專利名稱：一種高壓斷路器永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于輸變電設(shè)備中的高壓斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高壓斷路器永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
高壓斷路器是電力系統(tǒng)中極其重要的開關(guān)設(shè)備，其運(yùn)行好壞直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，而高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)又是其重要的組成部分，它不但要保證斷路器長期的動(dòng)作可靠性，而且要滿足滅弧特性對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求。
以往的操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)等，其中彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)完全依靠機(jī)械做功，零部件總數(shù)多，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，故障率相應(yīng)就比較高，而且多在關(guān)鍵部位，容易引起操作失誤等問題；而液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)盡管存在體積小、操作力大的優(yōu)點(diǎn)，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件加工精度非常高，且油系統(tǒng)工作壓力高。
申請(qǐng)?zhí)柺?00810010538.5,名稱是高壓斷路器圓筒形永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，公開了一種永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，圓筒形永磁直線電機(jī)的主軸和高壓斷路器的動(dòng)觸頭通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，圓筒形永磁直線電機(jī)在次級(jí)鐵心上安裝了永磁體，由永磁體建立主磁場，在圓筒形永磁直線電機(jī)的電樞繞組中通入直流電，這樣通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用就驅(qū)動(dòng)次級(jí)鐵心運(yùn)動(dòng)，而次級(jí)鐵心則通過連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)斷路器動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)，這種操動(dòng)機(jī)構(gòu)將永磁體放在運(yùn)動(dòng)部分，來回撞擊容易產(chǎn)生失磁。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，反應(yīng)緩慢精度低等不足，特別是針對(duì)高壓斷路器圓筒形永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)將永磁體放在運(yùn)動(dòng)部分，來回撞擊容易產(chǎn)生失磁，本實(shí)用新型提供了 一種高壓斷路器永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是永磁直線電機(jī)的主軸與高壓斷路器的連桿連接，連桿與高壓斷路器的滅弧室的動(dòng)觸頭連接。永磁直線電機(jī)初級(jí)鐵心的內(nèi)壁緊貼永磁材料，初級(jí)鐵心內(nèi)壁的上下兩端分別緊貼輔助永磁體，初級(jí)鐵心內(nèi)壁的中部緊貼主永磁體，輔助永磁體和主永磁體之間設(shè)有隔磁材料。輔助永磁體和主永磁體的極性相反依次從上往下排列其中上端輔助永磁體從左向右為磁通路徑，主永磁體從右到左為磁通路徑，下端輔助永磁體是從左向右的磁通路徑。輔助永磁體寬度和厚度隨控制斷路器類型的改變而改變，斷路器的負(fù)載特性直接影響其厚度和寬度的選擇。輔助永磁體厚度6~10mm。
本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方式永磁直線電機(jī)為圓筒形結(jié)構(gòu)，圓筒形初級(jí)鐵心內(nèi)壁設(shè)有主永磁體和輔助永磁體，初級(jí)鐵心內(nèi)壁的上下兩端分別緊貼輔助永磁體，初級(jí)鐵心內(nèi)壁的中部緊貼主永磁體，輔助永磁體和主永磁體之間設(shè)有隔磁材料。次級(jí)鐵心上繞有電樞繞組，次級(jí)鐵心中部設(shè)有電機(jī)主軸。初級(jí)鐵心呈圓筒形，初級(jí)鐵心由硅鋼片疊壓而成若干個(gè)槽形結(jié)構(gòu)，在初級(jí)鐵心的中部開槽，并且在槽中放置電樞繞組，次級(jí)鐵心呈圓柱形。
本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選方式永磁直線電機(jī)為扁平型結(jié)構(gòu)，扁平形初級(jí)鐵心內(nèi)壁設(shè)有主永磁體和輔助永磁體，初級(jí)鐵心內(nèi)壁的上下兩端分別緊貼輔助永磁體，初級(jí)鐵心內(nèi)壁的中部緊貼主永磁體，輔助永磁體和主永磁體之間設(shè)有隔磁材料。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)過程永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的的主軸和高壓斷路器的動(dòng)觸頭通過連桿連接，當(dāng)電機(jī)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)直接推動(dòng)斷路器的運(yùn)動(dòng)，所以時(shí)間上不存在滯后性，由于斷路器最終要保持在分合閘位置，所以該在電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)專門設(shè)計(jì)了輔助永磁體，其作用就是起到保持的作用，輔助永磁體由于磁通走最短路徑的原理而產(chǎn)生的電磁吸力使其維持在兩端位置；當(dāng)電機(jī)需要分閘、合閘時(shí)，通過電容供電，使繞組中產(chǎn)生瞬間較大的變化電流，在主磁場的作用下電流由于安培力作用產(chǎn)生瞬間較大的電磁推力從而來實(shí)現(xiàn)分合閘。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型的直線電機(jī)結(jié)構(gòu)屬于高壓領(lǐng)域的設(shè)計(jì)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮分合閘位置的特殊性，特別設(shè)計(jì)了輔助永磁體，而且再考慮到失磁危險(xiǎn)的可能性，永磁放置在初級(jí)靜子之上，又為了產(chǎn)生較大的電磁推力，電機(jī)通入的為直流電，動(dòng)態(tài)反應(yīng)較快。本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜、零部件多、動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢、占用空間大、且不可控的缺點(diǎn)，直接利用電流在磁場中收到的安培力作用來實(shí)現(xiàn)分合閘。該機(jī)構(gòu)起動(dòng)電磁推力較大，能產(chǎn)生較大的加速度，能實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)作、迅速制動(dòng)；而且在分合閘位置直接利用輔助永磁體產(chǎn)生的電磁吸力來使斷路器維持在分合閘位置，簡化了機(jī)構(gòu)；電機(jī)采用電容供電，瞬間功率大；動(dòng)作高度可靠，運(yùn)動(dòng)行程大且可控；起動(dòng)時(shí)間小，能達(dá)到較高的動(dòng)態(tài)特性要求，很好的和斷路器配合。本設(shè)計(jì)在主永磁體的基礎(chǔ)上，增加了相當(dāng)于保持的裝置——輔助永磁體，其通過電磁吸合力使得斷路器維持在分合閘位置，而且本設(shè)計(jì)永磁體放在初級(jí)定子之上，次級(jí)動(dòng)子緊貼的是繞組，這樣做避免了永磁體放在次級(jí)上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到撞擊容易產(chǎn)生失磁的危險(xiǎn)。
由于具有以上的特點(diǎn)，使得永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)除了工作可靠穩(wěn)定外還能夠提供較大的起動(dòng)推力，減少了復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使機(jī)構(gòu)的質(zhì)量大為減小，能量損耗小，提髙了效率；同時(shí)也提高了整個(gè)裝置的精度和可靠性，具有高響應(yīng)和高精度的特點(diǎn)并且運(yùn)動(dòng)過程可控。

圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型一種實(shí)施例中永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖
圖3是圖2的磁通結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中l(wèi)一靜觸頭、2—?jiǎng)佑|頭、3—滅弧室、4一連桿、5—永磁直線電機(jī)、6—電機(jī)主軸、 7—初級(jí)鐵心、8—輔助永磁體、9—主永磁體、H次級(jí)鐵心、ll一電樞繞組、 12—?dú)庀丁?3—隔磁材料、14一下端輔助永磁體磁通路徑、15—主永磁體磁通路徑。
具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述
如圖1所示，本實(shí)用新型一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，以126kV SFs斷路器為例進(jìn)行設(shè)計(jì)， 滅弧室要求永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)提供分閘電磁推力為21000N，分閘速度為4.6m/s;而合閘 時(shí)其電磁推力為15000N，合閘速度為1.4 1.7m/s;依據(jù)本型號(hào)SF6斷路器側(cè)的要求，本實(shí) 用新型設(shè)計(jì)了這種永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)SF6高壓斷路器永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中1為靜觸頭，2為 動(dòng)觸頭，3為滅弧室，4為連桿，5是永磁直線電機(jī)，其產(chǎn)生的電磁推力通過電機(jī)主軸及連桿 的連接實(shí)現(xiàn)斷路器動(dòng)觸頭的分合閘操作；永磁直線電機(jī)采用圓筒形結(jié)構(gòu)，其沿軸向剖面圖如 附圖2所示最外部初級(jí)鐵心7是由鐵軛構(gòu)成的導(dǎo)磁回路，而緊貼初級(jí)鐵心鐵軛是永磁材料， 包括兩部分， 一是用來產(chǎn)生分合鬧位置保持力的輔助永磁體8;另一部分就是產(chǎn)生分合閘過 程電磁推力的主永磁體9;中間部分為電機(jī)的次級(jí)鐵心10和電樞繞組11，次級(jí)鐵心10中設(shè) 有電機(jī)主軸6。
永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖如附圖2所示整個(gè)裝置采用圓筒形結(jié)構(gòu)，由外及里分 別為初級(jí)鐵心7 (外殼的導(dǎo)磁部分為電機(jī)軛部)，輔助永磁體8和主永磁體9，氣隙12，電 樞繞組ll，次級(jí)鐵心10，以及最中間的電機(jī)主軸6;其中電機(jī)主軸6通過連桿機(jī)構(gòu)和斷路器
動(dòng)觸頭連接在一起，鐵軛和次級(jí)鐵心10—起構(gòu)成電機(jī)的整個(gè)磁通回路路徑；輔助永磁體8，
分上下兩部分，用來產(chǎn)生分閘和合閘的保持力；電樞繞組ll緊貼在次級(jí)鐵心中，當(dāng)通入直流 電時(shí)，在主磁場的作用下產(chǎn)生安培力而上卞運(yùn)動(dòng)，由此帶動(dòng)斷路器側(cè)的動(dòng)觸頭實(shí)現(xiàn)其分合閘， 氣隙12是電磁交換的場所，是整個(gè)電機(jī)的關(guān)鍵部分，隔磁材料13是為了使磁通路徑更加合 理、更加完善的裝置。
如圖3所示，圖2中永磁體的磁通路徑示意圖，上端輔助永磁體磁通路徑從左向右，主 永磁體磁通路徑15從右到左，下端輔助永磁體磁通路徑14是從左向右。
權(quán)利要求1、一種高壓斷路器永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，永磁直線電機(jī)的主軸與高壓斷路器的連桿連接，其特征是永磁直線電機(jī)初級(jí)鐵心的內(nèi)壁緊貼永磁材料，初級(jí)鐵心內(nèi)壁的上下兩端分別緊貼輔助永磁體，初級(jí)鐵心內(nèi)壁的中部緊貼主永磁體，輔助永磁體和主永磁體之間設(shè)有隔磁材料。
2、 按照權(quán)利要求1所述的高壓斷路器的永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的永磁直線 電機(jī)為圓筒形結(jié)構(gòu)，初級(jí)鐵心為圓筒形。
3、 按照權(quán)利要求1或者2所述的高壓斷路器的永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的輔 助永磁體厚度6~10mm。
專利摘要一種高壓斷路器永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，屬于輸變電設(shè)備中的高壓斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，永磁直線電機(jī)的主軸與高壓斷路器的連桿連接，連桿與高壓斷路器的滅弧室的動(dòng)觸頭連接。永磁直線電機(jī)初級(jí)鐵心的內(nèi)壁緊貼永磁材料，初級(jí)鐵心內(nèi)壁的上下兩端分別緊貼輔助永磁體，初級(jí)鐵心內(nèi)壁的中部緊貼主永磁體，輔助永磁體和主永磁體之間設(shè)有隔磁材料。本實(shí)用新型在主永磁體的基礎(chǔ)上，增加了相當(dāng)于保持的裝置——輔助永磁體，其通過電磁吸合力使得斷路器維持在分合閘位置，而且將永磁體放在初級(jí)定子之上，次級(jí)動(dòng)子緊貼的是繞組，這樣做避免了永磁體放在次級(jí)上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到撞擊容易產(chǎn)生失磁的危險(xiǎn)。
文檔編號(hào)H01H33/28GK201364849SQ20082023214
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者徐建源, 李永祥, 川 楊, 莘 林 申請(qǐng)人:沈陽工業(yè)大學(xué)