、电磁铁,所述动触头组件包括两个成对设置的动触头,且两个动触头之间通过连接软线连接,所述连接软件连接到所述负载端输出接线片,两个所述动触头左右对称设置在所述动触头支架的底部,分别对应主供电源静触头和备供电源静触头;所述动触头支架滑动安装在所述滑动机构上;所述电磁铁安装在所述动触头支架上,且所述电磁铁上缠绕有电磁线圈;所述中框支架上靠近所述主供电源输入组件的一侧设置有主供端永磁体,所述中框支架上靠近所述备供电源输入组件的一侧设置有备供端永磁体,所述主供端永磁体、备供端永磁体以及所述电磁铁同轴共线设置,且所述主供端永磁体朝向所述电磁铁的开放吸合面的磁极性与所述备供端永磁体朝向所述电磁铁的开放吸合面的磁极性设置为相同极性;
所述顶层结构包括上壳体以及安装在上壳体上的控制器,所述控制器包括PCB电子线路板以及与PCB电子线路板电性连接的主供电源手动触发导通按钮、备供电源手动触发导通按钮,所述PCB电子线路板连接所述电磁线圈,用于改变所述电磁线圈的电流方向。
进一步的,所述主供电源输入组件、备供电源输入组件、负载端输出组件均设置有结构相同的4套,与所述负载端输出组件连接的导弧片和灭弧栅也设置有4组,上述每套输入和输出组件之间相互绝缘;所述动触头组件设置有4套,共包括8个动触头,8个动触头两两对称安装在所述动触头支架上,8个动触头之间两两成对,共通过4根所述连接软线连接,所述动触头通过所述连接软线与对应的所述负载端输出接线片连接起来。
进一步的,每个所述动触头配置一个动触头弹簧,所述动触头弹簧用于保持所述动触头与其对应的静触头之间的触头压力。
进一步的,所述中框支架的下部设置有4个彼此独立的隔离室,每个所述隔离室分别放置4个主供电源静触头的其中之一、4个备供电源静触头的其中之一、4个灭弧栅的其中之一,所述动触头组件的两个动触头也放置在对应的静触头所在的隔离室,与相邻的动触头组件保持绝缘。
进一步的,所述主供端永磁体、备供端永磁体均为圆柱状永磁体,两个圆柱状永磁体的圆心线为同轴共线。
进一步的,所述圆柱状永磁体包括铁质磁罐以及设置在铁质磁罐内的永磁铁,所述永磁铁仅与所述铁质磁罐底部吸合接触,与所述铁质磁罐四周保持一定的间隙,所述永磁铁置于所述铁质磁罐内的高度略低于所述铁质磁罐的开口,形成高度差,所述高度差构成所述永磁铁与所述电磁铁吸合时产生的磁隙。
进一步的,所述电磁铁包括柱状结构以及设置在柱状结构两端的铁盘,所述电磁线圈绕设在所述柱状结构上。
进一步的,所述滑动机构包括两根平行的导柱,两个所述导柱分别设置在所述动触头机构的上下两侧,所述动触头支架上对称布置有两个导柱孔,两个所述导柱一一对应穿设过两个导柱孔。
根据本发明提供的具体实施例,本发明提供的磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,具有如下技术效果:设置主供端永磁体和备供端永磁体,两个永磁体与电磁铁的中心线同轴共线,置于同一条直线上,两个永磁体的开放吸合面的磁极性都设置为相同极性,也就是两个面同为N极或者同为S极,两个永磁体的同性吸合面在中框支架上拉开一段距离面对面放置,在这段距离内还放置所述电磁铁,电磁铁可以沿着同轴共线左右自由移动,(所述自由移动的距离即为电气开关行业动静触头开合闸间隙),左右自由移动的方向通过改变流经电磁线圈的电流方向实现,改变电磁铁的极性,使其与一个永磁体产生吸引力,与另一个永磁体产生排斥力,两种力驱动安装着电磁铁的动触头机构左右滑动,实现动触头与对应的主供输入静触头或备供输入静触头的分合闸;所述电磁线圈的电流方向改变受控于PCB电子线路板发出的指令;
可见,本发明在保持动静触头物理分合闸的形式之下,省去了繁杂的机械结构,转换装置结构变得紧凑和简单;电永磁转换方案反应速度快,使得两套电源之间的相互切换变得简单、快速,成本也大大降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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为本发明实施例磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关整体结构示意图;
