CN205376443U - 一种电磁操动机构及使用该机构的断路器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电磁操动机构及使用该机构的断路器，该电磁操动机构包括同轴设置的输出杆、分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘，输出杆同轴固设有分合闸动励磁线盘，分合闸动励磁线盘位于分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘之间，所述分合闸动励磁线盘用于与分闸静励磁线盘或者合闸静励磁线盘相互排斥以驱使输出杆沿轴向移动。本实用新型的电磁操动机构与现有技术相比反应较为灵敏，应用在断路器中能够提高断路器的合闸、分闸速度，进而提高断路器的性能。本实用新型的目的还在于提供一种使用该电磁操动机构的断路器。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电磁操动机构及使用该机构的断路器，属于电力设备技术领域。
背景技术
机构的性能是电力系统开关机械特性的决定性因素。提高开关的可靠性和快速性对于维护电力系统稳定、提高电能质量等有重大意义，电磁操动机构应运而生。目前的一种电磁操动机构—斥力机构，以其结构简单，动作迅速受到了国内外许多学者的关注，成为研究热点。在1972年S.Basu和K.D.Srivastava等首次提出了快速电磁式斥力机构。1999年日本三菱公司将快速斥力机构应用于15kV真空断路器，这种断路器可在20ms内完成切断电流；该电磁操动机构如图1所示，其主要包括输出杆81、铜盘82以及上下同心设置的分闸静励磁线盘83和合闸静励磁线盘84，分闸静励磁线盘83包括分闸励磁线圈，合闸静励磁线盘84包括合闸励磁线圈，输出杆81穿设于分闸静励磁线盘83内，铜盘82位于分闸静励磁线盘83与合闸静励磁线盘84之间，电磁操纵机构的输出杆81与真空灭弧室85的动触头86连接，分闸励磁线圈和合闸励磁线圈连接有储能电容87。在分闸动作时，分闸励磁线圈通电产生感应磁场，铜盘会产生较大的涡流，使得分闸励磁线圈与铜盘之间形成斥力，从而推动铜盘向下运动，使得真空灭弧室的动、静触头断开，实现分闸；在合闸动作时，合闸励磁线圈通电产生感应磁场，铜盘产生涡流，合闸励磁线圈与铜盘之间形成斥力，从而推动铜盘向上运动，使得真空灭弧室的动、静触头闭合，实现合闸。
由于分闸励磁线圈、合闸励磁线圈通电形成感应磁场需要时间，同时，在感应磁场的作用下使铜盘感应产生涡流也需要一定时间，而铜盘只有在产生涡流以后才能与分闸励磁线圈或者合闸励磁线圈之间产生斥力，这样，就会造成分、合闸过程时间较长，真空断路器反应不灵敏。另外，由于铜盘产生的涡流大小有限，使得铜盘与分闸励磁线圈之间、铜盘与合闸励磁线圈之间产生的斥力不够大，这样会造成动触头动作速度较慢，进一步造成真空断路器反应不灵敏。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种电磁操动机构，用以解决现有技术中电磁操纵机构反应不灵敏的技术问题。本实用新型的目的还在于提供一种使用该电磁操动机构的断路器。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种电磁操动机构，包括同轴设置的输出杆、分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘，输出杆同轴固设有分合闸动励磁线盘，分合闸动励磁线盘位于分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘之间，所述分合闸动励磁线盘用于与分闸静励磁线盘或者合闸静励磁线盘相互排斥以驱使输出杆沿轴向移动。
