CN203288493U - 一种永磁机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种永磁机构。一种永磁机构，包括在设定的分合闸方向导向移动设置并具有分闸位和合闸位的动铁芯，动铁芯上传动连接有用于向动铁芯提供向合闸位运动的合闸动力并提供合闸保持力的合闸弹簧，一种永磁机构还包括用于吸引处于分闸位的动铁芯以使动铁芯克服合闸弹簧的弹力而保持在分闸位的永磁体、用于驱动动铁芯克服永磁体的吸引力而脱离分闸位的分闸解除机构。永磁体能够使动铁芯保持在分闸位并维持合闸弹簧的储能状态，分闸解除机构能够驱动动铁芯脱离分闸位，随着动铁芯与永磁体之间气隙的增加，永磁体对动铁芯的吸引力急剧减小，从而由合闸弹簧带动动铁芯快速朝向合闸位运动，并提供合闸保持力，实现了快速合闸。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种永磁机构。
背景技术
单稳态永磁机构是在高压开关的操动机构中应用广泛的一种永磁机构，例如申请号为201220236060.X，授权公告号为CN 202695277 U的中国专利公开的一种永磁真空重合器，包括真空灭弧室、单稳态永磁机构，其中单稳态永磁机构包括沿设定的分合闸方向导向移动设置的动铁芯、与动铁芯固连的输出杆，动铁芯和输出杆在其导向移动方向上具有合闸位和分闸位，并与真空灭弧室的动导电杆传动连接以带动动导电杆动作，输出杆朝向分闸方向的一端与永磁真空重合器的壳体之间还设有在输出杆朝合闸方向运动时拉伸储能的分闸弹簧。单稳态永磁机构还包括用于向动铁芯施加沿分合闸方向的作用力的永磁体、磁极沿分合闸方向布置的电磁线圈、套设在永磁体及电磁线圈上的外筒体以及对应动铁芯设置在动铁芯朝向合闸方向一侧的端面的导磁上盖，永磁体及电磁线圈的磁通能够经过外筒体集中在导磁上盖上。合闸操作时，电磁线圈励磁产生与永磁体一致的磁场力并传递到导磁上盖上，吸引动铁芯朝向合闸方向运动，同时将分闸弹簧拉伸储能，到达合闸位时，永磁体贴设在导磁上盖上从而克服分闸弹簧的拉力将动铁芯保持在合闸位。分闸操作时，电磁线圈励磁产生与永磁体反向的磁场力，该磁场力克服永磁体的吸引而带动动铁芯朝向分闸方向运动，随着动铁芯与导磁上盖之间的气隙的增大，永磁体对动铁芯的吸引力急剧下降，动铁芯和输出杆将在分闸弹簧的作用下克服永磁体的吸引力而运动到分闸位，并依靠分闸弹簧保持在分闸位。
上述单稳态永磁机构合闸操作时，合闸线圈励磁产生的电磁场的吸引力提高过程慢，励磁时间较长，最终导致合闸速度慢，不能用于需要快速合闸的场合。并且合闸动力主要是依靠电磁力，开关处于合闸状态时需要设计专门的触头弹簧来提供一定的合闸保持力，结构复杂。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能够实现快速合闸的永磁机构。
本实用新型采用的技术方案是：一种永磁机构，包括在设定的分合闸方向导向移动设置并具有分闸位和合闸位的动铁芯，所述动铁芯上传动连接有用于向动铁芯提供向合闸位运动的合闸动力并提供合闸保持力的合闸弹簧，所述一种永磁机构还包括用于吸引处于分闸位的动铁芯以使动铁芯克服合闸弹簧的弹力而保持在分闸位的永磁体、用于驱动动铁芯克服永磁体的吸引力而脱离分闸位的分闸解除机构。
所述一种永磁机构还包括用于驱动动铁芯由合闸位移向分闸位的分闸驱动机构，所述分闸解除机构和分闸驱动机构是同一驱动机构，该驱动机构为两极沿分合闸方向布置的用于向动铁芯施加沿分闸和合闸方向的作用力的电磁线圈。
