JP4770640B2 - Electromagnetic actuator - Google Patents

Electromagnetic actuator Download PDF

Info

Publication number
JP4770640B2
JP4770640B2 JP2006227135A JP2006227135A JP4770640B2 JP 4770640 B2 JP4770640 B2 JP 4770640B2 JP 2006227135 A JP2006227135 A JP 2006227135A JP 2006227135 A JP2006227135 A JP 2006227135A JP 4770640 B2 JP4770640 B2 JP 4770640B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plunger
closing
permanent magnet
tripping
magnetic flux
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006227135A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008053387A (en
Inventor
和彦 堀越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP2006227135A priority Critical patent/JP4770640B2/en
Publication of JP2008053387A publication Critical patent/JP2008053387A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4770640B2 publication Critical patent/JP4770640B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electromagnets (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

本発明は、開閉装置用電磁操作器に関する。   The present invention relates to an electromagnetic operating device for a switchgear.

遮断器、断路器、開閉器等の開閉装置には、遮断又は投入動作をするための操作器が備え付けられており、その操作器には、電動バネ、油圧式及び空気式などの種類がある。   Switching devices such as circuit breakers, disconnectors, switches, etc. are equipped with an operating device for performing a breaking or closing operation, and there are various types of operating devices such as an electric spring, a hydraulic type and a pneumatic type. .

これらの操作器は、部品数が多く、リンク機構が複雑になるために製造コストが高い。そのため、リンク機構を簡素化した操作器として、例えば、投入動作と同時に蓄積された遮断バネを、励磁コイルを貫通するプランジャ(可動鉄芯)により開放して接点を解離する電磁操作器が提案されている(特許文献1)。また、投入動作用コイル及び遮断動作用コイルを貫通するプランジャにより、投入及び遮断動作を行うプランジャ型電磁操作器が提案されている(特許文献2)。このように、励磁コイルとプランジャとから構成され、かつ、励磁コイルが生じる磁束と、プランジャ内の渦電流により生じる磁束との反発によりプランジャを移動させることを原理とするプランジャ型電磁石は、励磁コイルとプランジャとの間のギャップが長い状態で大きな磁力を有する。   These operating devices have a large number of parts and a complicated link mechanism, and thus the manufacturing cost is high. For this reason, as an operation device that simplifies the link mechanism, for example, an electromagnetic operation device is proposed in which the interrupting spring accumulated at the same time as the closing operation is released by a plunger (movable iron core) that penetrates the excitation coil to disengage the contact. (Patent Document 1). In addition, a plunger type electromagnetic actuator that performs a closing operation and a blocking operation using a plunger that penetrates the closing operation coil and the blocking operation coil has been proposed (Patent Document 2). As described above, the plunger type electromagnet composed of the excitation coil and the plunger and having the principle of moving the plunger by the repulsion between the magnetic flux generated by the excitation coil and the magnetic flux generated by the eddy current in the plunger is an excitation coil. And a large magnetic force with a long gap between the plunger and the plunger.

さらに、この長ギャップ状態で大きな磁力を発生するプランジャ型電磁石を、動作開始直後の長ギャップ状態で利用し、短ギャップ状態で大きな磁力を発生する平板型電磁石を、動作完了直前の短ギャップ状態で利用する電磁操作器が提案されている(特許文献3)。   Furthermore, the plunger type electromagnet that generates a large magnetic force in the long gap state is used in the long gap state immediately after the start of the operation, and the plate type electromagnet that generates a large magnetic force in the short gap state is used in the short gap state immediately before the completion of the operation. An electromagnetic actuator to be used has been proposed (Patent Document 3).

また、プランジャ動作開始時に、遅延励磁コイルを用いて、吸引励磁コイルが発生する磁束を打ち消す磁束を発生させ、吸引励磁コイル内に配置されるプランジャに飽和磁束密度近傍まで磁束を溜め込むことで、吸引励磁コイルの小型化を図る遅延型電磁石装置が提案されている(特許文献4)。図1に示すように、この吸引励磁コイル101は、このコイル101の最大磁気力(飽和磁束密度近傍で発生する磁気力)を発生させるために遅延励磁コイル102により吸引励磁コイル101の移動を妨げ、プランジャ103の吸引動作を遅延させ、吸引励磁コイル101の最大磁気力でプランジャ103を吸引するものである。   In addition, at the start of plunger operation, a delayed excitation coil is used to generate a magnetic flux that cancels the magnetic flux generated by the attractive excitation coil, and the magnetic flux is accumulated to the vicinity of the saturation magnetic flux density in the plunger arranged in the attractive excitation coil. A delay type electromagnet device for reducing the size of an exciting coil has been proposed (Patent Document 4). As shown in FIG. 1, this attraction excitation coil 101 prevents the attraction excitation coil 101 from being moved by the delay excitation coil 102 in order to generate the maximum magnetic force (magnetic force generated near the saturation magnetic flux density) of the coil 101. The attraction operation of the plunger 103 is delayed, and the plunger 103 is attracted by the maximum magnetic force of the attraction exciting coil 101.

さらに、開路バネ201と、開路コイル202、閉路コイル203、アーマチュア204、及び永久磁石205を用いた電磁アクチュエータが提案されている(特許文献5及び6)。図2に示すように、この電磁アクチュエータは、開路時には、アーマチュア204の位置を開路バネ201で保持しているが、閉路コイル203が励磁すると、閉路コイル203及び永久磁石205の磁気力により、アーマチュア204が移動し、閉路状態となり、永久磁石205で閉路状態を維持する。   Furthermore, an electromagnetic actuator using an open spring 201, an open coil 202, a closed coil 203, an armature 204, and a permanent magnet 205 has been proposed (Patent Documents 5 and 6). As shown in FIG. 2, this electromagnetic actuator holds the position of the armature 204 by the open spring 201 when the circuit is opened. However, when the closing coil 203 is excited, the armature is driven by the magnetic force of the closing coil 203 and the permanent magnet 205. 204 is moved to enter a closed state, and the closed state is maintained by the permanent magnet 205.

特開平5−234475号公報JP-A-5-234475 特表平10−505940号公報Japanese National Patent Publication No. 10-505940 特開2002−217026号公報JP 2002-2107026 A 特開2005−353321号公報JP 2005-353321 A 特開2002−270423号公報JP 2002-270423 A 特開2005−79009号公報JP 2005-79909 A

しかし、このような従来のプランジャ型、平板型、プランジャ平板併用型の電磁石、永久磁石、及びバネを採用した電磁操作器は、いずれも6kVクラス未満の真空遮断器用の操作器であり、投入又は引きはずし動作時に、10mm程度のストローク長を有するものである。しかし、例えばガス遮断器や6kVクラス以上の電圧階級の高い真空遮断器では、その特性から遮断部の極間を50mm以上とする必要がある。したがって、電磁操作器を、ガス遮断器や6kVクラス以上の電圧階級の高い真空遮断器に適用する場合、動作ストロークの延長や、操作力の増大が必要となるため、従来の電磁操作器には、以下のような課題がある。   However, electromagnetic actuators employing such conventional plunger type, flat plate type, plunger flat plate combined type electromagnets, permanent magnets, and springs are all operating devices for vacuum circuit breakers of less than 6 kV class. It has a stroke length of about 10 mm during the peeling operation. However, for example, in a gas circuit breaker or a vacuum circuit breaker having a high voltage class of 6 kV class or more, it is necessary to set the gap between the circuit breakers to 50 mm or more because of its characteristics. Therefore, when applying an electromagnetic actuator to a gas circuit breaker or a vacuum circuit breaker with a high voltage class of 6 kV or higher, it is necessary to extend the operation stroke and increase the operating force. There are the following problems.

動作ストロークを延長し、かつ、引きはずし操作力を向上させるために、車のサスペンションのように引きはずしバネを大きくする必要があり、例えば、図2に示すような開路バネ201をさらに大型化する必要がある。しかし、このようなバネの大形化により、電磁操作器が大型化してしまい、電磁操作器を組み込む開閉装置の大形化の要因となる。   In order to extend the operation stroke and improve the tripping operation force, it is necessary to increase the tripping spring like a car suspension. For example, the open spring 201 shown in FIG. 2 is further enlarged. There is a need. However, such an increase in the size of the spring increases the size of the electromagnetic operating device, which increases the size of the switchgear incorporating the electromagnetic operating device.

