CN1381855A - 永磁操动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁操动机构,其特征在于:有静铁芯,静铁芯中近两端分别装有分闸线圈和合闸线圈,在分闸线圈和合闸线圈之间装有永磁体,在分闸线圈、合闸线圈及永磁体内穿装有动铁芯,动铁芯端部连接有出力杆,上述机构由一个永磁操动机构电子控制电路进行控制。本发明的有益效果为:结构简单、可靠、耐磨损、免维护、寿命长,机械寿命达到10万次以上。特性非常接近真空断路器的要求,可以与真空灭弧室直接相连,使零部件数量降到最少,能提高产品的结构刚性,有助于减少触头弹跳和刚分速度的提高。
Description
技术领域：
本发明涉及供电及配电技术领域，是一种供配电设备中的断路器的操动机构，具体地说，是一种断路器的永磁操动机构。
背景技术：
从国际、国内的统计数字来看，断路器故障中，机械故障占大多数，高达总故障的百分之七十，因此，在断路器一方面向高电压、大容量发展，一方面向高可靠性发展的今天，传统的断路器操动机构似乎己无法满足当今社会对高质量、高可靠性产品的需求，为进一步提高断路器的可靠性，有必要突破传统断路器意义上的机构动作原理，研制新的断路器操动机构。
发明内容：
本发明的目的是提供一种结构新颖简单、性能可靠、耐磨损、免维护、使用寿命长的永磁操动机构。
本发明的技术解决方案是：一种永磁操动机构，其特征在于：有静铁芯，静铁芯中装有分闸线圈和合闸线圈，在分闸线圈和合闸线圈之间装有永磁体，在分闸线圈、合闸线圈及永磁体内穿装有动铁芯，动铁芯端部连接有出力杆，上述机构由一个永磁操动机构电子控制电路进行控制。
本发明中所述的分闸线圈和合闸线圈分别装在静铁芯中近两端处。永磁操动机构电子控制电路为双稳态控制电路。双稳态永磁操动机构电子控制电路中有一个合闸触发电路和一个分闸触发电路，合闸触发电路的一端接有充电回路，另一端接有合闸线圈检测装置；分闸触发电路的一端接合闸触发电路，另一端接有分闸线圈检测装置。
本发明的有益效果为：
1)克服了传统电磁机构和弹簧机构的固有弊端，取消了分合闸位置的机械脱、锁扣系统，由永磁体产生的作用力使真空断路器保持在合、分闸位置上。由于运动部件可以与动触杆直接相连，分合闸时不需要或需要较少的中间转换连接机构，减少操作时电能的大量消耗，且只有一个运动部件，可以大大提高机械可靠性。真正实现断路器免维护功能。
2)该永磁机构分合闸时，随着动铁芯的移动，机构提供的作用力越来越大，直到行程终止由永磁提供一个有效的力使开关保持在分或合的状态，其出力特性和真空断路器的负载特性一致，可获得很理想的速度特性。
3)由于永磁机构的分合闸特性只与线圈参数有关，永磁机构的分合闸特性可以通过电子或微机系统来控制，回而可以通过对速度特性和智能控制，对开关进行智能操作，实现分相零开断。
4)结构简单、寿命长、耐磨损，机械寿命达到10万次以上。
附图说明：
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明的一种永磁操动机构的结构示意图；
图2为本发明中的双稳态永磁操动机构电子控制电路图；
图3为本发明的永磁操动机构的双稳态永磁操动机构电子控制电路外接直流接触器的控制电路图。
具体实施方式：
图1描述了本发明的一个实施例。其中有静铁芯1，静铁芯1中装有分闸线圈5和合闸线圈6，在分闸线圈5和合闸线圈6之间装有永磁体3、4，在分闸线圈5、合闸线圈6及永磁体3、4内穿装有动铁芯2，动铁芯2端部连接有出力杆(驱动杆)7，上述机构由一个永磁操动机构电子控制电路进行控制。
图2描述了本发明中可采用的双稳态永磁操动机构电子控制电路。其中有一个合闸触发电路和一个分闸触发电路，合闸触发电路的一端接有充电回路，另一端接有合闸线圈检测装置；分闸触发电路的一端接合闸触发电路，另一端接有分闸线圈检测装置。
永磁操动技术是九十年代世界最新技术，它采用一种全新的工作原理和结构，将20世纪90年代世界先进技术—一“永磁”技术融入设计之中，从根本上克服了其它操动机构的固有弊端，该机构用永久磁铁替代其它机构中四连杆传动部分，无需任何机械能而通过永久磁铁作用力就可使真空断路器保持在合、分闸位置上。减少了运动部件，从而避免了其它操动机构操作时的大量消耗及合分闸位置机械脱扣、锁扣系统所造成的不利因素。该机构配以控制系统实现真空断路器合分闸所要求的全部功能，并在一定程度上实现智能化，实现免维护运行。