所述动铁芯上固连有输出杆，所述一种永磁机构包括设置在动铁芯分合闸方向一侧的底座，所述永磁体和电磁线圈是设置在底座与动铁芯之间并固定在底座上，所述动铁芯具有对应永磁体和电磁线圈设置的吸合端面，所述输出杆是导向移动插配在底座上相应的导向孔内，所述合闸弹簧是套设在输出杆上并顶压设置于动铁芯和底座之间。
所述一种永磁机构包括同轴固定在底座上的由软磁材料制成的外筒体和筒状铁芯，所述外筒体和筒状铁芯之间设有环形间隙，所述永磁体和电磁线圈是层叠设置在所述环形间隙内。
所述外筒体和筒状铁芯中至少一个的筒壁上设有用于减少涡流的通槽。
采用本实用新型的上述技术方案，所述动铁芯上传动连接有用于向动铁芯提供向合闸位运动的合闸动力并提供合闸保持力的合闸弹簧，永磁机构还包括用于吸引处于分闸位的动铁芯以使动铁芯克服合闸弹簧的弹力而保持在分闸位的永磁体、用于驱动动铁芯克服永磁体的吸引力而脱离分闸位的分闸解除机构，分闸完成后，永磁体能够使动铁芯克服合闸弹簧的弹力而保持在分闸位并将合闸弹簧储能，合闸时，分闸解除机构能够驱动动铁芯克服永磁体的吸引力而脱离分闸位，随着动铁芯与永磁体之间气隙的增加，永磁体对动铁芯的吸引力急剧减小，从而由合闸弹簧带动动铁芯快速朝向合闸位运动，并向运动到合闸位的动铁芯提供合闸保持力，实现了快速合闸。
附图说明
图1：本实用新型一种永磁机构的一个实施例的结构示意图；
图2：外筒体或筒状铁芯的筒壁上通槽的一种实施例的示意图；
图3：外筒体或筒状铁芯的筒壁上通槽的另一种实施例的示意图。
图中各附图标记对应的名称为：1底座，2外筒体，3筒状铁芯，4电磁线圈，5永磁体，6输出杆，7动铁芯，8吸合端面，9合闸弹簧，10通槽。
具体实施方式
本实用新型一种永磁机构的一个实施例如图1~图3所示，包括沿设定的分合闸方向导向移动设置的动铁芯7和输出杆6，动铁芯7沿分闸方向的一侧设有底座1，底座1中心设有供输出杆6沿分合闸方向导向移动装配的导向孔，输出杆6导向移动插配在上述导向孔内。底座1上固设有同轴设置的外筒体2和筒状铁芯3，所述外筒体2和筒状铁芯3均是由软磁材料制成，具有良好的顺磁性，两者之间设有环形间隙且顶部端面相互平齐，动铁芯7固设在输出杆6上并具有与两者的顶部端面对应的吸合端面8。外筒体2和筒状铁芯3之间的环形间隙内由底部到顶部依次层叠设有永磁体5和电磁线圈4，两者产生的磁场能够通过外通体和筒状铁芯3集中，向动铁芯7施加沿分合闸方向的作用力，动铁芯7也是由软磁材料制成。
所述动铁芯7在其导向移动行程上具有沿设定的分闸方向运动到位的分闸位和沿设定的合闸方向运动到位的合闸位，输出杆6上套设有顶压支撑于动铁芯7的吸合端面8和底座1之间的合闸弹簧9，用于向输出杆6提供朝向合闸方向的合闸动力，并向运动到合闸位的输出杆6提供合闸保持力。
所述永磁体5具有用于吸引运动到分闸位的动铁芯7以使动铁芯7克服合闸弹簧9的弹力而保持在分闸位的磁场强度。电磁线圈4用于向动铁芯7施加沿分合闸方向的作用力，构成驱动机构，合闸时，电磁线圈4向动铁芯7施加克服永磁体5吸引的作用力而解除分闸状态，合闸弹簧9带动动铁芯7运动到合闸位，电磁线圈4作为分闸解除机构；分闸时，电磁线圈4向动铁芯7施加克服合闸弹簧9的弹力而与永磁体5共同带动动铁芯7沿分闸方向运动到分闸位，作为分闸驱动机构。
所述外筒体2和筒状铁芯3的环壁上均设有沿径向贯穿筒壁的通槽10，其对应的两个实施例如图2和图3所示，一个实施例中通槽10对称设置有两道，另一个实施例中通槽10对称设置有四道，用于减少电磁线圈4励磁过程中产生的涡流，并能够减小电磁线圈4的励磁时间从而减小合闸时间，以实现更加快速的合闸。当然，在其他实施例中，通槽10也可以设置一道或多道，同样能够起到上述减少涡流和减小电磁线圈4的励磁时间的作用。
