回轉型磁力裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了回轉型磁力裝置，包括定子組件和轉子組件，所述定子組件包括定子鐵芯和線圈，所述定子鐵芯圓周上開有數個梨形槽，槽中設置與控制系統(tǒng)相連的霍爾傳感器，所述線圈繞制在定子鐵芯上，線圈通過引線受控于控制系統(tǒng)，定子鐵芯通過螺栓連接在裝置的支撐座上，轉子組件包括磁片、轉筒、端蓋和輸出軸，磁片圓周均勻表貼在轉筒內壁上，輸出軸與端蓋螺紋連接，端蓋與轉筒通過螺栓連接，轉子組件通過輸出軸的軸承與定子組件連接。本實用新型的優(yōu)點是：減小了裝置體積、簡化機械結構，省去中間的所有傳動鏈，將電磁力直接輸出推動裝置動作；不但在性能上提升了可靠性、快速性和可控性，提高了輸出效率，而且在經濟方面也降低了生產成本。
【專利說明】
回轉型磁力裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種回轉型磁力裝置。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中，國內外氣體絕緣金屬封閉開關設備的隔離開關和接地開關大多使用彈簧操動機構或電動機構。彈簧操動機構是利用彈簧對稱過中原理，通過電機的正反轉功能，使機構壓縮彈簧實現(xiàn)分合閘；電動機構通過電機的正反轉動功能，用離合器、蝸輪蝸桿傳動來保證分合位置及輸出角度。這兩種機構都需要中間儲能或減速傳動環(huán)節(jié)來完成動作，存在以下問題:第一，由于減速傳動，增加了零部件間的磨損過程，直接影響到機構的穩(wěn)定性能;第二，由于機構的傳動鏈過長或過于復雜，會影響到機構的一致性和可靠性;第三，所有儲能和傳動過程都需要時間，通常為3?5s，這會直接影響機構的快速響應;第四，由于從發(fā)出指令到機構動作需要3?5s的周期，機構的可控性能較差;第五，中間環(huán)節(jié)能耗損失將直接影響機構的工作效率;第六，機械結構復雜、體積大，制造、檢修及維護過程困難。
【實用新型內容】
[0003]有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種回轉型磁力裝置，其能夠解決現(xiàn)有技術因結構復雜導致的制造、檢修及維護過程困難的技術問題。
[0004]為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的:回轉型磁力裝置，包括定子組件和轉子組件，其特征在于:所述定子組件包括定子鐵芯和線圈，所述定子鐵芯圓周上開有數個梨形槽，槽中設置與控制系統(tǒng)相連的霍爾傳感器，所述線圈繞制在定子鐵芯上，線圈通過引線受控于控制系統(tǒng)，定子鐵芯通過螺栓連接在裝置的支撐座上，轉子組件包括磁片、轉筒、端蓋和輸出軸，磁片沿圓周方向均勻表貼在轉筒內壁上，輸出軸與端蓋螺紋連接，端蓋與轉筒通過螺栓連接，轉子組件通過輸出軸的軸承與定子組件連接。
[0005]本實用新型相對于現(xiàn)有技術具有以下實質性特點和進步:
[0006]第一，結構簡單，包括定子組件和轉子組件，轉子組件通過輸出軸的軸承與定子組件連接，在結構上有很大的優(yōu)化改進空間。省去中間的所有傳動鏈，將電磁力直接輸出推動裝置動作，減小了裝置體積、簡化了隔離開關和接地開關操動裝置的體積、加大了輸出扭矩、實現(xiàn)了圓周任意角度的操控，通過永磁體產生氣隙磁場，效率和功率因數高，發(fā)熱部分在定子上，容易散熱;無中間儲能和傳動過程，且由電子換相替代傳統(tǒng)機械換相，可控性能良好;體積小，便于制造、檢修和維護。
