智能永磁機構的制作方法
【專利摘要】一種智能永磁機構，包含有控制器、電容器、永磁機構本體、輔助開關、油緩沖、計數(shù)器及分閘簧等部件。其特征在于它集電子控制，電磁驅動，永磁保持三種功能集于一身。其永磁機構本體部分，包含有機構輸出芯軸、機構固定板、靜鐵芯內(nèi)圈、靜鐵芯外圈、電磁線圈、動鐵芯、永久磁鐵及輸出桿等部分。工作時主要運動部件只有一個(動鐵芯)，無需機械脫、鎖扣裝置，故障源少，具有較高的可靠性。整體結構上，更將操作電源、控制電路與永磁機構本體進行一體化設計，大大提高了與斷路器配合使用的方便性。整個系統(tǒng)特性穩(wěn)定，機構合閘保持力大，線圈合閘電流小，效率高，長期運行免維護，特別適合與真空斷路器開關配套。
【專利說明】智能永磁機構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高壓電器設備，具體說涉及一種斷路器的操作機構。

【背景技術】
[0002]斷路器是通過操作機構改變力的方向和作用點來實現(xiàn)分合閘的，常見的斷路器操作機構如電磁機構、氣動機構、彈簧機構和液壓機構，都存在著因動作環(huán)節(jié)太多或動靜潤滑而造成機構效率低下的問題，并且有可能磨損和損壞部件，因此機構的故障率較高?，F(xiàn)有的永磁機構由于結構所限也存在著驅動力小、保持力小或者合閘電流過大、或對電源要求過高等問題，影響著使用情況。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是提供一種智能永磁機構，其實現(xiàn)一體化設計、故障源少、可靠性高，并且合閘保持力大，線圈合閘電流小，效率高。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術解決方案為:一種智能永磁機構，包括控制器、永磁機構本體、機構主軸、連接套筒、分閘彈簧、電容器、及第一、第二固定板，所述永磁機構本體包括輸出桿，輸出桿可上下移動，所述控制器、永磁機構本體均固定于所述第一、第二固定板之間，機構主軸貫穿第一、第二固定板并且機構主軸兩端分別伸出第一、第二固定板外，機構主軸可相對第一、第二固定板轉動，機構主軸位于所述永磁機構本體的下方，所述機構主軸伸出第一固定板的部分作為手動合閘轉軸，手動合閘轉軸上固定連接有分合閘指示拐臂，所述機構主軸上位于所述第一、第二固定板之間的部分固定有主軸拐臂、主軸拐臂通過銷軸連接于所述輸出桿下端，連接套筒固定于機構主軸上伸出第二固定板外的一端，分閘彈簧一端固定于第二固定板上、另一端固定于連接套筒上，并且分閘彈簧位于連接套筒上方，連接套筒用于連接斷路器，所述控制器與所述永磁機構本體、電容器相連接。
[0005]本實用新型智能永磁機構，其中，還包括輔助開關、油緩沖，所述輔助開關固定于所述第一固定板內(nèi)側并且位于所述機構主軸下方，所述輔助開關伸出端鉸接有連接板，連接板另一端與所述分合閘指示拐臂通過軸銷連接，所述機構主軸上位于所述第一、第二固定板之間的部分還固定有主軸拐臂，所述油緩沖安裝于第二固定板內(nèi)側，并且所述油緩沖的頂桿位于所述主軸拐臂上的滾子的正下方。
