KR101888788B1 - Permanent magnetic actuator for Circuit breaker - Google Patents

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KR101888788B1 KR1020170035978A KR20170035978A KR101888788B1 KR 101888788 B1 KR101888788 B1 KR 101888788B1 KR 1020170035978 A KR1020170035978 A KR 1020170035978A KR 20170035978 A KR20170035978 A KR 20170035978A KR 101888788 B1 KR101888788 B1 KR 101888788B1
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Abstract

The present invention relates to a permanent magnetic actuator for operating a circuit breaker of a power device, wherein the length of a shaft and a housing is reduced. According to the present invention, the permanent magnetic actuator for operating a circuit breaker comprises the housing, the shaft, first and second springs, a coil, a permanent magnet, and an actuator. The housing has a predetermined storage space formed therein. The shaft penetrates the housing to expose a part of both ends to the outside of the housing, and is formed to be able to horizontally move in the housing. The first spring surrounds the upper circumference of the shaft, and the second spring is disposed on the lower part of the first spring and surrounds the lower circumference of the shaft. The coil is disposed along the inner circumference of an insulation container, and receives a normal or reverse current to form a normal or reverse magnetic field. The permanent magnet is disposed between the first spring and the coil, and is fixed to the inner top of the housing. The actuator is fixed on the outer circumferential surface of the shaft to support the bottom of the second spring, and comes in contact with or is separated from the permanent magnet by the magnetic field generated by normal or reverse excitation of the coil.

Description

차단기 구동용 영구자석 액추에이터{Permanent magnetic actuator for Circuit breaker}[0001] Permanent magnetic actuator for circuit breaker [

본 발명은 전력기기의 차단기를 동작시키기 위한 차단기 구동용 영구자석 액추에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선형 이동하며 동작하는 DC 차단기에 적용 가능한 차단기 구동용 영구자석 액추에이터에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a permanent magnet actuator for driving a circuit breaker for operating a breaker of a power device, and more particularly to a permanent magnet actuator for driving a circuit breaker applicable to a linearly moving and operating DC circuit breaker.

일반적으로, 전력기기에 사용되는 영구자석 액추에이터는 스프링 메커니즘과 유압, 공압액추에이터가 사용되고 있으나, 이러한 액추에이터는 부품의 수가 많고 조작력을 얻기 위해서 기계적 에너지를 제어해야 하므로 매우 복잡하고 유지 보수가 필요 하다.Generally, permanent magnet actuators used in electric power machines have a spring mechanism and hydraulic and pneumatic actuators. However, these actuators are very complicated and require maintenance because they have a large number of components and have to control mechanical energy in order to obtain operation force.

이러한 문제를 해결하기 위해서 영구자석과 전기에너지를 이용한 액추에이터가 전력기기에 기존 메커니즘을 대신해서 사용되고 있다. 영구자석 액추에이터는 영구자석의 자기장을 이용해 일정 행정거리에서 액추에이터에 가동자가 유지되고 코일에 전기에너지를 공급해서 액추에이터에 가동자를 일정 행정거리까지 움직이게 한다. To solve this problem, permanent magnets and actuators using electric energy are being used instead of existing mechanisms in power devices. The permanent magnet actuator uses the magnetic field of the permanent magnet to keep the mover on the actuator at a certain stroke distance and to supply the electric energy to the coil to move the mover to a certain stroke distance to the actuator.

영구자석 액추에이터는 가동자가 일정 위치에 유지되는 형태에 따라서 모노스테이블(Mono-stable)형 액추에이터와, 바이스테이블(Bi-stable)형 액추에이터로 구분된다. The permanent magnet actuator is classified into a mono-stable type actuator and a bi-stable type actuator according to the shape in which the mover is held at a predetermined position.

모노스테이블형 영구자석 액추에이터는 행정거리 양끝단에 어느 한쪽에서만 유지되는 형태이고, 바이스테이블형 영구자석 액추에이터는 가동자가 일정 행정거리 양 끝단에서 모두 영구자석에 의해서 유지되는 형태이다. The monostable permanent magnet actuator is a type in which only one side is held at both ends of the stroke, and the vise table type permanent magnet actuator is a type in which the mover is held by permanent magnets at both ends of the fixed stroke.

한편, 바이스테이블형 영구자석 액추에이터의 경우에는 커패시터에 저장된 전기에너지를 통해 동작하며, 커패시터에 저장된 전기에너지는 전자회로의 신호로 전자석에 인가된다. On the other hand, in the case of the vise-table type permanent magnet actuator, the electric energy stored in the capacitor is operated and the electric energy stored in the capacitor is applied to the electromagnet by the signal of the electronic circuit.

그러나, 이러한 방법은 영구자석 액추에이터 외에 커패시터 및 전자회로를 수납하기 위한 별도의 공간이 필요하므로, 영구자석 액추에이터의 하우징 크기가 증가하는 단점이 있다.However, this method has a disadvantage in that the size of the housing of the permanent magnet actuator increases because a separate space is required for accommodating the capacitor and the electronic circuit in addition to the permanent magnet actuator.

또한, 영구자석 액추에이터가 신호를 통해 동작하므로, 외부에서 잡음이 인가될 경우 오작동하는 문제가 있다. Further, since the permanent magnet actuator operates through a signal, there is a problem that a malfunction occurs when noise is applied from the outside.

본 발명의 과제는 커패시터 및 전자회로를 수납하기 위한 별도의 공간이 필요치 않으며, 가동자의 일부가 하우징 외부로 노출되어 샤프트 및 하우징의 길이가 감소된 차단기 구동용 영구자석 액추에이터를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a permanent magnet actuator for driving a circuit breaker in which a space for accommodating a capacitor and an electronic circuit is not required and a part of the mover is exposed outside the housing to reduce the length of the shaft and the housing.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 차단기 구동용 영구자석 액추에이터는 하우징과, 샤프트와, 제1 스프링과, 제2 스프링과, 코일과, 영구자석, 및 가동자를 포함한다. 하우징은 내부에 수납을 위한 일정 공간이 형성된다. 샤프트는 하우징을 관통하여 양단 일부가 하우징 외부로 노출되며, 하우징 내에서 상하 방향으로 이동 가능하게 형성된다. 제1 스프링은 샤프트의 상측 둘레를 감싸도록 형성된다. 제2 스프링은 제1 스프링의 하부에 배치되며, 샤프트의 하측 둘레를 감싸도록 형성된다. 코일은 절연용기의 내측 둘레를 따라 배치되며, 정방향 또는 역방향의 전류를 공급받아 정방향 또는 역방향의 자기장을 형성한다. 영구자석은 제1 스프링과 코일 사이에 배치되며, 하우징의 내측 상단에 고정된다. 가동자는 샤프트의 외주면에 고정되어 제2 스프링의 하단을 지지하며, 코일의 정방향 또는 역방향 여자에 의해 발생하는 자기장에 의해 영구자석과 접촉 또는 접촉 해제된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a permanent magnet actuator for driving a circuit breaker including a housing, a shaft, a first spring, a second spring, a coil, a permanent magnet, and a mover. The housing has a predetermined space for accommodating therein. The shaft passes through the housing, and both ends of the shaft are exposed to the outside of the housing, and are formed so as to be movable in the vertical direction within the housing. The first spring is formed to surround the upper circumference of the shaft. The second spring is disposed at the lower portion of the first spring and is formed to surround the lower side of the shaft. The coils are disposed along the inner circumference of the insulating container, and form a magnetic field in a forward or reverse direction by receiving a forward or reverse current. The permanent magnet is disposed between the first spring and the coil, and is fixed to the inner upper end of the housing. The mover is fixed to the outer circumferential surface of the shaft to support the lower end of the second spring and is brought into contact with or disengaged from the permanent magnet by a magnetic field generated by forward or reverse energization of the coil.

본 발명에 따르면, 접압 스프링에 의해 가동자의 하측 일부가 하우징 외부로 노출될 수 있게 되므로, 가동자를 하우징 내에 배치한 경우보다 하우징의 길이를 줄일 수 있게 된다. 이에 따라, 하우징을 제조하기 위해 사용되는 재료의 낭비 및 영구자석 액추에이터의 전체 길이를 줄일 수 있게 된다According to the present invention, since the lower portion of the mover can be exposed to the outside of the housing by the contact pressure spring, the length of the housing can be reduced compared with the case where the mover is disposed in the housing. This makes it possible to reduce the waste of material used for manufacturing the housing and the overall length of the permanent magnet actuator

또한, 종래와 같이 커패시터 및 전자회로를 구비하지 않아도 동작 가능하므로, 커패시터 및 전자회로를 설치하기 위한 비용 및 설치 공간을 줄일 수 있게 된다. In addition, since it can operate without a capacitor and an electronic circuit as in the prior art, it is possible to reduce the cost and installation space for installing the capacitor and the electronic circuit.

아울러, 전류의 공급을 통해 차단기를 구동시키므로, 신호를 통해 구동하는 종래의 차단기보다 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다. In addition, since the breaker is driven through the supply of the current, the operation reliability can be improved more than the conventional breaker driven through the signal.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 구동용 영구자석 액추에이터의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 차단기 구동용 영구자석 액추에이터의 A-A'방향 단면도.
도 3은 도 2에 있어서, 가동자가 개방(OFF) 위치에 배치된 상태를 도시한 도면.
도 4는 도 3에 있어서, 코일에 정방향의 전류가 공급된 상태를 도시한 도면.
도 5는 도 4에 있어서, 가동자가 투입(ON) 위치로 이동한 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 5에 있어서, 코일에 역방향의 전류가 공급된 상태를 도시한 도면. 1 is a perspective view of a permanent magnet actuator for driving a circuit breaker according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of the permanent magnet actuator for driving the circuit breaker shown in Fig.
FIG. 3 is a view showing a state in which the mover is disposed at the open (OFF) position in FIG. 2;
FIG. 4 is a view showing a state in which a forward current is supplied to the coil in FIG. 3;
Fig. 5 is a view showing a state in which the mover is moved to a closing (ON) position in Fig. 4; Fig.
Fig. 6 is a view showing a state in which a reverse current is supplied to the coil in Fig. 5; Fig.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 차단기 구동용 영구자석 액추에이터에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a breaker driving permanent magnet actuator according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, the same reference numerals are used for the same components, and repeated descriptions and known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will not be described in detail. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단기 구동용 영구자석 액추에이터의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 차단기 구동용 영구자석 액추에이터의 A-A'방향 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 2에 있어서, 가동자가 개방(OFF) 위치에 배치된 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 있어서, 코일에 정방향의 전류가 공급된 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 도 4에 있어서, 가동자가 투입(ON) 위치로 이동한 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에 있어서, 코일에 역방향의 전류가 공급된 상태를 도시한 도면이다. FIG. 1 is a perspective view of a permanent magnet actuator for driving a circuit breaker according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line A-A 'of the circuit breaker driving permanent magnet actuator shown in FIG. 3 is a diagram showing a state in which the mover is disposed at the OFF position in FIG. 2, FIG. 4 is a diagram showing a state in which a forward current is supplied to the coil in FIG. 3, Fig. 5 is a diagram showing a state in which the mover moves to the ON (ON) position in Fig. 4, and Fig. 6 is a diagram showing a state in which a reverse current is supplied to the coil in Fig.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 차단기 구동용 영구자석 액추에이터(100)는 하우징(110)과, 샤프트(120)와, 제1 스프링(130)과, 제2 스프링(140)과, 코일(150)과, 영구자석(160), 및 가동자(170)를 포함한다. 1 to 6, the breaker driving permanent magnet actuator 100 includes a housing 110, a shaft 120, a first spring 130, a second spring 140, (150), a permanent magnet (160), and a mover (170).

하우징(110)은 내부에 수납을 위한 일정 공간이 형성된다. 구체적으로, 하우징(110)은 상부 및 하부가 개구된 중공의 용기(111)와, 용기(111)의 상단 및 하단에 각각 설치되어 용기(111) 내부를 밀봉하는 상부실컵(112) 및 하부실컵(113)으로 이루어질 수 있다. 그리고, 하우징(110)은 연자성(Soft magnetism) 소재로 형성될 수 있다. The housing 110 has a predetermined space for storing therein. Specifically, the housing 110 includes a hollow container 111 having upper and lower openings, an upper chamber 112 and a lower chamber 114 which are respectively installed at upper and lower ends of the container 111 to seal the inside of the container 111, And a stagnant cup 113. In addition, the housing 110 may be formed of a soft magnetism material.

샤프트(120)는 하우징(110)을 관통하여 일부가 하우징(110) 외부로 노출되며, 하우징(110) 내에서 상하 방향으로 이동 가능하게 형성된다. 여기서, 샤프트(120)의 상측 일단에는 차단기의 가동 접점부재(미도시)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 샤프트(120)가 상부로 이동하면 가동 접점부재 또한 상부로 이동하여 고정 접점부재(미도시)와 접촉하게 되고, 가동 접점부재와 고정 접점부재가 접촉됨에 따라 차단기 내부는 통전 가능한 상태가 되어 전원측으로부터 부하측으로 전류를 공급할 수 있게 된다. The shaft 120 extends through the housing 110 and is partially exposed to the outside of the housing 110 and is vertically movable in the housing 110. Here, one end of the shaft 120 may be connected to a movable contact member (not shown) of the circuit breaker. Accordingly, when the shaft 120 moves upward, the movable contact member also moves upward and comes into contact with the stationary contact member (not shown). As the movable contact member and the stationary contact member come into contact with each other, So that current can be supplied from the power source side to the load side.

반대로, 샤프트(120)가 하부로 이동하면 가동 접점부재 또한 하부로 이동하여 고정 접점부재로부터 분리되는 상태가 되므로, 전원측으로부터 부하측으로 공급되는 전류를 차단할 수 있게 된다. 여기서, 차단기의 고정 접점부재 및 가동 접점부재는 이미 공지된 기술이므로, 도면 및 구조는 생략하기로 한다. Conversely, when the shaft 120 moves downward, the movable contact member also moves downward and is separated from the stationary contact member, so that the current supplied from the power source side to the load side can be cut off. Here, since the stationary contact member and the movable contact member of the circuit breaker are already known, the drawings and the structure are omitted.

구체적으로, 샤프트(120)는 제1 지지부재(121)와, 제2 지지부재(122)와, 제3 지지부재(123)를 포함한다.Specifically, the shaft 120 includes a first support member 121, a second support member 122, and a third support member 123.

제1 지지부재(121)는 샤프트(120)의 이탈을 방지하기 위한 것으로, 하우징(110)의 외측 상단에 지지된다. 여기서, 제1 지지부재(121)는 샤프트(120)의 상측 둘레를 따라 돌출되는 형태로 이루어질 수 있으며, 하부면이 하우징(110)의 외측 상부면과 접촉되도록 형성될 수 있다. The first support member 121 is provided at the outer upper end of the housing 110 to prevent the shaft 120 from coming off. Here, the first support member 121 may be formed to protrude along the upper side of the shaft 120, and the lower side of the first support member 121 may be in contact with the upper side of the outer side of the housing 110.

제2 지지부재(122)는 가동자(170)의 이탈을 방지하기 위한 것으로, 가동자(170)의 하단을 지지한다. 여기서, 제2 지지부재(122)는 샤프트(120)의 하측 둘레를 따라 돌출되는 형태로 이루어질 수 있으며, 상부면이 가동자(170)의 하부면과 접촉되도록 형성될 수 있다. The second support member 122 is for preventing the mover 170 from coming off, and supports the lower end of the mover 170. Here, the second support member 122 may be formed to protrude along the lower circumference of the shaft 120, and the upper surface may be formed to contact the lower surface of the mover 170.

참고로, 제2 지지부재(122)는 샤프트(120)에 추가로 장착될 수 있다. 즉, 제2 지지부재(122)는 적어도 하나 이상일 수 있고, 가동자(170)의 이탈을 방지하기 위해 상황에 따라 샤프트(120)의 하측 둘레를 따라 형성되는 제2 지지부재(122)의 수가 변경될 수 있다.For reference, the second support member 122 may be further mounted on the shaft 120. [ That is, the second support member 122 may be at least one or more, and the number of the second support members 122 formed along the lower circumferential edge of the shaft 120, depending on the situation, can be changed.

이에 따라, 적어도 하나 이상의 제2 지지부재(122)가 가동자(170)의 하단을 지지하도록 샤프트(120)의 하측 둘레를 따라 형성될 수 있다. Accordingly, at least one second support member 122 may be formed along the lower circumference of the shaft 120 to support the lower end of the mover 170.

제3 지지부재(123)는 후술되는 제1 스프링(130) 및 제2 스프링(140)을 지지하기 위한 것으로, 제1 지지부재(121) 및 제2 지지부재(122) 사이에 배치된다. 여기서, 제3 지지부재(123)는 제1 지지부재(121) 및 제2 지지부재(122)의 사이에서 샤프트(120)의 둘레를 따라 돌출되는 형태로 이루어질 수 있다. The third support member 123 is for supporting the first spring 130 and the second spring 140 to be described later and is disposed between the first support member 121 and the second support member 122. Here, the third support member 123 may be formed to protrude along the circumference of the shaft 120 between the first support member 121 and the second support member 122.

제1 스프링(130)은 샤프트(120)의 상측 둘레를 감싸도록 형성된다. 구체적으로, 제1 스프링(130)은 개방 스프링일 수 있고, 하우징(110)의 내측 상단 및 제3 지지부재(123)의 상단 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제1 스프링(130)은 샤프트(120)의 상측 둘레를 감싸도록 형성된 상태에서, 상단이 하우징(110)의 내측 상단에 지지되고 하단이 제3 지지부재(123)의 상단에 지지되는 형태로 이루어질 수 있다. The first spring 130 is formed to surround the upper circumference of the shaft 120. Specifically, the first spring 130 may be an open spring, and may be disposed between the inner upper end of the housing 110 and the upper end of the third support member 123. That is, the first spring 130 is configured such that the upper end of the first spring 130 is supported on the inner upper end of the housing 110 and the lower end of the first spring 130 is supported on the upper end of the third support member 123, ≪ / RTI >

제2 스프링(140)은 제1 스프링(130)의 하부에 배치되며, 샤프트(120)의 하측 둘레를 감싸도록 형성된다. 구체적으로, 제2 스프링(140)은 접압 스프링일 수 있고, 제3 지지부재(123)의 하단 및 가동자(170) 사이에 배치될 수 있다. The second spring 140 is disposed below the first spring 130 and is formed to surround the lower side of the shaft 120. Specifically, the second spring 140 may be a contact pressure spring, and may be disposed between the lower end of the third support member 123 and the mover 170.

코일(150)은 절연용기(111)의 내측 둘레를 따라 배치되며, 정방향 또는 역방향의 전류를 공급받아 정방향 또는 역방향의 자기장을 형성한다. 여기서, 정방향 자기장이라 함은 차단기를 개방(OFF) 상태에서 투입(ON) 상태로 이동시키기 위한 방향, 즉 상측 방향을 의미한다. 그리고, 역방향 자기장이라 함은 차단기를 투입(ON) 상태에서 개방(OFF) 상태로 이동시키기 위한 방향, 즉 하측 방향을 의미한다. The coil 150 is disposed along the inner circumference of the insulating container 111 and receives a forward or reverse current to form a magnetic field in a forward or reverse direction. Here, the forward magnetic field means a direction for moving the circuit breaker from the OFF state to the ON state, that is, the upward direction. The term " reverse magnetic field " means a direction for moving the circuit breaker from the ON state to the OFF state, that is, the lower direction.

코일(150)은 중공을 갖는 보빈(151)과, 보빈(151)의 외주면에 환 형상으로 감긴 코일(152)로 이루어질 수 있다. 여기서, 코일(150)의 자세한 구조 및 원리는 이미 공지된 기술이므로, 생략하기로 한다. The coil 150 may include a hollow bobbin 151 and a coil 152 wound on an outer circumferential surface of the bobbin 151 in an annular shape. Here, the detailed structure and principle of the coil 150 are already known, and therefore will not be described.

영구자석(160)은 제1 스프링(130)과 코일(150) 사이에 배치되며, 하우징(110)의 내측 상단에 고정된다. 영구자석(160)은 내부에 중공을 갖는 원기둥 형태로 이루어지는 것이 바람직하나, 판 형태로 이루어져 제1 스프링(130)의 둘레를 따라 각각 이격 배치되도록 형성될 수도 있다. The permanent magnet 160 is disposed between the first spring 130 and the coil 150 and fixed to the inner upper end of the housing 110. The permanent magnets 160 may be formed in a cylindrical shape having a hollow inside. However, the permanent magnets 160 may be formed in a plate shape and spaced apart from each other along the circumference of the first spring 130.

가동자(170)는 샤프트(120)의 외주면에 고정되어 제2 스프링(140)의 하단을 지지한다. 구체적으로, 가동자(170)는 내부에 중공이 형성된 원기둥 형태로 이루어질 수 있으며, 중공에 샤프트(120)가 삽입되는 형태로 이루어질 수 있다. The mover 170 is fixed to the outer circumferential surface of the shaft 120 to support the lower end of the second spring 140. Specifically, the mover 170 may have a cylindrical shape having a hollow therein, and may have a shape in which the shaft 120 is inserted into the hollow.

그리고, 하우징(110)의 길이를 줄이기 위하여 가동자(170)는 하측 일부가 하우징(110) 외부로 노출되도록 형성될 수 있다. 이때, 하우징(110)은 제2 스프링(140)에 의해 상하 방향으로의 이동이 제한될 수 있다. In order to reduce the length of the housing 110, the lower portion of the mover 170 may be exposed to the outside of the housing 110. At this time, the movement of the housing 110 in the vertical direction can be restricted by the second spring 140.

구체적으로, 가동자(170)의 내부에는 샤프트(120)가 삽입된 둘레를 따라 단턱(171)이 형성될 수 있다. 이러한 단턱(171)은 샤프트(120)가 삽입된 중공의 둘레를 따라 가동자(170)의 일부를 절취하여 형성할 수 있다. 이처럼 가동자(170)의 내부에 단턱(171)이 형성됨에 따라, 제2 스프링(140)의 하단은 단턱(171)의 상면에 지지되고, 제2 스프링(140)의 상단은 제3 지지부재(123)의 하단에 지지되는 형태가 된다. Specifically, a step 171 may be formed in the mover 170 along the circumference where the shaft 120 is inserted. The step 171 may be formed by cutting a part of the movable member 170 along the hollow of the shaft 120 into which the shaft 120 is inserted. The lower end of the second spring 140 is supported on the upper surface of the step 171 and the upper end of the second spring 140 is supported on the lower surface of the third support member 170. [ (Not shown).

즉, 제2 스프링(140)에 의해 가동자(170)가 샤프트(120)에 고정되므로, 가동자(170)의 하측 일부는 하우징(110) 외부로 노출될 수 있게 되는 것이다. 이에 따라, 가동자(170)를 하우징(110) 내에 배치한 경우보다 하우징(110)의 길이를 줄일 수 있게 되므로, 하우징(110)을 제조하기 위해 사용되는 재료의 낭비 및 영구자석 액추에이터(100)의 전체 길이를 줄일 수 있게 된다. That is, since the mover 170 is fixed to the shaft 120 by the second spring 140, a lower part of the mover 170 can be exposed to the outside of the housing 110. This makes it possible to reduce the length of the housing 110 as compared with the case where the mover 170 is disposed in the housing 110. This reduces the waste of the material used for manufacturing the housing 110 and the waste of the permanent magnet actuator 100, Thereby reducing the overall length of the antenna.

가동자(170)는 코일(150)의 정방향 또는 역방향 여자(Excitation)에 의해 발생하는 자기장에 의해 영구자석(160)과 접촉 또는 접촉 해제된다. The movable element 170 is brought into contact with or released from the permanent magnet 160 by a magnetic field generated by forward or reverse excitation of the coil 150. [

여기서, 가동자(170)는 연자성 소재로 형성될 수 있다. 이처럼 가동자(170)가 연자성 소재로 형성됨에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이 영구자석(160)에 의해 가동자(170)에는 지속적으로 상측 방향의 자기장이 작용하게 된다. 이때, 가동자(170)는 제1 스프링(130)의 지지력으로 인해 상부로 이동하지 않고, 코일(150)에 정방향의 전류가 인가될 때에만 가동자(170)는 상부로 이동하게 된다. Here, the mover 170 may be formed of a soft magnetic material. As the mover 170 is formed of the soft magnetic material, the permanent magnet 160 continuously applies the upward magnetic field to the mover 170 as shown in FIG. At this time, the mover 170 does not move upward due to the supporting force of the first spring 130, but the mover 170 moves upward only when a forward current is applied to the coil 150. [

예를 들어, 차단기를 개방(OFF) 상태에서 투입(ON) 상태로 이동시키기 위해서는 도 4에 도시된 바와 같이 코일(150)에 정방향의 전류를 공급하면 된다. 이처럼 코일(150)에 정방향의 전류가 공급되면 코일(150)은 자화되어 정방향의 자기장을 형성한다. 그러면, 가동자(170)에는 영구자석(160)의 자기장과 코일(150)의 자기장이 더해져 가해지게 되고, 상기 자기장으로 인해 가동자(170)는 제1 스프링(130)을 압축시키며 상부로 이동하게 된다.  For example, in order to move the breaker from the OFF state to the ON state, a forward current may be supplied to the coil 150 as shown in FIG. When a forward current is supplied to the coil 150, the coil 150 is magnetized to form a forward magnetic field. The magnetic field of the permanent magnet 160 and the magnetic field of the coil 150 are added to the mover 170 so that the mover 170 compresses the first spring 130 and moves upward .

즉, 코일(150)의 자속 흐름 방향과 영구자석(160)의 자속 흐름 방향을 동일한 방향으로 형성하여, 가동자(170)를 당기는 힘을 증대시키는 것이다. 이때, 가동자(170)가 상부로 이동하기 위해서는 가동자(170)를 끌어당기는 자기장의 크기가 제1 스프링(130)의 탄성력보다 커야 하므로, 이에 맞추어 코일(150)의 코일(152) 권수와 전류의 세기를 미리 적합한 크기로 설정해 두는 것이 바람직하다. That is, the magnetic flux direction of the coil 150 and the magnetic flux direction of the permanent magnet 160 are formed in the same direction to increase the force for pulling the mover 170. In order to move the mover 170 upward, the magnitude of the magnetic field for attracting the mover 170 must be greater than the elastic force of the first spring 130. Accordingly, the number of turns of the coil 152 of the coil 150 It is preferable to set the intensity of the electric current to a suitable size in advance.

이처럼 가동자(170)가 상부로 이동하여 투입 완료 위치까지 도달하면, 코일(150)으로 공급되는 전류를 차단한다. 그러면 도 5에 도시된 바와 같이 코일(150)에 의한 자기장은 사라지고, 가동자(170)는 영구자석(160)에 의한 자력에 의해 투입 위치에 그대로 구속된다. 즉, 가동자(170)가 영구자석(160)과 맞닿는 투입 위치까지 이동한 다음에는 코일(150)에 전류를 공급하지 않더라도, 가동자(170)는 영구자석(160)의 자력에 의해 투입 위치를 유지할 수 있게 된다. When the mover 170 moves upward and reaches the closing completion position, the current supplied to the coil 150 is cut off. 5, the magnetic field generated by the coil 150 disappears, and the mover 170 is constrained to the input position by the magnetic force of the permanent magnet 160. [ That is, even if no current is supplied to the coil 150 after the mover 170 is moved to the input position where the mover 170 contacts the permanent magnet 160, the mover 170 is rotated by the magnetic force of the permanent magnet 160 .

한편, 차단기를 투입(ON) 상태에서 개방(OFF) 상태로 이동시키기 위해서는 도 6에 도시된 바와 같이 코일(150)에 역방향의 전류를 공급하면 된다.On the other hand, in order to move the circuit breaker from the ON state to the OFF state, a reverse current may be supplied to the coil 150 as shown in FIG.

이처럼 코일(150)에 역방향의 전류가 공급되면 코일(150)은 자화되어 역방향의 자기장을 형성한다. 그러면, 가동자(170)에는 코일(150)의 자기장과 제1 스프링(130)의 복원력이 가해지게 되어, 가동자(170)는 하부로 이동하게 된다. When a reverse current is supplied to the coil 150, the coil 150 is magnetized to form a reverse magnetic field. Then, the magnetic field of the coil 150 and the restoring force of the first spring 130 are applied to the mover 170, and the mover 170 moves downward.

전술한 바와 같이, 차단기 구동용 영구자석 액추에이터는 제2 스프링에 의해 가동자의 하측 일부가 하우징 외부로 노출될 수 있게 되므로, 가동자를 하우징 내에 배치한 경우보다 하우징의 길이를 줄일 수 있게 된다. 이에 따라, 하우징을 제조하기 위해 사용되는 재료의 낭비 및 영구자석 액추에이터의 전체 길이를 줄일 수 있게 된다As described above, since the lower portion of the mover can be exposed to the outside of the housing by the second spring, the length of the housing can be reduced as compared with a case where the mover is disposed in the housing. This makes it possible to reduce the waste of material used for manufacturing the housing and the overall length of the permanent magnet actuator

또한, 종래와 같이 커패시터 및 전자회로를 구비하지 않아도 동작 가능하므로, 커패시터 및 전자회로를 설치하기 위한 비용 및 설치 공간을 줄일 수 있게 된다. In addition, since it can operate without a capacitor and an electronic circuit as in the prior art, it is possible to reduce the cost and installation space for installing the capacitor and the electronic circuit.

아울러, 전류의 공급을 통해 차단기를 구동시키므로, 신호를 통해 구동하는 종래의 차단기보다 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다. In addition, since the breaker is driven through the supply of the current, the operation reliability can be improved more than the conventional breaker driven through the signal.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation and that those skilled in the art will recognize that various modifications and equivalent arrangements may be made therein. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

110.. 하우징
120.. 샤프트
130.. 제1 스프링
140.. 제2 스프링
150.. 코일
160.. 영구자석
170.. 가동자110 .. Housing
120 .. Shaft
130. First spring
140 .. Second spring
150 .. Coil
160 .. Permanent magnet
170 .. Mover

Claims (8)

차단기 구동용 영구자석 액추에이터에 있어서,
내부에 수납을 위한 일정 공간이 형성된 하우징;
상기 하우징을 관통하여 양단 일부가 상기 하우징 외부로 노출되며, 상기 하우징 내에서 상하 방향으로 이동 가능하게 형성된 샤프트;
상기 샤프트의 상측 둘레를 감싸도록 형성된 제1 스프링;
상기 제1 스프링의 하부에 배치되며, 상기 샤프트의 하측 둘레를 감싸도록 형성된 제2 스프링;
절연용기의 내측 둘레를 따라 배치되며, 정방향 또는 역방향의 전류를 공급받아 정방향 또는 역방향의 자기장을 형성하는 코일;
상기 제1 스프링과 상기 코일 사이에 배치되며, 상기 하우징의 내측 상단에 고정된 영구자석; 및
상기 샤프트의 외주면에 고정되어 상기 제2 스프링의 하단을 지지하며, 상기 코일의 정방향 또는 역방향 여자에 의해 발생하는 자기장에 의해 상기 영구자석과 접촉 또는 접촉 해제되는 가동자;
를 포함하고,
상기 가동자는 하측 일부가 상기 하우징 외부로 노출되게 형성된 것을 특징으로 하며,
상기 차단기를 개방(OFF) 상태에서 투입(ON) 상태로 이동시킬 때 상기 코일에 상기 정방향의 전류를 공급하고, 상기 가동자를 상기 하우징의 상부로 끌어당기는 상기 자기장의 크기가 상기 제1 스프링의 탄성력보다 커지도록 상기 코일의 권수와 상기 정방향의 전류 크기를 설정하고,
상기 차단기를 투입(ON) 상태에서 개방(OFF) 상태로 이동시킬 때 상기 코일에 상기 역방향의 전류를 공급해 상기 가동자를 상기 하우징의 하부로 이동시키는
차단기 구동용 영구자석 액추에이터.
A permanent magnet actuator for driving a circuit breaker,
A housing having a predetermined space for storing therein;
A shaft penetrating through the housing and having both ends exposed to the outside of the housing and movable in the housing in a vertical direction;
A first spring configured to surround an upper circumference of the shaft;
A second spring disposed under the first spring and configured to surround the lower side of the shaft;
A coil disposed along the inner circumference of the insulating container and forming a magnetic field in a forward or reverse direction by being supplied with a current in a forward or reverse direction;
A permanent magnet disposed between the first spring and the coil and fixed to an inner upper end of the housing; And
A mover which is fixed to an outer circumferential surface of the shaft to support a lower end of the second spring and is brought into contact with or released from contact with the permanent magnet by a magnetic field generated by forward or reverse energization of the coil;
Lt; / RTI >
And a lower portion of the mover is exposed to the outside of the housing,
Wherein when the circuit breaker is moved from an OFF state to an ON state, the forward current is supplied to the coil, and the magnitude of the magnetic field pulling the mover to the top of the housing is greater than the elastic force of the first spring The number of turns of the coil and the magnitude of the current in the forward direction are set so as to become larger,
When moving from the input (ON) state for the breakers in the open (OFF) condition of supplying the backward current to the coil to move the movable character in a lower portion of the housing
Permanent magnet actuator for circuit breaker drive.
제1항에 있어서,
상기 샤프트는
상기 하우징의 외측 상단에 지지되는 제1 지지부재와,
상기 가동자의 하단을 지지하는 제2 지지부재와,
상기 제1 지지부재 및 상기 제2 지지부재 사이에 배치된 제3 지지부재를 포함하는 차단기 구동용 영구자석 액추에이터.
The method according to claim 1,
The shaft
A first support member supported at an outer upper end of the housing,
A second support member for supporting a lower end of the mover;
And a third support member disposed between the first support member and the second support member.
제2항에 있어서,
상기 제1 스프링은 상기 하우징의 내측 상단 및 상기 제3 지지부재의 상단 사이에 배치되고,
상기 제2 스프링은 상기 제3 지지부재의 하단 및 상기 가동자 사이에 배치되는 차단기 구동용 영구자석 액추에이터.
3. The method of claim 2,
Wherein the first spring is disposed between an inner upper end of the housing and an upper end of the third support member,
And the second spring is disposed between the lower end of the third support member and the mover.
제2항에 있어서,
상기 제2 지지부재는 적어도 하나 이상이고,
상기 적어도 하나 이상의 제2 지지부재는 상기 가동자의 하단을 지지하도록 상기 샤프트의 하측 둘레를 따라 형성되는 차단기 구동용 영구자석 액추에이터.
3. The method of claim 2,
Wherein the second support member is at least one or more,
Wherein the at least one second support member is formed along the lower periphery of the shaft so as to support the lower end of the mover.
제1항에 있어서,
상기 제1 스프링은 개방 스프링이고, 상기 제2 스프링은 접압 스프링인 차단기 구동용 영구자석 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the first spring is an open spring and the second spring is a contact pressure spring.
제1항에 있어서
상기 가동자는 상기 샤프트가 삽입된 둘레를 따라 단턱이 형성된 차단기 구동용 영구자석 액추에이터.
The method of claim 1, wherein
Wherein the mover has a step formed along the periphery of the shaft.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 가동자는 연자성 소재로 형성된 차단기 구동용 영구자석 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the mover is formed of a soft magnetic material.
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