[發(fā)明專利]用于真空斷路器的永磁直線推力操動機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810230209.1
• 申請日: 2008-12-26
• 公開（公告）號: CN101447367A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林莘;劉經(jīng)宇;李永祥;徐建源
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01H33/666
• 分類號: H01H33/666;H01H33/38;H01F7/08
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 李運(yùn)萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于真空斷路器操動機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于真空斷路器的永磁直線推力操動機(jī)構(gòu)，適用于斷路器的智能化操作。

背景技術(shù)

斷路器是電力系統(tǒng)中重要的開關(guān)設(shè)備，擔(dān)負(fù)著控制和保護(hù)的雙重任務(wù)。對高壓斷路器而言，要求操動機(jī)構(gòu)既能獲得較高的分合閘速度，又能快速實(shí)現(xiàn)自動重合閘操作。操動機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)的要求。操動機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)良好的高壓斷路器分、合閘動作，輸出力要與斷路器的反力特性能有很好的匹配，保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。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(xiàn)有的操動機(jī)構(gòu)主要有液壓操動機(jī)構(gòu)、彈簧操動機(jī)構(gòu)或氣動技術(shù)等，大都由一整套機(jī)械裝置構(gòu)成，零部件多，傳動機(jī)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求高，且運(yùn)動過程不可控。

扁平型雙邊永磁直線電機(jī)操動機(jī)構(gòu)，通過扁平型直線電機(jī)帶動斷路器動觸頭開閘、合閘，但是這種開閘、合閘的實(shí)現(xiàn)通過結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電機(jī)實(shí)現(xiàn)，永磁體位于次級鐵心上，隨電機(jī)運(yùn)動，容易失磁。在開閘、合閘保持功能需要輔助設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上傳統(tǒng)斷路器操動機(jī)構(gòu)的零部件多，傳動機(jī)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求高，且運(yùn)動過程不可控等不足，以及不具備保持功能，本發(fā)明提供了一種用于真空斷路器的永磁直線推力操動機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：由永磁直線推力操動機(jī)構(gòu)通過四連桿與真空斷路器的動觸頭連接組成，永磁直線推力操動機(jī)構(gòu)的初級鐵心的內(nèi)壁設(shè)有主永磁體和輔助永磁體，通過輔助永磁體實(shí)現(xiàn)斷路器在分合閘位置的保持。將主永磁體和輔助永磁體置于初級鐵心上，避免了操動機(jī)構(gòu)運(yùn)動使得永磁體失磁。

所述的永磁直線推力操動機(jī)構(gòu)包括電樞繞組、次級鐵心、初級鐵心、輔助永磁體、傳動桿、隔磁材料和主永磁體，所述的初級鐵心由三個平行的柱形硅鋼片組成，中間柱形硅鋼片、左邊柱形硅鋼片和右邊柱形硅鋼片平行設(shè)置，其中中間柱形硅鋼片的兩端通過疊壓的硅鋼片與兩邊柱形硅鋼片連接，柱形硅鋼片之間設(shè)有次級鐵心，次級鐵心上繞有電樞繞組；次級鐵心一端連有傳動桿；兩邊柱形硅鋼片的內(nèi)壁上端分別緊貼一個輔助永磁體，兩邊柱形硅鋼片的內(nèi)壁下端分別緊貼一個主永磁體，主永磁體和輔助永磁體之間設(shè)有隔磁材料；中間柱形硅鋼片左壁和右壁的下端分別緊貼一個輔助永磁體，中間柱形硅鋼片左壁和右壁的上端分別緊貼一個主永磁體，主永磁體和輔助永磁體之間設(shè)有隔磁材料。

本發(fā)明的一種優(yōu)選方式：柱形硅鋼片為方形，長度80～100mm，隔磁材料的寬度3～5mm。初級鐵心由三個平行的柱形硅鋼片組成，柱形硅鋼片的兩端通過疊壓的硅鋼片連接，柱形硅鋼片之間形成兩個方形區(qū)域，柱形硅鋼片之間設(shè)有次級鐵心，次級鐵心上繞有電樞繞組。

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程：永磁直線推力操動機(jī)構(gòu)的嵌入鐵心和高壓斷路器的動觸頭通過傳動機(jī)構(gòu)連接，本機(jī)構(gòu)由永磁體建立主磁場，在嵌入鐵心中放置電樞繞組并通入直流電，這樣通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用產(chǎn)生上下運(yùn)動，而嵌入的次級鐵心則通過連桿機(jī)構(gòu)帶動斷路器觸頭運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)觸頭的分合閘操作，在斷路器的最上端和最下端，通過輔助永磁體實(shí)現(xiàn)斷路器在分合閘位置的保持。(如圖1所示)

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：真空斷路器永磁直線推力操動機(jī)構(gòu)克服了傳統(tǒng)操動機(jī)構(gòu)的體積較大、傳動機(jī)構(gòu)復(fù)雜、響應(yīng)時間長及運(yùn)動過程不可控等缺點(diǎn)，突破了傳統(tǒng)意義上機(jī)構(gòu)運(yùn)動的原理，利用電機(jī)自身產(chǎn)生的電磁推力從而帶動斷路器觸頭的分/合閘。對于永磁脈沖推力操動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：減少了電機(jī)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，質(zhì)量小，在實(shí)現(xiàn)分/合閘的過程中慣性小，速度快，減少了無用功；通過在兩邊柱形硅鋼片的內(nèi)壁上端分別緊貼一個輔助永磁體以及在中間柱形硅鋼片左壁和右壁的下端分別緊貼一個輔助永磁體，實(shí)現(xiàn)了保持功能。

(1)結(jié)構(gòu)簡單可靠，運(yùn)動質(zhì)量小，動能小，效率高；

(2)脈沖推力大，響應(yīng)速度高。

(3)運(yùn)動過程可控，容易實(shí)現(xiàn)較為理想的分閘運(yùn)動特性。

正是由于具有以上的特點(diǎn)，使得用與真空斷路器的永磁直線推力操動機(jī)構(gòu)除了工作可靠穩(wěn)定外還能夠提供較大的力密度和功率密度，不僅能夠精確的控制斷路器開斷和關(guān)合的時刻，而且能夠控制斷路器按預(yù)定行程曲線運(yùn)動，提高了整個裝置的精度和可靠性，具有高響應(yīng)和高精度的特點(diǎn)并且運(yùn)動過程可控。對斷路器開斷和關(guān)合過程的控制，不僅能夠提高斷路器的開斷和關(guān)合性能，還能降低分合閘操作時的機(jī)械振動，提高斷路器的機(jī)械壽命和運(yùn)行可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種實(shí)施例的用于真空斷路器的永磁直線推力操動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖；