CN2550893Y - 动铁芯防旋转式永磁操动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型的动铁芯防旋转式永磁操动机构，涉及供配电器件，特别是高低压真空断路器的非对称永磁操动机构的动铁芯的结构。旨在解决已有技术动铁芯旋转的问题。本永磁操动机构包含筒形的外磁轭(5)及其上端的上磁轭(2)和下端的下磁轭(12)，外磁轭内上端的磁分路块(4)和下端的合分闸线圈(10)，外磁轭中部依次内套的永久磁铁(8)和内磁轭(7)，合分闸线圈内套有动铁芯(9)，与动铁芯上下端分别相接的弹簧(3)和分闸弹簧(11)，分别与动铁芯上下端相连的上导杆(1)和下导杆(13)，在动铁芯和内磁轭间有沿轴向的槽轨式的导向结构。适用于与高低压真空断路器配套使用。

Description

动铁芯防旋转式永磁操动机构

技术领域

本实用新型涉及供配电器件，特别是高低压真空断路器的非对称永磁操动机构的动铁芯的结构。

背景技术

已有的低压、高压断路器的操动机构主要采用弹簧操动机构，随着技术进步弹簧操动机构虽然越来越精巧，但是构成弹簧操动机构的大量零件却没有减少，断路器的故障随零件数量的增加而增多，故障统计表明断路器的机械故障占很大比例。随着NdFeb合金永久磁铁的大量应用，已研制出永磁操动机构(PMA)。永磁操动机构的结构可分为对称型和非对称型，还可以按磁路形式分为单稳态和双稳态、形状有方形和圆形。其中非对称型圆形永磁操动机构由圆筒形的外磁轭及其上端的上磁轭和下端的下磁轭，外磁轭内上端的磁分路块和下端的合分闸线圈，外磁轭中部依次内套的永久磁铁和内磁轭，合分闸线圈内套呈滑动配合的圆柱形的动铁芯，分别与动铁芯上下端相接的手分弹簧和分闸弹簧，分别与动铁芯上下端相连的上导杆和下导杆构成。使用时将下导杆与断路器的动触头相连。这种永磁操动机构通过合分闸线圈中的电流励磁产生的反向磁场就可以控制动铁芯运动来带动下导杆运动使断路器完成分、合闸操作。由于这种永磁操动机构用磁路的磁力锁扣代替弹簧操动机构的机械锁扣，因此结构简化，故障率低，可靠性高。但是圆形永磁操动机构经过几百次的机械分合操作，圆柱形的动铁芯在内磁轭中会发生旋转，从而带动上下导杆旋转，而下导杆的旋转会使断路器的智能控制器的传感器探头不能采集到目标，进而降低断路器动作的可靠性。

实用新型内容

鉴于上述，本实用新型的目的在于提供一种能防止动铁芯旋转的动铁芯防旋转式永磁操动机构。

本实用新型在已有的永磁操动机构的基础上，采用在动铁芯和内磁轭间设置沿轴向的槽轨式的导向结构来实现其目的。

本实用新型的动铁芯防旋转式永磁操动机构(参见附图)，包含筒形的外磁轭(5)及其上端的上磁轭(2)和下端的下磁轭(12)，外磁轭内上端的磁分路块(4)和下端的合分闸线圈(10)，外磁轭中部依次内套的永久磁铁(8)和内磁轭(7)，合分闸线圈内套有动铁芯(9)，与动铁芯上下端分别相接的弹簧(3)和分闸弹簧(11)，分别与动铁芯上下端相连的上导杆(1)和下导杆(13)，在动铁芯和内磁轭间有沿轴向的槽轨式的导向结构。

上述的槽轨式的导向结构可以有在动铁芯的外周面上向外凸的导轨(15)和在内磁轭的内周与导轨相吻合的导槽(14)。

上述的槽轨式的导向结构可以有在动铁芯的外周面上向内凹的导槽和在内磁轭内周与导轨相吻合的导轨。

上述的导轨(15)和导槽(14)的断面可以呈矩形，或燕尾形，或半圆形。

本实用新型与现有技术相比较，内磁轭与动铁芯间的导轨导槽式的导向结构，使动铁芯在导向结构的约束下，只能作沿轴向的运动，而不能旋转，因此本永磁操动机构具有防止动铁芯旋转的优点，从而能提高断路器动作的可靠性。

本实用新型适用于与高低压真空断路器配套使用。

下面，再用实施例及其附图对本实用新型作进一步地说明。

附图说明

图1是本实用新型的一种动铁芯防旋转式永磁操动机构的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3图1的动铁芯防旋转式永磁操动机构与断路器配装的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实用新型的一种动铁芯防旋转式永磁操动机构，如附图所示。

本实施例的永磁操动机构，参见图1、2，有通常的硅钢片叠装构成的和钢制整体结构的圆筒形的外磁轭5，在外磁轭的上端和下端分别有用螺钉连接或焊接连接的上磁轭2和下磁轭12，从而分别封闭外磁轭的上下端口。在外磁轭内腔的上端有与上磁轭吸合的圆环形的磁分路块4。在磁分路块的中心孔的下端用台阶式结构呈悬挂式的安装有环形的滑动挡板6，滑动挡板中安装有螺旋形的弹簧3。在外磁轭内腔的下端固定安装有用线圈骨架绕制的合分闸线圈10。外磁轭内腔的中部紧接合分闸线圈用通常结构套装有由四块圆弧形的永磁体组合成的圆筒形的永久磁铁8。永久磁铁采用稀土永磁材料NdFeb合金制成。永久磁铁的内腔也用通常结构套装有圆筒形的内磁轭7。在永久磁铁和内磁轭上端与磁分路块下端间留有适当的间隙。在内磁轭和合分闸线圈内腔装有纵断面呈T形的圆柱台阶形的动铁芯9。在动铁芯下端面制有向上凹入的圆环形的弹簧槽，在下磁轭的上端面制有向下凹入的圆环形的弹簧槽。两者的弹簧槽大小相同，安装分闸弹簧11。在动铁芯的上下端用螺纹结构分别呈同轴线的连接有圆杆形的上导杆1和下导杆13。上导杆和下导杆分别贯穿上磁轭和下磁轭的中心轴孔而伸出，并以此两轴孔为上下运动的导向孔。

