[發明專利]高壓斷路器圓筒型永磁直線電機操動機構

有效

• 申請號: 200810010538.5
• 申請日: 2008-03-05
• 公開（公告）號: CN101236856A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 林莘;李永祥;馬躍乾;徐建源
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H01H33/36
• 分類號: H01H33/36;H02K41/03
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于輸變電設備技術領域，特別涉及一種高壓斷路器圓筒型永磁直線電機操動機構，適用于斷路器的智能化操作。

背景技術

對高壓斷路器而言，要求操動機構既能獲得較高的分合閘速度，又能快速實現自動重合閘操作。操動機構在斷路器中占有重要地位。它不但要保證斷路器長期的動作可靠性，而且要滿足滅弧特性對操動機構的要求。斷路器的分合閘所需時間和速度必須滿足其開斷和關合要求，以便快速切除故障而不使故障擴大，保持電力系統的穩定，并可減輕設備、線路的損傷。為此要求斷路器具有良好的操作性能，以滿足上述要求。對于現有的操動機構主要有液壓操動機構、彈簧操動機構或氣動技術等，大都由一整套機械裝置構成，零部件多，傳動機構復雜，制造工藝要求高，且運動過程不可控。

發明內容

為解決現有斷路器操動機構的不足，本發明提供一種用于高壓斷路器的圓筒型永磁直線電機操動機構，本發明的高壓斷路器圓筒型永磁直線電機操動機構，由圓筒型永磁直線電機和傳動機構組成。

圓筒型永磁直線電機包括初級鐵心、永磁體、次級鐵心、電機主軸、電樞繞組，沿徑向由內到外依次分布為：電機主軸、次級鐵心、永磁體、電樞繞組、初級鐵心，初級鐵心呈圓筒型，初級鐵心由硅鋼片疊壓而成若干個槽形結構，在初級鐵心的中部開槽，并且在槽中放置電樞繞組，次級鐵心呈圓柱形，次級鐵心上貼有永磁體，永磁體構成圓筒型永磁直線電機的磁極，電樞繞組在槽中按單層集中整距繞組的方式排列，電樞繞組通入單相電流。圓筒型永磁直線電機的主軸和高壓斷路器的動觸頭通過傳動機構連接，圓筒型永磁直線電機在次級鐵心上安裝了永磁體，由永磁體建立主磁場，在圓筒型永磁直線電機的電樞繞組中通入直流電，這樣通電導體在磁場中受到力的作用就驅動次級鐵心運動，而次級鐵心則通過連桿機構帶動斷路器動觸頭運動。

本發明的優點：高壓斷路器圓筒型永磁直線電機操動機構克服了傳統操動機構的體積較大、傳動機構復雜、響應時間長及運動過程不可控等缺點，突破了傳統意義上機構運動的原理，利用電機自身產生的電磁推力從而帶動斷路器觸頭的分/合閘。對于圓筒型永磁直線電機它具有機構的質量小，運動慣量小，動能大大減小，使能量損耗小，提高了效率；其可靠性較好，具有高響應和高精度的特點并且運動過程可控。

附圖說明

圖1是本發明中高壓斷路器圓筒型永磁直線電機操動機構的結構原理圖，

圖2是本發明中圓筒型永磁直線電機的結構示意圖。

圖中：1靜觸頭，2滅弧室，3動觸頭，4傳動機構，5圓筒型永磁直線電機，6端蓋，7初級鐵心，8電樞繞組，9槽，10永磁體，11次級鐵心，12電機主軸。

具體實施方式

針對0.5kV戶內真空斷路器，根據滅弧室對操動機構的要求，按本發明的技術方案設計了一種圓筒型永磁直線電機操動機構，要求圓筒型永磁直線電機操動機構提供的電磁推力達到3000～6000N，運動速度達到4～6m/s以上，運行時間要小于20ms。

本發明高壓斷路器圓筒型永磁直線電機操動機構的結構如附圖1所示，在滅弧室2的下面裝有傳動機構4，傳動機構4采用杠桿型傳動機構。傳動機構4和圓筒型永磁直線電機5的電機主軸12相連，圓筒型永磁直線電機5的電機主軸12通過傳動機構4帶動動觸頭3運動，從而實現斷路器的分/合閘。

圓筒型永磁直線電機結構如圖2所示，包括電機的端蓋6、初級鐵心7、電樞繞組8、永磁體10、次級鐵心11、電機主軸12，沿徑向由內到外依次分布為：電機主軸12、次級鐵心11、永磁體10、電樞繞組8、初級鐵心7，初級鐵心7由硅鋼片疊壓而成若干個槽形結構，在初級鐵心7中部開槽，并且在槽9中放置電樞繞組8，次級鐵心11上貼有永磁體10，永磁體10構成永磁直線電機的磁極，電樞繞組8在槽9中按單層集中整距繞組的方式排列。在電樞繞組8中通入單相電流，電流在磁場中受到安培力的作用產生水平的電磁推力從而推動圓筒型永磁直線電機的次級鐵心11的水平運動。