CN211788691U - 一种永磁机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种永磁机构，包括外磁轭、动铁芯、静铁芯、拉杆、锁紧螺母、分闸弹簧、弹性系数大于所述分闸弹簧的触头弹簧、不导磁钢、上固定板、下固定板、线圈、圆形挡板、永磁体和内磁轭，动铁芯的中心设置有上凹槽，静铁芯的中心设置有下凹槽，上凹槽与下凹槽同轴且相互连通的凹槽，分闸弹簧置于上凹槽和下凹槽内，触头弹簧径向穿套于分闸弹簧内部，拉杆径向依次穿过圆形挡板、触头弹簧及下固定板，拉杆上端设置有外螺纹，锁紧螺母锁紧在拉杆的外螺纹处，静铁芯由半硬磁材料制成，不导磁钢与上固定板通过螺钉或螺栓固定配合连接，采用半硬磁体与永磁体结合方式可以适当的减少永磁体的接触面积，减小永磁机构体积。

Description

一种永磁机构

技术领域

本实用新型涉及高压电器设备技术领域，特别是涉及一种永磁机构。

背景技术

随着智能配网设备逐渐被重视，对断路器的永磁机构的要求也提出了更高的要求，要求永磁机构在分合闸过程中所需的电流越来越小，操作越简单越好，另外体积也是越小越好，而现有的永磁机构中的动铁芯和静铁芯均采用软磁体，在合闸时，靠永磁体提供合闸保持力，保持力的大小与永磁体的剩余磁通量B和永磁体与内磁轭接触面积S有关，而在现有技术中，为了确保所需要的合闸保持力，若在静铁芯材料不变的情况下，永磁体与内磁轭的接触面积就不会小，进而永磁机构的体积就不会小。

另外，传统的弹簧操作机构、永磁机构采用一拖三的传动结构，因此断路器三相分合闸动作的分散性大，难以保证三相动作的同期性，随着永磁机构相关技术逐渐成熟，市面上出现了三相独立操作的永磁断路器，一种永磁机构配置分闸弹簧(分闸弹簧内置或外置)，另一种永磁机构内置分闸弹簧和触头弹簧，二者都是通过调整弹簧的压缩量来调整断路器的分合闸时间。但是，现有技术中分闸弹簧和触头弹簧相结合的安装结构中，铁芯后盖和动铁芯通过4个锁紧螺丝固定锁紧成一体，通过调整铁芯后盖以及调整螺母，已获得触头弹簧和分闸弹簧的松紧度，进而调整分合闸时间，然而调整断路器机械特性，需要拆掉下磁轭板和调整4个锁紧螺丝以及调整螺丝，导致操作方式繁琐。

实用新型内容

针对现有技术的不足和缺陷，本实用新型提出了一种永磁机构，用于提高永磁机构的结构紧凑性，减小永磁机构体积，降低功耗。

为了实现上述目的，本实用新型技术方案为：

一种永磁机构，其特征在于：包括外磁轭、动铁芯、静铁芯、拉杆、锁紧螺母、分闸弹簧、弹性系数大于所述分闸弹簧的触头弹簧、不导磁钢、上固定板、下固定板、线圈、圆形挡板、永磁体和内磁轭；所述不导磁钢和下固定板分别安装在所述外磁轭的上端和下端，上固定板固定在不导磁钢的上面，外磁轭、不导磁钢、下固定板和上固定板形成一个不封闭的腔体；所述静铁芯固定安装在下固定板上，动铁芯位于上固定板、不导磁钢、外磁轭、静铁芯形成的腔内，圆形挡板固定在动铁芯上面，所述动铁芯的中心设置有上凹槽，静铁芯的中心设置有下凹槽，上凹槽与下凹槽同轴且相互连通的凹槽，分闸弹簧置于上凹槽和下凹槽内，且上端与上凹槽的上槽底接触，下端与下凹槽的下槽底接触，分别由上、下槽底限位其上下运动，所述触头弹簧径向穿套于分闸弹簧内部，且所述触头弹簧的上端凸出于分闸弹簧，伸出于上凹槽外，所述拉杆径向依次穿过圆形挡板、触头弹簧及下固定板，拉杆上端设置有外螺纹，所述锁紧螺母锁紧在拉杆的外螺纹处，且可在该段长度的外螺纹处上下位置调节锁紧，永磁体设置在外磁轭内，且位于不导磁钢的下方，内磁轭置于永磁体与动铁芯之间；所述线圈置于所述静铁芯、外磁轭、永磁体、内磁轭形成的腔内；所述静铁芯由半硬磁材料制成；所述不导磁钢与上固定板通过螺钉或螺栓固定配合连接。

进一步地，所述静铁芯与下固定板通过螺纹或螺栓固定配合连接。

进一步地，所述永磁体与外磁轭同心且粘接于外磁轭内壁。

进一步地，圆形挡板与动铁芯通过螺钉或螺栓固定配合连接。

上述技术方案具有如下有益效果：

1，结构设置不仅提高了永磁机构的结构紧凑性，而且静铁芯采用半硬磁材料，合闸过程中，线圈产生的磁场给半硬磁体充磁，在合闸位置，靠永磁体提供合闸保持力，保磁力的大小与永磁体的剩余磁通量B和永磁体与内磁轭接触面积S有关，永磁机构所需保磁力一定条件下，采用半硬磁体与永磁体结合方式可以适当的减少永磁体的接触面积，从而达到减小永磁机构体积的效果，分闸过程中，线圈产生的磁场使半硬磁体消磁，使分闸过程所需电流和操作功更小；

2，采用螺栓或螺钉和圆形挡板的安装方式，便于将永磁机构安装在断路器中；

3，本永磁机构只需通过调整锁紧螺母和拉杆来调整分合闸时间，拧紧锁紧螺母，合闸时间减小，分闸时间增加；拧松锁紧螺母，合闸时间增加，分闸时间减小；整方式操作方便，提高了工作效率；

再者，拉杆与动铁芯为两个活动部件，并且内置了触头弹簧，替换了超行程装置，使断路器的体积更小，便于准确的测试出断路器的开距与总行程，便于计算出超行程；

4，永磁机构内在分闸弹簧内加了弹性系数大于分闸弹簧的触头弹簧，通过调整触头弹簧压缩量来调整分合闸时间，因分闸弹簧弹性系数小于触头弹簧弹性系数，通过调整触头弹簧压缩量来调整分合闸时间，效果更加明显。

附图说明

图1为本实用新型的分闸状态时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

图中:1—上固定板，2—动铁芯，3—不导磁钢，4—永磁体，5—内磁轭， 6—线圈，7—外磁轭，8—静铁芯，9—下固定板，10—拉杆，11—锁紧螺母，12—圆形挡板，13—分闸弹簧，14—触头弹簧。

如图1所示，一种永磁机构，包括外磁轭7、动铁芯2、静铁芯8、拉杆10、锁紧螺母11、分闸弹簧13、弹性系数大于所述分闸弹簧13的触头弹簧14、不导磁钢3、上固定板1、下固定板9、线圈6、圆形挡板12、永磁体4和内磁轭5；所述不导磁钢3和下固定板9分别安装在所述外磁轭7的上端和下端，上固定板1固定在不导磁钢3的上面，外磁轭7、不导磁钢3、下固定板9和上固定板1形成一个不封闭的腔体；所述静铁芯 8固定安装在下固定板9上，动铁芯2位于上固定板1、不导磁钢3、外磁轭7、静铁芯8形成的腔内，圆形挡板12固定在动铁芯2上面，所述动铁芯2的中心设置有上凹槽，静铁芯8的中心设置有下凹槽，上凹槽与下凹槽是同轴且相互连通的凹槽，分闸弹簧13置于上凹槽和下凹槽内，且上端与上凹槽的上槽底接触，下端与下凹槽的下槽底接触，分别由上、下槽底限位其上下运动，所述触头弹簧14径向穿套于分闸弹簧13内部，且所述触头弹簧14的上端凸出于分闸弹簧13，伸出于上凹槽外，所述拉杆10 径向依次穿过圆形挡板12、触头弹簧14及下固定板9，拉杆10上端设置有外螺纹，所述锁紧螺母11锁紧在拉杆10的外螺纹处，且可在该段长度的外螺纹处上下位置调节锁紧，永磁体4设置在外磁轭7内，且位于不导磁钢3的下方，内磁轭5置于永磁体4与动铁芯2之间；所述线圈6置于所述静铁芯8、外磁轭7、永磁体4、内磁轭5形成的腔内。

首先需要说明永磁断路器动作过程，可分为:合闸过程中，通过控制器输入脉冲电流，线圈产生磁场，动铁芯受到磁力作用向下运动压缩分闸弹簧和触头弹簧实现储能；分闸过程中，控制器输入使线圈产生与合闸过程相反磁场的脉冲电流，使永磁机构吸力减小，从而释放分闸弹簧和触头弹簧储能的能量。

本实施例的所述静铁芯8由半硬磁材料制成，合闸过程中，线圈6产生的磁场给半硬磁体充磁，在合闸位置，靠半硬磁体与永磁体的磁力提供合闸保持力，永磁机构在合闸位置所需磁力一定的情况下，采用半硬磁体与永磁体相配合的方案，可以适当减小永磁体的体积，使永磁机构的体积更小。

