CN217468326U - 永磁脱扣器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁脱扣器，包括内部形成有容置空间的磁轭，置于容置空间中的线圈组件，穿设与线圈组件中的动铁芯组件、弹性件和静铁芯组件，以及永磁体；线圈组件包括复位线圈和脱扣线圈，复位线圈与脱扣线圈沿线圈组件的轴向依次设置；动铁芯组件可沿线圈组件上下移动；弹性件沿线圈组件轴向设置，其一端与动铁芯组件相抵或固定连接；静铁芯组件与弹性件的另一端相抵或固定连接；永磁体设置于静铁芯组件的外侧，连接于线圈组件靠近脱扣线圈的一端；该脱扣器结构简单、脱扣效率高、可靠性好、成本较低。

Description

永磁脱扣器

技术领域

本实用新型涉及具有电磁机构的保护开关技术领域，特别涉及一种永磁脱扣器。

背景技术

脱扣器是与断路器机械上相连的，用以释放保持机构并使断路器自动断开的装置，其带电时，驱动动铁芯动作，使其撞击分闸半轴或分闸挚子，实现分闸机构的解锁，在机构联动下完成断路器的分闸。

现有的带永磁体的脱扣器，一般在动铁芯的下方设置一块永磁体，动铁芯在运动过程生可能会与永磁体产生碰撞而碎裂，从而产生退磁现象。

可见，现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种永磁脱扣器，旨在解决现有技术中永磁体容易因碰撞碎裂而产生退磁的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

本实用新型一方面提供了一种永磁脱扣器，包括：

磁轭，内部形成容置空间；

线圈组件，置于所述容置空间中，包括复位线圈和脱扣线圈，所述复位线圈与所述脱扣线圈沿所述线圈组件的轴向依次设置；

动铁芯组件，穿设于所述线圈组件内，可沿所述线圈组件上下移动；

弹性件，穿设于所述线圈组件内，沿所述线圈组件轴向设置，其一端与所述动铁芯组件相抵或固定连接；

静铁芯组件，穿设于所述线圈组件内，与所述弹性件的另一端相抵或固定连接；

永磁体，设置于所述静铁芯组件的外侧，连接于所述线圈组件靠近所述脱扣线圈的一端。

本实用新型的一实施例中，所述永磁体包括两个，对称设置于所述静铁芯组件的两侧。

本实用新型的一实施例中，所述线圈组件包括线圈骨架，所述线圈骨架的中间形成有第一通孔，并环绕所述第一通孔设置有第一线槽和第二线槽；

所述复位线圈置于所述第一线槽中，所述脱扣线圈置于所述第二线槽中；所述静铁芯组件的上部从靠近所述脱扣线圈的一端穿入所述第一通孔中，所述弹性件置于所述第一通孔中，与所述第一通孔的内壁间隔设置，所述动铁芯组件从靠近所述复位线圈的一端穿入所述第一通孔中，可沿所述第一通孔上下移动。

本实用新型的一实施例中，所述线圈组件还包括：

导向铜套，其沿轴向嵌装至所述第一通孔中，所述弹性件设置于所述导向铜套内，并与所述导向铜套的内壁间隔设置，所述动铁芯组件穿设在所述导向铜套内，可沿所述导向铜套轴向滑动；

线束组件，用于固定所述复位线圈与所述脱扣线圈中引出的导线；

金属导体片，分别与所述复位线圈和所述脱扣线圈中引出的导线电连接；

绝缘外壳，包裹在所述线圈组件的外侧。

本实用新型的一实施例中，所述动铁芯组件包括：

动铁芯，滑动连接在所述导向铜套内；

不导磁驱动杆，其一端与所述动铁芯的上部连接；

铜帽，固定在所述不导磁驱动杆的另一端。

本实用新型的一实施例中，所述磁轭的顶部开设有适于所述导向铜套穿过的第二通孔；所述脱扣器还包括止位壳，所述止位壳连接在所述磁轭的顶部，覆盖在所述第二通孔上；所述止位壳开设有包围所述第二通孔的凹槽以及与所述第二通孔相对应的第三通孔，所述不导磁驱动杆穿过所述第三通孔与所述动铁芯连接；所述导向铜套的上端穿出所述第二通孔，与所述凹槽的槽底抵接，其下端固定在所述静铁芯组件上，所述第三通孔的孔径小于所述动铁芯的径长或宽度。

本实用新型的一实施例中，所述弹性件为螺旋弹簧。

本实用新型的一实施例中，所述静铁芯组件包括：

限位底座，固定在所述磁轭的底部；

永磁限位结构，固定在所述限位底座上，用于限位所述永磁体和静铁芯；

静铁芯，固定在所述永磁限位结构中，设置于两个所述永磁体的中间。

本实用新型的一实施例中，所述静铁芯的中心开设有第一导气孔，且底部开设有螺纹孔，通过所述螺纹孔与所述永磁限位结构和限位底座螺接。

本实用新型的一实施例中，所述限位底座的边缘设有向上凸起的定位部，所述定位部分布在所述限位底座的四个角上，其内表面分别与所述磁轭的外侧壁抵接。

有益效果：

本实用新型一方面提供的一种永磁脱扣器，通过将永磁体设置在静铁芯组件的外侧，使动铁芯组件在运动的过程中与永磁体之间不会产生碰撞，避免了永磁体碰撞碎裂产生退磁现象而影响脱扣效果，可靠性好；此外，通过设置脱扣线圈实现脱扣器的脱扣，并通过复位线圈实现脱扣器的复位，提高了脱扣器的分闸以及复位效率，结构简单，不需要复杂的机械复位装置，对控制电路复杂程度要求低；采用弹性件驱动脱扣，输出力大小稳定，脱扣动作时间短，相对于永磁机构成本较低。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的永磁脱扣器的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例提供的永磁脱扣器的剖视图。

图3为本实用新型一实施例提供的磁轭、止位壳和线圈骨架的剖视图。

主要元件符号说明：1-磁轭，11-第二通孔，12-开槽，2-线圈组件，21-复位线圈，22-脱扣线圈，23-线圈骨架，231-第一通孔，232-第一线槽，233-第二线槽，24-导向铜套，25-线束组件，26-金属导体片，27-绝缘外壳，3-动铁芯组件，31-动铁芯，32-不导磁驱动杆，33-铜帽，34-固定螺母，4-弹性件，5-静铁芯组件，51-限位底座，511-定位部，52-永磁限位结构，53-静铁芯，531-第一导气孔，6-永磁体，7-止位壳，71-凹槽，72-第三通孔。

具体实施方式

本实用新型提供一种永磁脱扣器，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

现有的通过励磁线圈带电产生的磁通来驱动动铁芯工作以完成脱扣指令的脱扣器的脱扣时间较长，根据电压的等级的不同，电磁铁动作时间大约在25ms～60ms之间，无法在短时间内实现断路器的解扣，影响机构的固有分闸时间。为了使断路器能够在短时间内(8ms～15ms)实现快速分闸，缩短保护的极差，特别是对于重要负荷能够快速切除故障与恢复供电，请参阅图1和图2，本实用新型提供了一种永磁脱扣器，通过脱扣线圈22产生的磁通使永磁体6去磁，并在弹性件4的作用下提供稳定的输出力实现动铁芯31的动作，实现脱扣器的快速脱扣，并通过复位线圈21实现动铁芯31的复位以及弹性件4的储能。

该永磁脱扣器包括：磁轭1、线圈组件2、动铁芯组件3、弹性件4、静铁芯组件5以及永磁体6。

磁轭1的内部形成有容置空间，线圈组件2置于该容置空间中；线圈组件2包括复位线圈21和脱扣线圈22，复位线圈21与脱扣线圈22沿线圈组件2的轴向依次设置。

动铁芯组件3穿设于线圈组件2内，可在弹性件4或复位线圈21的作用下沿线圈组件2的轴向上下移动。

弹性件4穿设于线圈组件2内，沿线圈组件2轴向设置，其一端与动铁芯组件3相抵或固定连接。

静铁芯组件5穿设于线圈组件2内，与弹性件4的另一端相抵或固定连接。

永磁体6设置于静铁芯组件5的外侧，连接于线圈组件2靠近脱扣线圈22的一端。

永磁体6设置在线圈组件2的下方，脱扣线圈22的电流方向与复位线圈21的电流方向相反，脱扣线圈22的电流方向为右旋，产生的磁通向上，复位线圈21的电流方向左旋，产生的磁通向下。当脱扣线圈22通电后，脱扣线圈2产生的磁通抵消永磁体6所产生的反向磁通，通过弹性件4的弹力与脱扣线圈22的电磁吸力协同作用完成动铁芯组件3的快速脱扣；当需要进行复位时，在复位线圈21通入反向电流，即可实现弹性件4的储能与动铁芯31组件3的复位。