上述的内磁轭7的内周，沿轴向制有在圆周上均匀分布的两条断面呈矩形的导槽14。在动铁芯9的外周面制有两条分别与导槽对应吻合且外凸的导轨15。构成动铁芯和内磁轭间沿轴向的槽轨式的导向结构。此外，应使动铁芯的外表面与内磁轭内表面呈气隙配合。由于外磁轭5内表面与永久磁铁8的外表面紧密吸合，永久磁铁8的内表面与内磁轭7的外表面紧密吸合，所以内磁轭被牢牢固定不能旋转。因此，动铁芯在导向结构的约束下只能作纵向运动而不能旋转。

本永磁操动机构在合闸位置时由永久磁铁8，通过外磁轭5、下磁轭12、动铁芯9、内磁轭7形成合闸磁路将动铁芯锁定在合闸位置。在分闸位置时由永久磁铁8、外磁轭5、上磁轭2、动铁芯9、内磁轭7形成分闸磁路将动铁芯锁定在分闸位置。形成磁路的磁力锁扣。

本永磁操动机构与断路器的真空开关管16配装时，参见图3，将下导杆13经杠杆式结构的拐臂17、连杆18与断路器的动触头19连接。

本永磁操动机构与断路器配合时的动作过程：

当断路器需要分闸时，外加电流对合分闸线圈10励磁产生与合闸磁路相反的磁场，减小合闸位置锁扣的保持力，同时分闸弹簧11和断路器连杆18中的压簧20储能释放，使动铁芯9在导槽14和导轨15的约束下向上运动，下端产生气隙，合闸保持力迅速减小，而上端的气隙减小形成的磁路产生的吸力增大，使动铁芯9向上加速运动，压缩弹簧3缓冲动铁芯的冲击并储存冲击能直到与磁分路块4吸合，形成闭合的分闸磁路，将动铁芯在分闸位置磁力锁扣。同时通过连杆18带动动触头19下行，与静触头21分离到额定开距。

当断路器需要合闸时，外加电流对合分闸线圈10励磁产生足够大的磁力使动铁芯9在导槽14和导轨15的约束下向下运动，同时弹簧3释放储存的冲击能，上端产生气隙，分闸保持力迅速减小，而下端的气隙减小形成的磁路产生的吸力增大，使动铁芯向下加速运动，对分闸弹簧11储能，连杆中的压簧20储能直到动铁芯与下磁轭12吸合，形成闭合的合闸磁路，将动铁芯在合闸位置磁力锁扣。同时通过连杆18带动动触头19上行，与静触头21闭合。

当需要进行手动自主分闸脱扣时，此时动铁芯9处于合闸位置，手动操纵解除永磁体机构外部装置对磁分路块的锁扣(图中未表示)，此时磁分路块4下滑与外磁轭5、永久磁铁8、内磁轭7、动铁芯9形成一个与动铁芯9下部磁路相反的磁路，抵消一部分磁通，减小合闸保持力，这时储能的分闸弹簧11和连杆的压簧20二者的储能大于合闸保持力，使动铁芯9在导槽14和导轨15的约束下向上运动，下端的气隙增大，上端的气隙减小，上端形成的磁路产生的吸力增大，使动铁芯9带动磁分路块4加速向上运动直到与上磁轭2吸合，形成闭合的分闸磁路，将动铁芯在分闸位置磁力锁扣，同时磁分路块被永磁机构外部装置机械锁扣，再通过下导杆13、拐臂17、连杆18带动动触头19下行，与静触头21分离到额定开距。

Claims (4)

1、一种动铁芯防旋转式永磁操动机构，包含筒形的外磁轭(5)及其上端的上磁轭(2)和下端的下磁轭(12)，外磁轭内上端的磁分路块(4)和下端的合分闸线圈(10)，外磁轭中部依次内套的永久磁铁(8)和内磁轭(7)，合分闸线圈内套有动铁芯(9)，与动铁芯上下端分别相接的弹簧(3)和分闸弹簧(11)，分别与动铁芯上下端相连的上导杆(1)和下导杆(13)，其特征在于动铁芯和内磁轭间有沿轴向的槽轨式的导向结构。

2、根据权利要求1所述的动铁芯防旋转式永磁操动机构，其特征在于所说的槽轨式的导向结构有在动铁芯的外周面上向外凸的导轨(15)和在内磁轭的内周与导轨相吻合的导槽(14)。

3、根据权利要求1所述的动铁芯防旋转式永磁操动机构，其特征在于所说的槽轨式的导向结构有在动铁芯的外周面上向内凹的导槽和在内磁轭内周与导轨相吻合的导轨。

4、根据权利要求2或3所述的动铁芯防旋转式永磁操动机构，其特征在于所说的导轨(15)和导槽(14)的断面呈矩形、或燕尾形、或半圆形。

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