分闸静励磁线盘包括分闸静励磁线盘骨架以及分闸静励磁线圈，合闸静励磁线盘包括合闸静励磁线盘骨架以及合闸静励磁线圈，分合闸动励磁线盘包括分合闸动励磁线盘骨架，分合闸动励磁线盘骨架的两侧分别设有分闸动励磁线圈、合闸动励磁线圈，分闸动励磁线圈与分闸静励磁线圈相对设置，合闸动励磁线圈与合闸静励磁线圈相对设置。
合闸静励磁线圈与合闸动励磁线圈串联且两者之间设有合闸储能电容，分闸静励磁线圈与分闸动励磁线圈串联且两者之间设有分闸储能电容。
分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘的外侧设有用于在电磁操动机构分合闸到位后对输出杆进行固定的永磁保持机构。
永磁保持机构包括与输出杆同轴固连的永磁铁芯，永磁铁芯外依次罩设有导磁环、永磁体和永磁外壳，永磁外壳的两端分别设置有用于与永磁铁芯吸附以对输出杆进行固定的吸附结构。
一种断路器，包括电磁操动机构和具有动触头的开关体，电磁操动机构包括同轴设置的输出杆、分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘，输出杆与开关体的动触头传动连接，输出杆同轴固设有分合闸动励磁线盘，分合闸动励磁线盘位于分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘之间，所述分合闸动励磁线盘用于与分闸静励磁线盘或者合闸静励磁线盘相互排斥以驱使输出杆沿轴向移动。
分闸静励磁线盘包括分闸静励磁线盘骨架以及分闸静励磁线圈，合闸静励磁线盘包括合闸静励磁线盘骨架以及合闸静励磁线圈，分合闸动励磁线盘包括分合闸动励磁线盘骨架，分合闸动励磁线盘骨架的两侧分别设有分闸动励磁线圈、合闸动励磁线圈，分闸动励磁线圈与分闸静励磁线圈相对设置，合闸动励磁线圈与合闸静励磁线圈相对设置。
合闸静励磁线圈与合闸动励磁线圈串联且两者之间设有合闸储能电容，分闸静励磁线圈与分闸动励磁线圈串联且两者之间设有分闸储能电容。
分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘的外侧设有用于在电磁操动机构分合闸到位后对输出杆进行固定的永磁保持机构。
永磁保持机构包括与输出杆同轴固连的永磁铁芯，永磁铁芯外依次罩设有导磁环、永磁体和永磁外壳，永磁外壳的两端分别设置有用于与永磁铁芯吸附以对输出杆进行固定的吸附结构。
本实用新型的有益技术效果：本实用新型采用在输出杆上设置分合闸动励磁线盘，在分闸过程中，分合闸动励磁线盘和分闸静励磁线盘同时产生感应磁场，两者之间产生斥力作用，分合闸动励磁线盘远离分闸静励磁线盘，驱动输出杆向分闸方向移动；在合闸过程中，分合闸动励磁线盘和合闸静励磁线盘同时产生感应磁场，两者之间产生斥力作用，分合闸动励磁线盘远离合闸静励磁线盘，驱使输出杆向合闸方向移动。本实用新型采用分合闸动励磁线盘代替了原有的铜盘结构，当分合闸动励磁线圈通电后，能够直接产生感应磁场与合闸静励磁线盘或者分闸静励磁线盘产生斥力作用，不仅反应速度快，而且分合闸动励磁线盘与两个静励磁线盘之间产生的斥力作用较大，使得输出杆能够快速的移动到位，进而快速实现分合闸到位，进而提高了电磁操动机构的反应灵敏度，提高了电磁操动机构的综合性能。
附图说明
图1是背景技术中电磁操纵机构的结构示意图；
图2是本实用新型实施例1中断路器的结构示意图；
图3是本实用新型实施例1中电磁操动机构的结构示意图；
图4是本实用新型实施例1中电磁操动机构的爆炸图；
图5是本实用新型实施例1中输出杆的安装结构示意图；
图6是本实用新型实施例1中永磁外壳、尼龙套、永磁体和导磁环的配合示意图；
图7是本实用新型实施例1中分闸静励磁线盘的结构示意图；
图8是本实用新型实施例1中分闸静励磁线盘骨架的结构示意图；
图9是图8的剖面图；
图10是本实用新型实施例1中分合闸动励磁线盘的结构示意图；
图11是图10的剖面图；
图12是本实用新型实施例1中分合闸动励磁线盘骨架的结构示意图；
图13是图12的截面示意图；
图14是本实用新型实施例1中合闸静励磁线盘的结构示意图；
