双稳态动圈式永磁操动机构制造技术

一种双稳态动圈式永磁操动机构，包括永磁操动机构和驱动电路，其特征在于，所述永磁操动机构的构成是，两个永磁体（２）与（６）分别置于套筒（３）两端，其上绕有线圈（５）的软磁体骨架（４）置于套筒（３）与两个永磁体（２）和（６）所形成的内空间内，软磁体骨架（４）两端各自连接拉杆（１）与拉杆（７），并分别伸出置于套筒（３）两端的永磁体（２）和（６）；所述驱动电路为单电源驱动电路，其组成是，由直流电源（ＢＴ１）与二极管（Ｄ１），限流电阻（Ｒ１），充放电电容（Ｃ１）相互串联成回路，构成驱动线圈（５）工作的电容电源电路；与充放电电容（Ｃ１）正端相连的二极管（Ｄ２）的输出分成两路：一路由开关管（Ｑ１）经限流电阻（Ｒ２）和线圈（５）再经开关管（Ｑ２）连于充放电电容（Ｃ１）负端组成对线圈（５）的正向电流驱动控制电路；另一路由开关管（Ｑ３）经线圈（５）和限流电阻（Ｒ２），再经开关管（Ｑ４）连于充放电电容（Ｃ１）负端构成对线圈（５）的负向电流驱动控制电路，在限流电阻（Ｒ２）与线圈（５）相串联的电路两端还分别并联两个开关管（Ｑ５）与（Ｑ６），构成线圈（５）剩余能量释放回路。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种为电力开关配置的操动机构，尤其是一种结构简单，可动环节少的永磁操动机构，属于开关电器分、合闸

技术介绍
传统的电器操动机构的核心是连杆和锁扣机构以及能量储存系统，由于其机械零件很多，结构复杂，传动关系繁琐，致使其可控性差，故障率高，累计运动误差大，而且响应速度缓慢，虽经长期的研究与改进，但多年的运行经验表明，操动机构及其电气控制和辅助回路的故障在断路器总故障中占有很大比例。从国际、国内的统计数字来看，断路器的故障中，机械故障占大多数。国际大电网会议组织的国际调查表明，机械故障高达总故障的70.3％，如包括辅助电器和控制回路，则为89.4％，成为断路器可靠性的关键性问题。可靠性的高低和零部件数量的多少有着直接关系，减少零部件数量能明显地提高断路器的可靠性。因此，无论是改进提高传统操动机构的性能和质量，还是研制新型操动机构，提高可靠性的理论依据首先应为简化机构的结构，减少零部件的数目。永磁操动技术是九十年代世界最新技术，它采用全新工作原理和结构，通过将电磁铁与永久磁铁特殊结合，实现传统断路器操动机构的全部功能，并在一定程度上实现智能化。在结构上与传统断路器操动机构的最大区别在于永磁操动机构工作时运动部件少，永磁操动机构工作时主要运动部件只有一个，结构简单，这样就便其可靠性大大提高。而且永磁操动机构无需脱、锁扣装置，即可实现机构终端位置的传统功能，因此，其故障源比其它操动机构要少得多，具有极高的可靠性，永磁操动机构的寿命可达几十万次而无须检修，性能可靠、耐磨损、免维护，使用寿命长，其性能可靠远非其他操动机构可比。国外文献称这一技术是革命性的，是当今发展的趋势和潮流，并可适用于发电厂、变电所等配电系统的控制和保护，尤其适用于开重要负荷及频繁操作场所，可满足电力行业对断路器发展的高可靠性、智能化等要求，因此成为当前电器操动机构的一个非常重要的发展方向。目前开发的永磁操动机构主要应用于中压真空断路器，采用双稳态的方式，主要构成有合闸线圈、分闸线圈、静铁芯、动铁芯及永磁体组成，其主要特征是线圈与静铁芯为一体，没有相对运动，运动是由动铁芯产生，其主要缺点是无论是合闸，还是分闸操作，线圈产生的磁场首先都要克服永磁体产生的磁场，然后才能产生吸引动铁芯运动的电磁力，当所产生的电磁力足以吸引动铁芯运动时，动铁芯才被吸向另一端，这使得此种结构的永磁操动机构的响应时间大大滞后，在一些对分、合闸速度要求较高的场合无法应用。另外，此类永磁操动机构的结构仍有些复杂，制造成本偏高。
