高壓真空斷路器用旋動(dòng)式永磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及高壓真空斷路器配套設(shè)備，特別是電力配電系統(tǒng)中高壓真空斷路器實(shí) 現(xiàn)分、合閩操作的一種旋動(dòng)式永磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 高壓真空斷路器驅(qū)動(dòng)裝置的工作原理是把電能或彈黃勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程。目 的是通過機(jī)械動(dòng)作來驅(qū)使斷路器的動(dòng)觸頭按照一定的速度與靜觸頭閉合或分離，從而實(shí)現(xiàn) 高壓真空斷路器的合閩與分閩操作。
[0003] 高壓真空斷路器驅(qū)動(dòng)裝置按照驅(qū)動(dòng)模式可W分為彈黃操動(dòng)機(jī)構(gòu)和電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu) 兩大類。該兩種驅(qū)動(dòng)裝置的共同點(diǎn)是開關(guān)合閩后的動(dòng)觸頭超行程壓力保持靠機(jī)械鎖扣形式 實(shí)現(xiàn)，該種結(jié)構(gòu)形式的不足之處是相關(guān)零部件較多，元件之間銜接精度要求較高，常因?yàn)槟?一元件的因素而影響整臺操動(dòng)機(jī)構(gòu)不能正常工作。
[0004] 永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)是近年來高壓智能開關(guān)設(shè)備較多采用的另一種操動(dòng)機(jī)構(gòu)，它的最大 優(yōu)勢是結(jié)構(gòu)簡單，利用永磁鐵的吸合力來實(shí)現(xiàn)斷路器的合閩保持，取消了彈黃機(jī)構(gòu)復(fù)雜的 機(jī)械鎖扣系統(tǒng)，大大減少了零部件的使用量，降低了單個(gè)元件因素引起的故障率。
[0005] 永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)按照不同的標(biāo)準(zhǔn)可W劃分為不同的類型，主要有單穩(wěn)態(tài)和雙穩(wěn)態(tài)、 單線圈和雙線圈、圓形和方形之分，它們之間沒有明顯的優(yōu)劣之分，各自有各自的優(yōu)勢。
[0006] W最常用的單穩(wěn)態(tài)和雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)為例說說二者的區(qū)別：
[0007] 所謂雙穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，是指斷路器在合閩位置和分閩位置均采用永久磁鐵的吸合 力來保持定位，分、合閩動(dòng)作是分別通過兩個(gè)通電勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動(dòng)動(dòng)鐵屯、來完 成的一種機(jī)構(gòu)。
[000引所謂單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)，是指斷路器在合閩位置采用永久磁鐵的吸合力來保持定 位，在分閩位置則采用彈黃力來保持定位，合閩動(dòng)作是通過勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的電磁力來驅(qū)動(dòng) 動(dòng)鐵屯、完成，同時(shí)在合閩的過程中對分閩保持彈黃儲(chǔ)能，分閩動(dòng)作是靠釋放分閩保持彈黃 的勢能來完成的一種機(jī)構(gòu)。
[0009] 永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理是把電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程，通過對能量轉(zhuǎn)化的管控來 實(shí)現(xiàn)真空斷路器的合閩與分閩功能。下面W單穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)為例說明其詳細(xì)的工作原 理。當(dāng)機(jī)構(gòu)勵(lì)磁線圈通電后產(chǎn)生的磁場與磁鐵固有磁場方向一致時(shí)，兩個(gè)磁場疊加后形成 磁合力，隨著線圈驅(qū)動(dòng)電流的不斷增大，磁場產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力也逐漸變大，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力大于斷路 器的分閩保持力時(shí)，動(dòng)鐵巧向合閩方向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)斷路器真空滅弧室的動(dòng)觸頭與靜觸 頭閉合，此時(shí)永磁鐵與鐵巧形成鐵磁閉合回路，磁阻非常小，形成的磁場吸合力已足W克服 斷路器的合閩保持力，控制器自動(dòng)切斷勵(lì)磁線圈電源，無須線圈電流的磁場而完成合閩的 鎖扣過程，最終完成斷路器的合閩功能；當(dāng)向勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場與永磁鐵固有磁場產(chǎn)方 向相反時(shí)，兩個(gè)磁場力量相持，永磁鐵與鐵巧形成鐵磁閉合回路被打破，斷路器失去合閩保 持力，動(dòng)鐵巧在分閩彈黃力的作用下迅速返回并定位在分閩位置，最終完成斷路器的分閩 功能。