また、このような引きはずしバネの大形化により、投入操作に大きな磁気力を必要とし、かつ、投入完了後の投入位置保持力を必要とする。このような投入位置保持のために、例えば、図2に示すような永久磁石を大形化する必要になる。投入位置保持のための永久磁石の大形化は、電圧階級の高い真空遮断器等に必要とされる大きな引きはずし操作力に加えて、永久磁石の磁気力を超える引きはずし操作力が必要になる。   Further, due to such an increase in the size of the tripping spring, a large magnetic force is required for the closing operation, and a closing position holding force after the closing is required. In order to maintain such an insertion position, for example, it is necessary to increase the size of a permanent magnet as shown in FIG. To increase the size of the permanent magnet to maintain the closing position, in addition to the large tripping force required for high voltage class vacuum circuit breakers, etc., the tripping force exceeding the magnetic force of the permanent magnet is required. Become.

さらに、上述のような操作力の向上により、投入又は引きはずしで生じるプランジャのストッパ等への衝突に際して発生する衝撃力が、永久磁石を破損させ、永久磁石を減磁する。   Further, due to the improvement of the operation force as described above, the impact force generated upon the collision of the plunger with the stopper or the like caused by the insertion or removal breaks the permanent magnet and demagnetizes the permanent magnet.

また、引きはずし操作に必要なバネの特性は、引きはずし開始時に大きな復元力が必要となるが、引きはずし終了時は、衝撃力の低減を図るために復元力を小さくする等のような特性が必要となり、そのような特性は、単なる線形のバネ係数を有するバネでは実現できない。   In addition, the spring characteristics required for the tripping operation require a large restoring force at the start of the tripping, but at the end of the tripping, characteristics such as reducing the restoring force to reduce the impact force. Such a characteristic cannot be realized by a spring having a simple linear spring coefficient.

投入位置保持のための永久磁石の大形化は、メンテナンス時に、各部品を永久磁石の磁力から引きはずすための大きな力が必要となる。そのような大きな力は、人力では不可能であるため、簡易にメンテナンスを行うことができなくなる。   Increasing the size of the permanent magnet for holding the input position requires a large force for separating each component from the magnetic force of the permanent magnet during maintenance. Since such a large force is impossible with human power, maintenance cannot be easily performed.

したがって、本発明は、上記課題を解決することを目的とするものである。   Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems.

以上の課題を解決するために、本発明に係る電磁操作器は、開閉装置の遮断又は投入方向に移動可能に保持されたシャフトに接続されるプランジャと、プランジャの周囲に配置され、かつ、プランジャを投入方向に電磁力で移動させる投入コイルと、プランジャの周囲及び投入コイルの遮断方向側に配置され、かつ、プランジャを投入位置に保持する永久磁石の磁気回路を切り替えることで遮断方向に移動させる引きはずしコイルと、投入及び引きはずしコイルの外周面を覆うヨークと、プランジャの投入方向の移動を止める呼び鉄と、プランジャに対して遮断方向に復元力を有し、かつ、ヨークの遮断方向の端部に配置される複数のスプリングと、ヨーク及び呼び鉄の間に配置される永久磁石であって、該永久磁石は、投入動作完了時にプランジャ、ヨーク、呼び鉄に投入動作完了時永久磁石磁束を生じる永久磁石と、プランジャの周囲を囲み、投入及び引きはずしコイルの間に配置され、かつ、ヨーク及び/又はプランジャとの間にギャップを有するリング状磁性体であって、該リング状磁性体は、引きはずし動作開始時に、引きはずしコイルの起磁力により生じる引きはずし開始時磁束の経路をプランジャ、ヨークと共に構成し、かつ、該引きはずし開始時磁束により、投入動作完了時永久磁石磁束から変更される引きはずし開始時永久磁石磁束の経路をプランジャ、ヨーク、呼び鉄と共に構成するリング状磁性体とを提供する。   In order to solve the above-described problems, an electromagnetic operating device according to the present invention includes a plunger connected to a shaft held so as to be movable in the direction of closing or closing the opening / closing device, a plunger arranged around the plunger, and the plunger Is moved by the electromagnetic force in the closing direction, and is moved in the blocking direction by switching the magnetic circuit of the permanent magnet which is arranged around the plunger and on the closing direction side of the closing coil and holds the plunger in the closing position. A tripping coil, a yoke that covers the outer peripheral surface of the closing and releasing coils, a nominal iron that stops the movement of the plunger in the closing direction, a restoring force in the blocking direction with respect to the plunger, and the yoke in the blocking direction A plurality of springs arranged at the end, and a permanent magnet arranged between the yoke and the nominal iron, the permanent magnet being pushed when the closing operation is completed. A permanent magnet that generates a permanent magnet magnetic flux when the closing operation is completed in the nanger, yoke, and nominal iron, and the periphery of the plunger, is arranged between the closing and releasing coils, and a gap is formed between the yoke and / or the plunger. A ring-shaped magnetic body having a tripping magnetic flux path formed by a magnetomotive force of a tripping coil together with a plunger and a yoke at the start of the tripping operation; and Provided is a ring-shaped magnetic body that configures a path of a starting permanent magnet magnetic flux changed from a permanent magnet magnetic flux when a closing operation is completed by a starting magnetic flux together with a plunger, a yoke, and a nominal iron.

さらに、本発明に係る電磁操作器においては、リング状磁性体は、投入動作開始時に、投入コイルおよび永久磁石の起磁力によりプランジャ、リング状磁性体、ヨークを通る第1の投入開始時磁束の経路、および、プランジャ、リング状磁性体、ヨーク、呼び鉄を通る第2の投入開始時磁束の経路を構成することができる。   Furthermore, in the electromagnetic operating device according to the present invention, the ring-shaped magnetic body has a first magnetic flux at the start of starting that passes through the plunger, the ring-shaped magnetic body, and the yoke by the magnetomotive force of the closing coil and the permanent magnet when the closing operation is started. The path and the path of the second start-up magnetic flux passing through the plunger, the ring-shaped magnetic body, the yoke, and the nominal iron can be configured.

また、本発明に係る電磁操作器においては、複数のスプリングは、同じバネ係数の組毎にシャフトの周囲に対向配置され、かつ、バネ係数は、2種類以上にすることができる。   Moreover, in the electromagnetic operating device according to the present invention, the plurality of springs are arranged opposite to each other around the shaft for each group of the same spring coefficient, and the spring coefficient can be two or more types.

さらに、本発明に係る電磁操作器においては、プランジャの遮断方向側は平板部であり、投入動作完了時は、該平板部がヨークと接触することができ、また、電磁操作器は、ヨーク及び呼び鉄を固定する非磁性体の固定板と、ヨークと呼び鉄の間に挿入可能な引きはずしリングと、を有し、固定板および引きはずしリングは、永久磁石が形成する投入動作完了時永久磁石磁束を、固定板の周りのヨーク及び呼び鉄からなる引きはずしリング挿入時永久磁石磁束を構成することができる。   Further, in the electromagnetic operating device according to the present invention, the blocking direction side of the plunger is a flat plate portion, and when the closing operation is completed, the flat plate portion can come into contact with the yoke. A non-magnetic fixing plate for fixing the nominal iron and a tripping ring that can be inserted between the yoke and the nominal iron. The fixing plate and the tripping ring are permanent when the closing operation formed by the permanent magnet is completed. The magnet magnetic flux can constitute a permanent magnet magnetic flux when a tripping ring made of a yoke and a nominal iron around the fixed plate is inserted.

また、本発明に係る電磁操作器においては、投入又は引きはずし動作終了時にプランジャが生ずる衝撃力を緩衝するための緩衝器を、シャフトの周囲に配置することができる。   In the electromagnetic operating device according to the present invention, a shock absorber for buffering the impact force generated by the plunger at the end of the closing or pulling operation can be disposed around the shaft.

さらに、本発明に係る電磁操作器においては、開閉装置の遮断又は投入方向に移動可能に保持されたシャフトに接続された補助プランジャと、補助プランジャに対して遮断方向に復元力を有する復帰スプリングと、補助プランジャを投入方向に電磁力で移動させるための投入補助コイルと、有することができる。   Furthermore, in the electromagnetic operating device according to the present invention, an auxiliary plunger connected to the shaft held so as to be movable in the shut-off or closing direction of the switchgear, and a return spring having a restoring force in the shut-off direction with respect to the auxiliary plunger The auxiliary plunger can be provided for moving the auxiliary plunger in the closing direction by electromagnetic force.

本発明によれば、電磁操作器において、ヨーク及び/又はプランジャとの間にギャップを有し、かつ、投入及び引きはずしコイルの間に配置されるリング状磁性体であって、該リング状磁性体は、引きはずし動作開始時に、引きはずしコイルの起磁力によりプランジャ、リング状磁性体、ヨークを通る引きはずし開始時磁束の経路、および、永久磁石の起磁力によりプランジャ、リング状磁性体、ヨーク、呼び鉄を通る引きはずし開始時永久磁石磁束の経路を構成するリング状磁性体と、を有するので、投入保持力の低下を生じさせ、遮断動作の迅速化、引きはずしバネ、引きはずしコイルの小型化を可能にする。
つまり、引きはずし時には、引きはずしコイル直下に該リングを有するため、引きはずしコイル周囲の磁気回路長が短くなり、引きはずしコイルの電流の立ち上がりが早くなるとともに、高速に磁気回路を引きはずし完了時磁束と、引きはずし終了時永久磁石磁束に切り分けすることができ、プランジャ平板部での永久磁石の磁束の打消しが効率化する。
According to the present invention, in the electromagnetic actuator, there is provided a ring-shaped magnetic body having a gap between the yoke and / or the plunger and disposed between the input and release coils, the ring-shaped magnetic body. When the tripping operation starts, the plunger, ring-shaped magnetic body, the path of magnetic flux passing through the yoke by the magnetomotive force of the tripping coil, and the plunger, ring-shaped magnetic body, yoke by the magnetomotive force of the permanent magnet , And a ring-shaped magnetic body that constitutes the path of the permanent magnet magnetic flux at the start of tripping through the nominal iron, causing a decrease in the holding force, speeding up the shut-off operation, tripping spring, tripping coil Enables miniaturization.
In other words, at the time of tripping, the ring has the ring directly under the tripping coil, so the magnetic circuit length around the tripping coil is shortened, the rise of the current of the tripping coil is accelerated, and the magnetic circuit is removed at high speed when completed. The magnetic flux can be divided into the permanent magnet magnetic flux at the end of the tripping, and the cancellation of the magnetic flux of the permanent magnet at the plunger flat plate portion becomes efficient.

さらに、本発明によれば、リング状磁性体は、投入動作開始時に、投入コイルおよび永久磁石の起磁力によりプランジャ、リング状磁性体、ヨークを通る第1の投入開始時磁束の経路、および、プランジャ、リング状磁性体、ヨーク、呼び鉄を通る第2の投入開始時磁束の経路を構成するリング状磁性体であるので、投入開始時にリング状磁性体に形成される磁束経路により、磁気抵抗を低減することで、投入動作の迅速化と、投入コイルの小型化を可能にする。   Further, according to the present invention, the ring-shaped magnetic body is configured such that, at the start of the closing operation, the first winding start magnetic flux path passing through the plunger, the ring-shaped magnetic body, the yoke by the magnetomotive force of the closing coil and the permanent magnet, and Since it is a ring-shaped magnetic body that constitutes a second magnetic flux path at the start of insertion through the plunger, ring-shaped magnetic body, yoke, and nominal iron, the magnetic resistance formed by the magnetic flux path formed in the ring-shaped magnetic body at the start of injection This makes it possible to speed up the closing operation and reduce the size of the closing coil.

また、本発明によれば、引きはずし操作力を向上させるために、バネ係数の異なる複数のスプリングを有し、引きはずし開始時に大きな復元力を、引きはずし終了時に、衝撃力の低減を図るために復元力を小さくする特性を有することができる。   In addition, according to the present invention, in order to improve the tripping operation force, a plurality of springs having different spring coefficients are provided, and a large restoring force is provided at the start of tripping, and an impact force is reduced at the end of tripping. It can have the characteristic of reducing the restoring force.

さらに、本発明によれば、プランジャの遮断方向側は平板部であり、投入動作完了時は、該平板部がヨークと接触することで、磁気抵抗を下げることができる。   Furthermore, according to the present invention, the blocking direction side of the plunger is a flat plate portion, and when the closing operation is completed, the flat plate portion comes into contact with the yoke, so that the magnetic resistance can be lowered.

電磁操作器は、さらに、投入又は引きはずし動作終了時にプランジャが生ずる衝撃力を緩衝するための緩衝器により、永久磁石への衝撃力を緩衝することができる。   The electromagnetic actuator can further buffer the impact force to the permanent magnet by a shock absorber for buffering the impact force generated by the plunger at the end of the closing or pulling operation.

また、投入終了時に、永久磁石の起磁力によりヨークと呼び鉄の間に磁気回路を生じさせる引きはずしリングにより、各部品を永久磁石の磁気力から自由にすることで、人力でプランジャを引きはずすことができる。   In addition, at the end of loading, the plunger is pulled by human power by releasing each component from the magnetic force of the permanent magnet by a pulling ring that creates a magnetic circuit between the yoke and the nominal iron by the magnetomotive force of the permanent magnet. be able to.

さらに、バネの小型化により長手方向の長さを最小限にすることで、この長手方向の短縮化によるスペースに、予備投入コイルを設けることで、投入又は引きはずし動作の信頼性を上げることが可能である。   Furthermore, by minimizing the length in the longitudinal direction by reducing the size of the spring, by providing a spare coil in the space resulting from the shortening in the longitudinal direction, it is possible to increase the reliability of the closing or pulling operation. Is possible.

本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図3は、本発明の一実施形態による電磁操作器の断面図を示す。図3の左側は、投入状態にある電磁操作器を示し、右側は、遮断状態にある電磁操作器を示す。   FIG. 3 shows a cross-sectional view of an electromagnetic actuator according to an embodiment of the present invention. The left side of FIG. 3 shows the electromagnetic actuator in the on state, and the right side shows the electromagnetic operator in the cutoff state.

本発明の一実施形態による電磁操作器30は、投入コイル6と、引きはずしコイル7と、投入コイル6及び引きはずしコイル7を収納するボビン8と、投入コイル6と引きはずしコイル7の中間に配置される磁性体のリング16と、ボビン8の中心軸上に沿って磁気力により移動するプランジャ(可動鉄芯)10と、ボビン8の中心軸にあり開閉部と連結されるシャフト1と、シャフト1を中心に貫通させ磁気力によりプランジャ10の吸引を行う呼び鉄2と、投入コイル6及び引きはずしコイル7の上下面及び外周面を覆うように設けられるヨーク(固定鉄芯)9と、ヨーク上面に配置される引きはずしバネ11と、引きはずしバネ11をプランジャに固定するバネケース12と、呼び鉄2及びヨーク9の間に配置される永久磁石5と、プランジャ10を遮断位置に止めるためのストッパ14と、ストッパ14とヨーク9を連結するストッパ押さえ15と、を有する。   The electromagnetic actuator 30 according to one embodiment of the present invention includes a closing coil 6, a tripping coil 7, a bobbin 8 that houses the closing coil 6 and the tripping coil 7, and a middle between the closing coil 6 and the tripping coil 7. A magnetic ring 16 disposed; a plunger (movable iron core) 10 that moves by a magnetic force along the central axis of the bobbin 8; and a shaft 1 that is connected to the opening / closing portion on the central axis of the bobbin 8; A nominal iron 2 that penetrates around the shaft 1 and attracts the plunger 10 by magnetic force, a yoke (fixed iron core) 9 provided so as to cover the upper and lower surfaces and the outer peripheral surface of the closing coil 6 and the releasing coil 7; A tripping spring 11 arranged on the upper surface of the yoke, a spring case 12 for fixing the tripping spring 11 to the plunger, a permanent magnet 5 arranged between the nominal iron 2 and the yoke 9, and a pusher With a stopper 14 for stopping Nja 10 to the blocking position, the stopper pressing member 15 for connecting the stopper 14 and the yoke 9, a.

また、電磁操作器30は、呼び鉄2及びヨーク9の間に、呼び鉄2とヨーク9を固定する固定板4と、永久磁石5を取り外すために使用する引きはずしリング3と、を有する。さらに、電磁操作器30は、引きはずし(遮断)時のプランジャ10がストッパ14に衝突する際の衝撃を緩衝するために、プランジャ10には緩衝器13が備え付けられる。   Further, the electromagnetic operating device 30 includes a fixing plate 4 for fixing the nominal iron 2 and the yoke 9 and a trip ring 3 used for removing the permanent magnet 5 between the nominal iron 2 and the yoke 9. Further, the electromagnetic actuator 30 is provided with a shock absorber 13 in order to buffer an impact when the plunger 10 collides with the stopper 14 at the time of tripping (blocking).