永磁操动机构的特性非常接近真空断路器的要求，它可以与真空灭弧室直接相连，使零部件数量降到最少，能提高产品的结构刚性，有助于减少触头弹跳和刚分速度的提高。主要用于12～35KV级真空断路器上，机械寿命是中压开关的10倍或以上，鉴于永磁机构结构简单、可靠、耐磨损、免维护等的特点，能很好地与负荷开关和户外柱上开关配套，根据用户不同要求，利用永磁机构与灭弧室直接相连的原理，采用电子或微机控制系统，可以生产同步选相开关。
永磁操动机构共由七个主要零件组成：静铁芯1，为机构提供磁路通道；动铁芯2，是整个机构中最主要的运动部件，一般采用低碳钢结构，为永久磁体3、4，为机构提供保持时所需要的动力；分闸线圈5和合闸线圈6；驱动杆(出力杆)7，是机构与断路器传动机构之间的联接纽带。
当断路器处于合闸或分闸位置时，线圈中无电流通过，永久磁铁利用动、静铁芯提供的低磁阻抗通道将动铁芯保持在上、下极限位置，而不需要任何机械联锁。当有动作信号时，合闸或分闸线圈中的电流产生磁势，动、静铁芯中由线圈产生的磁场与永磁体产生的磁场叠加合成，动铁芯连同固定在上面的驱动杆，在合成磁场力的作用下，在规定的时间内以规定的速度驱动开关本体完成开合任务。该机构的动铁芯在行程终止的两个位置，不需要消耗任和何能量即可保持，而传统的电磁机构，动铁芯是通过弹簧的作用被保持在行程的一端，而在行程的另一端，靠机械锁扣或电磁能量进行保持。
由上述可知，永磁操动机构是通过将电磁铁与永久磁铁特殊结合，来实现传统断路器操动机构的全部功能：由永久磁铁代替传统的脱锁扣机构来实现极限位置的保持功能，由分合闸线圈来提供操作时所需要的能量。
图3描述了本发明永磁操动机构的双稳态永磁操动机构电子控制电路外接直流接触器CZ0-40C的电路。其中HQ为合闸线圈，DL1、DL2为辅助开关接点，HD为红色信号灯，TQ为分闸线圈，HC1为合闸接触器，IIC2为分闸接触器，LW-2为万能转换开关，1-6RD为熔断器，LD为绿色信号灯。
Claims (4)
1、一种永磁操动机构，其特征在于：有静铁芯，静铁芯中装有分闸线圈和合闸线圈，在分闸线圈和合闸线圈之间装有永磁体，在分闸线圈、合闸线圈及永磁体内穿装有动铁芯，动铁芯端部连接有出力杆，上述机构由一个永磁操动机构电子控制电路进行控制。
2、根据权利要求1所述的永磁操动机构，其特征在于：分闸线圈和合闸线圈分别装在静铁芯中近两端处。
3、根据权利要求1所述的永磁操动机构，其特证在于：永磁操动机构电子控制电路为双稳态控制电路。
4、根据权利要求3所述的永磁操动机构，其特征在于：双稳态永磁操动机构电子控制电路中有一个合闸触发电路和一个分闸触发电路，合闸触发电路的一端接有充电回路，另一端接有合闸线圈检测装置；分闸触发电路的一端接合闸触发电路，另一端接有分闸线圈检测装置。
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Assignee: Nantong Taifu Electric Appliance Manufacturing Co., Ltd. Assignor: Dongyuan Electric Appliance Group Co., Ltd., Jiangsu Contract fulfillment period: 2009.3.10 to 2015.3.10 Contract record no.: 2009320000689 Denomination of invention: Permanent magnetic operating mechanism of AC contactor and vacuum circuit breaker Granted publication date: 20060419 License type: Exclusive license Record date: 20090424 |
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Granted publication date: 20060419 |