图15是本实用新型实施例1中合闸静励磁线盘骨架的结构示意图；
图16是图15的剖面图；
图17是是本实用新型实施例1中励磁线圈的绕线方向示意图；
图18是图17的剖面图。
具体实施方式
本实用新型的实施例1，一种断路器，如图1至图18所示，包括开关体16和电磁操动机构，电磁操动机构主要包括斥力机构部分17和永磁机构部分18，其中斥力机构部分17包括轴线沿上下方向延伸的斥力外壳6，斥力外壳6的上端同轴连接有分闸静励磁线盘4，下端同轴连接有合闸静励磁线盘7，分闸静励磁线盘4和合闸静励磁线盘7内同轴穿设有输出杆3，输出杆3能够沿轴向上下导向移动；输出轴3的上端连接有机构接头1和螺母2，机构接头1与开关体16的动触头传动连接，输出杆上下移动时能够带动动触头移动，进而使断路器断开或者闭合。输出杆3于分闸静励磁线盘4、合闸静励磁线盘7之间连接有分合闸动励磁线盘5，分合闸动励磁线盘5与输出杆3固定连接且能够沿斥力外壳轴向上下移动，本实施例中，分合闸动励磁线盘5与输出杆3对应设置有螺纹，分合闸动励磁线盘5拧装在输出杆上；分合闸动励磁线盘5安装时，在分合闸动励磁线盘5与输出杆之间涂抹适量的螺纹密封胶。
分闸静励磁线盘4包括分闸静励磁线盘骨架41和分闸静励磁线圈42，合闸静励磁线盘7包括合闸静励磁线盘骨架71和合闸静励磁线圈72，分合闸动励磁线盘5包括分合闸动励磁线盘骨架51、分闸动励磁线圈52、合闸动励磁线圈53，合闸动励磁线圈位于分合闸动励磁线盘骨架的上侧与合闸静励磁线圈相对设置，分闸动励磁线圈位于分合闸动励磁线盘骨架的下侧与分闸静励磁线圈相对设置。分闸静励磁线圈、分闸动励磁线圈、合闸动励磁线圈和合闸静励磁线圈均采用漆包铜扁线绕制而成，保证线圈的绝缘性能，分闸静励磁线盘骨架、分合闸动励磁线盘骨架和合闸静励磁线盘骨架均采用金属骨架制成，金属骨架内浇注有环氧树脂23，保证线盘的力学性能和绝缘性能。
分闸静励磁线圈与分闸动励磁线圈串联设置且两者之间连接有分闸储能电容19，合闸动励磁线圈和合闸静励磁线圈串联设置且两者之间连接有合闸储能电容20。在合闸时，合闸储能电容向合闸动励磁线圈和合闸静励磁线圈供电，合闸动励磁线圈、合闸静励磁线圈产生磁极方向相同的感应磁场，使得分合闸动励磁线盘和合闸静励磁线盘之间产生斥力作用而相互排斥，由于合闸静励磁线盘固定，因此，在斥力作用下分合闸动励磁线盘会向远离合闸静励磁线盘的方向移动，即分合闸动励磁线盘向上移动，进而带动输出杆一起向上移动。在分闸时，分闸储能电容向分闸动励磁线圈和分闸静励磁线圈供电，分闸动励磁线圈和分闸静励磁线圈产生磁极方向相同的感应磁场，使得分合闸动励磁线盘和分闸静励磁线盘之间产生斥力作用而相互排斥，进而使得分闸静励磁线盘带动输出杆向下运动。
永磁保持机构位于分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘的外侧，永磁保持机构包括永磁外壳12、永磁下端盖13和永磁铁芯14，永磁铁芯14与输出杆3对应设置有螺纹，永磁铁芯14拧装在输出杆上，在安装时，在永磁铁芯14与输出杆之间涂抹适量的螺纹密封胶，永磁外壳12内同轴设有上下两个尼龙套，上尼龙套8和下尼龙套11之间夹设有导磁环10和永磁体9，导磁环10和永磁体9依次罩设在永磁铁芯外部；永磁外壳12位于合闸静励磁线盘与永磁下端盖之间，合闸静励磁线盘与永磁下端盖之间连接有紧固螺杆15，在紧固螺杆15的拉紧作用下，永磁外壳被夹紧固定在合闸静励磁线盘骨架与永磁下端盖之间，永磁外壳的上端与合闸静励磁线盘骨架挡止配合，下端与永磁下端盖挡止配合，进而形成一个封闭的磁感通道。合闸静励磁线盘骨架采用不锈钢金属材料，永磁体能够与合闸静励磁线盘骨架相互吸附；当输出杆向上运动并到达合闸位置时，永磁铁芯14吸附在合闸静励磁线盘骨架的下侧，使输出杆保持在合闸位置处；当输出杆向下运动并达到分闸位置时，永磁铁芯14吸附在永磁下端盖的上侧，使输出杆保持在分闸位置处。