图2为本发明实施例磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关的内部结构示意图;
图3为本发明实施例磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关的剖切结构示意图;
图4a为本发明实施例主供电源端永磁体的结构示意图;
图4b为本发明实施例备供电源端永磁体的结构示意图;
图5为本发明实施例电磁铁的结构示意图;
附图标记:1、主供电源输入组件(包含主供电源静触头1a、主供电源接线紧固件1b);2、动触头机构(包括动触头2a、动触头支架2b、电磁铁2c、电磁线圈2d、动触头压力弹簧2e);3、导柱;4、连接软线;5、备供电源输入组件(包含备供电源静触头5a、备供电源接线紧固件5b);6、负载端输出组件(包含负载端接线片6a、负载端接线紧固件6b);7、灭弧栅;8、PCB电子线路板;9、底壳体;10、中框支架;11、上壳体;12、主供电源端永磁体(包含主供电源永磁铁12a、主供电源铁质罐状体12b); 13、备供电源端永磁体(包含备供电源永磁铁13a、备供电源铁质罐状体13b);14、控制器;15、主供电源手动触发导通按钮;16、备供电源手动触发导通按钮。
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。
本发明的目的是提供一种磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,设置电磁铁与永磁铁相互配合的结构,使得两套电源之间的相互切换变得简单、快速,成本也大大降低。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图5所示,本发明实施例提供的一种磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,应用于三相供电系统,包括4套主供电源输入组件1、动触头机构2、两根平行安装的导柱3、4根连接软线4、4套备供电源输入组件5、4套负载端输出组件6、4个灭弧栅7、电子控制PCB板8、底壳体9、中框支架10、上壳体11、主供端永磁体12、备供端永磁体13、控制器14、主供电源手动触发导通按钮15、备供电源手动触发导通按钮16;所述磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关分成三层结构:分别为底层结构、中层结构和顶层结构;
所述底层结构包括所述底壳体9,4套主供电源输入组件1和4套备供电源输入组件5安装于所述底壳体9的左右两侧,4套负载端输出组件6安装于底壳体9的下侧,4个灭弧栅7安装于所述底壳体9的底部,上述每一套输入和输出组件之间相互绝缘;其中,4套所述主供电源输入组件1的结构完全一致,都是由主供电源静触头1a和主供电源接线紧固件1b组成,4套所述备供电源输入组件5的结构也完全一致,都是由备供电源静触头5a和备供电源接线紧固件5b组成,4套所述负载端输出组件6结构完全一致,也都是由负载端输出接线片6a和负载端输出接线紧固件6b组成,所述负载端输出接线片6a上面焊接着导弧片,所述导弧片一直弯曲延伸到灭弧栅7的底部,4根连接软线4的每一根连接软线的一端焊接在对应的负载端输出接线片6a上;
所述中层结构包括中框支架10,所述中框支架10固定安装在所述底壳体9上面,所述中框支架10的上部安装有所述动触头机构2和所述平行安装的两根导柱3,所述动触头机构2可以在所述平行安装的两根导柱3上面进行左右自由滑动,所述主供端永磁体12安装在所述中框支架10的左侧(靠近主供电源输入组件1的一侧),所述备供端永磁体13安装在所述中框支架10的右侧(靠近备供电源输入组件5的一侧);所述中框支架10的下部是4个彼此独立的隔离室,每个所述隔离室分别放置4个主供电源静触头1a的其中之一、4个备供电源静触头5a的其中之一,4个灭弧栅7的其中之一,所述动触头机构2的下部是4组动触头组件,每组动触头组件都是由两个左右对称布置的动触头2a组成,对称布置的两个动触头2a通过对应的连接软线4互相连接起来,这样一组动触头2a就与对应的所述负载端输出接线片6a连接起来了,每组动触头组件也被放入上述各自对应的隔离室,与相邻每组动触头组件保持绝缘;4组动触头组件共8个动触