CN202695280U - 一种敞开式单稳态永磁操动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种敞开式单稳态永磁操动机构，其包括合闸线圈、永磁体、磁轭、动铁心，动铁心与磁轭间设有围绕动铁心的合闸线圈和永磁体，永磁体位于合闸线圈上方；导磁环位于永磁体与动铁心之间；磁轭的下端设有导磁端盖，磁轭的上端设有非导磁端盖；其中非导磁端盖的形状为环形，通过设置其内圆直径大于动铁心的直，达到敞开式的设计，使得动铁心和主轴运动时有一定的裕度，解决了由于加工精度不够或者安装的原因使主轴倾斜时，不能很好的分合闸的问题，大大提高了永磁操动机构的可靠性。

Description

一种敞开式单稳态永磁操动机构

技术领域

本实用新型涉及单稳态永磁操动机构技术领域，特别是一种敞开式永磁操动机构。

背景技术

随着国际多个发达国家提出进行大规模智能电网改造，智能电网已经成为当今世界电力系统发展变革的最新方向。智能电网要求要提高配电网的供电可靠性，提高供电质量，实现配电网的智能化和自动化。作为电网中最重要的设备，断路器的智能化是迫切需要解决的问题。

目前，配电网大多采用以真空为灭弧介质的高压断路器。它的操动机构大多采用弹簧操动机构。弹簧操动机构缺点是输出力的特性与断路器负载特性配合较差；零件数量多，加工要求高；随着操作功的增大，机械寿命大大降低。永磁操动机构是近年来应用于中压领域，其优点是结构简单，零部件少，可靠性高，其动特性与高压断路器触头负载配合较好。

现有的单稳态永磁操动机构合闸电流过大，导致对控制箱的要求大大提高；同时对主轴的安装要求非常严格，主轴有小角度的倾斜就会影响到机构的可靠合闸。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足导致的机构无法有效合闸进行改进，结合配网用真空断路器的机械特性和反力特性，通过优化结构来提高机构的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种敞开式单稳态永磁操动机构，包括合闸线圈、永磁体、磁轭、动铁心、导磁环，合闸线圈和永磁体围绕动铁心设置于动铁心与磁轭之间，永磁体位于合闸线圈上方；导磁环位于永磁体与动铁心之间；磁轭的下端口上设有导磁端盖，磁轭的上端口上设有非导磁端盖；所述非导磁端盖的形状为环形，其内圆直径大于动铁心的直径。

作为一种改进，本实用新型所述非导磁端盖的边缘为阶梯形，包括2个台级，其中下部台级内嵌于磁轭中。非导磁端盖的阶梯式设计，缩短了永磁体的磁路，进而改善了机构的磁场分布，提高了机构的静态保持力。

优选的，本实用新型所述的非导磁端盖采用铝制成铝环，质量较轻，且具有较好的防漏磁性能。

优选的，本实用新型所述永磁体的数量为2个以上，均匀分布于导磁环与磁轭之间。具体的，由于非导磁端盖采用阶梯型，使得永磁体高度降低，可采用增加永磁体的数量来弥补磁路损失。不仅保证了机构的整体高度较低，也区别于普通机构，使得集中的永磁体分布化，磁场分布更加合理。

优选的，所述永磁体的数量为6个，均匀分布于导磁环与磁轭之间。

本实用新型的有益效果为：利用非导磁端盖的敞开式设计，使得动铁心和主轴运动时有一定的裕度，即使由于加工精度不够或者安装的原因使主轴倾斜时，机构也能够可靠分合闸；改变了传统机构中非导磁端盖只起到限位作用的概念，提高了永磁操动机构的可靠。且本实用新型中非导磁端盖采用阶梯式的设计，缩短了机构的尺寸，改善了机构的磁场分布，大大降低了机构的合闸电流，从而改进了机构的出力特性，提高了断路器触头的分合闸速度。此外，本实用新型还具有零部件少，耗能少，合闸激磁电流小，与永磁驱动器配合良好，安装调试维修方便等优点，满足配网用高压真空断路器的各种特性参数要求。

附图说明

图1 所示为本实用新型内部结构剖面示意，图中，1-分闸弹簧，2-主轴，3-非导磁端盖，4-磁轭，5-永磁体，6-导磁环，7-动铁心，8-分合闸线圈，9-导磁端盖，10-轴套；

图2 所示为配本实用新型的高压断路器结构图-合闸状态；

图3 所示为配本实用新型的高压断路器结构图-分闸状态，图中，11-真空灭弧室，12-静触头，13-动触头，14-触头弹簧，15-拐臂；

图4.1所示为现有技术的单稳态永磁操动机构合闸位置磁场分布图；

图4.2所示为本实用新型在合闸位置的磁场分布图。

具体实施方式

为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式进一步说明。

结合图1，本实用新型包括分合闸线圈8、永磁体5、磁轭4、动铁心7、导磁环6，磁轭4为圆柱筒形状，分合闸线圈8和永磁体5围绕动铁心7设置于动铁心7与磁轭4之间，永磁体5位于分合闸线圈8上方；导磁环位于永磁体5与动铁心7之间；磁轭4的下端口上设有导磁端盖9，导磁端盖9和轴套10固定在磁轭4的下端部；磁轭4的上端口上设有非导磁端盖3，非导磁端盖3固定在磁轭4的上端部；作为整个机构的运动部件的动铁心7与主轴2通过销钉固定连接，主轴2的一端用于连接分闸弹簧，另一端用于与传动机构相连，完成断路器的分合闸操作。

非导磁端盖3的形状为环形，其内圆直径大于动铁心7的直径；非导磁端盖3为采用铝制成的环形端盖，其边缘为阶梯形，包括2个台级，其中位于下端的台级内嵌于磁轭4中，与永磁体5的顶部相接触。永磁体设有6个，且均匀分布于磁轭4与导磁环6之间，改善了磁场的分布。

结合图2，本实用新型的机构中，主轴2的一端连接分闸弹簧1，另一端与传动机构相连。永磁体5产生的磁力线经过导磁环6、动铁心7、导磁端盖9和磁轭4形成回路，产生向右的保持力，保持力通过主轴2、拐臂15和触头弹簧14使动触头13和静触头12导通，进而使断路器保持在合闸位置。

结合图3，当断路器需要分闸时，给分合闸线圈8通入一定方向的电流，用于减小动铁心7与导磁端盖9之间的磁场，当电流增加到一定值使永磁力小于分闸弹簧1的拉力时，动铁心7向左运动，通过主轴2、拐臂15和触头弹簧14使动触头13向下运动，实现分闸。当操动机构的动铁心7运动到左端部时，高压真空断路器动触头13处于分闸位置。此时由分闸弹簧1提供保持力，通过主轴2、拐臂15和触头弹簧14使动触头13保持在分闸位置。

当断路器需要合闸时，给本实用新型中线圈通入与分闸相反方向的电流，使其在动铁心7和导磁端盖9之间的气隙产生磁场，当这个磁场产生的电磁力和永磁体产生的磁场力的合力大于分闸弹簧1的反力时，动铁心7向右运动，通过主轴2、拐臂15和触头弹簧14是动触头13向上运动，实现合闸。

结合图4.1，现有技术的机构合闸位置时的磁场分布不均匀；图4.2中，本实用新型采用阶梯型非导磁端盖降低永磁体的高度，增加永磁体的数量，改善永磁体的分布使得磁场的分布更加均匀合理，改善了机构的出力特性，有利于提高机构分合闸的速度。

本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。

Claims (5)

1.一种敞开式单稳态永磁操动机构，包括合闸线圈、永磁体、磁轭、动铁心、导磁环，磁轭为圆柱筒形；动铁心与磁轭之间设有围绕动铁心的合闸线圈和永磁体，永磁体位于合闸线圈上方，导磁环位于永磁体与动铁心之间；磁轭的下端口上设有导磁端盖，磁轭的上端口上设有非导磁端盖；其特征是，所述非导磁端盖的形状为环形，其内圆直径大于动铁心的直径。

2.根据权利要求1所述的一种敞开式单稳态永磁操动机构，其特征是，所述非导磁端盖的边缘为阶梯形，包括2个台级，其中下部台级内嵌于磁轭中。

3.根据权利要求1所述的一种敞开式单稳态永磁操动机构，其特征是，所述非导磁端盖采用铝制成。

4.根据权利要求1所述的一种敞开式单稳态永磁操动机构，其特征是，所述永磁体的数量为2个以上，均匀分布于导磁环与磁轭之间。

5.根据权利要求4所述的一种敞开式单稳态永磁操动机构，其特征是，所述永磁体的数量为6个。

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