本实用新型的其他实施例中，分合闸动励磁线盘可只设置一个动励磁线圈，即分合闸时共用一个动励磁线圈，当合闸时，动励磁线圈与合闸静励磁线圈产生斥力，当分闸时，动励磁线圈与分闸静励磁线圈产生斥力，需要说明的是，当只设置一个动励磁线圈时，在分闸和合闸过程中，需要注意动励磁线圈中电流的流向。
本实用新型电磁操动机构的实施例，电磁操动机构的机构如上述，为避免重复，在此不做赘述。
Claims (10)
1.一种电磁操动机构，包括同轴设置的输出杆、分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘，其特征在于：输出杆同轴固设有分合闸动励磁线盘，分合闸动励磁线盘位于分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘之间，所述分合闸动励磁线盘用于与分闸静励磁线盘或者合闸静励磁线盘相互排斥以驱使输出杆沿轴向移动。
2.根据权利要求1所述的电磁操动机构，其特征在于：分闸静励磁线盘包括分闸静励磁线盘骨架以及分闸静励磁线圈，合闸静励磁线盘包括合闸静励磁线盘骨架以及合闸静励磁线圈，分合闸动励磁线盘包括分合闸动励磁线盘骨架，分合闸动励磁线盘骨架的两侧分别设有分闸动励磁线圈、合闸动励磁线圈，分闸动励磁线圈与分闸静励磁线圈相对设置，合闸动励磁线圈与合闸静励磁线圈相对设置。
3.根据权利要求2所述的电磁操动机构，其特征在于：合闸静励磁线圈与合闸动励磁线圈串联且两者之间设有合闸储能电容，分闸静励磁线圈与分闸动励磁线圈串联且两者之间设有分闸储能电容。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的电磁操动机构，其特征在于：分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘的外侧设有用于在电磁操动机构分合闸到位后对输出杆进行固定的永磁保持机构。
5.根据权利要求4所述的电磁操动机构，其特征在于：永磁保持机构包括与输出杆同轴固连的永磁铁芯，永磁铁芯外依次罩设有导磁环、永磁体和永磁外壳，永磁外壳的两端分别设置有用于与永磁铁芯吸附以对输出杆进行固定的吸附结构。
6.一种断路器，包括电磁操动机构和具有动触头的开关体，电磁操动机构包括同轴设置的输出杆、分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘，输出杆与开关体的动触头传动连接，其特征在于：输出杆同轴固设有分合闸动励磁线盘，分合闸动励磁线盘位于分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘之间，所述分合闸动励磁线盘用于与分闸静励磁线盘或者合闸静励磁线盘相互排斥以驱使输出杆沿轴向移动。
7.根据权利要求6所述的断路器，其特征在于：分闸静励磁线盘包括分闸静励磁线盘骨架以及分闸静励磁线圈，合闸静励磁线盘包括合闸静励磁线盘骨架以及合闸静励磁线圈，分合闸动励磁线盘包括分合闸动励磁线盘骨架，分合闸动励磁线盘骨架的两侧分别设有分闸动励磁线圈、合闸动励磁线圈，分闸动励磁线圈与分闸静励磁线圈相对设置，合闸动励磁线圈与合闸静励磁线圈相对设置。
8.根据权利要求7所述的断路器，其特征在于：合闸静励磁线圈与合闸动励磁线圈串联且两者之间设有合闸储能电容，分闸静励磁线圈与分闸动励磁线圈串联且两者之间设有分闸储能电容。
9.根据权利要求6-8任意一项所述的断路器，其特征在于：分闸静励磁线盘和合闸静励磁线盘的外侧设有用于在电磁操动机构分合闸到位后对输出杆进行固定的永磁保持机构。
10.根据权利要求9所述的断路器，其特征在于：永磁保持机构包括与输出杆同轴固连的永磁铁芯，永磁铁芯外依次罩设有导磁环、永磁体和永磁外壳，永磁外壳的两端分别设置有用于与永磁铁芯吸附以对输出杆进行固定的吸附结构。
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