头2a,两两对称安装在所述动触头机构2的动触头支架2b上,上述8个动触头2a,每个动触头2a配置一个动触头弹簧2e,动触头弹簧2e的作用是让动触头2a与对应的静触头(2a与1a,2a与5a)保持规范的触头压力;所述动触头支架2b的上部安装有电磁铁2c、电磁线圈2d,所述电磁线圈2d缠绕在所述电磁铁2c的圆周外侧,所述电磁铁2c的圆柱中心线与上述主供端永磁体12和备供端永磁体13的轴心连线也是同轴共线结构,在所述电磁铁2c的轴心线两侧,在所述动触头支架2b上对称布置有两个导柱孔,所述导柱孔的轴心线与前述的主供端永磁体12、备供端永磁体13、电磁铁2c的轴心线平行并且布置在同一个平面上;
如图4a和4b所示,主供端永磁体12和备供端永磁体13都是圆柱状永磁体,两个圆柱状永磁体的圆心线为同轴共线结构,每个所述圆柱状永磁体包括铁质磁罐以及设置在铁质磁罐内的永磁铁,所述永磁铁仅与所述铁质磁罐底部吸合接触,与所述铁质磁罐四周保持一定的间隙,所述永磁铁置于所述铁质磁罐内的高度略低于所述铁质磁罐的开口,形成高度差,所述高度差构成所述永磁铁与所述电磁铁吸合时产生的磁隙;所述圆柱状永磁体是一种磁力线封闭状态的结构,只有与所述电磁铁2c发生撞击的面产生的磁力线是开放的,其它各面都被铁质磁罐12b或13b封闭,所述永磁铁12a或13a都是与所述铁质罐状体12b或13b以同轴、同极性方式安装在所述铁质磁罐12b或13b的底部,所述铁质磁罐的内径大于永磁铁的外径,同轴心安装之后,圆周外侧产生的间隙由环氧树脂填充;
如图5所示,所述电磁铁2c包括柱状结构以及设置在柱状结构两端的铁盘,所述电磁线圈2d绕设在所述柱状结构上;所述铁盘与所述铁质磁罐吸合构成磁隙;
综上所述,中层结构的下部为四个独立的相互绝缘的隔离室,每个隔离室的左侧放置一个主供电源静触头1a,右侧放置一个备供电源静触头5a,中间放置一组动触头2a,在上述动静触头的下面放置一个灭弧栅7,右侧备供电源静触头5a设置有导弧片,导弧片是弯曲形状,向下延伸到灭弧栅7的底部,这种设计的主要目的是熄灭备供电源带电切换时产生的电弧(因为主供电源恢复供电时,备供电源的动静触头仍然处于带电结合状态,带电分离动静触头容易产生电弧);中层结构上部的电磁铁2c始终保持在左或者右的位置,这是由于左侧有主供电源永磁体12,右侧有备供电源永磁体13,所述电磁线圈2d在没有通电情况下,电磁铁2c就是一个铁圆柱体,只能够和上述两个永磁体12或13其中之一保持吸合状态;
所述顶层结构包括上壳体11以及安装在上壳体11上的控制器14,所述控制器14包括PCB电子线路板8以及与PCB电子线路板8电性连接的主供电源手动触发导通按钮15、备供电源手动触发导通按钮16,所述PCB电子线路板8连接所述电磁线圈2d,用于改变所述电磁线圈2d的电流方向。
本发明提供的磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关的重点结构如下:
所述主供端永磁体12和备供端永磁体13与电磁铁2c的中心线置于同一条直线上,细节在于,所述主供端永磁体12的开放吸合面的磁极性和所述备供端永磁体13的开放吸合面的磁极性都设置为相同极性,也就是两个面同为N极或者同为S极;主供端永磁体12和备供端永磁体13的同性吸合面在中框支架10上拉开一段距离面对面放置,在这段距离内放置所述电磁铁2c,所述电磁铁2c的轴心线也和上述主供端永磁体12和备供端永磁体13的轴心线同轴共线,所述电磁铁2c可以沿着同轴共线方向左右自由移动,所述自由移动的距离即为电气开关行业所述的动静触头开合闸间隙,当然左右自由移动实际上是受到控制的移动,所述控制来源于改变流经所述电磁线圈2d的电流方向,改变所述电磁铁2c的极性,改变的极性与主供端永磁体12和备供端永磁体13的极性分别产生吸引力与排斥力,两种力驱动安装着电磁铁2c的动触头机构2在两根平行导柱3上面左右滑动,左右滑动造成4组动触头2a与4套对应的主供输入静触头1a的合闸与分闸,同时造成了4组动触头2a与4套对应的备供输入静触头5a的分闸与合闸;所述电磁线圈2d的电流方向改变是受控于所述PCB电子线路板8发出的指令,控制原理属于本领域的公知常识,在此不累述。
上述实施例中,所述两根平行安装的导柱3并非唯一约束所述动触头机构2移动的方式,还可以在所述中框支架10上设计滑道,让所述滑道约束动触头支架2做直线滑动。永磁体和电磁铁的轴截面为圆形不构成对本发明的限制,其他形状的永磁铁和电磁铁同样可以实现上述功能。
上述实施例的磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关应用于三相供电场合,主供电源和备供电源相互转换开关的工作原理如下:
首先,本实施例将外部市电设为主供电源,当主供电源正常供电状态下,按动主供电源手动触发导通按钮15,实际上,本实施例本身具有主供优先自动识别的电子逻辑控制电路(控制器14),只要主供电源处于正常供电状态,动触头机构2就自动选择接通主供电源(注意:此时电磁铁2c的位置在左侧,与主供电源永磁体12处于吸合状态),这是因为通常的备供电源容量有限,仅仅是为临时应急而准备,不能够保持长期供电。电子控制PCB线路板8置于上壳体11的控制器14内。此时,当外部市电进入本实施例所述的双组合电永磁驱动双电源转换开关(以下简称转换开关)的主供电源输入组件1,主供输入静触头1a得电,与之接触的动触头2a也得电,通过连接软线4,负载端输出组件的接线片6a得电,同时,用电负载就获得了外部提供的电能,这是对用电负载的正常供电状态。
当出现异常情况时,外部供电突然停止,用电负载不能够承受停电带来的风险,需要以毫秒级的速度恢复供电,本实施例设置了备用电源,交流电的一个周波是20毫秒,为实现在不到半个周波时间内,让用电负载和备供电源接通,本实施例转换开关通过如下工作过程实现的:首先,控制器14的处理速度可以达到纳秒级,在设计逻辑电路程序时,可以对主供电源的工作状态进行实时监控,交流电1/8周波是2.5毫秒(25微秒),严格地说,10微秒或一个毫秒时间之内,控制器14就能够检测到主供电源异常发生了,上述是微电子行业的公知常识,不在此累述。需要说明的是当控制器14检测到了主供电源异常,并且立即向电磁线圈2d发送一个强大的直流脉冲,使得电磁铁2c产生一个电磁场,电磁极性和正在与之处于吸合状态的左侧主供电源永磁体12的永磁极性相斥。举例来说,此时左侧的主供电源永磁体12的磁力线开放吸合面为N极,在右侧远距离处对称放置的备用电源永磁体13的吸合面也是N极,并且左右面面相对,只是由于两个永磁体处于磁力线半封闭状态,NN相对的两个磁场几乎没有什么交集,同性相斥的排斥力几乎可以不计,但是,处在所述的两个永磁N极之间的电磁铁2c和上面施加了强大直流脉冲的电磁线圈2d,产生的左N右S的电磁场强大到不能够忽略不计,电磁场是由于左侧的主供电源突然停电造成的,在此之前,电磁铁2c无磁,等效于一个纯铁,被所述主供电源永磁体12吸附,由于主供电源停电,控制器14发出强直流脉冲给电磁线圈2d,使得电磁铁2c产生左N右S的强电磁场,于是,原来吸合在一起的接合面出现了永磁N极对电磁N极的同性相斥力,而电磁铁2c的右侧是S极正好和远处的备供电源永磁体13的N极面相对,产生了异性相吸力,于是电磁铁2c带动动触头支架2b、动触头2a快速向右滑动,动触头2a和左侧的主供电源静触头1a分离,快速的向右移动和右侧的备供电源静触头5a闭合,实现快速的将负载转换到备供电源供电。
图1中主供电源手动触发导通按钮15以及备供电源手动触发导通按钮16的功能仅仅是为了方便手动自动兼容而设计的,在维修或者调试场合手动有时更方便些。
上述的磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关应用于三相供电场合,所述主供电源输入组件1、备供电源输入组件5、动触头机构2、负载端输出组件6、灭弧栅7等等都是四组结构,是为三相四线制供电系统而设计的双电源转换开关,所述的四组结构并不构成对本发明的限制,在去掉所述双电源转换开关其中的两组,仅保留剩余两组的情况下,本发明就构成了单相双电源转换开关。
此外,上述的磁力线封闭式双组合电永磁驱动电源转换开关可以应用在非电源转换场合,本发明实质上是一种远近距离智能控制单刀或多刀双掷转换开关。
本发明的有益之处在于:1、电气设备在正常工作情况下,电磁线圈不必保持通电状态,可以节约能耗;2、本发明所述的电磁线圈1am和1bm可以使用较少的圈数,可以大大的节约铜材消耗,决定电磁力的安培数与匝数的乘积可以采用提高电流的方式进行补偿,由于巨大的电流是瞬间的,不会造成温升过高问题;3、在保持动静触头物理分合闸的形式之下,省去了繁杂的机械结构,转换装置结构变得紧凑和简单;4、繁杂的机械结构必然会增加机械摩擦力,根据力与加速度的物理学定律,必然要影响触头的切换速度,本发明给出的电永磁转换方案的反应速度快于传统方式;5、本发明的控制方式也比传统方法变得更直接,更方便和更简单,经济成本也大大降低;6、圆柱状永磁体的磁封闭方案在更大程度上减小了永磁场对环境的干扰;7、在双电源转换应用场合之外,可以方便的实施远近距离智能控制单刀或多刀双掷转换开关。
本文中应用了具体特例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,其特征在于,包括:三层结构,分别为底层结构、中层结构和顶层结构;
所述底层结构包括底壳体(9),所述底壳体(9)的左侧安装主供电源输入组件(1),右侧安装备供电源输入组件(5),下侧安装负载端输出组件(6);所述底壳体(9)的底部安装有灭弧栅(7);所述主供电源输入组件(1)包括主供电源静触头(1a)和主供电源接线紧固件(1b),所述备供电源输入组件(5)包括备供电源静触头(5a)和备供电源接线紧固件(5b),所述负载端输出组件(6)包括负载端输出接线片(6a)和负载端输出接线紧固件(6b),所述负载端输出接线片(6a)焊接有导弧片,所述导弧片弯曲延伸到所述灭弧栅(7)的底部;
所述中层结构包括中框支架(10),所述中框支架(10)安装在所述底壳体(9)的上面,所述中框支架(10)上安装有动触头机构(2)和滑动机构,所述动触头机构(2)滑动连接在所述滑动机构上,可沿所述滑动机构左右滑动;所述动触头机构(2)包括动触头组件、动触头支架(2b)、电磁铁(2c),所述动触头组件包括两个成对设置的动触头(2a),且两个动触头(2a)之间通过连接软线(4)连接,所述连接软件(4)连接到所述负载端输出接线片(6a),两个所述动触头(2a)左右对称设置在所述动触头支架(2b)的底部,分别对应主供电源静触头(1a)和备供电源静触头(5a);所述动触头支架(2b)滑动安装在所述滑动机构上;所述电磁铁(2c)安装在所述动触头支架(2b)上,且所述电磁铁(2c)上缠绕有电磁线圈(2d);所述中框支架(10)上靠近所述主供电源输入组件(1)的一侧设置有主供端永磁体(12),所述中框支架(10)上靠近所述备供电源输入组件(5)的一侧设置有备供端永磁体(13),所述主供端永磁体(12)、备供端永磁体(13)以及所述电磁铁(2c)同轴共线设置,且所述主供端永磁体(12)朝向所述电磁铁(2c)的开放吸合面的磁极性与所述备供端永磁体(13)朝向所述电磁铁(2c)的开放吸合面的磁极性设置为相同极性;
所述顶层结构包括上壳体(11)以及安装在上壳体(11)上的控制器(14),所述控制器(14)包括PCB电子线路板(8)以及与PCB电子线路板(8)电性连接的主供电源手动触发导通按钮(15)、备供电源手动触发导通按钮(16),所述PCB电子线路板(8)连接所述电磁线圈(2d),用于改变所述电磁线圈(2d)的电流方向。
2.根据权利要求1所述的磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,其特征在于,所述主供电源输入组件(1)、备供电源输入组件(5)、负载端输出组件(6)均设置有结构相同的4套,与所述负载端输出组件(6)连接的导弧片和灭弧栅(7)也设置有4组,上述每套输入和输出组件之间相互绝缘;所述动触头组件设置有4套,共包括8个动触头(2a),8个动触头(2a)两两对称安装在所述动触头支架(2b)上,8个动触头(2a)之间两两成对,共通过4根所述连接软线(4)连接,所述动触头(2a)通过所述连接软线(4)与对应的所述负载端输出接线片(6a)连接起来。
3.根据权利要求1或2所述的磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,其特征在于,每个所述动触头(2a)配置一个动触头弹簧(2e),所述动触头弹簧(2e)用于保持所述动触头(2a)与其对应的静触头之间的触头压力。
