电磁操作机构以及真空开关制造技术

本发明专利技术涉及电磁操作机构以及真空开关，在电磁操作机构推杆上固定设置一磁性件，通过永磁体对磁性件的磁吸作用对抗真空开关分闸时由于大气压和真空灭弧室内波纹管作用而受到的合闸自闭力，将动触头保持在分闸位置，而且在合闸时，磁性件与永磁体之间的磁吸力大幅减小，使电磁操作机构提供较小的动能即可满足合闸需求，缓解了触头系统的震荡，保证了触头分合闸的稳定性。进一步地，还将永磁体设为可活动的，通过调整永磁体与磁性件的相对磁面的面积，以调整永磁体对磁性件磁吸力。对于不同规格的真空开关，可以适应性地调节永磁体对磁性件的磁吸力，使磁吸力能刚好满足分闸保持力需求，还能抵消真空灭弧室客观存在的自闭力公差。差。差。

【技术实现步骤摘要】
电磁操作机构以及真空开关


[0001]本专利技术涉及开关设备领域，尤其涉及真空开关，具体涉及其中电磁操作机构的改进。

技术介绍

[0002]真空开关普遍采用电磁式操作机构实现触头系统中动触头的驱动。例如，图1示意出了一种常见的真空开关的电磁操作机构，包括电磁致动机构1、推杆2和反力弹簧3，电磁致动机构1通常包括电磁铁和动铁芯，对电磁铁通电以产生磁场，使动铁芯在磁场作用下移动，动铁芯和推杆2固定连接，推杆2通过连杆传动于动触头4，实现动触头4向静触头5相接近的合闸运动。反力弹簧3用于驱动动触头4复位，该反力弹簧3作用于连杆，在动触头4合闸过程中，使反力弹簧3形变蓄能，从而反力弹簧3产生令动触头4分闸的驱动力。
[0003]与一般的开关不同的是，真空开关的灭弧室内部是真空状态，由于受到外部大气压的作用以及灭弧室内波纹管的作用，在分闸时，动触头4将受到向合闸方向的自闭力(即自动闭合力)，因此为了让产品保持在分闸状态，分闸时反力弹簧3要具有更大的形变量，以更大的弹性力抵抗该合闸自闭力，形成对动触头4的分闸保持力。例如，在图1的分闸状态下，反力弹簧3(拉弹簧为例)处于拉伸状态。
[0004]从而，在分闸状态下启动合闸时，电磁致动机构1需要克服更大的反力弹簧3的弹性力，并且，随着反力弹簧3形变量的逐渐增加，其弹性力是线性地越来越大，所以电磁致动机构1需要具备很大的动能，才能保证动触头4的合闸运动。例如，专利技术人在研发一种应用于应用于数据中心供电系统的PCB板载真空断路器时(额定电压：12kV；额定电流：40A)，发现电磁线圈的驱动功率较大，功耗较高。
[0005]而且，由于电磁致动机构1增加了动能，在行程一定的情况下增加了系统的能量，电磁致动机构1的动能除转化为反力弹簧3的弹性势能(由于合闸行程是一定的，也即反力弹簧3的形变行程是一定的，因此反力弹簧3在合闸过程中储存的弹性势能也是一定的)以及运动部件的动能之外，将产生多余的能量，多余能量被整个系统所吸收，造成系统产生震荡，影响动触头4在分、合闸时的稳定性。