另外，圆形挡板12与动铁芯2通过螺钉或螺栓固定配合连接，采用螺栓或螺钉和圆形挡板的安装方式，便于将永磁机构安装在断路器中。

还需要说明的是，所述不导磁钢3与上固定板1通过但不限于采用螺钉或螺栓固定配合连接。通过上固定板1限制动铁芯的运动，在此基础上，便于设计出各种类型的行程+开距永磁机构。

另外，拉杆10上端可以增加内螺纹孔配合相应的机构实现手动分闸功能，拉杆10下端设计成伞裙结构可以直接与高压部分连接，可以节省空间。

所述静铁芯8与下固定板9通过但不限于采用螺纹或螺栓固定配合连接。

所述永磁体4与外磁轭7同心且粘接或焊接等其他连接方式于外磁轭 7内壁。

本实施例的永磁机构在与断路器其他配件进行初级装配完成后，通过调整锁紧螺母11在拉杆上的锁紧位置，调整触头弹簧14的预压缩量，对断路器进行机械特性测试，直到永磁机构分闸时间满足要求，例如5-10ms，并满足断路器各项动作同期性要求时，锁紧锁紧螺母，并得到分合闸时间。通过调整触头弹簧14预压缩量的来调整断路器分合闸时间。因本永磁机构行程不变，通过调整触头弹簧的压缩量改变该机构的开距和超行程。在不改变控制器和线圈相关参数的前提下，根据能量守恒定律，当触头弹簧 14的预压缩量增加时，本机构的开距增加、超行程减小，合闸过程所需克服弹簧压力做功减少，合闸速度增加，合闸时间减小，分闸过程，因弹簧储存能量减小，所以分闸时间增加；相反当触头弹簧14的预压缩量减小时，机构的开距减小、超行程增加，合闸过程所需克服弹簧压力做功增加，合闸速度减小，合闸时间增加，分闸时间减小。

通过反复调整三相触头弹簧的压缩量，再进行断路器机械特性测试，确保了三相动作的同期性。

因分闸弹簧13弹性系数比触头弹簧弹性系数小，与通过调整分闸弹簧13的压缩量来调整分合闸时间相比，通过调整触头弹簧14的压缩量来调整分合闸时间效果更加明显，确保了三相独立操作永磁断路器三相动作的同期性，降低了配网设备故障的可能性。

另外，触头弹簧14内置替代断路器中超行程簧装置，为整个断路器装置节省了空间，降低成本。

本永磁机构只需通过调整锁紧螺母11来调整分合闸时间，拧紧锁紧螺母11，合闸时间减小，分闸时间增加；拧松锁紧螺母11，合闸时间增加，分闸时间减小，调整方式操作方便，提高了工作效率。

以上所属实施例仅表达了本实用新型的集中实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种永磁机构，其特征在于：包括外磁轭、动铁芯、静铁芯、拉杆、锁紧螺母、分闸弹簧、弹性系数大于所述分闸弹簧的触头弹簧、不导磁钢、上固定板、下固定板、线圈、圆形挡板、永磁体和内磁轭；所述不导磁钢和下固定板分别安装在所述外磁轭的上端和下端，上固定板固定在不导磁钢的上面，外磁轭、不导磁钢、下固定板和上固定板形成一个不封闭的腔体；所述静铁芯固定安装在下固定板上，动铁芯位于上固定板、不导磁钢、外磁轭、静铁芯形成的腔内，圆形挡板固定在动铁芯上面，所述动铁芯的中心设置有上凹槽，静铁芯的中心设置有下凹槽，上凹槽与下凹槽同轴且相互连通的凹槽，分闸弹簧置于上凹槽和下凹槽内，且上端与上凹槽的上槽底接触，下端与下凹槽的下槽底接触，分别由上、下槽底限位其上下运动，所述触头弹簧径向穿套于分闸弹簧内部，且所述触头弹簧的上端凸出于分闸弹簧，伸出于上凹槽外，所述拉杆径向依次穿过圆形挡板、触头弹簧及下固定板，拉杆上端设置有外螺纹，所述锁紧螺母锁紧在拉杆的外螺纹处，且可在该段长度的外螺纹处上下位置调节锁紧，永磁体设置在外磁轭内，且位于不导磁钢的下方，内磁轭置于永磁体与动铁芯之间；所述线圈置于所述静铁芯、外磁轭、永磁体、内磁轭形成的腔内；所述静铁芯由半硬磁材料制成；所述不导磁钢与上固定板通过螺钉或螺栓固定配合连接。

2.如权利要求1所述的永磁机构，其特征在于：所述静铁芯与下固定板通过螺纹或螺栓固定配合连接。

3.如权利要求1所述的永磁机构，其特征在于：所述永磁体与外磁轭同心且粘接于外磁轭内壁。

4.如权利要求1所述的永磁机构，其特征在于：圆形挡板与动铁芯通过螺钉或螺栓固定配合连接。

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