当永磁机构处于合闸状态需要分闸时，向电磁线圈4提供一个磁场方向与永磁体5的磁场方向相同的电磁场，两磁场叠加产生的磁场吸力大于合闸弹簧9的弹力，动铁芯7在两磁场的作用下朝向分闸方向运动并到达分闸位，动铁芯7的吸合端面8接触到外筒体2和筒状铁芯3的顶部端面，此时即使停止电磁线圈4励磁，永磁铁的磁场强度也足以吸引运动到分闸位的动铁芯7克服合闸弹簧9的弹力而保持在分闸位。
需要进行合闸操作时，向电磁线圈4提供一个磁场方向与永磁体5的磁场方向相反的电磁场，两磁场叠加产生的磁场吸力小于合闸弹簧9的弹力，动铁芯7朝向合闸方向运动开始合闸动作，此时外筒体2和筒状铁芯3的顶部端面与动铁芯7的吸合端面8之间的气隙逐渐增加，外筒体2和筒状铁芯3对动铁芯7施加的吸引力随着两者之间气隙的增加急剧减小，此时由合闸弹簧9带动动铁芯7和输出杆6快速运动到合闸位置，并且到达合闸位置时，合闸弹簧9所储存的能量未完全释放，仍然有一定的压缩量，能够提供设定的合闸保持力。上述永磁机构实现了快速合闸，并兼具触头弹簧的作用，简化了开关机械结构，便于调整维护。
在上述实施例中，用于向动铁芯7施加克服永磁体5吸引的作用力而使合闸弹簧9带动动铁芯7运动到合闸位的分闸解除机构，以及向动铁芯7施加克服合闸弹簧9的弹力而与永磁体5共同带动动铁芯7沿分闸方向运动到分闸位的合闸驱动机构均是电磁线圈4，在本实用新型的其他实施例中，分闸解除机构和合闸驱动机构也可以替换成其他形式，例如在动铁芯7或输出杆6上设置操动手柄，依靠人工进行驱动，或者设置对应的气压缸，例如利用气压缸的伸缩杆带动动铁芯7和输出杆6运动。另外，上述实施例中的合闸弹簧9是顶压设置在底座1和动铁芯7之间，在其他实施例中，该合闸弹簧9也可以采用拉伸设置在底座1底部和输出杆6之间的拉簧的形式。再者，上述实施例中的外筒体2和筒状铁芯3是非必须结构，例如可以参照背景技术仅采用外筒体2，或者仅采用筒状铁芯3，永磁体5和电磁线圈4的排列形式也可以替换，例如采用电磁线圈4设置在永磁体5底部的形式。并且，外筒体2和筒状铁芯3的顶部也可以设置类似背景技术中的导磁上盖，此时动铁芯7可以对应导磁上盖设置在导磁上盖下方。
Claims (5)
1.一种永磁机构，包括在设定的分合闸方向导向移动设置并具有分闸位和合闸位的动铁芯，其特征在于：所述动铁芯上传动连接有用于向动铁芯提供向合闸位运动的合闸动力并提供合闸保持力的合闸弹簧，所述一种永磁机构还包括用于吸引处于分闸位的动铁芯以使动铁芯克服合闸弹簧的弹力而保持在分闸位的永磁体、用于驱动动铁芯克服永磁体的吸引力而脱离分闸位的分闸解除机构。
2.根据权利要求1所述的一种永磁机构，其特征在于：所述一种永磁机构还包括用于驱动动铁芯由合闸位移向分闸位的分闸驱动机构，所述分闸解除机构和分闸驱动机构是同一驱动机构，该驱动机构为两极沿分合闸方向布置的用于向动铁芯施加沿分闸和合闸方向的作用力的电磁线圈。
3.根据权利要求2所述的一种永磁机构，其特征在于：所述动铁芯上固连有输出杆，所述一种永磁机构包括设置在动铁芯分合闸方向一侧的底座，所述永磁体和电磁线圈是设置在底座与动铁芯之间并固定在底座上，所述动铁芯具有对应永磁体和电磁线圈设置的吸合端面，所述输出杆是导向移动插配在底座上相应的导向孔内，所述合闸弹簧是套设在输出杆上并顶压设置于动铁芯和底座之间。
4.根据权利要求3所述的一种永磁机构，其特征在于：所述一种永磁机构包括同轴固定在底座上的由软磁材料制成的外筒体和筒状铁芯，所述外筒体和筒状铁芯之间设有环形间隙，所述永磁体和电磁线圈是层叠设置在所述环形间隙内。
5.根据权利要求4所述的一种永磁机构，其特征在于：所述外筒体和筒状铁芯中至少一个的筒壁上设有用于减少涡流的通槽。
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