[0006]本實用新型智能永磁機構，其中，所述永磁機構本體包括靜鐵芯內(nèi)圈、靜鐵芯外圈、永久磁體、動鐵芯、電磁線圈、輸出桿，靜鐵芯內(nèi)圈為柱狀，電磁線圈與控制器電連接，永久磁體、靜鐵芯外圈均為環(huán)狀，永久磁體套在靜鐵芯內(nèi)圈上，靜鐵芯外圈套在永久磁體上，動鐵芯放置于靜鐵芯外圈上，在動鐵芯與靜鐵芯內(nèi)圈、靜鐵芯外圈之間形成環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽沿靜鐵芯內(nèi)圈的周向延伸，所述電磁線圈為環(huán)狀，所述電磁線圈設置于所述環(huán)形凹槽內(nèi)，所述動鐵芯的中心及靜鐵芯內(nèi)圈的中心均設有軸向通孔，所述輸出桿貫穿在所述兩軸向通孔內(nèi)，并且所述輸出桿下端伸出靜鐵芯內(nèi)圈外，所述輸出桿上端與動鐵芯之間通過緊定螺栓連接。
[0007]本實用新型智能永磁機構，其中，所述靜鐵芯外圈上端靠近第一固定板的表面上開有安裝凹槽，該安裝凹槽內(nèi)設有手動分閘轉軸裝置，手動分閘轉軸裝置包括主軸、凸輪、扭簧、限位板，凸輪固定于主軸一端，限位板套在主軸上并且主軸可相對限位板轉動，扭簧套在主軸上并且扭簧一端固定于主軸上、另一端固定于限位板上，所述凸輪設置于所述安裝凹槽內(nèi)，并且所述主軸穿過第一固定板伸出第一固定板外，所述限位板位于所述第一固定板外側并固定于第一固定板上。
[0008]本實用新型智能永磁機構，其中，所述主軸上還套有限位套，限位套位于所述凸輪與限位板之間。
[0009]本實用新型智能永磁機構，其中，第一固定板外側還安裝有電子計數(shù)器，電子計數(shù)器與所述控制器連接。
[0010]本實用新型智能永磁機構，其中，所述靜鐵芯外圈和動鐵芯連接處的外側設有環(huán)形防塵罩。
[0011]采用上述方案后，與現(xiàn)有技術相比，由于本實用新型智能永磁機構包括控制器、永磁機構本體、機構主軸、連接套筒、分閘彈簧、電容器及第一、第二固定板，控制器、永磁機構本體、機構主軸、連接套筒、分閘彈簧、電容器均設置于第一、第二固定板上形成一體，完全一體化設計，可以達到即裝即用，無需在進行局部設計考慮；永磁機構本體的輸出桿通過主軸拐臂連接機構主軸，從而帶動斷路器分合閘，工作時主要運動部件只有永磁機構本體的動鐵芯，傳動零部件數(shù)目少，與彈簧操作機構相比少了 85%的機械部件，無需機械脫、鎖扣裝置，故障源少，具有較高的可靠性。在操作上不僅可以通過電子控制，還可在斷路器不帶電的情況下具備了手動合閘功能，通過人工操作機構主軸實現(xiàn)手動合閘操作，為生產(chǎn)裝配時提供便利；另外整個智能永磁機構的機構合閘保持力大，特別適合與真空斷路器開關配套，由于控制器連接有電容器，具備了在控制系統(tǒng)斷電情況下可快速進行一次電動分合閘的功能。
[0012]另外，分合閘時只有永磁機構本體的電磁線圈通電流，合閘電流小，損耗小，發(fā)熱少，線圈效率高，使之操作壽命可長達30000次；還有，由于靜鐵芯外圈上端靠近第二固定板的表面上開有安裝凹槽，該安裝凹槽內(nèi)設有手動分閘轉軸裝置，因此可在斷電的情況下，人工操作手動分閘轉軸裝置實現(xiàn)手動分閘，更方便。主軸上還套有限位套，安裝后限位套位于安裝凹槽和限位板之間，防止手動分閘轉軸裝置的主軸前后移動。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型智能永磁機構的主視圖；
[0014]圖2是本實用新型智能永磁機構去掉第一固定板后的主視圖；
[0015]圖3是本實用新型智能永磁機構的左視圖；
[0016]圖4是本實用新型智能永磁機構中永磁機構本體的主剖視圖；
[0017]圖5是本實用新型智能永磁機構中的手動分閘轉軸裝置的結構圖。

【具體實施方式】