4.根据权利要求2所述的磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,其特征在于,所述中框支架(10)的下部设置有4个彼此独立的隔离室,每个所述隔离室分别放置4个主供电源静触头(1a)的其中之一、4个备供电源静触头(5a)的其中之一、4个灭弧栅(7)的其中之一,所述动触头组件的两个动触头(2a)也放置在对应的静触头所在的隔离室,与相邻的动触头组件保持绝缘。
5.根据权利要求1所述的磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,其特征在于,所述主供端永磁体(12)、备供端永磁体(13)均为圆柱状永磁体,两个圆柱状永磁体的圆心线为同轴共线。
6.根据权利要求5所述的磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,其特征在于,所述圆柱状永磁体包括铁质磁罐以及设置在铁质磁罐内的永磁铁,所述永磁铁仅与所述铁质磁罐底部吸合接触,与所述铁质磁罐四周保持一定的间隙,所述永磁铁置于所述铁质磁罐内的高度略低于所述铁质磁罐的开口,形成高度差,所述高度差构成所述永磁铁与所述电磁铁(2c)吸合时产生的磁隙。
7.根据权利要求1所述的磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,其特征在于,所述电磁铁(2c)包括柱状结构以及设置在柱状结构两端的铁盘,所述电磁线圈(2d)绕设在所述柱状结构上。
8.根据权利要求1所述的磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关,其特征在于,所述滑动机构包括两根平行的导柱(3),两个所述导柱(3)分别设置在所述动触头机构(2)的上下两侧,所述动触头支架(2b)上对称布置有两个导柱孔,两个所述导柱(3)一一对应穿设过两个导柱孔。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211031101.6A CN115249591B (zh) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | 一种磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211031101.6A CN115249591B (zh) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | 一种磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115249591A CN115249591A (zh) | 2022-10-28 |
CN115249591B true CN115249591B (zh) | 2024-03-19 |
Family
ID=83699331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211031101.6A Active CN115249591B (zh) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | 一种磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115249591B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003041247A1 (en) * | 2001-11-06 | 2003-05-15 | Patrick Stephen P | Motionless electromagnetic generator |
CN102034619A (zh) * | 2010-11-29 | 2011-04-27 | 西安交通大学 | 永磁机构自动转换开关 |
CN106449203A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-02-22 | 中国电力科学研究院 | 双电源不停电特快速切换装置 |