该脱扣器通过弹性件4的弹力驱动完成脱扣过程，与传统的电磁脱扣相比，显著减小了线圈通电的过渡时间，同时驱动力为弹性件4的弹力，出力稳定，有效提升脱扣速度。

该脱扣器中，动铁芯组件3不与永磁体6直接接触，且永磁体6不设置在动铁芯组件3的运动方向上，避免了动铁芯组件3在运动过程中与永磁体6碰撞而产生退磁现象，提升了可靠性。

图2为永磁脱扣器的剖视图。

如图2所示，一种实施方式中，永磁体6呈条形状，设置有两个，两个永磁体6对称设置在静铁芯组件5的两侧，且每个永磁体6背离静铁芯组件5的一侧分别与磁轭1抵接，呈并联的结构连接在磁力回路中。

具体的，磁轭1的下部开设有开槽12，两个永磁体6其中之一抵接该开槽12的一槽壁，另一永磁体6抵接开槽12的另一槽壁，即两永磁体6平行设置在开槽12的两槽壁之间；静铁芯53设置在两永磁体6之间，两永磁体6关于静铁芯53对称设置。

永磁体6的磁阻较大，并联设置相对于串联设置来说，降低了对磁感应强度变化的限制，总磁回路磁阻小，相对应的脱扣过程去磁效率快，有效提升电磁吸力，进一步缩短动铁芯31的动作时间；复位过程能够提升磁通变化率，有效降低复位电压，减少能耗。

图3为磁轭、止位壳和线圈骨架的剖视图。

请参阅图2和图3，线圈组件2包括线圈骨架23，线圈骨架23采用双层的结构，线圈骨架23的中间形成有贯穿该双层结构的第一通孔231，该双层结构包括环绕第一通孔231设置的第一线槽232和第二线槽233；第一线槽232和第二线槽233中分别绕制有漆包线线圈，线圈外表面包裹有绝缘层，该绝缘层包括绝缘纸与绝缘薄膜。第一线槽232中绕制的线圈形成复位线圈21，第二线槽233中绕制的线圈形成脱扣线圈22。

静铁芯组件5的上部从靠近脱扣线圈22的一端穿入第一通孔231中，弹性件4置于第一通孔231中，与第一通孔231的内壁间隔设置，动铁芯组件3从靠近复位线圈21的一端穿入第一通孔231中，可沿第一通孔231上下移动。脱扣器闭合状态下，弹性件4处于压缩状态，并积蓄有当永磁体6去磁后，推动动铁芯组件3向上移动实现脱扣器脱扣的弹力。

如图1-3所示，进一步的，线圈组件2还包括：导向铜套24、线束组件25、金属导体片26和绝缘外壳27。

导向铜套24沿轴向嵌装至第一通孔231中，用于隔离线圈组件2和动铁芯组件3；弹性件4设置于导向铜套24内，并与导向铜套24的内壁间隔设置，其压缩或者伸展均与导向铜套24不产生干涉；动铁芯组件3穿设在导向铜套24内，可沿导向铜套24轴向滑动。进一步的，导向铜套24设置在线圈骨架23的中间，动铁芯组件3和弹性件4与导向铜套24共轴，即动铁芯组件3和弹性件4处于线圈组件2的中间位置，使动铁芯31能够受到稳定的磁力，保证其能够稳定地脱扣和复位。

线束组件25设置在线圈骨架23的外侧，用于固定复位线圈21与脱扣线圈22中引出的导线；复位线圈21和脱扣线圈22中引出的导线分别电连接至金属导体片26中，与电源连接。线圈组件2的外周包裹有绝缘外壳27，用于保证其绝缘性；该绝缘外壳27可以采用塑料等绝缘材料制成。

进一步的，动铁芯组件3包括：动铁芯31、不导磁驱动杆32和铜帽33；动铁芯31滑动连接在导向铜套24的内部，并可沿其轴向运动。本实施例中，动铁芯31为阶梯轴，其上部的外径大于下部的外径，弹性件4套接在动铁芯31的下部，动铁芯31的上部和下部之间形成的阶梯能对弹性件4的端部进行限位，使动铁芯31向下滑动时，能够对弹性件4进行压缩。

动铁芯31可以设置为圆柱状，也可以设置为方形；具体与导向铜套24的形状对应。

动铁芯31的上部设有螺纹孔，不导磁驱动杆32的一端设有与该螺纹孔适配的外螺纹，不导磁驱动杆32具有外螺纹的一端与动铁芯31上的该螺纹孔螺接；使得动铁芯31与不导磁驱动杆32之间的拆装方便，能够根据螺纹孔调节不导磁驱动杆32伸出动铁芯31外的长度或者更换不同长度的不导磁驱动杆32。

铜帽33套接在不导磁驱动杆32的另一端，通过固定螺母34固定在不导磁驱动杆32上。

如图2和3所示，进一步的，磁轭1的顶部开设有适于导向铜套24穿过的第二通孔11；脱扣器还包括止位壳7，止位壳7连接在磁轭1的顶部，覆盖在第二通孔11上；止位壳7与磁轭1之间通过螺钉连接，易于拆装；止位壳7开设有包围第二通孔11的凹槽71以及与第二通孔11相对应的第三通孔72，不导磁驱动杆32穿过第三通孔72与动铁芯31连接；导向铜套24的上端穿出第二通孔11，与凹槽71的槽底抵接，其下端固定在静铁芯组件5上，第三通孔72的孔径小于动铁芯31的径长或宽度，使动铁芯31的上端受限于该凹槽71中。不导磁驱动杆32与动铁芯31共轴，动铁芯31与导向套筒共轴，第三通孔72与不导磁驱动杆32共轴，动铁芯31进行脱扣时，在弹性件4的弹力作用下沿导向铜套24滑动至与凹槽71的槽底接触时停止运动。

一种实施方式中，如图2所示，弹性件4为螺旋弹簧，能够在受压时储存能量，在压力消失时慢慢地释放能量，保证动铁芯31能够平稳地脱扣。

具体的，如图2所示，静铁芯组件5包括固定于磁轭1底部的限位底座51，固定在限位底座51上的永磁限位结构52以及固定在永磁限位结构52上的静铁芯53；永磁限位结构52采用不导磁材料制成，与磁轭1下部的开槽12协同作用，对永磁体6进行限位；静铁芯53的底部开设有螺纹孔，通过螺钉与永磁限位结构52、限位底座51固定连接。

一种实施方式中，静铁芯53的上部呈圆柱状，下部呈方块状；静铁芯53的上部的外径小于下部的宽度，静铁芯53的上部穿入导向铜套24中，导向铜套24的下端限位于静铁芯53的下部。两个永磁体6设置于静铁芯53下部对应的两侧面。值得理解的是，静铁芯53也可以设置为其它形状对称的结构。

进一步的，如图2和图3所示，静铁芯53的中心开设有第一导气孔531，该第一导气孔531轴向贯穿静铁芯53，永磁限位结构52和限位底座51上也开设有与该第一导气孔531连通的过孔，能够有效减少动铁芯31动作过程中的空气阻力。

如图1所示，限位底座51的四个角上形成有向上凸出的定位部511，定位部511上开设有螺孔，磁轭1的对应位置上也开设有螺孔，磁轭1的外侧壁与定位部511的内表面抵接，磁轭1与限位底座51通过螺钉固定，能够将磁轭1稳定地限位于限位底座51上。

正常情况下，在脱扣线圈22中通入正向电流，脱扣线圈22产生的磁通与永磁体6的磁通相抵消，使永磁体6去磁。当螺旋弹簧的正向驱动力大于永磁体6对动铁芯31的剩余永磁力时，动铁芯31在螺旋弹簧的弹力作用下沿导向铜套24运动，当动铁芯31触碰到止位壳7的凹槽71的槽底时，动铁芯31停止运动。

当需要对脱扣器进行复位操作时，在复位线圈21中通入反向电流，利用复位线圈21产生的磁通驱动动铁芯31往小气隙方向(静铁芯53方向)运动，当动铁芯31接触静铁芯53后，复位线圈21断电，螺旋弹簧完成压缩储能，在永磁体6的磁力作用下，螺旋弹簧维持压缩，动铁芯31保持不动，复位过程结束。

综上所述，本实用新型通过采用弹性件4驱动脱扣，能够保持输出力大小稳定，脱扣时间短，成本低；通过设置脱扣线圈22配合弹性件4脱扣以及设置复位线圈21实现复位，提高了脱扣以及复位的效率，结构简单，且不需要设置复杂的机械复位装置；通过将永磁体6设置在静铁芯53的旁侧，避免了动铁芯31运动过程对永磁体6的损坏，两个永磁体6并联在磁路中，使得总磁回路磁阻小，去磁效率快，缩短了动铁芯31的动作时间，复位能耗少。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种永磁脱扣器，其特征在于，包括：

磁轭，内部形成容置空间；

线圈组件，置于所述容置空间中，包括复位线圈和脱扣线圈，所述复位线圈与所述脱扣线圈沿所述线圈组件的轴向依次设置；

动铁芯组件，穿设于所述线圈组件内，可沿所述线圈组件上下移动；

弹性件，穿设于所述线圈组件内，沿所述线圈组件轴向设置，其一端与所述动铁芯组件相抵或固定连接；

静铁芯组件，穿设于所述线圈组件内，与所述弹性件的另一端相抵或固定连接；

永磁体，设置于所述静铁芯组件的外侧，连接于所述线圈组件靠近所述脱扣线圈的一端。

2.根据权利要求1所述的永磁脱扣器，其特征在于，所述永磁体包括两个，对称设置于所述静铁芯组件的两侧。

3.根据权利要求2所述的永磁脱扣器，其特征在于，所述线圈组件包括线圈骨架，所述线圈骨架的中间形成有第一通孔，并环绕所述第一通孔设置有第一线槽和第二线槽；

所述复位线圈置于所述第一线槽中，所述脱扣线圈置于所述第二线槽中；所述静铁芯组件的上部从靠近所述脱扣线圈的一端穿入所述第一通孔中，所述弹性件置于所述第一通孔中，与所述第一通孔的内壁间隔设置，所述动铁芯组件从靠近所述复位线圈的一端穿入所述第一通孔中，可沿所述第一通孔上下移动。

4.根据权利要求3所述的永磁脱扣器，其特征在于，所述线圈组件还包括：

导向铜套，其沿轴向嵌装至所述第一通孔中，所述弹性件设置于所述导向铜套内，并与所述导向铜套的内壁间隔设置，所述动铁芯组件穿设在所述导向铜套内，可沿所述导向铜套轴向滑动；

线束组件，用于固定所述复位线圈与所述脱扣线圈中引出的导线；

金属导体片，分别与所述复位线圈和所述脱扣线圈中引出的导线电连接；

绝缘外壳，包裹在所述线圈组件的外侧。

5.根据权利要求4所述的永磁脱扣器，其特征在于，所述动铁芯组件包括：

动铁芯，滑动连接在所述导向铜套内；

不导磁驱动杆，其一端与所述动铁芯的上部连接；

铜帽，固定在所述不导磁驱动杆的另一端。

6.根据权利要求5所述的永磁脱扣器，其特征在于，所述磁轭的顶部开设有适于所述导向铜套穿过的第二通孔；所述脱扣器还包括止位壳，所述止位壳连接在所述磁轭的顶部，覆盖在所述第二通孔上；所述止位壳开设有包围所述第二通孔的凹槽以及与所述第二通孔相对应的第三通孔，所述不导磁驱动杆穿过所述第三通孔与所述动铁芯连接；所述导向铜套的上端穿出所述第二通孔，与所述凹槽的槽底抵接，其下端固定在所述静铁芯组件上，所述第三通孔的孔径小于所述动铁芯的径长或宽度。

7.根据权利要求1所述的永磁脱扣器，其特征在于，所述弹性件为螺旋弹簧。

8.根据权利要求2所述的永磁脱扣器，其特征在于，所述静铁芯组件包括：

限位底座，固定在所述磁轭的底部；

永磁限位结构，固定在所述限位底座上，用于限位所述永磁体和静铁芯；

静铁芯，固定在所述永磁限位结构中，设置于两个所述永磁体的中间。

9.根据权利要求8所述的永磁脱扣器，其特征在于，所述静铁芯的中心开设有第一导气孔，且底部开设有螺纹孔，通过所述螺纹孔与所述永磁限位结构和限位底座螺接。

10.根据权利要求8所述的永磁脱扣器，其特征在于，所述限位底座的边缘设有向上凸起的定位部，所述定位部分布在所述限位底座的四个角上，其内表面分别与所述磁轭的外侧壁抵接。

Images