技术实现思路
本技术的目的就是要克服上述缺点，提供一种双稳态动圈式永磁操动机构，使该机构具有结构简单可靠，可动零件少，使用寿命长，价格低廉等特点，可广泛应用于各种断路器、接触器等开关电器领域。为达到上述目的，本技术的双稳态动圈式永磁操动机构包括永磁操动机构和驱动电路，其特点是，所述永磁操动机构的构成是，两个永磁体分别置于套筒两端，其上绕有一个线圈或绕有分闸线圈和合闸线圈两个线圈的软磁体骨架置于由套筒及套筒两端的永磁体所形成的内空间内，软磁体骨架两端各自连接有拉杆，并分别伸出置于套筒两端的永磁体；所述驱动电路有单电源驱动电路，双电源驱动电路和双线圈驱动电路三种不同的驱动电路及工作方式。单电源驱动电路的组成是，由直流电源与二极管、限流电阻、充放电电容互相串联组成驱动线圈工作的电容电源电路；与限流电阻和充放电电容的串联接点(即与充放电电容正端)相连的正向二极管的正向输出分成两路一路由开关管经限流电阻和线圈再经开关管连于充放电电容负端组成对线圈的正向电流驱动控制电路；另一路由开关管经线圈和限流电阻再经开关管连于充放电电容负端组成对线圈的负向电流驱动控制电路，在限流电阻与线圈相串联的电路两端还分别并联两个开关管构成线圈剩余能量的释放回路。双电源驱动电路的组成是，由第一直流电源与二极管，限流电阻，充放电电容相互串联组成驱动线圈工作的正向电容电源电路；与充放电电容正端相连的正向二极管的正向输出经开关管，限流电阻和线圈串联后再连于正向电容电源电路中的充放电电容负端构成对线圈的正向电流驱动控制电路；另一直流电源与二极管、限流电阻、充放电电容相互串联组成驱动线圈工作的负向电容电源电路；与充放电电容正端相连的正向二极管的正向输出经开关管与线圈和限流电阻串联后再连于负向电容电源电路中的充放电电容负端构成对线圈的负向电流驱动控制电路。在限流电阻与线圈相串联电路两端分别并联两个开关管构成线圈剩余能量的释放回路。双线圈驱动电路的组成是，由同一电容电源电路供两路驱动控制电路，分别控制分闸线圈和合闸线圈，即由直流电源与二极管，限流电阻，充放电电容相互串联组成驱动线圈工作的电容电源电路，充放电电容正端分两路一路由二极管，开关管，限流电阻，分闸线圈，充放电电容串联成回路成为对分闸线圈的驱动控制电路；另一路由二极管，开关管，限流电阻，合闸线圈，充放电电容相互串联成回路成为合闸线圈的驱动控制电路。限流电阻与分闸线圈串联的电路两端以及限流电阻与合闸线圈串联的电路两端各自并联一个供线圈释放剩余能量的开关管。本技术的有益效果是，极大减少了断路器操动机构的传动环节，提高了断路器操动机构的可靠性和响应时间，并降低了操动机构的制造成本。附图说明图1，永磁操动机构结构示意图之一；图2，永磁操动机构结构示意图之二；图3，单电源驱动电路原理示意图；图4，双电源驱动电路原理示意图；图5，双线圈驱动电路原理示意图；图1至图5中的标号及符号名称1、7—拉杆，2、6——永磁体，3——套筒，4——软磁体骨架，5、8、9——线圈BT1、BT2、BT3、BT4——直流电源C1、C2、C3、C4——电容D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9——二极管R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8——限流电阻Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12、Q13、Q14——开关管。具体实施方式图1与图2是双稳态动圈式永磁操动机构的永磁操动机构结构示意图，由图可知，两个永磁体2与6分别置于套筒3两端，软磁体骨架4置于由套筒3与两端的两个永磁体2与6所构成的矩形内空间内，可在内空间内左右运动，软磁体骨架3两端分别与拉杆1与拉杆7相连，并分别伸出永磁体2和永磁体6之外，线圈5或者分闸线圈8和合闸线圈9绕制在软磁体骨架3上。图3至图5是驱动电路原理图，图3是单电源驱动电路原理图，其具体组成是，由直流电源BT1与二极管D1，限流电阻R1，充放电电容C1相互串联成回路，构成驱动线圈工作的电容电源电路；与充放电电容C1正端相连的二极管D2的输出分成两路一路由开关管Q1经限流电阻R2和线圈5再经开关管Q2连于充放电电容C1负端组成对线圈5的正向电流驱动控制电路；另一路由开关管Q3经线圈5和限流电阻R2再经开关管Q4连于充放电电容C1负端构成对线圈5的负向电流驱动控制电路。在限流电阻R2与线圈5相互串联的电路两端还分别并联两个开关管Q5与Q6，构成线圈5剩余能量释放回路。图4是双电源驱动电路原理图。其组成是，由直流电源BT2与二极管D3，限流电阻R3，充放电电容C2相互串联组成驱动线圈工作的正向电容电源；与充放电电容C2的正端相连的正向二极管D4的正向输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双稳态动圈式永磁操动机构，包括永磁操动机构和驱动电路，其特征在于，所述永磁操动机构的构成是，两个永磁体(2)与(6)分别置于套筒(3)两端，其上绕有线圈(5)的软磁体骨架(4)置于套筒(3)与两个永磁体(2)和(6)所形成的内空间内，软磁体骨架(4)两端各自连接拉杆(1)与拉杆(7)，并分别伸出置于套筒(3)两端的永磁体(2)和(6)；所述驱动电路为单电源驱动电路，其组成是，由直流电源(BT1)与二极管(D1)，限流电阻(R1)，充放电电容(C1)相互串联成回路，构成驱动线圈(5)工作的电容电源电路；与充放电电容(C1)正端相连的二极管(D2)的输出分成两路一路由开关管(Q1)经限流电阻(R2)和线圈(5)再经开关管(Q2)连于充放电电容(C1)负端组成对线圈(5)的正向电流驱动控制电路；另一路由开关管(Q3)经线圈(5)和限流电阻(R2)，再经开关管(Q4)连于充放电电容(C1)负端构成对线圈(5)的负向电流驱动控制电路，在限流电阻(R2)与线圈(5)相串联的电路两端还分别并联两个开关管(Q5)与(Q6)，构成线圈(5)剩余能量释放回路。2.一种双稳态动圈式永磁操动机构，包括永磁操动机构和驱动电路，其特征在于，所述永磁操动机构的构成是，两个永磁体(2)与(6)分别置于套筒(3)两端，其上绕有线圈(5)的软磁体骨架(4)置于套筒(3)与两个永磁体(2)和(6)所形成的内空间内，软磁体骨架(4)两端各自连接拉杆(1)与拉杆(7)，并分别伸出置于套筒(3)两端的永磁体(2)和(6)；所述的驱动电路为双电源驱动电路，其组成是，由直流电源(BT2)与二极管(D3)，限流电阻(R3)，充放电电容(C2)相互串联成回路，构成驱动线圈(5)工作的正向电容电源电路；与充放电电容(C2)的正端相连的正向二极管(D4)的正向输出经开...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文卓，
申请(专利权)人：李文卓，
类型：实用新型
国别省市：