一種外置碟簧的長行程高壓單穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種外置碟簧的長行程高壓單穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)，屬于高壓真空斷路器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]真空斷路器以其體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧不用檢修的優(yōu)點，迅速占領(lǐng)了中壓斷路器市場，并進一步向高壓領(lǐng)域發(fā)展。真空斷路器所配操動機構(gòu)通常有電磁式、彈簧式和永磁式三種。其中永磁式操動機構(gòu)憑借其高可靠、低能耗、免維護，以及可實現(xiàn)同步操作等諸多優(yōu)點，日益引起人們的關(guān)注。高壓真空斷路器對開距的要求較大，這就要求操動機構(gòu)有更高的分合閘速度。而且，由于動鐵心行程較大，造成動鐵心起動時氣隙磁阻很大，這就需要激磁線圈通入較大的激磁電流，從而導致開關(guān)管參數(shù)選擇過大、控制難度加大等一系列問題。這些問題限制了永磁機構(gòu)在高壓真空斷路器領(lǐng)域的應(yīng)用。同時，由于雙穩(wěn)態(tài)永磁機構(gòu)結(jié)構(gòu)的問題，會產(chǎn)生似合非合的中間狀態(tài)，影響系統(tǒng)穩(wěn)定，而高壓單穩(wěn)態(tài)機構(gòu)分閘彈簧的反力較大，合閘保持力比雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)大很多。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供一種外置碟簧的長行程高壓單穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)，解決雙穩(wěn)態(tài)永磁機構(gòu)分合閘性能不穩(wěn)定的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為:包括永磁保持機構(gòu)(2)、電磁驅(qū)動機構(gòu)(3)、分閘彈簧(13)以及非導磁外殼(14)，其特征在于，所述永磁保持機構(gòu)(2)和電磁驅(qū)動機構(gòu)(3)之間通過非磁性材料墊片(8)形成分離；
[0005]所述永磁保持機構(gòu)(2)包括有永磁體(5)以及設(shè)置在永磁體(5)下部的分閘線圈(6 )，所述永磁體(5 )、分閘線圈(6 )設(shè)置在保持靜鐵心(4 )內(nèi)，所述保持靜鐵心(4 )下部設(shè)置可上下運動的保持動鐵心(7)，所述保持動鐵心(7)和非導磁外殼(14)之間設(shè)置分閘彈簧(13)；
[0006]所述電磁驅(qū)動機構(gòu)(3)包括驅(qū)動靜鐵心(11)以及可上下運動的驅(qū)動動鐵心(12)，所述驅(qū)動動鐵心(12)外設(shè)置使驅(qū)動動鐵心(12)向上運動的合閘線圈(9)。
[0007]所述保持靜鐵心(4)、保持動鐵心(7)接觸的部分設(shè)置有對應(yīng)的凸塊，包括處于分閘線圈(6)下部的上凸塊(4-1)，以及設(shè)置在保持動鐵心(7)上表面和所述上凸塊(4-1)對應(yīng)的下凸塊(7-1)；
[0008]所述保持動鐵心(7)周向開設(shè)有環(huán)形設(shè)置的通孔(16)。
[0009]所述非導磁外殼(14)內(nèi)設(shè)有穿過永磁保持機構(gòu)(2)、電磁驅(qū)動機構(gòu)(3)、分閘彈簧
(13)并從非導磁外殼(14)內(nèi)延伸而出的導桿(1 )，所述導桿(1)與保持動鐵心(7)、驅(qū)動動鐵心(12)形成固定連接，所述導桿(1)與永磁保持機構(gòu)(2)、非磁性材料墊片(8)以及驅(qū)動靜鐵心(11)形成滑動連接。
[0010]所述分閘彈簧(13)為碟簧，所述分閘彈簧(13)頂端與非導磁外殼(14)的上端面接觸，所述保持動鐵心(7)位于永磁體(5)內(nèi)側(cè)的部位設(shè)置有供所述分閘彈簧(13)底端嵌入的凹槽(15)。
[0011]所述通孔(16)外徑小于凹槽(15)的外徑，所述通孔(16)內(nèi)徑大于凹槽(15)的內(nèi)徑；所述凹槽(15)的外徑略大于分閘彈簧(13)的外徑，所述凹槽(15)的內(nèi)徑略小于分閘彈貪(13)的內(nèi)徑。
[0012]所述永磁保持機構(gòu)(2)、電磁驅(qū)動機構(gòu)(3)的形狀可以是圓柱形的或者是長方體形的。
[0013]—種外置碟簧的長行程高壓單穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)的分閘方法，當永磁保持機構(gòu)
(2)收到分閘信號時，分閘線圈(6)產(chǎn)生的電磁場與永磁體(5)產(chǎn)生的永磁磁場方向相反，使保持動鐵心(7 )受到的保持力迅速減小；隨著電流增加，當電流達到一定值時，分閘彈簧
[13]對保持動鐵心(7)的反力和運動部件的重力之和大于永磁體(5)對保持動鐵心(7)的保持力，此時保持動鐵心(7)和驅(qū)動動鐵心(12)向下運動；在分閘末段，向合閘線圈(9)中通入脈沖電流，減小分閘末段速度，有效防止分閘彈跳；當驅(qū)動動鐵心(12)達到下端極限時，保持動鐵心(7)和驅(qū)動動鐵心(12)在分閘彈簧(13)的作用下保持在分閘位置。
[0014]—種外置碟簧的長行程高壓單穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)的合閘方法，當電磁驅(qū)動機構(gòu)
(3)收到合閘信號時，合閘線圈(9)通入電流，產(chǎn)生磁動勢；合閘線圈(9)產(chǎn)生的磁場作用于驅(qū)動動鐵心(12);隨著電流增加，當電流達到一定值時，合閘線圈(9)產(chǎn)生的電磁力大于分閘彈簧(13)在合閘位置的反力和運動部件重力之和，驅(qū)動動鐵心(12)向上運動；當驅(qū)動動鐵心(12)達到上端極限時，合閘線圈(9)停止通電。
[0015]本實用新型的優(yōu)點是:本實用新型所述的外置碟簧的長行程高壓單穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)將保持機構(gòu)與操動機構(gòu)分離，減小了磁路中的磁阻，降低了合閘電流。在永磁體下側(cè)添加分閘線圈，對永磁磁場進行弱磁，在分閘彈簧的作用下，實現(xiàn)快速分閘。保持動鐵心開有梨形通孔，減小了保持動鐵心運動過程中的阻力，并減小了運動部件的質(zhì)量，提高合、分閘速度。保持靜鐵心和保持動鐵心設(shè)有凸塊，增大了合閘保持力。減小了分閘末段速度，有效防止分閘彈跳。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型在合閘位置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實用新型保持動鐵心的側(cè)視圖；
[0018]圖3為本實用新型保持動鐵心的俯視圖；
[0019]圖4為本實用新型保持靜鐵心的側(cè)視圖；
[0020]圖5為本實用新型在合閘位置的磁通路徑圖；
[0021]圖6為本實用新型分閘過程啟動時的磁通路徑圖；
[0022]圖7為本實用新型分閘位置的磁通路徑圖；
[0023]圖8為本實用新型合閘過程啟動時的磁通路徑圖；
[0024]圖中:1導桿、2永磁保持機構(gòu)、3電磁驅(qū)動機構(gòu)、4保持靜鐵心、5永磁體、6分閘線圈、7保持動鐵心、8非磁性材料墊片、9合閘線圈、10非導磁固定裝置、11驅(qū)動靜鐵心、12驅(qū)動動鐵心、13分閘彈簧；虛線為線圈產(chǎn)生的磁力線，實線為永磁體產(chǎn)生的磁力線。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本實用新型作更進一步的說明。
[0026]一種外置碟簧的長行程高壓單穩(wěn)態(tài)永磁操動機構(gòu)，包括永磁保持機構(gòu)2、電磁驅(qū)動機構(gòu)3、導桿1、分閘彈簧13以及非導磁外殼14。
[0027]所述永磁保持機構(gòu)2包括保持靜鐵心4、永磁體5、分閘線圈6、保持動鐵心7 ;所述永磁保持機構(gòu)2和非磁性材料墊片8之間設(shè)置有保持動鐵心7，且所述保持動鐵心7中間設(shè)有用于固定導桿1的中心孔；所述永磁體5、分閘線圈6設(shè)置于保持靜鐵心4內(nèi)部，且所述分閘線圈6設(shè)置于永磁體5的下側(cè)；所述保持靜鐵心4下端設(shè)置有上凸塊4-1 ;所述保持動