技术实现思路

[0006]因此，针对上述问题，本专利技术提出一种结构优化的电磁操作机构以及真空开关。
[0007]本专利技术采用如下技术方案实现：
[0008]本专利技术提出电磁操作机构，包括固定设置的线圈、轭铁和可活动设置的动铁芯、推杆，所述线圈配合轭铁、动铁芯以及复位弹件驱动所述推杆伸出或缩回以实现开关的合闸或分闸，还包括磁性件和永磁体，所述磁性件固定设置在所述推杆上，所述永磁体设置在所述推杆外侧并具有与所述磁性件相对的磁面，所述推杆缩回时，通过所述永磁体的磁吸力吸引所述磁性件，从而将所述推杆保持在缩回状态；所述推杆伸出时，所述磁性件与永磁体之间的磁气隙增大从而大幅减小所述永磁体对所述磁性件的磁吸力。
[0009]其中，为对不同规格的真空开关适应性地调节永磁体对磁性件的磁吸力，使磁吸力能刚好满足分闸保持力需求，以及为了抵消不同真空灭弧室客观存在的自闭力公差，在一个实施例中，优选所述永磁体是可活动设置的，并具有数个不同位置上的活动档位，通过活动所述永磁体以调整其与所述磁性件的相对磁面的面积。
[0010]其中，基于安装和制造考虑，在一个实施例中，优选电磁操作机构还包括安装板和永磁体支架，所述安装板被固定设置，所述永磁体支架可摆动或可移动地与所述安装板活动连接，所述永磁体固定连接在所述永磁体支架上。
[0011]其中，为能在更小的摆动角度上细分出多个永磁体的活动档位，使得永磁体的磁吸力的调整更加精确，在一个实施例中，优选所述安装板上开设有锯齿状的卡槽，所述永磁体支架包括配合在所述卡槽内的尖锥状的卡销，通过所述卡销卡接在所述卡槽内不同位置的锯齿上以实现所述永磁体的所述活动档位。
[0012]其中，为提高结构紧凑性，缩小电磁操作机构的外形体积，在一个实施例中，优选所述推杆穿设过所述轭铁，所述磁性件是插套固定连接在所述推杆上的套管状结构，所述永磁体在所述推杆两侧共设有两个，套管状的所述磁性件相对远离所述轭铁的一端外翻边形成与所述永磁体相对的磁吸部，两个所述永磁体之间形成供所述磁性件相对靠近所述轭铁的一端插入的空间。
[0013]其中，为提高对磁性件的吸附效果从而提升分闸保持力，在一个实施例中，优选所述永磁体贴合在所述轭铁上，所述推杆缩回时，所述磁性件相对靠近所述轭铁的一端也贴靠在所述轭铁上。
[0014]其中，为避免磁性件与永磁体吸合在一起而难以分离，在一个实施例中，优选所述推杆缩回时，所述磁吸部与所述永磁体保有一定的磁间隙。
[0015]其中，在一个实施例中，优选电磁操作机构还包括用于支承所述永磁体的永磁体支架，所述永磁体支架呈空心框架状架构，所述永磁体嵌设固定在所述永磁体支架中，使得所述永磁体能够一面贴合在所述轭铁上，另一面与所述磁吸部相对。
[0016]基于上述的电磁操作机构，本实施例还提出真空开关，该真空开关包括了上述的电磁操作机构。
[0017]其中，为减小真空开关的高度尺寸，节省安装空间，真空开关还包括触头系统，所述触头系统包括动触头和静触头，所述电磁操作机构驱动所述动触头使之相对所述静触头具有实现分、合闸的运动行程，以及还包括用于传动连接所述动触头和电磁操作机构的传动杠杆，以所述动触头的运动行程方向为水平方向，所述电磁操作机构和触头系统均为水平布置，所述传动杠杆设置在所述电磁操作机构和触头系统的同一侧，所述传动杠杆两端分别与所述电磁操作机构和动触头传动连接，使所述电磁操作机构、传动杠杆和触头系统呈“[”字型衔接布置。
[0018]本专利技术具有以下有益效果：
[0019]1.本专利技术的电磁操作机构通过永磁体和磁性件的磁吸作用对抗分闸状态下动触头受到的自闭力(包括气压作用力和波纹管的作用力)，将动触头保持在分闸位置，而且在合闸时，磁性件与永磁体之间的磁吸力大幅减小，而不是像现有技术中反力弹簧在合闸过程中弹性力越来越大，所以电磁操作机构不用提供太大的合闸动能，只需能满足合闸启动需求即可，在电磁操作机构所提供动能减小的情况下，缓解了触头系统的震荡，保证了触头
分合闸的稳定性；
[0020]2.本专利技术的永磁体是可活动的，通过调整永磁体与磁性件的相对磁面的面积，以调整永磁体对磁性件磁吸力。对于不同规格的真空开关，可以适应性地调节永磁体对磁性件的磁吸力，使磁吸力能刚好满足分闸保持力需求，以符合不同的实际产品需要，同时还能抵消不同真空灭弧室客观存在的自闭力公差。
附图说明
[0021]图1是现有技术中真空开关的电磁操作机构的示意图；
[0022]图2是实施例中真空开关的结构分解图；
[0023]图3是实施例中真空开关的电磁操作机构、传动杠杆和触头系统的立体示意图；
[0024]图4是实施例中电磁操作机构的立体示意图；
[0025]图5是实施例中电磁操作机构的结构爆炸图；
[0026]图6是实施例中电磁操作机构的正视图；
[0027]图7是图6中A
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电磁操作机构，包括固定设置的线圈、轭铁和可活动设置的动铁芯、推杆，所述线圈配合轭铁、动铁芯以及复位弹件驱动所述推杆伸出或缩回以实现开关的合闸或分闸，其特征在于：还包括磁性件和永磁体，所述磁性件固定设置在所述推杆上，所述永磁体设置在所述推杆外侧并具有与所述磁性件相对的磁面，所述推杆缩回时，通过所述永磁体的磁吸力吸引所述磁性件，从而将所述推杆保持在缩回状态；所述推杆伸出时，所述磁性件与永磁体之间的磁气隙增大从而大幅减小所述永磁体对所述磁性件的磁吸力。2.根据权利要求1所述的电磁操作机构，其特征在于：所述永磁体是可活动设置的，并具有数个不同位置上的活动档位，通过活动所述永磁体以调整其与所述磁性件的相对磁面的面积。3.根据权利要求2所述的电磁操作机构，其特征在于：还包括安装板和永磁体支架，所述安装板被固定设置，所述永磁体支架可摆动或可移动地与所述安装板活动连接，所述永磁体固定连接在所述永磁体支架上。4.根据权利要求3所述的电磁操作机构，其特征在于：所述安装板上开设有锯齿状的卡槽，所述永磁体支架包括配合在所述卡槽内的尖锥状的卡销，通过所述卡销卡接在所述卡槽内不同位置的锯齿上以实现所述永磁体的所述活动档位。5.根据权利要求1或2所述的电磁操作机构，其特征在于：所述推杆穿设过所述轭铁，所述磁性件是插套固定连接在所述推杆上的套管状结构，所述永磁体在所述推杆两侧共设有两个，套管状的所述磁性件相对远离所述轭铁的一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：林新德，周刘川，黄蔚偈，陈默，张金泉，
申请(专利权)人：厦门宏发开关设备有限公司，
类型：发明
国别省市：