CN2560088Y - 分闸缓冲储能式永磁操动机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的分闸缓冲储能式永磁操动机构，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分闸缓冲储能结构。旨在解决已有技术不能缓冲动铁芯分闸时对机构的冲击震动问题。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)，与动铁芯下端相接的分闸弹簧(11)，分别与动铁芯上下端相连的上导杆(1)和下导杆(13)，在动铁芯的上方有缓冲储能弹簧(3)。适用于与高低压真空断路器配套使用。
Description
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分闸缓冲储能结构。
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。其中非对称型永磁操动机构由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的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。但是由于合、分操作时运动方向处的气隙减少，磁铁吸力快速增加，动铁芯运动产生巨大的机械冲击震动，对永磁机构的紧固件和断路器造成严重影响。而上述的永磁操动机构的分闸弹簧能缓冲动铁芯合闸时的机械冲击震动，而手分弹簧由于安装在弹簧座中，而弹簧座又固连在上磁轭上而不能缓冲动铁芯分闸时对机构的冲击震动。
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缓冲动铁芯分闸时的机构冲击震动的分闸缓冲储能式永磁操动机构。
本实用新型在已有的永磁操动机构的基础上，采用在分闸磁路端设置动铁芯的缓冲储能弹簧来实现其目的。
本实用新型的分闸缓冲储能式永磁操动机构(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)，与动铁芯下端相接的分闸弹簧(11)，分别与动铁芯上下端相连的上导杆(1)和下导杆(13)，在动铁芯的上方有缓冲储能弹簧(3)。缓冲储能弹簧可以在动铁芯上方，位于动铁芯端面的中心部、中部、周缘部，可以是一个，也可以是均匀分布的多个。可以在动铁芯与上磁轭之间。也可以在动铁芯与磁分路块之间。
上述的缓冲储能弹簧(3)可以呈螺旋弹簧形，套于上导杆(1)外，位于环形的磁分路块(4)的贯通形的中心孔(14)中并向下伸出中心孔。缓冲储能弹簧也可以是片弹簧。
上述的缓冲储能弹簧(3)可以是下端与动铁芯(9)连接，而上端为自由端。可以是上端与上磁轭(2)连接，而下端为自由端。也可以两端都是自由端。此外，缓冲储能弹簧的上端也可以与磁分路块连接。
上述的磁分路块(4)的中心孔(14)的下端有内台阶孔(15)，有套于上导杆(1)外、断面呈U形、上端的外台阶(16)与上述内台阶孔呈悬挂式的接触、下端伸出中心孔(14)的环形的滑动挡板(6)，上述的缓冲储能弹簧(3)的下端与滑动挡板接触。
本实用新型的缓冲储能弹簧的结构与现有技术相比较，当动铁芯在冲击到缓冲储能弹簧时，缓冲储能弹簧受压变形而起到缓冲作用，如果动铁芯保持在分闸位置则缓冲储能弹簧储存冲击能量，当动铁芯开始向下运动时，缓冲储能弹簧的释放能量使动铁芯加速运动。因此，本分闸缓冲储能式永磁操动机构具有能有效吸收分闸时对永磁机构和断路器产生的巨大的机械冲击、减小震动，减少由于频繁机械冲击震动对永磁机构和断路器零件及其紧固件造成的磨损，提高永磁机构和断路器的机械寿命的优点。同时，具有能储存吸收的冲击能，在动铁芯合闸运动时释放储存的能量使动铁芯加速运动的优点。
本实用新型的缓冲储能弹簧的结构与分闸弹簧配合，具有既能减小分、合闸时的机械冲击震动，又能减小合闸功的优点。从而可以减小合分闸线圈的安匝数，使永磁操动机构线圈骨架和体积减小，与方形永磁操动机构相比，其占用的空间减小了一半，而合闸锁扣需要的保持力却增加至5000N以上。
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分闸缓冲储能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的分闸缓冲储能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
本实用新型的一种分闸缓冲储能式永磁操动机构，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。
上述的磁分路块4中心部位有中心孔14，中心孔的下端有内台阶15。在中心孔中有下端伸出中心孔14的环形的滑动挡板6，采用通常的非磁性材料制成，以便进一步减小动铁芯在上部吸合面受到的吸力。滑动挡板套于上导杆1外、断面呈U形、上端有与内台阶孔15的台阶形状对应的外台阶，外台阶与内台阶孔15呈悬挂式的接触。在中心孔中安装有缓冲储能弹簧3，缓冲储能弹簧呈螺旋弹簧形，上端与上磁轭接触，下端与滑动挡板的内底面接触。
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，缓冲储能弹簧则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向下运动，同时缓冲储能弹簧释放储存的冲击能，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和连杆的压簧20二者的储能大于合闸保持力，使动铁芯9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 (5)
1、一种分闸缓冲储能式永磁操动机构，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)，与动铁芯下端相接的分闸弹簧(11)，分别与动铁芯上下端相连的上导杆(1)和下导杆(13)，其特征在于动铁芯的上方有缓冲储能弹簧(3)。
2、根据权利要求1所述的分闸缓冲储能式永磁操动机构，其特征在于所说的缓冲储能弹簧(3)呈螺旋弹簧形，套于上导杆(1)外，位于环形的磁分路块(4)的贯通形的中心孔(14)中并向下伸出中心孔。
3、根据权利要求2所述的分闸缓冲储能式永磁操动机构，其特征在于所说的缓冲储能弹簧(3)的下端与动铁芯(9)连接。
4、根据权利要求2所述的分闸缓冲储能式永磁操动机构，其特征在于所说的缓冲储能弹簧(3)的上端与上磁轭(2)连接。
5、根据权利要求2所述的分闸缓冲储能式永磁操动机构，其特征在于所说的磁分路块(4)的中心孔(14)的下端有内台阶孔(15)，有套于上导杆(1)外、断面呈U形、上端的外台阶(16)与上述内台阶孔呈悬挂式的接触、下端伸出中心孔(14)的环形的滑动挡板(6)，所说的缓冲储能弹簧(3)的下端与滑动挡板接触。
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