[0018]如圖1、2、3所示，本實用新型智能永磁機構包括控制器11、永磁機構本體12、機構主軸13、連接套筒14、分閘彈簧15、電容器21及第一、第二固定板16、17，如圖4所示，永磁機構本體12包括靜鐵芯內(nèi)圈121、靜鐵芯外圈122、永久磁體123、動鐵芯124、電磁線圈125、輸出桿126，電磁線圈125與控制器11電連接，靜鐵芯內(nèi)圈121為柱狀，永久磁體123、靜鐵芯外圈122均為環(huán)狀，永久磁體123套在靜鐵芯內(nèi)圈121上，靜鐵芯外圈122套在永久磁體123上，動鐵芯124放置于靜鐵芯外圈122上，在靜鐵芯內(nèi)圈121、靜鐵芯外圈122和永久磁體123下方設有機構底板127，靜鐵芯內(nèi)圈121、靜鐵芯外圈122通過多個螺栓連接于機構底板127上，在動鐵芯124下端與靜鐵芯內(nèi)圈121、靜鐵芯外圈122上端之間形成環(huán)形凹槽31，該環(huán)形凹槽31沿靜鐵芯內(nèi)圈121的周向延伸，電磁線圈125為環(huán)狀，電磁線圈125設置于環(huán)形凹槽31內(nèi)，動鐵芯124的中心及靜鐵芯內(nèi)圈121的中心均設有軸向通孔，輸出桿126貫穿在上述兩軸向通孔內(nèi)，并且輸出桿126下端伸出靜鐵芯內(nèi)圈121夕卜，輸出桿126上端與動鐵芯之間通過緊定螺栓32連接，并且靜鐵芯內(nèi)圈121通過螺栓連接于第一、第二固定板16、17上，控制器11固定于第二固定板17上，機構主軸13貫穿第一、第二固定板16、17并且機構主軸13兩端分別伸出第一、第二固定板16、17外，機構主軸13可相對第一、第二固定板16、17轉動，機構主軸13位于永磁機構本體12的下方，機構主軸13伸出第一固定板16的部分作為手動合閘轉軸，手動合閘轉軸上固定連接有分合閘指示拐臂33，機構主軸13上位于第一、第二固定板16、17之間的部分固定有主軸拐臂131、主軸拐臂131通過銷軸連接于所述輸出桿126下端，連接套筒14固定于機構主軸13上伸出第二固定板17外的一端，分閘彈簧15 —端固定于第二固定板17上、另一端固定于連接套筒14上，并且分閘彈簧15位于連接套筒14上方，連接套筒14用于連接斷路器，為方便記錄操作次數(shù)，第一固定板16外側還安裝有電子計數(shù)器22，電子計數(shù)器22、電容器21均與控制器11連接，由于控制器11還連接有電容器21，具備了在控制系統(tǒng)斷電情況下可快速進行一次電動分合閘的功能。
[0019]本實用新型智能永磁機構還包括輔助開關24、油緩沖25，輔助開關24固定于第一固定板16內(nèi)側并且位于機構主軸13下方，輔助開關24伸出端鉸接有連接板241，連接板241另一端與分合閘指示拐臂33相鉸接，機構主軸13上位于第一、第二固定板16、17之間的部分固定有主軸拐臂251，油緩沖25安裝于第二固定板17內(nèi)側，并且油緩沖25的頂桿位于主軸拐臂251上的滾子331的正下方。
[0020]如圖4所示，靜鐵芯外圈122上端靠近第一固定板的表面上開有安裝凹槽34，該安裝凹槽34內(nèi)設有手動分閘轉軸裝置，如圖5所示，手動分閘轉軸裝置包括主軸41、凸輪42、扭簧43、限位板44，凸輪42固定于主軸41 一端，限位板44套在主軸41上并且主軸41可相對限位板44轉動，扭簧43套在主軸41上并且扭簧43 —端固定于主軸41上、另一端固定于限位板44上，凸輪42設置于安裝凹槽34內(nèi)，并且主軸41穿過第一固定板16伸出第一固定板16外，限位板44位于第一固定板16外側并固定于第一固定板16上，主軸41上還套有限位套45，限位套45位于凸輪42與限位板44之間。