[0010] W上結(jié)構(gòu)型式的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)在工作過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡都是往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)形式。 在實(shí)際應(yīng)用中，大部分真空斷路器的分、合閩過程是依靠驅(qū)動(dòng)軸的往復(fù)旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，該時(shí)直 線運(yùn)動(dòng)形式的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)（簡稱直動(dòng)式永磁機(jī)構(gòu)）與之配合應(yīng)用中會(huì)存在直線運(yùn)動(dòng)變弧 線運(yùn)動(dòng)的問題，此過程需要增多機(jī)械聯(lián)動(dòng)元件來實(shí)現(xiàn)，既占用永磁機(jī)構(gòu)的安裝空間又浪費(fèi) 材料，重要的是增大了元件因素引起的斷路器故障率。另外，W上直動(dòng)式永磁機(jī)構(gòu)的磁鐵與 鐵巧形成閉合磁回路中都含有勵(lì)磁線圈，該樣的結(jié)構(gòu)使閉合磁回路途徑較長，磁回路磁阻 也相應(yīng)較大，較大的磁路磁阻不僅影響永磁鐵磁能的有效使用，而且使用的鐵磁材料也較 多。因此，其改進(jìn)和創(chuàng)新勢在必行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種高壓真空斷 路器用旋動(dòng)式永磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，有效解決永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，磁鐵磁 能的有效使用得不到有效利用和浪費(fèi)鐵磁材料的問題。
[0012] 本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，包括與高壓真空斷路器=相驅(qū)動(dòng)軸相連的主軸，W主 軸的中屯、線為旋轉(zhuǎn)軸線，選擇繞軸半徑，在W半徑外端點(diǎn)的繞軸弧線為中屯、線建立一個(gè)永 磁場和一個(gè)電磁場，永磁場用來實(shí)現(xiàn)高壓真空斷路器的合閩保持，電磁場與永磁場疊加后 用來實(shí)現(xiàn)高壓真空斷路器的分、合閩操作。
[0013] 該旋動(dòng)式永磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括對稱相間設(shè)置的兩塊側(cè)板，兩側(cè)板的內(nèi)側(cè)裝有對稱設(shè) 置的靜磁輛，靜磁輛內(nèi)側(cè)經(jīng)第一軸承裝有永磁鐵，兩側(cè)的永磁鐵同極正對設(shè)置，兩永磁鐵之 間構(gòu)成相斥的磁場空間，磁場空間內(nèi)設(shè)置有勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁線圈由固定裝在兩側(cè)板之間的 保持架承載并固定，保持架為兩端開口的弧形管狀結(jié)構(gòu)，勵(lì)磁線圈繞裝在保持架的外周上， 勵(lì)磁線圈下方在兩側(cè)板之間經(jīng)第二軸承裝有水平的主軸，主軸上經(jīng)拐臂裝有動(dòng)鐵巧，動(dòng)鐵 巧是由裝在拐臂上的動(dòng)磁輛和裝在動(dòng)磁輛上的磁鐵疊加板構(gòu)成的一體結(jié)構(gòu)，磁鐵疊加板置 于勵(lì)磁線圈內(nèi)，勵(lì)磁線圈通電后可W與磁場空間形成疊加或相斥磁場，用來控制動(dòng)磁輛按 規(guī)定動(dòng)作旋轉(zhuǎn)，即將電能被轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)能，動(dòng)鐵巧繞主軸的旋轉(zhuǎn)弧線轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過拐臂把 動(dòng)能傳動(dòng)給主軸，使主軸產(chǎn)生扭力和轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)高壓真空斷路器的合閩與分閩功能。
[0014] 本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，簡單合理，把直動(dòng)式單穩(wěn)態(tài)永磁機(jī)構(gòu)鐵巧的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 改為往復(fù)繞軸弧線運(yùn)動(dòng)，用來解決真空斷路器=相共軸往復(fù)繞軸扭轉(zhuǎn)分、合閩，需要操動(dòng)機(jī) 構(gòu)主軸直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)槔@軸扭動(dòng)的問題，同時(shí)把機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)用的勵(lì)磁線圈從永磁鐵與動(dòng)鐵 巧閉合磁回路當(dāng)中分離出去，使鐵磁閉合回路降為最短，用來解決因鐵磁閉合回路過長，造 成磁能利用效率偏低及鐵磁材料用量偏大的問題，使用方便，效果好，有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì) 效益。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的剖面主視圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明的剖面?zhèn)纫晥D。
[0017] 圖3為本發(fā)明動(dòng)鐵巧的俯視圖。
[001引圖4為本發(fā)明保持架的安裝示意圖。
[0019] 圖5為本發(fā)明的分閩時(shí)的使用狀態(tài)剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] W下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021] 由圖1-5給出，本發(fā)明包括與高壓真空斷路器立相驅(qū)動(dòng)軸相連的主軸，W主軸11 的中屯、線為旋轉(zhuǎn)軸線，選擇繞軸半徑，在W半徑外端點(diǎn)的繞軸弧線為中屯、線建立一個(gè)永磁 場和一個(gè)電磁場，永磁場用來實(shí)現(xiàn)高壓真空斷路器的合閩保持，電磁場與永磁場疊加后用 來實(shí)現(xiàn)高壓真空斷路器的分、合閩操作。
[0022] 為保證使用效果，該旋動(dòng)式永磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括對稱相間設(shè)置的兩塊側(cè)板1，由非磁 性材料不誘鋼板制成，主要起承載零部件和阻隔磁路的作用，兩側(cè)板的內(nèi)側(cè)裝有對稱設(shè)置 的靜磁輛2,靜磁輛2內(nèi)側(cè)經(jīng)第一軸承3裝有永磁鐵4,兩側(cè)的永