CN2310377Y - 高压开关柜磁力双稳态操作装置 - Google Patents

高压开关柜磁力双稳态操作装置 Download PDF

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本实用新型涉及一种利用电磁力驱动永磁力保持的磁力双稳态操作装置。由上、下极靴、电磁线圈、钕铁硼永久磁钢、衔铁、筒形轭铁等组成。其主要结构特点是在永久磁钢的外侧即筒形轭铁的两端装有两组电磁线圈,两线圈产生的电磁通按串联连接。和现有技术相比的优点是结构简单,省掉了复杂的联锁机械装置,制造成本低、能耗低、可靠性高等优点。适用于电力系统110V以下开关(框)中作为分、合闸的操作机构。

Description

高压开关柜磁力双稳态操作装置
本实用新型涉及一种电力高压开关柜磁力双稳态操作装置,属于电力设备制造领域,是一种利用电磁力驱动,永磁力保持的磁力双稳态操作装置,适用于电力系统110KV以下开关(柜)中作为分、合闸操作机构。
目前电力高压开关及开关柜中用于分合闸的操作机构大致可以分为两类:一类是利用是磁铁作驱动力,再配一套复杂的机械传动与联锁装置来实现分、合闸;另一类是利用力矩电机经变速后再配合一套复杂的弹簧贮能与机械联锁装置来完成分、合闸。它们的缺点是用于分合闸的操作机构结构繁杂,不但制作成本高,可靠性差,而且耗能也大。
本实用新型的设计目的在于推出一种高压开关柜磁力双稳态操作装置,即利用电磁力与永磁力来实现双稳态动作,省掉目前广泛使用的复杂联锁机械装置,从而简化操作机构,降低生产成本,减少能耗,并提高可靠性。
本实用新型的设计目的可以通过以下技术方案得以实现:即高压开关柜磁力双稳态操作装置由上极靴1、电磁线圈2、电磁线圈3、轴4、衔铁5、下极靴6、钕铁硼磁钢7、筒形轭铁8组成。上极靴1、下极靴2分别装于筒形轭铁8的两端,装有衔铁5的轴4通过上极靴1、下极靴2装于筒形轭铁8的中央,钕铁硼磁钢7装在筒形轭铁8的中部,电磁线圈2、电磁线圈3分别对称地装在钕铁硼磁钢7的两端。同时电磁线圈2和电磁线圈3产生的电磁通以串联方式连接。
本实用新型的设计优点是:第一、结构简单,省掉了目前广泛使用的复杂联锁机械装置,从而大大简化了操作机构,使另件数量由原装置的上百种简化为本设计的一种,提高了操作机构的可靠性。本设计工作时,只需一个宽度小于100ms的电脉冲驱动,其后由永久磁铁的永磁力保持其动作后的位置,能耗低,可靠性高。第二、由于本实用新型的磁路系统为并联式,具有数率高,电磁磁通对永久磁钢不产生退磁作用,因此具有永磁力稳定的优点。
附图及图面说明如下:
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型的安装使用状态示意图;
其中:
1-上极靴    2、3-电磁线圈    4-轴
5-衔铁      6-下极靴    7-钕铁硼磁钢
8-筒形轭铁  9-高压开关  10-直角杠杆
11-推拉连杆 12-磁力驱动双稳态操作装置
实施例:本说明书第五部分并结合附图1-2已经描述了本实用新型的实施例。故这里不再重复。下边介绍本实用新型的工作原理,以对实施例的补充。即永久磁钢产生的永磁通经筒形轭铁、两极靴、衔铁形成闭合磁路,而这闭环中只有衔铁可沿轴向自由运动,永磁力不可能使衔铁正好停留在中点,它必然要在永磁力作用下向一端运动,并与极靴闭合,而此时另一端极靴与衔铁的间隙增至最大,此时两端磁阻相差很大,所以永久磁钢产生的磁通几乎全部在闭合端形成独立闭合回路,使衔铁与极靴间产生大于100kg的吸力,此力即是开关分、合闸动作后的保持力。
在永久磁钢的外侧即筒形轭铁的两端装有两组电磁线圈,两线圈产生的电磁通按串联连接。当开关需作合闸操作时,由外部控制电路(或人工手动)给出合闸信号,合闸接触器的两组触点控制合闸电流正向流入该装置的两个电磁线圈,线圈产生的磁通对于极靴与衔铁有气隙的一头是与永久磁钢产生的磁通方向一致的,而对于二者无气隙的闭合端来讲则磁通方向是相反的,因而在有气隙端极靴与衔铁之间产生很强吸力,拉动衔铁向极靴快速移动,此时衔铁端部的连杆可将力传至开关,完成合闸操作。电磁线圈产生的吸力大于100kg,当衔铁运动到与极靴闭合后,电磁线圈的电流被外部辅助触点断开,电磁力消失,此后衔铁将在永久磁钢的永磁力作用下稳定可靠的保持在合闸状态。
当需作分闸操作时,外部控制电路(或人工手动)给出分闸信号,分闸接触器触点将电流反向与两电磁线圈接通,产生反向磁通,从而产生了整个与合闸过程相反的分闸操作过程。
总之,由于本实用新型是以一个简单可行的装置代替了当前使用的复杂操作系统,因而可靠性大大提高,在寿命期内(一万次)不需维护。本设计需要的能耗很低,抗干扰能力强,对使用环境要求不高。该装置中只有衔铁一种零件产生机械运动,与目前使用的具有几十种零件参与运动的操作系统相比更具有可靠性是显而易见的。

Claims (2)

1、一种高压开关柜磁力双稳态操作装置,其特征在于:
a、由上极靴(1)、电磁线圈(2)(3)、轴(4)、衔铁(5)、下极靴(6)、钕铁硼磁钢(7)、筒形轭铁(8)组成;
b、上极靴(1)、下极靴(2)分别装于筒形轭铁(8)的两端,装有衔铁(5)的轴(4)通过上极靴(1)、下极靴(2)装于筒形轭铁(8)的中央,钕铁硼磁钢(7)装在筒形轭铁(8)的中部,电磁线圈(2)、电磁线圈(3)分别对称地装在钕铁硼磁钢(7)的两端。
2、根据权利要求1所述的高压开关柜磁力双稳态操作装置,其特征在于:电磁线圈(2)和电磁线圈(3)产生的电磁通按串联连接。
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