[0021]在靜鐵芯外圈122和動鐵芯124連接處的外側設有環(huán)形防塵罩128，防止灰塵進入靜鐵芯外圈122和動鐵芯124之間的間隙。
[0022]本實用新型智能永磁機構工作時，通過給控制器11接入外接電源，經(jīng)控制器將電源轉化為電容器21的額定電壓后為電容器儲能，電容器21作為整個操作系統(tǒng)的儲能裝置，電容量為10000 V？，可以在斷電后實現(xiàn)一次分合閘操作，電容器21首次充電所需時間在108以內(nèi)，運行中所需充電時間在48以內(nèi)。
[0023]合閘時，通過控制器11給電磁線圈125引線通過正向脈沖電流，電磁線圈125產(chǎn)生的磁場與永久磁體123本身產(chǎn)生的磁場方向相同，動鐵芯124在合成磁力的作用下向下運動，帶動輸出桿126向下運動，再通過相連主軸拐臂131帶動機構主軸13轉動，從而帶動連接套筒14轉動，連接套筒14經(jīng)動密封與斷路器主軸相連，斷路器主軸經(jīng)拐臂、絕緣拉桿、變向桿與真空滅弧室的動觸頭連桿相接，最終帶動真空滅弧室的動觸頭運動實現(xiàn)合閘；
[0024]永磁機構本體合閘保持力為5000±300~，永磁機構本體線圈125與控制器電連接，線圈的合閘峰值電流在40八以內(nèi)，剛合電流在30八以內(nèi)，損耗小，發(fā)熱少，線圈效率高，提高了機構壽命。保證了機構的可靠性。
[0025]分閘時，通過控制器11給電磁線圈125引線通過反向脈沖電流，電磁線圈125將產(chǎn)生與永久磁體123方向相反的磁場，使動鐵芯124受到的磁吸力減小，當動鐵芯124受到的合力小于分閘彈簧15的拉力時，動鐵芯124向上運動，實現(xiàn)永磁機構本體的分閘。
[0026]分閘時，在斷電的情況下還可人工旋轉手動分閘轉軸裝置的主軸41使凸輪42頂靠靜鐵芯外圈122，使靜鐵芯外圈122克服永磁體的磁吸力，實現(xiàn)人工手動分閘。
[0027]以上所述實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種智能永磁機構，其特征在于:包括控制器(11)、永磁機構本體(12)、機構主軸(13)、連接套筒(14)、分閘彈簧(15)、電容器(21)、及第一、第二固定板(16、17)，所述永磁機構本體(12)包括輸出桿(126)，輸出桿(126)可上下移動，所述控制器(11)、永磁機構本體(12)均固定于所述第一、第二固定板(16、17)之間，機構主軸(13)貫穿第一、第二固定板(16,17)并且機構主軸(13)兩端分別伸出第一、第二固定板(16,17)外，機構主軸(13)可相對第一、第二固定板(16、17)轉動，機構主軸(13)位于所述永磁機構本體(12)的下方，所述機構主軸(13)伸出第一固定板(16)的部分作為手動合閘轉軸，手動合閘轉軸上固定連接有分合閘指示拐臂(33)，所述機構主軸(13)上位于所述第一、第二固定板(16、17)之間的部分固定有主軸拐臂(131)、主軸拐臂(131)通過銷軸連接于所述輸出桿(126)下端，連接套筒(14)固定于機構主軸(13)上伸出第二固定板(17)外的一端，分閘彈簧(15)一端固定于第二固定板(17)上、另一端固定于連接套筒(14)上，并且分閘彈簧(15)位于連接套筒(14)上方，連接套筒(14)用于連接斷路器，所述控制器(11)與所述永磁機構本體(12)、電容器(21)相連接。
2.如權利要求1所述的智能永磁機構，其特征在于:還包括輔助開關(24)、油緩沖(25)，所述輔助開關(24)固定于所述第一固定板(16)內(nèi)側并且位于所述機構主軸(13)下方，所述輔助開關(24)伸出端鉸接有連接板(241)，連接板(241)另一端與所述分合閘指示拐臂(33)通過銷軸相連接，所述油緩沖(25)安裝于第二固定板(17)內(nèi)側，并且所述油緩沖(25)的頂桿位于所述主軸拐臂(131)上的滾子(331)的正下方。
3.如權利要求2所述的智能永磁機構，其特征在于:所述永磁機構本體(12)包括靜鐵芯內(nèi)圈(121)、靜鐵芯外圈(122)、永久磁體(123)、動鐵芯(124)、電磁線圈(125)、輸出桿(126)，靜鐵芯內(nèi)圈(121)為柱狀，電磁線圈(125)與控制器(11)電連接，永久磁體(123)、靜鐵芯外圈(122)均為環(huán)狀，永久磁體(123)套在靜鐵芯內(nèi)圈(121)上，靜鐵芯外圈(122)套在永久磁體(123)上，動鐵芯(124)放置于靜鐵芯外圈(122)上，在動鐵芯(124)與靜鐵芯內(nèi)圈(121)、靜鐵芯外圈(122)之間形成環(huán)形凹槽(31)，該環(huán)形凹槽(31)沿靜鐵芯內(nèi)圈(121)的周向延伸，所述電磁線圈(125)為環(huán)狀，所述電磁線圈(125)設置于所述環(huán)形凹槽(31)內(nèi)，所述動鐵芯(124)的中心及靜鐵芯內(nèi)圈(121)的中心均設有軸向通孔，所述輸出桿(126)貫穿在所述兩軸向通孔內(nèi)，并且所述輸出桿(126)下端伸出靜鐵芯內(nèi)圈(121)外，所述輸出桿(126)上端與動鐵芯之間通過緊定螺栓(32)連接。
4.如權利要求3所述的智能永磁機構，其特征在于:所述靜鐵芯外圈(122)上端靠近第一固定板的表面上開有安裝凹槽(34)，該安裝凹槽(34)內(nèi)設有手動分閘轉軸裝置，手動分閘轉軸裝置包括主軸(41)、凸輪(42)、扭簧(43)、限位板(44)，凸輪(42)固定于主軸(41) 一端，限位板(44)套在主軸(41)上并且主軸(41)可相對限位板(44)轉動，扭簧(43)套在主軸(41)上并且扭簧(43) —端固定于主軸(41)上、另一端固定于限位板(44)上，所述凸輪(42)設置于所述安裝凹槽(34)內(nèi)，并且所述主軸(41)穿過第一固定板(16)伸出第一固定板(16)外，所述限位板(44)位于所述第一固定板(16)外側并固定于第一固定板(16)上。
5.如權利要求4所述的智能永磁機構，其特征在于:所述主軸(41)上還套有限位套(45)，限位套(45)位于所述凸輪(42)與限位板(44)之間。
6.如權利要求5所述的智能永磁機構，其特征在于:第一固定板(16)外側還安裝有電子計數(shù)器(22)，電子計數(shù)器(22)與所述控制器(11)連接。
7.如權利要求6所述的智能永磁機構，其特征在于:所述靜鐵芯外圈(122)和動鐵芯(124)連接處的外側設有環(huán)形防塵罩(128)。
【文檔編號】H01H3/28GK204257435SQ201420752110
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權日:2014年12月3日
【發(fā)明者】李海泉, 劉玉剛, 張煒, 郭浩 申請人:北京合銳賽爾電力科技股份有限公司