CN208738149U - 可快速分闸的单稳态磁驱动保持机构 - Google Patents

Abstract

可快速分闸的单稳态磁驱动保持机构，包括灭弧室、绝缘件、拉杆、输出架、框架、反力弹簧、工作永磁体、辅助永磁体A、辅助永磁体B及线圈；工作永磁体连接在框架上，其上设有垂直于其磁感线方向设置的中升降通道；辅助永磁体A和辅助永磁体B分别设在工作永磁体的上端和下端，辅助永磁体A上设有垂直于其磁感线方向设置的上升降通道，辅助永磁体B上设有垂直于其磁感线方向设置的下升降通道；上、中、下升降通道依次连通，而形成一条连贯的升降通道；线圈固接在输出架下端，并位于所述升降通道内。本实用新型解决了现有的低压接触器上用于控制分合闸的操动机构消耗电能较大、分闸速度较慢、撞击反弹强烈的问题。

Description

可快速分闸的单稳态磁驱动保持机构

技术领域

本实用新型涉及电力系统的设备领域，特别涉及低压接触器上用于控制分合闸的操动机构，尤其是一种可快速分闸的单稳态磁驱动保持机构。

背景技术

低压接触器是电力系统中重要的电力开关设备，尤其在低压直流开断领域，它的工作可靠性及使用寿命关系着用户系统能否正常运行和能否得到及时的保护而脱离故障电路。它的工作原理是依靠触头快速分闸，在电弧产生的时刻对电弧进行磁力吹弧，从而带走电弧能量并还原断口间的介质。这就要求其在故障时刻能够可靠快速的开断，否则由于吹弧气压不合理而容易引起开断不成功甚至是爆炸。

传统的低压接触器一般是依靠电磁操动机构来完成分合闸操作的。其特点是在合闸位置依靠电压或电流参量进行电磁保持。在长期工作情况下，电磁线圈需要一直带电工作，一方面会消耗大量的电能；另一方面，由于带电线圈的温升变化容易引起绝缘老化、起火等危险情况。

近年来出现的永磁操动机构，在原理上可以实现在保持位置上无须电磁线圈保持，但其动铁芯相对较重，线圈触动时间相对较长，闭合位置采用接触式保持等特点，使得其机构尺寸较大，起始动作时间较长，初始分闸速度较慢。在分、合闸到位时，由于接触式的保持方案，会造成较强的撞击反弹，从而引起重击穿燃弧，降低触头寿命。

同样的，近年来出现的高速斥力操动机构和(斥力机构与永磁、碟簧等保持机构混合应用的)混合操动机构也同样存在起始动作时间较长，初始分闸速度较慢，撞击反弹强烈的问题。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种可快速分闸的单稳态磁驱动保持机构，它解决了现有的低压接触器上用于控制分合闸的操动机构消耗电能较大、分闸速度较慢、撞击反弹强烈的问题。

本实用新型的技术方案是：可快速分闸的单稳态磁驱动保持机构，包括灭弧室、绝缘件、拉杆、输出架、框架、反力弹簧、工作永磁体、辅助永磁体A、辅助永磁体B及线圈；灭弧室下端通过绝缘件与拉杆连接；输出架上端固接在拉杆下端；框架位于输出架下端，并通过反力弹簧与输出架弹性连接；工作永磁体连接在框架上，其上设有垂直于其磁感线方向设置的中升降通道；辅助永磁体A和辅助永磁体B分别设在工作永磁体的上端和下端，辅助永磁体A上设有垂直于其磁感线方向设置的上升降通道，辅助永磁体B上设有垂直于其磁感线方向设置的下升降通道；上、中、下升降通道依次连通，而形成一条连贯的升降通道；线圈固接在输出架下端，并位于所述升降通道内。

本实用新型进一步的技术方案是：当线圈处在上升降通道区段时，其位于合闸位置，当线圈处在下升降通道区段时，其位于分闸位置；辅助永磁体A、辅助永磁体B的磁感线方向均与工作永磁体的磁感线方向相反。

本实用新型再进一步的技术方案是：线圈在分闸位置依靠辅助永磁体A、辅助永磁体B及反力弹簧共同形成位置保持力，无实际接触保持，从而无实际接触碰撞。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、通过线圈在永磁体形成的磁场中受力运动，实现分、合闸操作。采用单稳态设计(其定义为在分闸位置无须磁力线保持，使用外力如弹簧力等进行束缚稳定)，线圈无需通电，依靠辅助永磁体结合反力弹簧共同形成位置保持力，从而保持在分闸位，节能环保。

2、在分、合闸位置上，采用辅助永磁体形成反向磁场(所述反向磁场相对于工作永磁体的磁场相反)，实现对线圈的减速和保持，没有物体的实际接触，避免了运动末端时有害的碰撞反弹。

3、反力弹簧的设置克服了线圈在合闸位置处的波浪出力的峰值，从而实现快速分闸；在分闸位置设置辅助永磁体，消除了分闸位置的波浪形出力特性，可以实现快速合闸操作。

以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，可快速分闸的单稳态磁驱动保持机构，包括灭弧室1、绝缘件2、拉杆3、输出架4、框架5、反力弹簧6、工作永磁体7、辅助永磁体A8、辅助永磁体B9及线圈10。

灭弧室1下端通过绝缘件2与拉杆3连接。输出架4上端固接在拉杆3下端。框架5位于输出架4下端，并通过反力弹簧6与输出架4弹性连接。工作永磁体7连接在框架5上，其上设有垂直于其磁感线方向设置的中升降通道。辅助永磁体A8和辅助永磁体B9分别设在工作永磁体7的上端和下端，辅助永磁体A8上设有垂直于其磁感线方向设置的上升降通道，辅助永磁体B9上设有垂直于其磁感线方向设置的下升降通道。上、中、下升降通道依次连通，而形成一条连贯的升降通道11。线圈10固接在输出架4下端，并位于所述升降通道11内。

当线圈10处在升降通道11的上端(即上升降通道区段)时，其位于合闸位置，当线圈10处在升降通道11的下端(即下升降通道区段)时，其位于分闸位置。辅助永磁体A8、B9的磁感线方向均与工作永磁体7的磁感线方向相反，通过这两处反向磁场实现在线圈10整个运动行程的上下两端的速度限制。

简述本实用新型的使用：

线圈10默认处在合闸位置，当断路器接到分闸命令时，线圈10通电产生电流，在工作永磁体7的驱动下向下(即向下升降通道区段)运动，此时在反力弹簧6的帮助下，共同带动输出架4向下运动，进而带动拉杆3和绝缘件2向下运动，从而实现灭弧快速分闸操作。

本实用新型的三个特点：

1、辅助永磁体与工作永磁体的排列方向可以根据实际情况进行排列，其安装特点是辅助永磁体A8、B9的磁感线方向均与工作永磁体7的磁感线方向相反，但辅助永磁体A、B以及各自的磁极方向是灵活可变通的。

2、操动机构在分闸端采用单稳态结构，依靠辅助永磁体A、B结合反力弹簧共同形成位置保持力，无实际接触保持，从而无实际接触碰撞。这是其它机构所没有的。

3、操动机构的保持力曲线在合闸位是波浪形的，而在分闸位不具有这个特点。

Claims (3)

1.可快速分闸的单稳态磁驱动保持机构，其特征是：包括灭弧室(1)、绝缘件(2)、拉杆(3)、输出架(4)、框架(5)、反力弹簧(6)、工作永磁体(7)、辅助永磁体A(8)、辅助永磁体B(9)及线圈(10)；灭弧室(1)下端通过绝缘件(2)与拉杆(3)连接；输出架(4)上端固接在拉杆(3)下端；框架(5)位于输出架(4)下端，并通过反力弹簧(6)与输出架(4)弹性连接；工作永磁体(7)连接在框架(5)上，其上设有垂直于其磁感线方向设置的中升降通道；辅助永磁体A(8)和辅助永磁体B(9)分别设在工作永磁体(7)的上端和下端，辅助永磁体A(8)上设有垂直于其磁感线方向设置的上升降通道，辅助永磁体B(9)上设有垂直于其磁感线方向设置的下升降通道；上、中、下升降通道依次连通，而形成一条连贯的升降通道(11)；线圈(10)固接在输出架(4)下端，并位于所述升降通道(11)内。

2.如权利要求1所述的可快速分闸的单稳态磁驱动保持机构，其特征是：当线圈(10)处在上升降通道区段时，其位于合闸位置，当线圈(10)处在下升降通道区段时，其位于分闸位置；辅助永磁体A(8)、辅助永磁体B(9)的磁感线方向均与工作永磁体(7)的磁感线方向相反。

3.如权利要求2所述的可快速分闸的单稳态磁驱动保持机构，其特征是：线圈(10)在分闸位置依靠辅助永磁体A(8)、辅助永磁体B(9)及反力弹簧(6)共同形成位置保持力，无实际接触保持，从而无实际接触碰撞。