磁力操动机构制造技术

一种磁力操动机构，该操动机构包括：运动单元(1)，其能够在第一位置和第二位置之间移动，该运动单元(1)包括形成一体的涡流部件(2)和第一磁轭部件(3)；第二磁轭部件(7)，其与所述第一磁轭部件(3)形成磁路；电磁线圈(4)，其可在通电时产生激发磁场，并且所述电磁线圈(4)通电时产生的磁力线穿过所述第二磁轭部件(7)与所述第一磁轭部件(3)形成的磁路；涡流线圈(5)，其与所述涡流部件(2)相对设置，可使所述涡流部件(2)中产生涡流，从而对所述运动单元(1)产生电磁斥力；和永磁保持部件(6)，其用于使所述运动单元(1)保持在第一位置或第二位置处。该磁力操动机构能够简化操动机构，减少其部件，缩小其尺寸，同时还能够降低其耗能，并提高其稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁力操动机构
本专利技术涉及一种操动机构，特别涉及断路器或者高速换向开关的磁力操动机构。
技术介绍
操动机构是断路器和高速换向开关的重要部件。现有弹簧操动机构、电磁操动机构和永磁操动机构等。弹簧操作机构的优点为不需要大功率的直流电源，缺点是结构比较复杂零件多，可靠性差。电磁操动机构结构笨重，开闸、合闸时间较长。永磁操动机构使用永磁体作为保持开闸、合闸位置的部件。永磁操动机构工作时的主要运动部件只有一个，开闸、合闸电流小，机械寿命长，但是其开闸时运动部件的运动惯量比较大,无法达到较高的动作速度。中国专利CN101315836A(公开日为2008年2月13日)公开了一种典型的真空断路器的操动机构，该操动机构主要包括涡流盘、开闸线圈、合闸线圈和充电电路。当充电电路被激发时，快速增大的电流会流过开闸或合闸线圈，开闸或合闸线圈会在涡流盘中感应出涡流。这样较大的电磁斥力会驱动涡流盘离开相应的线圈。该操动机构还包括用来维持开闸和合闸状态的弹簧机构。虽然该操动机构能够借助电磁斥力实现快速地开闸，但是该操动机构能耗大，可控性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是简化操动机构，缩小其尺寸，降低其能耗，并提高其稳定性。本专利技术的一种实施方式提出一种磁力操动机构，该操动机构包括：运动单元，其能够在第一位置和第二位置之间移动，该运动单元包括形成一体的涡流部件和第一磁轭部件；第二磁轭部件，其与所述第一磁轭部件形成磁路；电磁线圈，其可在通电时产生激发磁场，并且所述电磁线圈通电时产生的磁力线穿过所述第二磁轭部件与所述第一磁轭部件形成的磁路；涡流线圈，其与所述涡流部件相对设置，可使所述涡流部件中产生涡流，从而对所述运动单元产生电磁斥力；和永磁保持部件，其用于使所述运动单元保持在第一位置或第二位置处。优选，所述第一磁轭部件具有凹槽，所述涡流部件位于所述凹槽内。优选，所述涡流部件和第一磁轭部件一起形成圆锥或者圆台形。优选，所述电磁线圈和涡流线圈均位于所述涡流部件和第一磁轭部件形成的框架内。优选，所述电磁线圈和涡流线圈共用一个电源或者供电电容，或分别使用不同的电源或供电电容。优选，其中所述操动机构用于断路器，该操动机构还包括驱动杆，所述驱动杆与所述运动单元连接，并且驱动杆的一端与断路器的触头连接。优选，其中所述驱动杆的另外一端连接有弹簧，该弹簧用于使所述运动单元保持在断路器的开闸位置或合闸位置，所述永磁保持部件用于使断路器保持在开闸和合闸的另外一个位置。优选，两组所述操动机构相对于所述驱动杆对称设置。本专利技术的实施方式通过一体化设计涡流部件和第一磁轭部件，使得该操动机构和现有的操动机构相比，体积小，结构紧凑；同时部件少，进而操动机构的可靠性更好，控制方式更加灵活。紧凑的结构还使得能够在高压应用中串联使用多个带有这种操动机构的断路器。例如如果一个带有上述操动机构的断路器的额定电压为20KV，而一个输电线路的额定电压为50KV，则可以串联三个这种断路器来保护该输电线路。另外，在优选的实施方式中可以采用组合使用电磁线圈和涡流线圈的方式来实现开、关操作，这样能够大大减小在运动单元和第二磁轭距离一定间隙时需要加载在涡流线圈上的电流值，从而能够实现节省能耗。附图说明图1为本专利技术的结构示意图，其用于说明本专利技术的基本工作原理；图2为本专利技术包括电气控制电路部分的结构示意图；图3为本专利技术一种实施方式的结构示意图；图4和图5为本专利技术另外一种实施方式的结构示意图，该实施方式可以用于断路器，其包括两组操动机构。图4示出的为断路器的一种状态，图5示出的为断路器的另外一种状态。具体实施方式为了使本专利技术的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本专利技术，并不用于限定本专利技术的保护范围。本专利技术实施方式中的磁力操动机构包括：运动单元，其能够在第一位置和第二位置之间移动。