CN110853946A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-02-28 | 西安交通大学 | 一种双磁路直动式低功耗永磁体分闸助力电磁机构 |
-
2022
- 2022-08-26 CN CN202211031101.6A patent/CN115249591B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003041247A1 (en) * | 2001-11-06 | 2003-05-15 | Patrick Stephen P | Motionless electromagnetic generator |
CN102034619A (zh) * | 2010-11-29 | 2011-04-27 | 西安交通大学 | 永磁机构自动转换开关 |
CN106449203A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-02-22 | 中国电力科学研究院 | 双电源不停电特快速切换装置 |
CN110853946A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-02-28 | 西安交通大学 | 一种双磁路直动式低功耗永磁体分闸助力电磁机构 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
田蒙蒙 ; 王秀和 ; 李昌 ; .新型6/8变极起动永磁同步电动机绕组切换动态过程的研究.中国电机工程学报.2017,(第03期),全文. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115249591A (zh) | 2022-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN203481122U (zh) | 快速真空开关以及电网系统 | |
CN107946133B (zh) | 一种快速分闸机构及混合式交流断路器 | |
CN102110546A (zh) | 一种防弹跳的高速框架式斥力机构真空接触器 | |
CN115172104B (zh) | 一种桥式双断点接触器、断路器 | |
CN108550503B (zh) | 一种直流接触器 | |
CN115249591B (zh) | 一种磁力线封闭式双组合电永磁驱动双电源转换开关 | |
CN102262981A (zh) | 两极直流接触器 | |
CN116631806A (zh) | 一种深度融合磁控型柱上真空断路器 | |
CN102592887B (zh) | 多极直流接触器 | |
CN205069539U (zh) | 一种可靠性好的通讯断路器 | |
CN115206742B (zh) | 一种非机械方法分合闸与脱扣的智能配电箱 | |
CN207800509U (zh) | 接触器 | |
CN111146044A (zh) | 高压继电器陶瓷封闭腔结构、高压继电器及其工作方法 | |
CN107706055B (zh) | 一种耐瞬时大电流冲击的高压继电器 | |
CN206370727U (zh) | 双电源快速投切开关 | |
CN212625400U (zh) | 一种新型磁保持继电器结构 | |
CN104299856A (zh) | 一种磁保持直流接触器 | |
CN107527772B (zh) | 低压三相双稳态永磁空气开关 | |
CN212695103U (zh) | 一种断路器手动分合闸机构 | |
CN204088214U (zh) | 一种磁保持直流接触器 | |
CN110085487B (zh) | 一种永磁式新型电磁继电器 | |
CN203799951U (zh) | 单相磁操作机构真空断路器及智能真空断路器系统 | |
CN108831801B (zh) | 一种用于接触器的双气隙磁路系统结构 | |
CN201918324U (zh) | 两极直流接触器 | |
CN201868348U (zh) | 直流接触器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |