CN219832449U - 单稳态永磁操动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单稳态永磁操动机构，包括磁缸、端盖、静铁芯、动铁芯、分合闸线圈绕组和永磁体，磁缸为中空结构体，磁缸的相对两侧均呈开口状；端盖盖合于磁缸的一开口侧，并与磁缸合围形成安装腔室；静铁芯定位内置于安装腔室中，动铁芯自磁缸的另一开口侧活动插置于安装腔室中，且动铁芯还与静铁芯呈相对布置；分合闸线圈绕组定位设置于静铁芯与磁缸内壁之间；永磁体为平板状，并定位设置于静铁芯与端盖内壁之间。该单稳态永磁操动机构具有结构简单合理、小型化，加工工艺简单、加工成本低，节能环保等优点，可很好的应用于高电压、大容量真空断路器中。

Description

单稳态永磁操动机构

技术领域

本实用新型涉及单稳态永磁操动机构技术领域，尤其涉及一种结构小型化、加工简单、节能环保的单稳态永磁操动机构。

背景技术

公知的，永磁操动机构是一种智能选相真空开关结构。这种结构在工作时主要运动部件只有一个，无需机械脱、锁扣装置，故障源少，可靠性较高，且使用寿命长，同时控制分合闸相位，实现同步控制，从而减少了过电压和涌流对系统的冲击，减少了系统保护的投入，提高了系统整体寿命。

单稳态永磁操动机构作为永磁操动机构中的一种类型，其常规结构为：包括导磁壳、静铁芯、动铁芯、拉杆、分合闸线圈绕组和永磁体，其中，所述导磁壳由环体状的磁壁、以及分别固定连接于所述磁壁两端上的上端盖和下端盖组成，所述静铁芯固定设置于所述下端盖内壁上，所述动铁芯活动内置于所述导磁壳中、并与所述静铁芯呈上下相对布置，所述拉杆一端活动穿置于所述导磁壳中、并与所述动铁芯固定连接，所述分合闸线圈绕组定位设于所述磁壁内壁上、并围绕于所述静铁芯上部外，所述永磁体为若干个、并均为瓦形，若干个所述永磁体环列设置于所述磁壁内壁上、并围绕于所述静铁芯下部外。

然而，常规的单稳态永磁操动机构在应用时存在有以下不足之处：①因所述永磁体采用为多个瓦形结构，这不仅会造成永磁操动机构的加工工艺较为繁琐、难度较大、成本较高，还重点会造成永磁操动机构的高度和体积必须做大，进而使其应用的真空断路器的机箱高度及体积增大，从而使永磁操动机构的应用受到制约。②因所述导磁壳由磁壁、上端盖和下端盖组成，且所述动铁芯活动内置于所述导磁壳中。这样在进行分闸操作时，会造成使所述分合闸线圈绕组的用电功耗较大，进而不利于分合闸线圈绕组的使用寿命，以及不能较好满足节能环保的要求。

有鉴于此，特提出本实用新型。

发明内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种单稳态永磁操动机构，其具有结构简单合理、小型化，加工工艺简单、加工成本低，节能环保等优点，可很好的应用于高电压、大容量真空断路器中。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单稳态永磁操动机构，包括磁缸、端盖、静铁芯、动铁芯、分合闸线圈绕组和永磁体，其中，所述磁缸为中空结构体，所述磁缸的相对两侧均呈开口状；所述端盖盖合于所述磁缸的一开口侧，并与所述磁缸合围形成安装腔室；所述静铁芯定位内置于所述安装腔室中，所述动铁芯自所述磁缸的另一开口侧活动插置于所述安装腔室中，且所述动铁芯还与所述静铁芯呈相对布置；所述分合闸线圈绕组定位设置于所述静铁芯与所述磁缸内壁之间；所述永磁体为平板状，并定位设置于所述静铁芯与所述端盖内壁之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述永磁体和所述静铁芯依次叠置于所述端盖内壁上，并通过紧固件与所述端盖固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述静铁芯具有圆环体状的铁芯本体和一圈自所述铁芯本体一端面的外侧周缘并径向朝外延伸形成的支撑部；

所述永磁体为圆形平板状，且所述永磁体的一侧面分别与所述铁芯本体一端面及所述支撑部紧密贴合，所述永磁体的另一侧面与所述端盖内壁紧密贴合。

作为本实用新型的进一步改进，所述永磁体与所述静铁芯呈同中心线布置。

作为本实用新型的进一步改进，所述永磁体的周边缘与所述支撑部的周边缘相齐平。

作为本实用新型的进一步改进，所述磁缸具有圆环体状的缸盖和自所述缸盖外侧周缘并沿平行于所述缸盖中心线的方向延伸形成的缸壁；所述端盖盖合于所述缸壁背向所述缸盖的一侧；另外，所述磁缸与所述静铁芯呈同中心线布置。

作为本实用新型的进一步改进，所述分合闸线圈绕组具有骨架和绕设于所述骨架上的铜漆包线圈，所述骨架定位设置于由所述缸盖、所述缸壁、所述铁芯本体和所述支撑部共同合围成的空间内。

作为本实用新型的进一步改进，所述动铁芯具有圆形板状的连接板、自所述连接板的周侧缘并沿平行于所述连接板中心线的方向延伸形成的工作壁、以及固定连接于所述连接板背向所述工作壁的一侧上的连接头，所述连接头供与该单稳态永磁操动机构的拉杆固定连接，所述工作壁自所述缸盖的内孔活动插置于所述安装腔室中，且所述工作壁背向所述连接板的一侧面能够与所述铁芯本体的另一端面相贴合或分离。

作为本实用新型的进一步改进，所述动铁芯与所述静铁芯呈同中心线布置；且所述工作壁的外侧壁还与所述铁芯本体的外侧壁相齐平。

作为本实用新型的进一步改进，所述磁缸、端盖、静铁芯和动铁芯均采用电工纯铁制成；所述永磁体采用钕铁硼材料制成。

本实用新型的有益效果是：①不同于传统的永磁体侧置式结构，本实用新型通过将所述永磁体设置于所述静铁芯与所述端盖内壁之间，并优控使所述永磁体采用平板状，既大大缩小了永磁操动机构的整体尺寸，又大大提升了永磁操动机构的吸合力；而且还大大简化了永磁操动机构的加工工艺、及降低了加工成本，从而使永磁操动机构能够更好地应用于高电压、大容量真空断路器中。②不同于传统的导磁壳结构及动铁芯内置式结构，本实用新型所用的导磁壳由所述磁缸和所述端盖构成，且所述动铁芯自所述磁缸的另一开口侧活动插置于所述安装腔室中，这样既提升了组装效率，还特别减少了所述分合闸线圈绕组的用电功耗，满足了节能环保要求。

附图说明

图1为本实用新型所述单稳态永磁操动机构的立体结构示意图；

图2为图1所示单稳态永磁操动机构处于第一视角下的侧视结构示意图；

图3为图2所示单稳态永磁操动机构的A-A剖面结构示意图；

图4为图1所示单稳态永磁操动机构处于第二视角下的侧视结构示意图；

图5为图4所示单稳态永磁操动机构的B-B剖面结构示意图；

图6为图1所示单稳态永磁操动机构的局部结构示意图之一(去掉所述磁缸)；

图7为图1所示单稳态永磁操动机构的局部结构示意图之二(去掉所述磁缸和所述分合闸线圈绕组)；

图8为本实用新型所述静铁芯的结构示意图；

图9为本实用新型所述动铁芯的结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1、磁缸；10、缸盖；11、缸壁；2、端盖；3、静铁芯；

30、铁芯本体；31、支撑部；4、动铁芯；40、连接板；41、工作壁；42、连接头；5、分合闸线圈绕组；50、骨架；51、铜漆包线圈；6、永磁体。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

实施例：

请参阅附图1至附图5所示，本实用新型提供了一种单稳态永磁操动机构，其主要包括磁缸1、端盖2、静铁芯3、动铁芯4、分合闸线圈绕组5和永磁体6，其中，所述磁缸1为中空结构体，所述磁缸1的相对两侧均呈开口状；所述端盖2盖合于所述磁缸1的一开口侧，并与所述磁缸1合围形成安装腔室；所述静铁芯3定位内置于所述安装腔室中，所述动铁芯4自所述磁缸1的另一开口侧活动插置于所述安装腔室中，且所述动铁芯4还与所述静铁芯3呈相对布置；所述分合闸线圈绕组5定位设置于所述静铁芯3与所述磁缸1内壁之间；所述永磁体6为平板状，并定位设置于所述静铁芯3与所述端盖2内壁之间。