运动单元包括形成一体的涡流部件和第一磁轭部件；第二磁轭部件，其与第一磁轭部件形成磁路；电磁线圈，其可在通电时产生磁场，并且该电磁线圈通电时产生的磁力线穿过上述第一磁轭部件和第二磁轭部件形成的磁路；涡流线圈，其与涡流部件相对设置，可使涡流部件中产生涡流，从而对所述运动单元产生电磁斥力；永磁保持部件，其用于使运动单元保持在第一位置或第二位置处。下面结合图1和图2说明本专利技术的基本工作原理。图1为用于说明本专利技术的基本工作原理的结构示意图；图2为本专利技术包括电气控制电路部分的结构示意图。如图1所示，操动机构包括运动单元1，顾名思义该运动单元1能够移动，其是在两个位置，例如断路器的开闸和合闸位置之间移动，以实现断路器或者高速换向开关的开、关操作。运动单元1包括形成一体的涡流部件2和第一磁轭部件3。涡流部件2为由铜等金属制成的盘状部件。需要注意的是，这里涡流部件2和第一磁轭部件3“形成一体”并不表示涡流部件2和第一磁轭部件3必须要做成一个部件，只要二者在空间上不是分隔开的，在力的作用下不经过其它部件的传动就能够相互作用一起移动即可。例如涡流部件2和第一磁轭部件3可以为上下叠放在一起的条状或者板状部件，二者可以用类似螺栓这样的部件或者粘性材料固定在一起。或者再如图1所示，第一磁轭部件3可以为“凵”状，涡流部件2可以为能够嵌入在第一磁轭部件3的凹槽中的条状。涡流部件2和第一磁轭部件3二者一起可以形成圆台状或者圆锥状，这样能够在保持运动单元1机械强度的同时，降低运动单元1的质量，并减小运动单元1在移动时受到的空气阻力。通过将涡流部件2和第一磁轭部件3做成一体，使得该操动机构和现有的操动机构相比，体积小、结构紧凑；同时部件少，进而操动机构的可靠性更好。图1中示出的操动机构还包括与上述涡流部件2相对设置的涡流线圈5。该涡流线圈5一端与供电电容或电源相连。供电电容或者电源可以与控制装置连接，使控制装置控制供电电容或电源对涡流线圈5放电，涡流线圈5中会产生高频电流和磁场，在高频磁场的作用下，涡流部件2中感应出与涡流线圈5中电流反向的涡流，涡流线圈5中的电流和涡流部件2中的涡流各自产生的磁场方向相反，二者相互作用产生互斥的电磁力，该电磁斥力使运动单元1快速移动，执行开或关作业。由于涡流线圈5具有较小的电感，通电后通过涡流线圈5的电流能够快速增大，所以涡流线圈5在通电后能够迅速在涡流部件2上激发涡流，产生电磁斥力从而使运动单元1离开第二磁轭部件7快速地实现开、关操作。如图1所示，操动机构还包括第二磁轭部件7，该第二磁轭部件7和上述第一磁轭部件3形成磁路。如图1所示，第一磁轭部件3和第二磁轭部件7可形成“口”字形的框架。另外，这里需要说明的是，第一磁轭部件3和第二磁轭部件7是指由磁轭材料形成的部件。磁轭材料是指本身不生产磁场、在磁路中只起传输磁力线的软磁材料。磁轭普遍采用导磁率比较高的软铁、A3钢以及软磁合金等来制造。操动机构还包括永磁保持部件6，保持部件的作用是使运动单元1保持在第一位置(例如断路器的开闸位置)或第二位置(例如断路器的合闸位置)处。保持部件可以为图1中示出的永磁体，永磁保持部件6在第一位置和第二位置均提供保持力，也就是说当运动单元1的位置要发生改变时，永磁保持部件6都会对其施加阻力。操动机构还包括电磁线圈4。电磁线圈4可与供电电容或者电源连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
PCT国内申请，权利要求书已公开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种磁力操动机构，其特征在于，所述操动机构包括：运动单元(1)，其能够在第一位置和第二位置之间移动，该运动单元(1)包括形成一体的涡流部件(2)和第一磁轭部件(3)，第二磁轭部件(7)，其与所述第一磁轭部件(3)形成磁路，电磁线圈(4)，其可在通电时产生激发磁场，并且所述电磁线圈(4)通电时产生的磁力线穿过所述第二磁轭部件(7)与所述第一磁轭部件(3)形成的磁路，涡流线圈(5)，其与所述涡流部件(2)相对设置，可使所述涡流部件(2)中产生涡流，从而对所述运动单元(1)产生电磁斥力，和永磁保持部件(6)，其用于使所述运动单元(1)保持在第一位置或第二位置处。2.根据权利要求1所述的操动机构，其中所述第一磁轭部件(3)具有凹槽，所述涡流部件(2)位于所述凹槽内。3.根据权利要求1所述的操动机构，其中所述涡流部件(2)和第一磁轭部件(3)一起形成圆锥或者圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚吉隆，杨超，宋英华，赵研峰，王澜锦，程健，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE