專利名稱：采用直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動高壓斷路器動觸頭的操動機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓斷路器動觸頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步說是采用直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動高壓斷 路器動觸頭的操動機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的操動機(jī)構(gòu)主要是由連桿、鎖扣以及能量供應(yīng)系統(tǒng)等幾部分組成，環(huán)節(jié)多、累計運(yùn) 動公差大，響應(yīng)緩慢、可控性差、效率低、漏油漏氣，傳動部分運(yùn)動狀況復(fù)雜。響應(yīng)時間一 般要幾十毫秒。另外這些操動機(jī)構(gòu)的動作時間分散性也比較大，對于交流控制信號甚至大于 10ms，即使采用直流操作，動作時間的分散性也在毫秒級。因此，當(dāng)在斷路器向高電壓、大 容量、高可靠性發(fā)展的今天，為滿足電力系統(tǒng)對高可靠性要求，在致力于提高傳統(tǒng)操動機(jī)構(gòu) 性能、質(zhì)量和可靠性同時，有必要研究一種體積小、零部件少、結(jié)構(gòu)簡單可靠、且運(yùn)動過程 可控的操動機(jī)構(gòu)。 發(fā)明內(nèi)容為解決以上傳統(tǒng)斷路器操動機(jī)構(gòu)的不足和滿足斷路器目前和未來的需要，本發(fā)明的目的 是提供一種采用直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動高壓斷路器動觸頭的操動機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)可利用電機(jī)的直線 運(yùn)動直接帶動高壓斷路器的觸頭分/合閘，大大簡化了傳統(tǒng)操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)部分，具有體積小， 零部件少，結(jié)構(gòu)簡單可靠，運(yùn)動過程可控的優(yōu)點。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是運(yùn)用圓筒型直線感應(yīng)電機(jī)中初級鐵芯內(nèi)的電樞繞組通入三相交流電產(chǎn)生行波磁場，使次級鐵芯上的感應(yīng)電極產(chǎn)生感應(yīng)電流，這個電流 在行波磁場中受到安培力的作用后，驅(qū)使感應(yīng)電極帶動固定其內(nèi)的次級鐵芯和固定在次級鐵 芯內(nèi)的電機(jī)主軸移動原理，將高壓斷路器動觸頭直接與電機(jī)主軸相連，來完成分/合閘操作， 按上述原理所構(gòu)想的機(jī)電結(jié)構(gòu)是它包括真空滅弧室、靜觸頭、動觸頭，動觸頭與設(shè)在圓筒 形直線感應(yīng)電機(jī)上的電機(jī)主軸相連，在動觸頭與電機(jī)主軸相連的傳動桿上設(shè)有觸頭彈簧，該 觸頭彈簧一端固定在真空滅弧室上,另一端固定在傳動桿上。圓筒形直線感應(yīng)電機(jī)，它有一圓筒形外殼，殼內(nèi)設(shè)有圓筒形初級鐵芯，圓筒形初級鐵芯 內(nèi)壁上等距設(shè)有下線槽，槽內(nèi)設(shè)有電樞繞組，圓筒形初級鐵芯內(nèi)設(shè)有圓柱形次級鐵芯，該鐵 芯套裝在電機(jī)主軸上，圓柱形次級鐵芯表面套設(shè)有環(huán)形的感應(yīng)電極。圓筒形初級鐵芯有若干個內(nèi)徑不同的導(dǎo)磁片，相同內(nèi)徑的導(dǎo)磁片組成片組，不同內(nèi)徑的 片組交替組裝，形成具有等距下線槽的圓筒形初級磁芯。所說的感應(yīng)電極為銅鋁合金環(huán)或鋁鐵合金環(huán)。所說的導(dǎo)磁片為硅鋼片，厚度為0. 25 0. 5ram。電樞繞組為單層餅式，每個下線槽內(nèi)的線圈繞線方向都是順時針方向，設(shè)電樞繞組的輸 入端為"+"，輸出端為"-"，A相繞組依下列入、出端順序編號l-禾口4-， 4+禾口7+， 7-禾口 10—， 10+和13" 13—和16—， 16+和19+， 19—和22—連接; B相繞組依下列入、出端順序編號3-禾口6-， 6+禾口9" 9—和12—， 12+和15+， 15—和18—， 18+和21" 2L和24-連接; C相繞組依下列入、出端順序編號5-禾口2-， 2+和11+， 11-和8-， 8+和17+， 17-和14—， 14+和23+， 23—和20—連接； 當(dāng)采用Y型接法時，20+， 22+， 24+端連接在一起；l+， 3+和5+的引出端與三相電源相連。本發(fā)明的有益效果是通過對電機(jī)次級速度控制，能優(yōu)化觸頭運(yùn)動速度及行程曲線，使 高壓斷路器動觸頭始終都能嚴(yán)格按照理想的特性曲線運(yùn)動，從而能夠補(bǔ)償由于斷路器間差異 和斷路器系統(tǒng)內(nèi)注入的變化對分/合閘操作的影響，如觸頭和機(jī)構(gòu)磨損及外部環(huán)境因素所引 起的操動特性的改變。有利于提高斷路器的關(guān)合、開斷能力，以及斷路器機(jī)械、電氣的使用 壽命和可靠性。利用直線電機(jī)自身產(chǎn)生的電磁推力，直接帶動斷路器動觸頭的分/合閘，克服 了傳統(tǒng)操動機(jī)構(gòu)體積較大、傳動機(jī)構(gòu)復(fù)雜、響應(yīng)時間長、精度不高及運(yùn)動過程不可控等缺點。 采用圓筒型永磁直線電機(jī)做傳動機(jī)構(gòu)，使操動機(jī)構(gòu)質(zhì)量小，動能小，能耗也小，效率提高。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中圓筒型直線感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中電樞繞組接線原理示意圖；l.真空滅弧室，2.靜觸頭，3.動觸頭，4.觸頭彈簧，5.圓筒型直線感應(yīng)電機(jī)，6.電機(jī)主軸， 7.感應(yīng)電極，8.下線槽，9.電樞繞組，IO.初級鐵芯，ll.次級鐵芯，12.外殼；l+、 2+、 3+、 4+、 5+、 6+、 7+、 8+、 9+、 10+、 11+、 12+、 13+、 14+、 15+、 16+、 17+、 18+、 19+、 20+、 21+、 22+、 23+、 24+為電樞繞組輸入端順序編號；l-、 2—、 3—、 4—、 5—、 6—、 7—、 8—、 9—、 10—、 11—、 12—、 13-、 14一、 15-、 16—、 17—、 18-、 19-、 20—、 21—、 22-、 23-、 24—為電樞繞組輸出端順序編號。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明實施例h它包括真空滅弧室l、靜觸頭2、動觸頭3，動觸頭3與設(shè)在圓筒形直線感應(yīng)電機(jī)5上的電機(jī)主軸6相連，在動觸頭3與電機(jī)主軸6相連的傳動桿上設(shè)有觸頭彈簧4，該觸頭彈簧4 一端固定在真空滅弧室1上，另一端固定在傳動桿上。圓筒形直線感應(yīng)電機(jī)5，它有一圓筒形外殼12，殼內(nèi)設(shè)有圓筒形初級鐵芯10，圓筒形初 級鐵芯10內(nèi)壁上等距設(shè)有下線槽8，槽內(nèi)設(shè)有電樞繞組9，圓筒形初級鐵芯10內(nèi)設(shè)有圓柱形 次級鐵芯11，該鐵芯套裝在電機(jī)主軸6上，圓柱形次級鐵芯11表面套設(shè)有環(huán)形的感應(yīng)電極7。圓筒形初級鐵芯10有若干個內(nèi)徑不同的導(dǎo)磁片，相同內(nèi)徑的導(dǎo)磁片組成片組，不同內(nèi)徑 的片組交替組裝，形成具有等距下線槽8的圓筒形初級磁芯10。所說的感應(yīng)電極7為銅鋁合金環(huán)。所說的導(dǎo)磁片為硅鋼片，厚度為0. 25mra。電樞繞組9為單層餅式，輝個下線槽8內(nèi)的線圈繞線方向都是順時針方向，設(shè)電樞繞組 的輸入端為"+ "，輸出端為"-"，A相繞組依下列入、出端順序編號1—和4-， 4+和7" 7—和10-， 10+和13" 13-和16—， 16+和19" 19—禾口 22—連接; B相繞組依下列入、出端順序編號3一禾口6—, 6+禾口9" 9—和12—， 12+和15+， 15—和18—， 18+和21+， 21—和24—連接； C相繞組依下列入、出端順序編號5-禾口2-， 2+和11" 11-和8-， 8+和17+， 17-和14—， 14+和23" 23—和20—連接； 當(dāng)采用Y型接法時，20+， 22+， 24+端連接在一起；l+， 3+和5+的引出端與三相電源相連。實施例2結(jié)構(gòu)與例l基本相同，其中 所說的感應(yīng)電極7為鋁鐵合金環(huán)。 所說的導(dǎo)磁片為硅鋼片，厚度為0.3mm。 實施例3結(jié)構(gòu)與例l基本相同，其中 所說的感應(yīng)電極7為鋁鐵合金環(huán)。 所說的導(dǎo)磁片為硅鋼片，厚度為0.5mm。
權(quán)利要求
1. 采用直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動高壓斷路器動觸頭的操動機(jī)構(gòu)，它包括真空滅弧室、靜觸頭、動觸頭，其特征是動觸頭與設(shè)在圓筒形直線感應(yīng)電機(jī)上的電機(jī)主軸相連，在動觸頭與電機(jī)主軸相連的傳動桿上設(shè)有觸頭彈簧，該觸頭彈簧一端固定在真空滅弧室上，另一端固定在傳動桿上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動高壓斷路器動觸頭的操動機(jī)構(gòu)，其特征在于 所說的圓筒形直線感應(yīng)電機(jī)，它有一圓筒形外殼，殼內(nèi)設(shè)有圓筒形初級鐵芯，圓筒形初級 鐵芯內(nèi)壁上等距設(shè)有下線槽，槽內(nèi)設(shè)有電樞繞組，圓筒形初級鐵芯內(nèi)設(shè)有圓柱形次級鐵芯， 該鐵芯套裝在電機(jī)主軸上，圓柱形次級鐵芯表面套設(shè)有環(huán)形的感應(yīng)電極。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動高壓斷路器動觸頭的操動機(jī)構(gòu)，其特征在于 所說的圓筒形初級鐵芯有若干個內(nèi)徑不同的導(dǎo)磁片，相同內(nèi)徑的導(dǎo)磁片組成片組，不同內(nèi) 徑的片組交替組裝，形成具有等距下線槽的圓筒形初級磁芯。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動高壓斷路器動觸頭的操動機(jī)構(gòu)，其特征在于 所說的感應(yīng)電極為銅鋁合金環(huán)或鋁鐵合金環(huán)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動高壓斷路器動觸頭的操動機(jī)構(gòu)，其特征在于 所說的導(dǎo)磁片為硅鋼片，厚度為0. 25 0. 5mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動高壓斷路器動觸頭的操動機(jī)構(gòu)，其特征在于 所說的電樞繞組為單層餅式，每個下線槽內(nèi)的線圈繞線方向都是順時針方向，設(shè)電樞繞組 的輸入端為"+ "，輸出端為"-"，A相繞組依下列入、出端順序編號1—和4_， 4+和7+， 7—禾口 10-， 10+和13+， 13—和16—， 16+和19" 19—和22—連接; B相繞組依下列入、出端順序編號3—和6—， 6+和9" 9—和12-， 12+和15" 15—和18—， 18+和21" 21—和24—連接； C相繞組依下列入、出端順序編號05-禾口2-， 2+和ll+， 11—和8—， 8+和17" 17-和14—， 14+和23+， 23—和20—連接; 當(dāng)采用Y型接法時，20+， 22+, 24+端連接在一起；l+， 3+和5+的引出端與三相電源相連。
全文摘要
采用直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動高壓斷路器動觸頭的操動機(jī)構(gòu)，運(yùn)用圓筒型直線感應(yīng)電機(jī)中初級鐵芯內(nèi)的電樞繞組通入三相交流電產(chǎn)生行波磁場，使次級鐵芯上的感應(yīng)電極產(chǎn)生感應(yīng)電流，這個電流在行波磁場中受到安培力的作用后，驅(qū)使感應(yīng)電極帶動固定其內(nèi)的次級鐵芯和固定在次級鐵芯內(nèi)的電機(jī)主軸移動原理，將高壓斷路器動觸頭直接與電機(jī)主軸相連，來完成分/合閘操作，它包括真空滅弧室、靜觸頭、動觸頭，動觸頭與設(shè)在圓筒形直線感應(yīng)電機(jī)上的電機(jī)主軸相連，在動觸頭與電機(jī)主軸相連的傳動桿上設(shè)有觸頭彈簧，該觸頭彈簧一端固定在真空滅弧室上，另一端固定在傳動桿上。采用圓筒型永磁直線電機(jī)做傳動機(jī)構(gòu)，使操動機(jī)構(gòu)質(zhì)量小，動能小，能耗也小，效率提高。
文檔編號H01H33/36GK101266893SQ20081001123
公開日2008年9月17日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者劉愛民, 張小玲, 莘 林, 梁亞茹 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)