図3の左側で示される投入状態の電磁操作器においては、プランジャ10は、呼び鉄2と接触して投入位置に配置される。このとき、永久磁石5の磁気力により、プランジャ10は呼び鉄2に引き付けられて、引きはずしバネ11は、縮められている。   In the electromagnetic actuator in the input state shown on the left side of FIG. 3, the plunger 10 is placed in the input position in contact with the nominal iron 2. At this time, the plunger 10 is attracted to the nominal iron 2 by the magnetic force of the permanent magnet 5, and the tripping spring 11 is contracted.

遮断時には、引きはずしコイル7が励磁することでプランジャ10内に発生する磁気力と、引きはずしバネ11の復元力により、プランジャ10が図3の右側に示すように遮断位置に移動する。   At the time of shut-off, the plunger 10 moves to the shut-off position as shown on the right side of FIG. 3 by the magnetic force generated in the plunger 10 by exciting the tripping coil 7 and the restoring force of the tripping spring 11.

また、投入状態に戻す場合は、永久磁石5の磁気力に加えて、引きはずしコイル7の巻線と逆方向に巻線した投入コイル6が励磁することでプランジャ10内に発生する磁気力により、プランジャ10を投入位置に戻す。   When returning to the closed state, in addition to the magnetic force of the permanent magnet 5, the magnetic force generated in the plunger 10 is excited by exciting the closing coil 6 wound in the opposite direction to the winding of the tripping coil 7. Return the plunger 10 to the closing position.

ボビン8は、投入コイル6及び引きはずしコイル7が励磁することでプランジャ10内に発生する磁気力により、効率的にプランジャ10内の磁束を増加させるために、透磁率の高い物質で構成されるのが好ましい。例えば、そのような物質として、フェノール樹脂等のプラスチックがある。   The bobbin 8 is made of a material having a high magnetic permeability in order to efficiently increase the magnetic flux in the plunger 10 by the magnetic force generated in the plunger 10 by exciting the closing coil 6 and the tripping coil 7. Is preferred. For example, as such a substance, there is a plastic such as a phenol resin.

図4は、本発明の一実施形態による電磁操作器の上面図を示す。図示のように、電磁操作器30は、6つの引きはずしバネ11と、2つの緩衝器13をそれぞれ対向配置でバネケース12に配置する。   FIG. 4 shows a top view of an electromagnetic actuator according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the electromagnetic operating device 30 arranges the six tripping springs 11 and the two shock absorbers 13 in the spring case 12 so as to face each other.

従来は、引きはずし操作力を向上させるために、車のサスペンションのように引きはずしバネを大きくする必要があったが、図示のように、復元力の小さな小型のバネ(従来使用されるバネに比べて長さ:1/4〜1/6、径:1/2〜1/4)を複数個有することにより、長手方向の長さを最小限にすると共に大きな引きはずし操作力を発生させることが可能となる。これにより、電磁操作器の小型化、ならびに、それを備える電圧階級の高い開閉装置の小型化も可能になる。   Conventionally, in order to improve the tripping force, it has been necessary to increase the tripping spring like a car suspension. However, as shown in the figure, a small spring with a small restoring force (a conventional spring is used). Compared with length: 1/4 to 1/6, diameter: 1/2 to 1/4), the length in the longitudinal direction is minimized and a large pulling operation force is generated. Is possible. As a result, it is possible to reduce the size of the electromagnetic actuator and the switchgear having a high voltage class including the electromagnetic actuator.

また、6つの引きはずしバネ11は、バネ係数又は自由バネ長が異なる少なくとも2〜3種類のバネに分けられる。このように、線形のバネ係数を有するバネを複数種類備えることにより、引きはずし開始時や、引きはずし完了時に比較的バネ係数を大きくすることで、プランジャ10がストッパ14に当たる時の衝撃力の低減を図ること等が可能となり、これにより、投入又は引きはずしで生じるプランジャのストッパや呼び鉄等への衝突に際して生ずる衝撃力による永久磁石の減磁を回避することが可能となる。   The six tripping springs 11 are divided into at least two to three types of springs having different spring coefficients or free spring lengths. In this way, by providing a plurality of types of springs having a linear spring coefficient, the spring force is reduced when the plunger 10 hits the stopper 14 by relatively increasing the spring coefficient at the start of the trip or at the completion of the trip. Accordingly, it is possible to avoid demagnetization of the permanent magnet due to an impact force generated at the time of a collision with a plunger stopper, a nominal iron, or the like, which is caused by insertion or withdrawal.

さらに、バネ係数の同じバネを複数個対向又は等配配置とすることで、異なるバネ係数のバネを配置した場合でも、バネの変位によるシャフトの水平方向への変位を抑えることも可能である。   Furthermore, by disposing a plurality of springs having the same spring coefficient oppositely or evenly, it is possible to suppress displacement of the shaft in the horizontal direction due to the displacement of the spring even when springs having different spring coefficients are arranged.

このように、複数のバネ11と緩衝器13がバネケース12によりプランジャ10と小型・一体(ユニット)化される。また、引きはずしバネ11は、異線形コイルスプリングを複数本使用することにより、短圧縮で高いバネ係数が得られる。さらに、バネの本数、バネ長、線径、巻径を個々に自由に組合せて、数本のバネをトータルに最適なバネ係数を容易に得ることができる。   Thus, the plurality of springs 11 and the shock absorber 13 are made small and integrated (unit) with the plunger 10 by the spring case 12. Further, the tripping spring 11 can obtain a high spring coefficient with a short compression by using a plurality of heterolinear coil springs. Furthermore, by combining the number of springs, the spring length, the wire diameter, and the winding diameter individually, it is possible to easily obtain an optimal spring coefficient for several springs in total.

図5は、本発明の一実施形態による電磁操作器における電磁操作器投入完了時又は電磁操作器投入開始時の磁束を示す図である。図5の左側は、電磁操作器投入完了時における投入コイル非励磁状態の磁束を示し、図5の右側は、電磁操作器投入開始時における投入コイル励磁状態の磁束を示す。   FIG. 5 is a diagram showing a magnetic flux at the completion of the electromagnetic actuator input or at the start of the electromagnetic actuator input in the electromagnetic actuator according to the embodiment of the present invention. The left side of FIG. 5 shows the magnetic flux in the non-excited state when the electromagnetic actuator is turned on, and the right side of FIG. 5 shows the magnetic flux in the turned-on coil excitation state when the electromagnetic actuator is started.

図5左側の電磁操作器投入完了時では、投入コイル6が非励磁であるため、永久磁石5の起磁力により、投入動作完了時永久磁石磁束17が流れる。この磁気回路では、プランジャ10の平板部分及びヨーク9の磁気抵抗は小さいが、リング16は、プランジャ10及びヨーク9に対してわずかなエアギャップがあるため、リング16を経由する経路の磁気抵抗は相対的に非常に高い。このため、投入動作完了時永久磁石磁束17は、リング16を流れずプランジャ10の平板部分、ヨーク9及び呼び鉄2を流れる。   When the electromagnetic actuator is turned on on the left side of FIG. 5, since the making coil 6 is not excited, the permanent magnet magnetic flux 17 flows when the making operation is completed due to the magnetomotive force of the permanent magnet 5. In this magnetic circuit, the magnetic resistance of the flat plate portion of the plunger 10 and the yoke 9 is small, but since the ring 16 has a slight air gap with respect to the plunger 10 and the yoke 9, the magnetic resistance of the path through the ring 16 is Relatively very high. For this reason, when the closing operation is completed, the permanent magnet magnetic flux 17 does not flow through the ring 16 but flows through the flat plate portion of the plunger 10, the yoke 9 and the nominal iron 2.

図5右側の電磁操作器投入開始時では、投入コイル6が励磁されているため、永久磁石5及び投入コイル6が起磁力を発生し、投入開始時磁束18が流れる。この磁気回路では、図5左側のようにプランジャ10の平板部分が呼び鉄2と接触する部分が無いため、エアギャップのあるリング16を介した磁気回路と、プランジャ10とヨーク9のみを介した磁気回路からなる回路を、投入開始時磁束18が流れる。この永久磁石5及び投入コイル6による磁気力が、引きはずしバネ11を縮めながら、プランジャ10を動かし、プランジャ10を投入位置に戻し、プランジャ10と呼び鉄2が接触すると、投入動作は完了し、図5左側に示すように投入コイル6を非励磁状態にする。   Since the closing coil 6 is energized at the start of charging the electromagnetic actuator on the right side of FIG. 5, the permanent magnet 5 and the closing coil 6 generate magnetomotive force, and the closing start magnetic flux 18 flows. In this magnetic circuit, there is no portion where the flat plate portion of the plunger 10 is in contact with the nominal iron 2 as shown in the left side of FIG. 5, so that the magnetic circuit via the ring 16 with an air gap and only the plunger 10 and the yoke 9 are used. A magnetic flux 18 flows through a circuit composed of a magnetic circuit at the start of charging. The magnetic force generated by the permanent magnet 5 and the closing coil 6 moves the plunger 10 while contracting the tripping spring 11, returns the plunger 10 to the closing position, and when the plunger 10 and the nominal iron 2 come into contact, the closing operation is completed. As shown on the left side of FIG. 5, the closing coil 6 is brought into a non-excited state.

従来は、例えば図1に示すように、投入コイル6と引きはずしコイル7の間の経路は、最大磁気力を発生させるため、互いの磁束を打ち消すために使用されており、そのため遮断又は投入動作に遅延を生じていた。しかし、本発明の電磁操作器では、リング16により、投入開始時にリング16を介した磁気回路を構成することにより、磁気抵抗を低減し、同じ起磁力でより大きな磁束及び磁気力を発生させることができ、結果として、投入速度の高速化が可能になる。   Conventionally, for example, as shown in FIG. 1, the path between the making coil 6 and the tripping coil 7 has been used to cancel each other's magnetic flux in order to generate the maximum magnetic force, so that the shut-off or making operation is performed. Was causing a delay. However, in the electromagnetic operating device according to the present invention, the magnetic circuit via the ring 16 is configured by the ring 16 at the start of charging, thereby reducing the magnetic resistance and generating larger magnetic flux and magnetic force with the same magnetomotive force. As a result, the input speed can be increased.

また、図2に示すように、従来は、電圧階級の高い開閉装置に適用するために必要な操作力増大、スピードアップ、ストロークの増大にためには、引きはずしバネの大形化が必要となり、それにより投入操作力の向上が必要であったが、リング16により、投入開始時にリング16を介した磁気回路を構成することにより、磁気抵抗を低減し、同じ起磁力でより大きな磁束及び磁気力を発生させることができ、これにより、投入コイル6の小型化が可能になる。さらに、磁気抵抗の低減は、投入コイル6に流れる電流の立ち上がり時間を短縮化し、磁束漏れ等を最小限に抑えること等により、投入動作のためのエネルギーの低減にもなる。   In addition, as shown in FIG. 2, conventionally, in order to increase the operating force, speed up, and increase the stroke required for application to a switchgear with a high voltage class, it is necessary to enlarge the tripping spring. Therefore, it is necessary to improve the closing operation force. However, the ring 16 forms a magnetic circuit via the ring 16 at the start of closing, thereby reducing the magnetic resistance and increasing the magnetic flux and magnetism with the same magnetomotive force. A force can be generated, whereby the closing coil 6 can be reduced in size. Further, the reduction of the magnetic resistance also reduces the energy for the making operation by shortening the rise time of the current flowing through the making coil 6 and minimizing the magnetic flux leakage.

図6は、本発明の一実施形態による電磁操作器における電磁操作器引きはずし開始時又は電磁操作器引きはずし完了時の磁束を示す図である。図6の左側は、電磁操作器引きはずし開始時における引きはずしコイル励磁状態の磁束を示し、図6の右側は、電磁操作器引きはずし完了時における引きはずしコイル励磁状態の磁束を示す。   FIG. 6 is a diagram showing the magnetic flux at the start of the electromagnetic actuator tripping or at the completion of the electromagnetic actuator tripping in the electromagnetic actuator according to the embodiment of the present invention. The left side in FIG. 6 shows the magnetic flux in the tripping coil excitation state at the start of the electromagnetic actuator tripping, and the right side in FIG. 6 shows the magnetic flux in the tripping coil excitation state at the completion of the electromagnetic actuator tripping.

図6左側の電磁操作器引きはずし開始時では、引きはずしコイル7が励磁されるが、永久磁石5も磁気力を発生しているため、引きはずしコイル7はリング16を介した経路に、引きはずし開始時磁束19が発生する。一方、図5左側で示した電磁操作器投入完了時の永久磁石5が起磁力による投入動作完了時永久磁石磁束17は、引きはずし開始時磁束19の生成により、リング16を経由する引きはずし開始時永久磁石磁束20に変更される。この永久磁石の磁気回路は、エアギャップを介した回路となるため、磁気抵抗が大きく、そのため引きはずし開始時永久磁石磁束20は、投入動作完了時永久磁石磁束17と比べて磁束密度が低下し、それにより、投入位置保持の磁気力が低下する。よって、引きはずしコイル7の励磁により、引きはずしの磁気力が発生し、同時に、永久磁石5による投入位置保持の磁気力が低減することで、引きはずしコイル7による磁気力と、引きはずしバネ11の復元力により、引きはずし操作が開始する。そして、この開始時永久磁石磁束の経路は、引きはずし動作終了時においても同じ経路を通過する引きはずし終了時永久磁石磁束22となり、このとき、呼び鉄2とプランジャ10間の大きなエアギャップにより、永久磁石5の磁気力は、引きはずしバネ11の復元力と比較して十分に小さいため、引きはずし位置が引きはずしバネ11によって維持される。   At the start of tripping of the electromagnetic actuator on the left side of FIG. 6, the tripping coil 7 is excited. However, since the permanent magnet 5 also generates magnetic force, the tripping coil 7 is placed in a path via the ring 16. Magnetic flux 19 is generated at the start of removal. On the other hand, as shown in the left side of FIG. 5, the permanent magnet magnetic flux 17 when the permanent magnet 5 at the time of completion of the electromagnetic actuator insertion completion by the magnetomotive force is completed is started to be released via the ring 16 by the generation of the magnetic flux 19 at the start of the separation. The permanent magnet magnetic flux 20 is changed. Since the magnetic circuit of this permanent magnet is a circuit through an air gap, the magnetic resistance is large, so that the permanent magnet magnetic flux 20 at the start of tripping has a lower magnetic flux density than the permanent magnet magnetic flux 17 at the time of closing operation. Thereby, the magnetic force for holding the closing position decreases. Therefore, the magnetic force of the tripping is generated by the excitation of the tripping coil 7, and at the same time, the magnetic force of holding position by the permanent magnet 5 is reduced, so that the magnetic force by the tripping coil 7 and the tripping spring 11 are reduced. The tripping operation starts with the restoring force of. Then, the path of the permanent magnet magnetic flux at the start becomes the permanent magnet magnetic flux 22 at the end of trip that passes through the same path even at the end of the trip operation. At this time, due to the large air gap between the nominal iron 2 and the plunger 10, Since the magnetic force of the permanent magnet 5 is sufficiently smaller than the restoring force of the tripping spring 11, the tripping position is maintained by the tripping spring 11.

このように、引きはずしコイル7の起磁力は、リング16を介した引きはずし開始時磁束19により、磁気回路を短く構成し磁気抵抗を低減することで大きな引きはずしの磁気力を発生することに加え、永久磁石5によるプランジャ10のヨーク9への磁束経路を、投入動作完了時永久磁石磁束17から引きはずし開始時永久磁石磁束20へ変更させることで、永久磁石5による投入位置保持の磁気力を低減させる。   In this way, the magnetomotive force of the tripping coil 7 is generated by the magnetic flux 19 at the start of tripping via the ring 16 to generate a large tripping magnetic force by shortening the magnetic circuit and reducing the magnetic resistance. In addition, the magnetic force of the permanent magnet 5 to the yoke 9 of the plunger 10 is removed from the permanent magnet magnetic flux 17 when the closing operation is completed and changed to the permanent magnet magnetic flux 20 at the start, so Reduce.

これにより、図2に示すように、従来は、高圧の開閉装置に適用するために必要な操作力増大、スピードアップ、ストロークの増大のためには、引きはずしバネの大形化が必要となり、投入完了後の投入位置を保持する磁石の大形化と、それにより引きはずしの操作力の向上が必要であったが、リング16で発生する引きはずしコイル7の励磁による磁束19により、永久磁石5の磁束経路を変更することにより投入位置保持の磁気力を弱めることで、引きはずしの操作力を少なくすることが可能にする。   Thus, as shown in FIG. 2, conventionally, in order to increase the operating force, speed up, and increase the stroke required to be applied to a high-pressure switchgear, it is necessary to increase the size of the trip spring. Although it was necessary to increase the size of the magnet that holds the closing position after completion of the closing and to improve the operating force of the releasing, the permanent magnet is generated by the magnetic flux 19 generated by the excitation of the releasing coil 7 generated in the ring 16. By changing the magnetic flux path 5, the magnetic force for holding the closing position is weakened, thereby making it possible to reduce the operating force for tripping.

また、図1に示すように、従来は、投入コイル6と引きはずしコイル7の間の経路は、最大磁気力を発生させるために、互いの磁束を打ち消すために使用されており、そのため遮断又は投入動作に遅延を生じていたが、本発明の電磁操作器では、リング16で発生する引きはずしコイル7の励磁による磁束19により、永久磁石5の磁束経路を変更することにより投入位置の操作力を瞬時に弱めることで、引きはずし動作時間を短くすることが可能になる。さらに、永久磁石5による磁気力の低減がもたらす動作時間の短縮化は、磁束漏れ等を少なくさせ、引きはずし動作のためのエネルギー低減にもなる。   Also, as shown in FIG. 1, conventionally, the path between the closing coil 6 and the tripping coil 7 has been used to cancel each other's magnetic flux in order to generate the maximum magnetic force, so that it can be blocked or Although a delay has occurred in the closing operation, in the electromagnetic operating device of the present invention, the operating force at the closing position is changed by changing the magnetic flux path of the permanent magnet 5 by the magnetic flux 19 generated by the excitation of the tripping coil 7 generated in the ring 16. It is possible to shorten the tripping operation time by instantly weakening. Further, the shortening of the operation time caused by the reduction of the magnetic force by the permanent magnet 5 reduces the leakage of magnetic flux and the like, and also reduces the energy for the tripping operation.

上述のように、リング16は、投入開始時に磁束経路を構成し、磁気抵抗を低減することで、投入動作の迅速化と、投入コイル7の小型化を可能にすると共に、遮断開始時には、永久磁石5による磁気回路を変更することで、投入保持力の低下を生じ、遮断動作の迅速化と、引きはずしコイル6の小型化を可能にする。   As described above, the ring 16 constitutes a magnetic flux path at the start of charging and reduces the magnetic resistance, thereby enabling a quick closing operation and a reduction in the size of the closing coil 7 and at the time of starting the shut-off permanently. Changing the magnetic circuit by the magnet 5 causes a drop in the holding force, enabling a quicker shut-off operation and a reduction in the size of the tripping coil 6.

さらに、これらの特徴は、リング16とヨーク9又はプランジャ10とのエアギャップの長さによって調整することも可能である。例えば、リング16とヨーク9又はプランジャ10とのエアギャップを大きくすれば、遮断動作においては、引きはずし開始時の永久磁石5の磁気抵抗が大きくなり必要な操作力は小さくなるが、引きはずしコイルの形成する磁気抵抗も大きくなるため、引きはずしコイルの発生する磁気力は低下する。また、投入動作においては、リング16とヨーク9又はプランジャ10とのエアギャップを大きくすれば、投入開始時の磁気回路の並列化による磁気抵抗の低減効果は小さくなる。   Furthermore, these characteristics can be adjusted by the length of the air gap between the ring 16 and the yoke 9 or the plunger 10. For example, if the air gap between the ring 16 and the yoke 9 or the plunger 10 is increased, the magnetic resistance of the permanent magnet 5 at the start of tripping is increased and the required operating force is reduced in the shut-off operation. Therefore, the magnetic force generated by the tripping coil decreases. Further, in the closing operation, if the air gap between the ring 16 and the yoke 9 or the plunger 10 is increased, the effect of reducing the magnetic resistance due to the paralleling of the magnetic circuit at the start of closing becomes small.

したがって、取り付け対象となる開閉装置により電磁操作器30が必要となる操作力、操作速度、ストロークに基づいて、引きはずしバネ11、引きはずしコイル7、及び投入コイル6を小型化する最適なエアギャップが選択される。例えば、開閉装置に必要な操作力等に基づいて、まず、引きはずし時に、引きはずし時永久磁石磁束経路20の磁束密度の低下による、引きはずしバネ11、引きはずしコイル7の操作力の低下を実現するエアギャップを求め、次に、そのエアギャップによりリング16の磁気抵抗の低下が投入コイル6の小型化に影響しないか等の検討を行う。この検討結果を、電磁操作器全体の小型化、コスト、エネルギー消費量等から最適化することで、最適な引きはずしバネ11、引きはずしコイル7、及び投入コイル6が選定され得る。   Therefore, the optimum air gap for downsizing the tripping spring 11, the tripping coil 7, and the closing coil 6 based on the manipulation force, manipulation speed, and stroke that the electromagnetic actuator 30 requires depending on the opening / closing device to be attached. Is selected. For example, based on the operating force required for the switchgear, the operating force of the tripping spring 11 and the tripping coil 7 is first reduced at the time of tripping due to lowering of the magnetic flux density of the permanent magnet magnetic flux path 20 at the time of tripping. An air gap to be realized is obtained, and then, it is examined whether a decrease in the magnetic resistance of the ring 16 affects the downsizing of the closing coil 6 due to the air gap. By optimizing the result of this study from the miniaturization, cost, energy consumption, etc. of the entire electromagnetic actuator, the optimum tripping spring 11, tripping coil 7, and closing coil 6 can be selected.

また、リング16とヨーク9又はプランジャ10とのギャップをどのように大きくしても、投入完了時の磁束17の経路は維持され、永久磁石5による投入位置保持力が変更されることは無いという特徴がある。   Further, no matter how large the gap between the ring 16 and the yoke 9 or the plunger 10 is, the path of the magnetic flux 17 at the time of completion of the application is maintained, and the application position holding force by the permanent magnet 5 is not changed. There are features.

図7は、本発明の一実施形態による引きはずしリング操作時の電磁操作器の磁束を示す図である。図7は、投入完了時の電磁操作器における永久磁石5が形成する磁束を表す。図7の左側は、引きはずしリング3を、電磁操作器から引きはずした場合に、永久磁石5による投入動作完了時永久磁石磁束17を表す。図7の右側は、引きはずしリング3を、電磁操作器にはめ込んだ場合に、永久磁石5による引きはずし時磁束23を表す。   FIG. 7 is a diagram showing the magnetic flux of the electromagnetic actuator during the trip ring operation according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 shows the magnetic flux formed by the permanent magnet 5 in the electromagnetic operating device when the closing is completed. The left side of FIG. 7 represents the permanent magnet magnetic flux 17 when the closing operation by the permanent magnet 5 is completed when the trip ring 3 is detached from the electromagnetic actuator. The right side of FIG. 7 represents the magnetic flux 23 at the time of tripping by the permanent magnet 5 when the tripping ring 3 is fitted in the electromagnetic actuator.

図7の右側のように、引きはずしコイル3を呼び鉄2とヨーク9の間に入れ込むと、非磁性体からなる固定板4の周りに、永久磁石5を起磁力とする引きはずし時磁束23が流れる磁気回路が形成される。これは、プランジャ10を通る磁気回路と比べて、固定板4の周りの磁気回路は、磁気抵抗が低いためである。これにより、プランジャ10を呼び鉄2に吸引する磁気力がなくなり、プランジャ10を人力により取り外すことが可能になる。   When the tripping coil 3 is inserted between the nominal iron 2 and the yoke 9 as shown on the right side of FIG. 7, the magnetic flux at the time of tripping with the permanent magnet 5 as the magnetomotive force around the fixed plate 4 made of a nonmagnetic material. A magnetic circuit through which 23 flows is formed. This is because the magnetic circuit around the fixed plate 4 has a lower magnetic resistance than the magnetic circuit passing through the plunger 10. As a result, the magnetic force that attracts the plunger 10 to the nominal iron 2 is eliminated, and the plunger 10 can be removed by human power.

従来は、図2に示すように、電磁操作器に取付けられる永久磁石による磁気力のため、プランジャを人力で取り外すことは極めて困難であったが、本発明に係る電磁操作器においては、永久磁石5の磁気回路を引きはずしリング3により変えることで、プランジャ10を電磁操作器から人力で取り出すことが可能になる。   Conventionally, as shown in FIG. 2, it has been extremely difficult to remove the plunger by human power due to the magnetic force generated by the permanent magnet attached to the electromagnetic operating device. However, in the electromagnetic operating device according to the present invention, the permanent magnet is used. By removing the magnetic circuit 5 by the trip ring 3, the plunger 10 can be manually removed from the electromagnetic actuator.

図8は、本発明の一実施形態によるサブコイル付きの電磁操作器の断面図である。上述した電磁操作器は、さらに、補助呼び鉄24、補助投入コイル25、ボビン26、補助プランジャ27、復帰バネ28を備える補助ユニットを有することが可能である。この補助ユニットは、プランジャ10の投入又は引きはずし動作が所定の動作時間内に動作しない等の動作不良時の異常対応用として投入又は引きはずし動作を補助するために利用可能である。   FIG. 8 is a cross-sectional view of an electromagnetic actuator with a subcoil according to an embodiment of the present invention. The electromagnetic operating device described above may further include an auxiliary unit including an auxiliary nominal iron 24, an auxiliary closing coil 25, a bobbin 26, an auxiliary plunger 27, and a return spring 28. This auxiliary unit can be used to assist the loading or unloading operation for dealing with anomalies in the event of a malfunction such as when the loading or unloading operation of the plunger 10 does not operate within a predetermined operation time.

従来は、引きはずし操作力を向上させるために、車のサスペンションのように引きはずしバネを大きくする必要があったが、図示のように、復元力の小さなバネを複数個有することにより、長手方向の長さを最小限にすることが可能となる。この長手方向の短縮化による余剰スペースに、上述の補助ユニットを設けることで、投入又は引きはずし動作の信頼性を上げることも可能である。   Conventionally, in order to improve the pulling operation force, it has been necessary to increase the pulling spring like a car suspension, but as shown in the figure, by having multiple springs with small restoring force, the longitudinal direction It is possible to minimize the length. By providing the above-mentioned auxiliary unit in the surplus space due to the shortening in the longitudinal direction, it is possible to improve the reliability of the loading or unloading operation.

このように、本発明による電磁操作器は、従来よりも小型であり、かつ、投入又は引きはずし動作速度が速いので、電圧階級の高い開閉機器にも適用が容易であり、運転信頼性も向上させるものである。また、このような電磁操作器は、電圧階級の高い開閉機器に限定することなく電気関連設備に広範囲に適用されることが期待されることから、電気関連設備全体への信頼性向上に大きく貢献し、電力産業界において多大な利益をもたらす。   As described above, the electromagnetic operating device according to the present invention is smaller than the conventional one and has a fast operation speed of turning on or off, so that it can be easily applied to a switching device having a high voltage class, and the operation reliability is improved. It is something to be made. In addition, such electromagnetic actuators are expected to be applied to a wide range of electrical equipment without being limited to switching devices with a high voltage class, and thus greatly contribute to improving the reliability of electrical equipment as a whole. However, it brings great benefits in the power industry.

以上説明した実施形態は典型例として挙げたに過ぎず、その各実施形態の構成要素を組合せること、その変形及びバリエーションは当業者にとって明らかであり、当業者であれば本発明の原理及び請求の範囲に記載した発明の範囲を逸脱することなく上述の実施形態の種々の変形を行えることは明らかである。   The embodiments described above are merely given as typical examples, and it is obvious to those skilled in the art to combine the components of each embodiment, and variations and variations thereof. Those skilled in the art will understand the principles and claims of the present invention. It is apparent that various modifications of the above-described embodiment can be made without departing from the scope of the invention described in the above.

従来の電磁操作器の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional electromagnetic actuator. 従来の電磁操作器の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional electromagnetic actuator. 本発明の一実施形態による電磁操作器の断面図である。It is sectional drawing of the electromagnetic operating device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による電磁操作器の上面図である。It is a top view of the electromagnetic actuator by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による電磁操作器における電磁操作器投入完了時又は電磁操作器投入開始時の磁束を示す図である。It is a figure which shows the magnetic flux at the time of the completion of electromagnetic actuator input in the electromagnetic actuator by one Embodiment of this invention, or the electromagnetic actuator input start. 本発明の一実施形態による引きはずしコイル励磁時の電磁操作器の磁束を示す図である。It is a figure which shows the magnetic flux of the electromagnetic actuator at the time of the trip coil excitation by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による引きはずしリング操作時の電磁操作器の磁束を示す図である。It is a figure which shows the magnetic flux of the electromagnetic actuator at the time of the trip ring operation by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるサブコイル付きの電磁操作器の断面図である。It is sectional drawing of the electromagnetic actuator with a subcoil by one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 シャフト
2 呼び鉄
3 引きはずしリング
4 固定板
5 永久磁石
6 投入コイル
7 引きはずしコイル
8 ボビン
9 ヨーク
10 プランジャ
11 引きはずしバネ
12 バネケース
13 緩衝器
14 ストッパ
15 ストッパ押さえ
16 リング
17 投入動作完了時永久磁石磁束
18 投入開始時磁束
19 引きはずし開始時磁束
20 引きはずし開始時永久磁石磁束
21 引きはずし完了時磁束
22 引きはずし終了時永久磁石磁束
23 投入位置の永久磁石の磁束
24 補助呼び鉄
25 補助投入コイル
26 ボビン
27 補助プランジャ
28 復帰バネ
30 電磁操作器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft 2 Nominal iron 3 Tripping ring 4 Fixing plate 5 Permanent magnet 6 Closing coil 7 Tripping coil 8 Bobbin 9 Yoke 10 Plunger 11 Tripping spring 12 Spring case 13 Shock absorber 14 Stopper 15 Stopper presser 16 Ring 17 Permanent at completion of loading operation Magnet magnetic flux 18 Magnetic flux at start of release 19 Magnetic flux at start of removal 20 Permanent magnet magnetic flux at start of removal 21 Magnetic flux at completion of removal 22 Permanent magnet magnetic flux at end of removal 23 Magnetic flux of permanent magnet at input position 24 Auxiliary nominal iron 25 Auxiliary input Coil 26 Bobbin 27 Auxiliary plunger 28 Return spring 30 Electromagnetic actuator

Claims (6)

開閉装置の遮断又は投入方向に移動可能に保持されたシャフトに接続されるプランジャと、
前記プランジャの周囲に配置され、かつ、前記プランジャを投入方向に電磁力で移動させる投入コイルと、
前記プランジャの周囲及び前記投入コイルの遮断方向側に配置され、かつ、前記プランジャを、投入位置保持磁束を打消す方向に電磁力を働かすことにより遮断方向に移動させる引きはずしコイルと、
前記投入及び引きはずしコイルの外周面を覆うヨークと、
前記プランジャを投入方向に吸引する呼び鉄と、
前記プランジャに対して遮断方向に復元力を有し、かつ、前記ヨークの遮断方向の端部に同じバネ係数の組毎に前記シャフトの周囲に対向又は等配に配置され、前記バネ係数は、2種類以上である複数のスプリングと、
前記ヨーク及び呼び鉄の間に配置される永久磁石であって、該永久磁石は、投入動作完了時に前記プランジャ、ヨーク、呼び鉄に投入動作完了時永久磁石磁束回路を構成する永久磁石と、
前記プランジャの周囲を囲み、前記投入及び引きはずしコイルの間に配置され、かつ、前記ヨーク及び/又は前記プランジャとの間にギャップを有するリング状磁性体であって、該リング状磁性体は、前記ギャップを有することにより、投入動作完了時に投入動作完了時永久磁石磁束回路を構成せず、前記引きはずし動作開始時に、前記引きはずしコイルの起磁力により生じる引きはずし開始時磁束の経路を前記プランジャ、ヨークと共に構成し、かつ、該引きはずし開始時磁束により、前記投入動作完了時永久磁石磁束よりも磁気力が小さい引きはずし開始時永久磁石磁束の経路を前記プランジャ、ヨーク、呼び鉄と共に構成するリング状磁性体と、
を有することを特徴とする電磁操作器。
A plunger connected to a shaft held so as to be movable in the closing or closing direction of the switchgear;
A closing coil disposed around the plunger and moving the plunger in the closing direction by electromagnetic force;
A tripping coil that is disposed around the plunger and on the side of the closing direction of the closing coil, and that moves the plunger in the blocking direction by applying an electromagnetic force in a direction that cancels the closing position holding magnetic flux;
A yoke covering the outer peripheral surface of the charging and tripping coil;
Nominal iron that sucks the plunger in the charging direction;
It has a restoring force in the blocking direction with respect to the plunger, and is arranged at the end of the yoke in the blocking direction in the same spring coefficient or oppositely arranged around the shaft, and the spring coefficient is Two or more springs, and
A permanent magnet disposed between the yoke and the nominal iron, the permanent magnet constituting a permanent magnet magnetic flux circuit when the closing operation is completed to the plunger, the yoke, and the nominal iron;
A ring-shaped magnetic body that surrounds the plunger, is disposed between the input and release coils, and has a gap between the yoke and / or the plunger, the ring-shaped magnetic body comprising: By having the gap, a permanent magnet magnetic flux circuit is not formed when the closing operation is completed when the closing operation is completed , and a path of the starting magnetic flux generated by the magnetomotive force of the tripping coil is started when the releasing operation is started. The tripping permanent magnet magnetic flux having a magnetic force smaller than the permanent magnet magnetic flux when the closing operation is completed is constituted with the plunger, the yoke, and the nominal iron. A ring-shaped magnetic material;
An electromagnetic operating device comprising:
前記リング状磁性体は、投入動作開始時に、前記投入コイルおよび永久磁石の起磁力により前記プランジャ、リング状磁性体、ヨークを通る第1の投入開始時磁束の経路、および、前記プランジャ、リング状磁性体、ヨーク、呼び鉄を通る第2の投入開始時磁束の経路を構成するリング状磁性体である請求項1に記載の電磁操作器。   The ring-shaped magnetic body is configured such that, at the start of a closing operation, the plunger, the ring-shaped magnetic body, a first magnetic flux path at the start of passing through the yoke by the magnetomotive force of the closing coil and the permanent magnet, and the plunger, ring-shaped The electromagnetic operating device according to claim 1, wherein the electromagnetic operating device is a ring-shaped magnetic body that constitutes a second magnetic flux path at the start of insertion through the magnetic body, the yoke, and the nominal iron. 前記プランジャの遮断方向側は平板部であり、投入動作完了時は、該平板部が前記ヨークと接触する請求項1又は2に記載の電磁操作器。 The electromagnetic operating device according to claim 1 or 2 , wherein a side of the plunger in a blocking direction is a flat plate portion, and when the closing operation is completed, the flat plate portion contacts the yoke. 前記電磁操作器は、さらに、投入又は引きはずし動作終了時にプランジャが生ずる衝撃力を緩衝するための緩衝器を、前記シャフトの周囲に配置する請求項1〜のいずれか一項に記載の電磁操作器。 The electromagnetic operator further electromagnetic according to buffer for buffering the impact force plunger occurs during up or tripping operation end, in any one of claims 1 to 3, arranged around the shaft Operation device. 前記電磁操作器は、さらに、前記開閉装置の遮断又は投入方向に移動可能に保持されたシャフトに接続された補助プランジャと、前記補助プランジャに対して遮断方向に復元力を有する復帰スプリングと、前記補助プランジャを投入方向に電磁力で移動させるための投入補助コイルと、有する請求項1〜のいずれか一項に記載の電磁操作器。 The electromagnetic operating device further includes an auxiliary plunger connected to a shaft held so as to be movable in a cutoff or closing direction of the opening / closing device, a return spring having a restoring force in the cutoff direction with respect to the auxiliary plunger, and poured auxiliary coil for moving the electromagnetic force auxiliary plunger charging direction, the electromagnetic control device according to any one of claims 1 to 4 with. 前記電磁操作器は、さらに、前記ヨーク及び呼び鉄を固定する非磁性体の固定板と、前記ヨークと呼び鉄の間に挿入可能な引きはずしリングと、を有し、
前記固定板および引きはずしリングは、前記永久磁石が形成する投入動作完了時永久磁石磁束を、前記固定板の周りのヨーク及び呼び鉄からなる引きはずしリング挿入時永久磁石磁束を構成する請求項1〜のいずれか一項に記載の電磁操作器。
The electromagnetic operating device further includes a non-magnetic fixing plate that fixes the yoke and the nominal iron, and a trip ring that can be inserted between the yoke and the nominal iron.
2. The fixing plate and the tripping ring constitute a permanent magnet magnetic flux when the closing operation formed by the permanent magnet is completed, and a permanent magnet magnetic flux when a tripping ring made of a yoke and a nominal iron around the fixing plate is inserted. The electromagnetic actuator according to any one of to 5 .
JP2006227135A 2006-08-23 2006-08-23 Electromagnetic actuator Active JP4770640B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006227135A JP4770640B2 (en) 2006-08-23 2006-08-23 Electromagnetic actuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006227135A JP4770640B2 (en) 2006-08-23 2006-08-23 Electromagnetic actuator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008053387A JP2008053387A (en) 2008-03-06
JP4770640B2 true JP4770640B2 (en) 2011-09-14

Family

ID=39237163

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006227135A Active JP4770640B2 (en) 2006-08-23 2006-08-23 Electromagnetic actuator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4770640B2 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5093081B2 (en) * 2008-12-08 2012-12-05 日新電機株式会社 Electromagnetic actuator
CN102214538A (en) * 2010-04-12 2011-10-12 王守林 Light contact button type emergency manual break-brake device on permanent magnet mechanism for high-and low-voltage switch
US9368294B2 (en) 2010-12-21 2016-06-14 Mitsubishi Electric Corporation Solenoid operated device
JP5617759B2 (en) * 2011-05-12 2014-11-05 三菱電機株式会社 Electromagnetic vacuum breaker
JP5995690B2 (en) * 2012-11-30 2016-09-21 三菱電機株式会社 Manual opening device for electromagnetic operating mechanism
JP2016025169A (en) * 2014-07-18 2016-02-08 株式会社日立製作所 Operating unit or power switching device
CN104167326B (en) * 2014-07-30 2016-08-24 东南大学 Three-winding permanent magnet mechanism for high-pressure vacuum breaker
JP5868558B1 (en) * 2014-09-18 2016-02-24 三菱電機株式会社 Switch
CN106663563B (en) * 2014-09-18 2019-05-28 三菱电机株式会社 Derailing switch
JP6012813B2 (en) * 2015-05-20 2016-10-25 三菱電機株式会社 Electromagnetic operation device for switchgear
JP6214599B2 (en) * 2015-06-15 2017-10-18 株式会社ソリック Auto-lock device
JP2021190630A (en) * 2020-06-02 2021-12-13 三菱電機株式会社 Electromagnetic contactor
CN113066690A (en) * 2021-05-20 2021-07-02 郑州瑞能物联网技术有限公司 Elastic transmission device for circuit breaker operating mechanism
CN113725035B (en) * 2021-08-17 2024-05-03 安徽合凯电气科技股份有限公司 Vortex repulsive force mechanism

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2748684B2 (en) * 1990-11-02 1998-05-13 三菱マテリアル株式会社 electromagnet
JPH07335434A (en) * 1994-06-07 1995-12-22 Fuji Electric Co Ltd Solenoid plunger actuator
JP2002270423A (en) * 2001-03-07 2002-09-20 Toshiba Corp Electromagnetic actuator and switch
JP2005079009A (en) * 2003-09-02 2005-03-24 Toshiba Corp Switch
JP4738106B2 (en) * 2005-09-05 2011-08-03 株式会社東芝 Electromagnetic actuator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008053387A (en) 2008-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4770640B2 (en) Electromagnetic actuator
US20190341214A1 (en) Electromagnetic relay
RU2529884C2 (en) Electromagnetic drive mechanism with magnetic clutch and release mechanism comprising such drive mechanism
KR101396609B1 (en) Electromagnetic relay
JP6300157B2 (en) Electromagnetic relay
CN102449720A (en) Electromagnetic trip device
JP2006108615A (en) Electromagnetic actuator
JP6238620B2 (en) Electromagnet device
WO2005078754A1 (en) Electro-magnetic force driving actuator and circuit breaker using the same
JP5093081B2 (en) Electromagnetic actuator
JP4910663B2 (en) Release electromagnetic device
JP2006511047A (en) Electromagnetic drive device
JP4975319B2 (en) Vacuum circuit breaker
JP2016143623A (en) Electromagnetic relay
WO2016181732A1 (en) Switch
JP4829097B2 (en) Electromagnetic actuator
KR100988131B1 (en) Permanent magnet actuator for vacuum circuit breaker
KR20180032617A (en) Magnetic armature, contactor with magnetic armature and method of switching contactor
JP4516908B2 (en) Electromagnetic actuator and switch
JP2008204864A (en) Switch
JP5627475B2 (en) Switch operating mechanism
JP4629271B2 (en) Operation device for power switchgear
JP6778908B2 (en) Electromagnetic relay
JP4580814B2 (en) Electromagnetic actuator
JP7115164B2 (en) relay

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110524

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110606

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140701

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4770640

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250