一种真空断路器的永磁操动机构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种真空断路器的永磁操动机构，采用了一个圆筒形磁环（３），在磁环（３）的上、下分别固定了一个圆盘形的上磁轭（１）和一个带有圆锥形斜面的下磁轭（４），线圈（２）放置在上、下磁轭和磁环所形成的空腔内，动铁芯（８）设置在下磁轭（４）的中心孔内，并可以在中心孔内做上下运动，操作杆（１０）由上到下依次穿过上磁轭（１）的中心孔、动铁芯（８）的中心孔，并通过螺母（６）固定在动铁芯（８）下面的挡块（５）上，在上磁轭与动铁芯的挡块之间设置了一个分闸弹簧（７），动铁芯的上端面有一个凸面，提高了磁场强度和动铁芯与上磁轭的吸合力，提高了机构的合闸保持力。合闸时为电磁吸力特性，分闸为纯弹簧特性。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种开关设备的操动机构，尤其是一种用于真空断路器的永磁操动机构。
技术介绍
目前，已知真空断路器的永磁操动机构为单线圈双稳态结构。单线圈双稳态机构有一个分闸和合闸共用的线圈，永磁体材料为钕铁硼，位于机构中部。合闸时，由电力电子器件组成的供电单元，向线圈通正向电流，产生的电磁场使动铁芯运动，通过操作杆带动断路器使其合闸，并通过永磁吸力将动铁芯保持在合闸状态。分闸时，由电力电子器件组成的供电单元，向线圈通反向电流，产生的反向电磁场抵消永磁吸力，在弹簧的作用下使动铁芯运动，通过操作杆带动断路器使其分闸。由于要产生较大的反向电磁场，所以分闸电流要求较大，且分闸时，动铁芯开始运动较慢，造成初始分闸速度较低，不利于短路电流的开断。
技术实现思路
为了克服现有永磁机构初始分闸速度较低，分、合闸电流要求较大的不足，本技术提供一种单线圈、单稳态的永磁机构。其合闸特性为电磁铁特性，分闸特性为弹簧特性，能较好地与真空开关设备的负载特性相匹配。为了达到上述目的，本技术的技术方案是采用了软硬磁材料制成的一个圆筒形磁环，磁环具有可充磁和消磁的特性。在磁环的上、下分别固定了一个圆盘形的上磁轭和一个带有圆锥形斜面的下磁轭，线圈放置在上、下磁轭和磁环所形成的空腔内，线圈的内侧有一个斜面，其斜度与下磁轭的圆锥形斜面的斜度一致，动铁芯设置在下磁轭的中心孔内，并可以在中心孔内做上下运动，操作杆由上到下依次穿过上磁轭的中心孔、动铁芯的中心孔，并通过螺母固定在动铁芯下面的挡块上，在上磁轭与动铁芯的挡块之间设置有一个分闸弹簧。动铁芯的上端面设计有一个凸面。由于采用了软硬磁材料的磁环，合闸时，通电线圈产生的电磁场会给磁环充磁，断电后磁环剩磁较大，动铁芯将保持在可靠的合闸位置；分闸时，线圈产生一个反向磁场会消除磁环的磁性，使磁环无磁性，在分闸弹簧的作用下，动铁芯快速动作，分闸速度达到1.0～1.2m/s。本技术的另一个优点是逐步减小了磁路通道的截面积，大大提高了上磁轭与动铁芯接触部分之间的磁场强度，于是提高了动铁芯与上磁轭的吸合力，提高了机构的合闸保持力。附图说明图1为机构处于分闸位置时的内部结构示意图。图2为机构处于合闸位置时的内部结构示意图。具体实施方式参见附图。图1中，上磁轭(1)、磁环(3)、下磁轭(4)和动铁芯(8)未构成封闭磁路，四者中间为线圈(2)。动铁芯(8)可上下运动，其下部连接有挡块(5)，在挡块(5)内腔与上磁轭(1)凹槽之间放置有分闸弹簧(7)。操作杆(10)上套有触头压缩弹簧(9)，通过调整锁紧螺母(6)可调节断路器(图中未视出)触头予压紧力。上磁轭(1)、磁环(3)、下磁轭(4)的外圆直径一致，且三者之间接触面平整无气隙。动铁芯(8)上端面有两部分组成，凸面(8a)为永磁保持时的工作面，凹面(8b)及凸面(8a)为合闸时电磁吸合时的工作面，下磁轭(4)的锥形高斜面是为了增加磁轭与动铁芯(8)的接触面积，减小气隙磁阻。本技术的工作原理如下当开关设备合闸时，由电力电子器件组成的供电单元向线圈(2)通一正向脉冲电流，线圈(2)产生电磁场，磁力线流经导磁体——上磁轭(1)、磁环(3)、下磁轭(4)和动铁芯(8)，在上磁轭(1)与动铁芯(8)之气隙间产生电磁吸力，当此吸力大于分闸弹簧(7)的压力时，动铁芯(8)开始向上运动，其特性为电磁吸力特性。当动铁芯(8)的凸面(8a)与上磁轭(1)下平面接触后，磁路闭合。磁环(3)在此合闸过程中进行快速磁饱和充磁，并在电磁场消失后充当永磁体，将动铁芯(8)牢牢地吸合在合闸位置上，即合闸位置永磁保持状态。结构如图2。当开关设备分闸时，供电单元向线圈(2)通一反向脉冲电流，线圈(2)产生反向电磁场。此电磁场对磁环(3)消磁。由于磁环(3)永磁吸力消失，在分闸弹簧(7)与触头压缩弹簧(9)的合力作用时，动铁芯(8)向下运动，其特性为弹簧特性，初始力较大，初始分闸速度较高。接近运动终止时，由下磁轭(4)来进行限位，动铁芯(8)的外凸台(8c)与下磁轭(4)锥面的端部接触，于是分闸运动停止。分闸弹簧(7)此时仍有一定的预压力，动铁芯(8)被压在分闸位置，即为分闸位置弹簧保持状态。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空断路器的永磁操动机构，包括线圈（２）、动铁芯（８）、分闸弹簧（７）和操作杆（１０），其特征在于：采用了一个圆筒形磁环（３），在磁环（３）的上、下分别固定了一个圆盘形的上磁轭（１）和一个带有圆锥形斜面的下磁轭（４），线圈（２）放置在上、下磁轭（１、４）和磁环（３）所形成的空腔内，在上磁轭（１）与动铁芯（８）的挡块（５）之间设置了一个分闸弹簧（７）。

【技术特征摘要】
1.一种真空断路器的永磁操动机构，包括线圈(2)、动铁芯(8)、分闸弹簧(7)和操作杆(10)，其特征在于采用了一个圆筒形磁环(3)，在磁环(3)的上、下分别固定了一个圆盘形的上磁轭(1)和一个带有圆锥形斜面的下磁轭(4)，线圈(2)放置在上、下磁轭(1、4)和磁环(3)所形成的空腔内，在上磁轭(1)与动铁芯(8)的挡块(5)之间设置了一个分闸弹簧(7)。2.根据权利要求1所述的真空断路器的永磁操动机构，其特征在于动铁芯(8)为圆柱形，其外圆上部有一个凸台(8c)，凸台(8c)的外径小于线圈(2)的内径大于下磁轭(4)的内径。3.根据权利要求2所述的真空断路器的永磁操动机构，其特征在于动铁芯设置在下磁轭的中心孔内，并可以在中心孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，牛群领，
申请(专利权)人：张军，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]