本实用新型所述单稳态永磁操动机构具有以下优点：①不同于传统的永磁体侧置式结构，本实用新型通过将所述永磁体6设置于所述静铁芯3与所述端盖2内壁之间，并优控使所述永磁体6采用平板状，既大大缩小了永磁操动机构的整体尺寸，又大大提升了永磁操动机构的吸合力；而且还大大简化了永磁操动机构的加工工艺、及降低了加工成本，从而使永磁操动机构能够更好地应用于高电压、大容量真空断路器中。②不同于传统的导磁壳结构及动铁芯内置式结构，本实用新型所用的导磁壳由所述磁缸1和所述端盖2构成，且所述动铁芯4自所述磁缸1的另一开口侧活动插置于所述安装腔室中，这样既提升了组装效率，还特别减少了所述分合闸线圈绕组5的用电功耗，满足了节能环保要求。

以下对本实用新型所述单稳态永磁操动机构的具体结构进行详细说明。

首先，本实用新型为实现所述永磁体6定位设置于所述静铁芯3与所述端盖2内壁之间所采用的结构为：见附图3和附图5所示，所述永磁体6和所述静铁芯3依次叠置于所述端盖2内壁上，并通过紧固件与所述端盖2固定连接。其中，所述紧固件可采用螺钉或铆钉等零件。

进一步优选的，所述静铁芯3所采用的具体结构为：见附图3、附图5、附图7和附图8所示，所述静铁芯3具有圆环体状的铁芯本体30和一圈自所述铁芯本体30一端面的外侧周缘并径向朝外延伸形成的支撑部31。

基于上述静铁芯3结构，所述永磁体6优采用圆形平板状，并且所述永磁体6的一侧面分别与所述铁芯本体30一端面及所述支撑部31紧密贴合，所述永磁体6的另一侧面与所述端盖2内壁紧密贴合。进而可提升所述静铁芯3、所述永磁体6及所述端盖2组装在一起时的稳固性，以及提升所述永磁体6所产生的永久磁力线的均衡性。

更进一步优选的，所述永磁体6与所述静铁芯3呈同中心线布置。所述永磁体6的周边缘与所述支撑部31的周边缘相齐平。

另外，基于上述所述静铁芯3结构及所述静铁芯3与所述端盖2之间的连接结构，本实用新型为实现所述分合闸线圈绕组5定位设置于所述静铁芯3与所述磁缸1内壁之间的结构为：继续见附图3、附图5和附图6所示，所述磁缸1具有圆环体状的缸盖10和自所述缸盖10外侧周缘并沿平行于所述缸盖中心线的方向延伸形成的缸壁11，所述端盖2盖合于所述缸壁11背向所述缸盖10的一侧；所述分合闸线圈绕组5具有骨架50和绕设于所述骨架50上的铜漆包线圈51，所述骨架50定位设置于由所述缸盖10、所述缸壁11、所述铁芯本体30和所述支撑部31共同合围成的空间内，即：所述骨架50的四周侧分别由所述缸盖10、所述缸壁11、所述铁芯本体30和所述支撑部31进行支撑和/或阻挡限制。这种安装固定方式不仅结构简单，且组装快捷、牢靠。

进一步优选的，所述磁缸1与所述静铁芯3呈同中心线布置。相应的，所述分合闸线圈绕组5亦与所述磁缸1及所述静铁芯3呈同中心线布置。

另外，本实用新型所述动铁芯4采用的具体结构为：见附图3、附图5、附图6、附图7和附图9所示，所述动铁芯4具有圆形板状的连接板40、自所述连接板40的周侧缘并沿平行于所述连接板40中心线的方向延伸形成的工作壁41、以及固定连接于所述连接板40背向所述工作壁41的一侧上的连接头42，所述连接头42供与该单稳态永磁操动机构的拉杆(图中未示出)固定连接，所述工作壁41自所述缸盖10的内孔活动插置于所述安装腔室中，且所述工作壁41背向所述连接板40的一侧面能够与所述铁芯本体30的另一端面相贴合或分离。

进一步优选的，所述动铁芯4与所述静铁芯3呈同中心线布置；且所述工作壁41的外侧壁还与所述铁芯本体30的外侧壁相齐平。结合于所述动铁芯4与所述磁缸1的组装方式，可大大减少所述分合闸线圈绕组5的用电功耗，满足了节能环保要求。

此外，在本实用新型专利中，所述磁缸1、端盖2、静铁芯3和动铁芯4均采用电工纯铁制成；所述永磁体6采用钕铁硼材料制成。

本实用新型还提供了所述单稳态永磁操动机构的工作原理，具体为：

1)当所述分合闸线圈绕组5未得电时，先借由外力推动所述拉杆、并进而带动所述动铁芯4朝向所述静铁芯3运动，直至所述工作壁41一侧面与所述铁芯本体30的另一端面相贴合(即到达合闸位置)，停止施加外力，所述动铁芯4与所述静铁芯3之间的吸合状态通过所述永磁体6产生的永磁吸合力得到永久性保持，即使得所述动铁芯4与所述静铁芯3吸合保持在合闸位置。

2)当所述分合闸线圈绕组5得电后，所述分合闸线圈绕组5产生的电磁场与所述永磁体6产生的永磁场相反，再结合该单稳态永磁操动机构的分闸弹簧提供的弹力，可带动使所述动铁芯4背向所述静铁芯3运动，即实现所述动铁芯4与所述静铁芯3分离。在这个分离过程中，所述分合闸线圈绕组5的用电功耗小(主因为减少了永磁吸合力)、温升小，从而使得其使用寿命长，满足节能环保的要求。

综上所述，本实用新型所述单稳态永磁操动机构具有结构简单合理、小型化，加工工艺简单、加工成本低，节能环保等优点，可很好的应用于高电压、大容量真空断路器中。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种单稳态永磁操动机构，其特征在于：包括磁缸(1)、端盖(2)、静铁芯(3)、动铁芯(4)、分合闸线圈绕组(5)和永磁体(6)，其中，

所述磁缸(1)为中空结构体，所述磁缸(1)的相对两侧均呈开口状；所述端盖(2)盖合于所述磁缸(1)的一开口侧，并与所述磁缸(1)合围形成安装腔室；

所述静铁芯(3)定位内置于所述安装腔室中，所述动铁芯(4)自所述磁缸(1)的另一开口侧活动插置于所述安装腔室中，且所述动铁芯(4)还与所述静铁芯(3)呈相对布置；

所述分合闸线圈绕组(5)定位设置于所述静铁芯(3)与所述磁缸(1)内壁之间；所述永磁体(6)为平板状，并定位设置于所述静铁芯(3)与所述端盖(2)内壁之间。

2.根据权利要求1所述的单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述永磁体(6)和所述静铁芯(3)依次叠置于所述端盖(2)内壁上，并通过紧固件与所述端盖(2)固定连接。

3.根据权利要求2所述的单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述静铁芯(3)具有圆环体状的铁芯本体(30)和一圈自所述铁芯本体(30)一端面的外侧周缘并径向朝外延伸形成的支撑部(31)；

所述永磁体(6)为圆形平板状，且所述永磁体(6)的一侧面分别与所述铁芯本体(30)一端面及所述支撑部(31)紧密贴合，所述永磁体(6)的另一侧面与所述端盖(2)内壁紧密贴合。

4.根据权利要求3所述的单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述永磁体(6)与所述静铁芯(3)呈同中心线布置。

5.根据权利要求3所述的单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述永磁体(6)的周边缘与所述支撑部(31)的周边缘相齐平。

6.根据权利要求3所述的单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述磁缸(1)具有圆环体状的缸盖(10)和自所述缸盖(10)外侧周缘并沿平行于所述缸盖中心线的方向延伸形成的缸壁(11)；所述端盖(2)盖合于所述缸壁(11)背向所述缸盖(10)的一侧；

另外，所述磁缸(1)与所述静铁芯(3)呈同中心线布置。

7.根据权利要求6所述的单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述分合闸线圈绕组(5)具有骨架(50)和绕设于所述骨架(50)上的铜漆包线圈(51)，所述骨架(50)定位设置于由所述缸盖(10)、所述缸壁(11)、所述铁芯本体(30)和所述支撑部(31)共同合围成的空间内。

8.根据权利要求6所述的单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述动铁芯(4)具有圆形板状的连接板(40)、自所述连接板(40)的周侧缘并沿平行于所述连接板(40)中心线的方向延伸形成的工作壁(41)、以及固定连接于所述连接板(40)背向所述工作壁(41)的一侧上的连接头(42)，所述连接头(42)供与该单稳态永磁操动机构的拉杆固定连接，所述工作壁(41)自所述缸盖(10)的内孔活动插置于所述安装腔室中，且所述工作壁(41)背向所述连接板(40)的一侧面能够与所述铁芯本体(30)的另一端面相贴合或分离。

9.根据权利要求8所述的单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述动铁芯(4)与所述静铁芯(3)呈同中心线布置；且所述工作壁(41)的外侧壁还与所述铁芯本体(30)的外侧壁相齐平。

10.根据权利要求1所述的单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述磁缸(1)、端盖(2)、静铁芯(3)和动铁芯(4)均采用电工纯铁制成；所述永磁体(6)采用钕铁硼材料制成。