專利名稱：一種真空斷路器的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)設(shè)備的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，尤其是一種用于真空斷路器的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，已知真空斷路器的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)為單線圈雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。單線圈雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)有一個(gè)分閘和合閘共用的線圈，永磁體材料為釹鐵硼，位于機(jī)構(gòu)中部。合閘時(shí)，由電力電子器件組成的供電單元，向線圈通正向電流，產(chǎn)生的電磁場(chǎng)使動(dòng)鐵芯運(yùn)動(dòng)，通過操作桿帶動(dòng)斷路器使其合閘，并通過永磁吸力將動(dòng)鐵芯保持在合閘狀態(tài)。分閘時(shí)，由電力電子器件組成的供電單元，向線圈通反向電流，產(chǎn)生的反向電磁場(chǎng)抵消永磁吸力，在彈簧的作用下使動(dòng)鐵芯運(yùn)動(dòng)，通過操作桿帶動(dòng)斷路器使其分閘。由于要產(chǎn)生較大的反向電磁場(chǎng)，所以分閘電流要求較大，且分閘時(shí)，動(dòng)鐵芯開始運(yùn)動(dòng)較慢，造成初始分閘速度較低，不利于短路電流的開斷。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有永磁機(jī)構(gòu)初始分閘速度較低，分、合閘電流要求較大的不足，本實(shí)用新型提供一種單線圈、單穩(wěn)態(tài)的永磁機(jī)構(gòu)。其合閘特性為電磁鐵特性，分閘特性為彈簧特性，能較好地與真空開關(guān)設(shè)備的負(fù)載特性相匹配。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是采用了軟硬磁材料制成的一個(gè)圓筒形磁環(huán)，磁環(huán)具有可充磁和消磁的特性。在磁環(huán)的上、下分別固定了一個(gè)圓盤形的上磁軛和一個(gè)帶有圓錐形斜面的下磁軛，線圈放置在上、下磁軛和磁環(huán)所形成的空腔內(nèi)，線圈的內(nèi)側(cè)有一個(gè)斜面，其斜度與下磁軛的圓錐形斜面的斜度一致，動(dòng)鐵芯設(shè)置在下磁軛的中心孔內(nèi)，并可以在中心孔內(nèi)做上下運(yùn)動(dòng)，操作桿由上到下依次穿過上磁軛的中心孔、動(dòng)鐵芯的中心孔，并通過螺母固定在動(dòng)鐵芯下面的擋塊上，在上磁軛與動(dòng)鐵芯的擋塊之間設(shè)置有一個(gè)分閘彈簧。動(dòng)鐵芯的上端面設(shè)計(jì)有一個(gè)凸面。
由于采用了軟硬磁材料的磁環(huán)，合閘時(shí)，通電線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)會(huì)給磁環(huán)充磁，斷電后磁環(huán)剩磁較大，動(dòng)鐵芯將保持在可靠的合閘位置；分閘時(shí)，線圈產(chǎn)生一個(gè)反向磁場(chǎng)會(huì)消除磁環(huán)的磁性，使磁環(huán)無磁性，在分閘彈簧的作用下，動(dòng)鐵芯快速動(dòng)作，分閘速度達(dá)到1.0～1.2m/s。
本實(shí)用新型的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是逐步減小了磁路通道的截面積，大大提高了上磁軛與動(dòng)鐵芯接觸部分之間的磁場(chǎng)強(qiáng)度，于是提高了動(dòng)鐵芯與上磁軛的吸合力，提高了機(jī)構(gòu)的合閘保持力。


圖1為機(jī)構(gòu)處于分閘位置時(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為機(jī)構(gòu)處于合閘位置時(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見附圖。圖1中，上磁軛(1)、磁環(huán)(3)、下磁軛(4)和動(dòng)鐵芯(8)未構(gòu)成封閉磁路，四者中間為線圈(2)。動(dòng)鐵芯(8)可上下運(yùn)動(dòng)，其下部連接有擋塊(5)，在擋塊(5)內(nèi)腔與上磁軛(1)凹槽之間放置有分閘彈簧(7)。操作桿(10)上套有觸頭壓縮彈簧(9)，通過調(diào)整鎖緊螺母(6)可調(diào)節(jié)斷路器(圖中未視出)觸頭予壓緊力。上磁軛(1)、磁環(huán)(3)、下磁軛(4)的外圓直徑一致，且三者之間接觸面平整無氣隙。動(dòng)鐵芯(8)上端面有兩部分組成，凸面(8a)為永磁保持時(shí)的工作面，凹面(8b)及凸面(8a)為合閘時(shí)電磁吸合時(shí)的工作面，下磁軛(4)的錐形高斜面是為了增加磁軛與動(dòng)鐵芯(8)的接觸面積，減小氣隙磁阻。
本實(shí)用新型的工作原理如下當(dāng)開關(guān)設(shè)備合閘時(shí)，由電力電子器件組成的供電單元向線圈(2)通一正向脈沖電流，線圈(2)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，磁力線流經(jīng)導(dǎo)磁體——上磁軛(1)、磁環(huán)(3)、下磁軛(4)和動(dòng)鐵芯(8)，在上磁軛(1)與動(dòng)鐵芯(8)之氣隙間產(chǎn)生電磁吸力，當(dāng)此吸力大于分閘彈簧(7)的壓力時(shí)，動(dòng)鐵芯(8)開始向上運(yùn)動(dòng)，其特性為電磁吸力特性。當(dāng)動(dòng)鐵芯(8)的凸面(8a)與上磁軛(1)下平面接觸后，磁路閉合。磁環(huán)(3)在此合閘過程中進(jìn)行快速磁飽和充磁，并在電磁場(chǎng)消失后充當(dāng)永磁體，將動(dòng)鐵芯(8)牢牢地吸合在合閘位置上，即合閘位置永磁保持狀態(tài)。結(jié)構(gòu)如圖2。當(dāng)開關(guān)設(shè)備分閘時(shí)，供電單元向線圈(2)通一反向脈沖電流，線圈(2)產(chǎn)生反向電磁場(chǎng)。此電磁場(chǎng)對(duì)磁環(huán)(3)消磁。由于磁環(huán)(3)永磁吸力消失，在分閘彈簧(7)與觸頭壓縮彈簧(9)的合力作用時(shí)，動(dòng)鐵芯(8)向下運(yùn)動(dòng)，其特性為彈簧特性，初始力較大，初始分閘速度較高。接近運(yùn)動(dòng)終止時(shí)，由下磁軛(4)來進(jìn)行限位，動(dòng)鐵芯(8)的外凸臺(tái)(8c)與下磁軛(4)錐面的端部接觸，于是分閘運(yùn)動(dòng)停止。分閘彈簧(7)此時(shí)仍有一定的預(yù)壓力，動(dòng)鐵芯(8)被壓在分閘位置，即為分閘位置彈簧保持狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種真空斷路器的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括線圈(2)、動(dòng)鐵芯(8)、分閘彈簧(7)和操作桿(10)，其特征在于采用了一個(gè)圓筒形磁環(huán)(3)，在磁環(huán)(3)的上、下分別固定了一個(gè)圓盤形的上磁軛(1)和一個(gè)帶有圓錐形斜面的下磁軛(4)，線圈(2)放置在上、下磁軛(1、4)和磁環(huán)(3)所形成的空腔內(nèi)，在上磁軛(1)與動(dòng)鐵芯(8)的擋塊(5)之間設(shè)置了一個(gè)分閘彈簧(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空斷路器的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于動(dòng)鐵芯(8)為圓柱形，其外圓上部有一個(gè)凸臺(tái)(8c)，凸臺(tái)(8c)的外徑小于線圈(2)的內(nèi)徑大于下磁軛(4)的內(nèi)徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空斷路器的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于動(dòng)鐵芯設(shè)置在下磁軛的中心孔內(nèi)，并可以在中心孔內(nèi)做上下運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的真空斷路器的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于動(dòng)鐵芯(8)上端面有一個(gè)凹面(8b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空斷路器的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于線圈(2)有一個(gè)斜面(2a)，其斜度與下磁軛(4)的圓錐形斜面(4a)的斜度一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空斷路器的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于套在操作桿(10)上的觸頭壓縮彈簧(9)插入在分閘彈簧(7)內(nèi)，操作桿由上到下依次穿過上磁軛的中心孔、動(dòng)鐵芯的中心孔，并通過螺母(6)固定在動(dòng)鐵芯(8)下面的擋塊(5)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空斷路器的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于上磁軛(1)、磁環(huán)(3)、與下磁軛(4)的外圓直徑一致，且三者之間接觸面平整無氣隙。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種真空斷路器的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，采用了一個(gè)圓筒形磁環(huán)(3)，在磁環(huán)(3)的上、下分別固定了一個(gè)圓盤形的上磁軛(1)和一個(gè)帶有圓錐形斜面的下磁軛(4)，線圈(2)放置在上、下磁軛和磁環(huán)所形成的空腔內(nèi)，動(dòng)鐵芯(8)設(shè)置在下磁軛(4)的中心孔內(nèi)，并可以在中心孔內(nèi)做上下運(yùn)動(dòng)，操作桿(10)由上到下依次穿過上磁軛(1)的中心孔、動(dòng)鐵芯(8)的中心孔，并通過螺母(6)固定在動(dòng)鐵芯(8)下面的擋塊(5)上，在上磁軛與動(dòng)鐵芯的擋塊之間設(shè)置了一個(gè)分閘彈簧(7)，動(dòng)鐵芯的上端面有一個(gè)凸面，提高了磁場(chǎng)強(qiáng)度和動(dòng)鐵芯與上磁軛的吸合力，提高了機(jī)構(gòu)的合閘保持力。合閘時(shí)為電磁吸力特性，分閘為純彈簧特性。
文檔編號(hào)H01H3/00GK2831409SQ20052003077
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2005年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月26日
發(fā)明者張軍, 牛群領(lǐng) 申請(qǐng)人:張軍