[0007]第二，適用廣泛，由于轉動慣量小，轉矩慣量比高，響應速度快，無中間傳動鏈磨損問題，因此，工作壽命長，穩(wěn)定性和可靠性良好;易于安裝維護，不僅能應用于隔離開關和接地開關中，還可用于其他需要直接輸出電磁力的操作裝置，因此市場需求量非?？捎^。另夕卜，不但在性能上提升了可靠性、快速性和可控性，提高了輸出效率，可以取代隔離開關和接地開關傳統(tǒng)操作方式，有效提高裝置的操動性能，大大降低生產成本。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的回轉型磁力裝置的結構示意圖；
[0009]圖2是圖1所示裝置的剖視圖；
[0010]圖3是本實用新型的定子鐵芯線圈纏繞方式、磁片和霍爾排布示意圖；
[0011]圖4是本實用新型的控制系統(tǒng)電路圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好地理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。
[0013]請參照圖1至圖3，本實用新型的回轉型磁力裝置包括:定子組件和轉子組件，所述定子組件包括定子鐵芯7和線圈。所述定子鐵芯7圓周上開有數個梨形槽12，梨形槽中設置與控制系統(tǒng)相連的霍爾傳感器13。所述線圈繞制在定子鐵芯7上，線圈通過引線受控于控制系統(tǒng)。定子鐵芯7通過數個第三螺栓4連接在裝置的支撐座5上。第三螺栓與支撐座之間還設有墊圈。轉子組件包括磁片8、轉筒9、端蓋2和輸出軸I。磁片8沿圓周方向均勻表貼在轉筒9內壁上。輸出軸I與端蓋2螺紋連接，端蓋2與轉筒9通過第一螺栓3連接，S卩:端蓋2與轉筒9通過數個第一螺栓3連接，第一螺栓與端蓋2之間還設有墊圈。
[0014]轉子組件通過輸出軸I的軸承6與定子組件連接，S卩:用卡墊圈10卡設在輸出軸下端的軸承內圈上，并通過第二螺栓11使兩者連成一體。該結構通過回轉型磁力裝置內部定子通流產生的靜止磁場驅動外部永磁轉子回轉，利用電子換相替代傳統(tǒng)機械換相，在電磁力和永磁力的共同作用下，瞬間可以產生巨大的回轉力矩，直接驅動開關設備的分合閘操作，解決了傳統(tǒng)彈簧操動機構和電動機構存在的一系列問題。
[0015]優(yōu)選地，所述梨形槽的數目為48個，便于控制。
[0016]優(yōu)選地，所述線圈為48極，均布在定子鐵芯圓周，線圈采用正反繞組方式均勻繞制，48極分為4組線圈，每12極為同一組線圈，線圈按照順時針依次每隔3極正反纏繞，4組線圈纏繞方式相同。作為具體的實施例:第I組線圈從I極正繞一一5極反繞一一9極正繞一一13極反繞……這種繞制方式的優(yōu)點是裝置出力均勻，每組線圈獨立工作，不但提高了裝置工作的可靠性，還方便通過調整帶電線圈的數量輸出不同的力矩。
[0017]優(yōu)選地，所述定子鐵芯與支撐座之間設有空隙，所述空隙為霍爾傳感器和線圈與裝置外部控制系統(tǒng)的引線空間，便于控制。
[0018]優(yōu)選地，所述磁片8為釹鐵硼磁片，能夠實現(xiàn)最佳控制效果。
[0019]優(yōu)選地，所述磁片與磁片之間NS磁極相吸依次排布設置，能夠實現(xiàn)最佳控制效果。
[0020]優(yōu)選地，所述轉筒與所述定子組件為同軸度和同圓柱度設置，可以保證氣隙的均勻性。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述定子鐵芯與所述磁片之間的磁隙為0.3mm-0.5mm，保證氣隙尺寸和相同位置實現(xiàn)最佳均勻性。在裝配過程中，采用性能良好、專業(yè)的磁鋼粘膠，涂膠的時候均勻。
[0022]優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)包括:單片機，其連接每組線圈上的霍爾傳感器，所述每組線圈連接4只MOSFET組成的電路。每組線圈的某一極兩端槽內埋入兩只霍爾傳感器，當轉子旋轉的時候，霍爾可迅速獲取轉子磁片N/S極信號輸出電壓方波給單片機。
[0023]如圖4中41f輸入端口。單片機通過一組線圈上的兩只霍爾傳感器輸出的電壓方波信號0、1進行邏輯運算并判斷，輸出信號OUT控制主電路MOSFET的通斷，實現(xiàn)線圈中正反電流交替，從而保證回轉型磁力裝置能夠持續(xù)旋轉和輸出力矩。通過設定單片機程序，可由控制電路實現(xiàn)回轉型磁力裝置的正轉、反轉、啟動和停止等功能。
[0024]回轉型磁力裝置中4組線圈的主電路和霍爾埋放方式均相同，共16只MOSFET和8只霍爾傳感器。4組線圈的主電路并聯(lián)獨立運行，每組線圈由4只MOSFET交替工作，MOSFET的交替指令完全由單片機邏輯運算霍爾傳遞的信號所決定，因此實現(xiàn)線圈中通入正、反電流。而回轉型磁力裝置的正、反轉由單片機程序控制，正、反轉執(zhí)行相反程序，即單片機對霍爾傳感器輸入的方波信號邏輯運算相反。
[0025]以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護范圍不限于此。本技術領域的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護范圍之內。本實用新型的保護范圍以權利要求書為準。
【主權項】
1.回轉型磁力裝置，包括定子組件和轉子組件，其特征在于:所述定子組件包括定子鐵芯和線圈，所述定子鐵芯圓周上開有數個梨形槽，槽中設置與控制系統(tǒng)相連的霍爾傳感器，所述線圈繞制在定子鐵芯上，線圈通過引線受控于控制系統(tǒng)，定子鐵芯通過螺栓連接在裝置的支撐座上，轉子組件包括磁片、轉筒、端蓋和輸出軸，磁片沿圓周方向均勻表貼在轉筒內壁上，輸出軸與端蓋螺紋連接，端蓋與轉筒通過螺栓連接，轉子組件通過輸出軸的軸承與定子組件連接。2.如權利要求1所述的回轉型磁力裝置，其特征在于，所述梨形槽的數目為48個。3.如權利要求2所述的回轉型磁力裝置，其特征在于，所述線圈為48極，均布在定子鐵芯圓周，線圈采用正反繞組方式均勻繞制，48極分為4組線圈，每12極為同一組線圈，線圈按照順時針依次每隔3極正反纏繞，4組線圈纏繞方式相同。4.如權利要求1所述的回轉型磁力裝置，其特征在于，所述定子鐵芯與支撐座之間設有空隙，所述空隙為霍爾傳感器和線圈與裝置外部控制系統(tǒng)的引線空間。5.如權利要求3所述的回轉型磁力裝置，其特征在于，所述磁片為釹鐵硼磁片。6.如權利要求5所述的回轉型磁力裝置，其特征在于，所述磁片與磁片之間NS磁極相吸依次排布設置。7.如權利要求1所述的回轉型磁力裝置，其特征在于，所述轉筒與所述定子組件為同軸度和同圓柱度設置。8.如權利要求6所述的回轉型磁力裝置，其特征在于，所述定子鐵芯與所述磁片之間的磁隙為0.3mm?0.5mm。9.如權利要求1所述的回轉型磁力裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括:單片機，其連接每組線圈上的霍爾傳感器，所述每組線圈連接4只MOSFET組成的電路。10.如權利要求9所述的回轉型磁力裝置，其特征在于，所述MOSFET組成的電路包括:型號為TLP250的芯片，其2腳連接第一電阻，所述第一電阻連接三極管的集電極，三極管的基極連接第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接單片機，芯片的7腳連接第三電阻，所述第三電阻連接第一二極管的負極，第四電阻，以及一MOSFET的柵極，所述MOSFET的源極與漏極連接第五電阻與一電容，所述電容與第五電阻連接第二二極管。
【文檔編號】H02K11/215GK205487791SQ201521075475
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月22日
【發(fā)明人】何志猛, 王剛, 喬丹, 董建威
【申請人】北京北開電氣股份有限公司