[實(shí)用新型]高壓斷路器動(dòng)繞組式變氣隙永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520855252.2
• 申請(qǐng)日: 2015-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN205122408U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李永祥;王天正;晉濤;王志鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H01H3/26
• 分類號(hào): H01H3/26
• 代理公司: 山西科貝律師事務(wù)所 14106
• 代理人: 陳奇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輸變電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于高壓斷路器動(dòng)繞組式變氣隙永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

永磁直線電機(jī)一般用于直線驅(qū)動(dòng)環(huán)境，結(jié)構(gòu)大多采用電樞繞組放置在初級(jí)鐵心，永磁體放置在次級(jí)鐵心的方式，由于電機(jī)的快速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這種布設(shè)方式的次級(jí)鐵心與電機(jī)殼體容易產(chǎn)生碰撞，次級(jí)鐵心上的永磁體會(huì)因?yàn)閺?qiáng)烈碰撞而產(chǎn)生退磁，從而影響電機(jī)直線運(yùn)動(dòng)。因此，讓電樞繞組運(yùn)動(dòng)，永磁體靜止方式的直線電機(jī)可解決永磁體因碰撞產(chǎn)生的退磁問題。常規(guī)的電機(jī)初級(jí)鐵心與次級(jí)鐵心之間的氣隙均為定值，氣隙磁密也為恒定值，氣隙越大，磁密則越小，氣隙越小，磁密則越大。電機(jī)次級(jí)鐵心的直線運(yùn)動(dòng)速度與電機(jī)的電磁推力有關(guān)，電磁推力與電樞繞組電流和氣隙磁密成正比。當(dāng)氣隙恒定時(shí)，通過控制電樞繞組電流即可實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)的直線運(yùn)動(dòng)速度，而電樞繞組電流的控制是通過控制器來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)用直線電機(jī)控制高壓斷路器動(dòng)觸頭進(jìn)行分合閘操作時(shí)，由于高壓斷路器動(dòng)觸頭分閘或合閘速度的要求是先慢，然后快，最后慢，這就要求對(duì)電樞繞組電流實(shí)現(xiàn)分段控制。但由于高壓斷路器分閘或合閘速度要求較高，使得電樞繞組電流達(dá)到200-300安培，這時(shí)電流分段控制就很難實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也降低了電樞繞組壽命和控制器的可靠性。因此，恒定氣隙的永磁直線電機(jī)在高壓斷路器分合閘操作過程中是不可行的，無(wú)法完成高壓斷路器分閘或合閘速度要求。高壓斷路器是電力系統(tǒng)中極其重要的電力設(shè)備，其運(yùn)行好壞直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，而高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)又是其重要的組成部分，它不但要保證斷路器長(zhǎng)期的動(dòng)作可靠性，而且要滿足滅弧特性對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求。傳統(tǒng)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要為電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，這些操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)部件多，故障率較高，而且多在關(guān)鍵部位，容易引起操作失誤等問題。復(fù)雜的操動(dòng)機(jī)構(gòu)致使操動(dòng)機(jī)構(gòu)的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、分散性大，其結(jié)構(gòu)不能完全滿足斷路器的運(yùn)動(dòng)特性和操作特性，從而無(wú)法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)斷路器操作智能化的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種高壓斷路器動(dòng)繞組式變氣隙永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，解決了現(xiàn)有的高壓斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)零部件多，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)構(gòu)可控性和可靠性差的技術(shù)問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問題的：

一種高壓斷路器動(dòng)繞組式變氣隙永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括永磁直線電機(jī)、電機(jī)控制器，斷路器滅弧室和支撐軸，在斷路器滅弧室中設(shè)置有動(dòng)觸頭和靜觸頭，電機(jī)控制器與永磁直線電機(jī)電連接在一起，V形擺桿的中部鉸接在支撐軸上，V形擺桿的一端與永磁直線電機(jī)的輸出軸鉸接在一起，V形擺桿的另一端與傳動(dòng)連桿的下端鉸接在一起，傳動(dòng)連桿的上端通過絕緣拉桿連接頭與絕緣拉桿的下端連接在一起，絕緣拉桿的上端通過斷路器觸頭彈簧接頭與觸頭彈簧的下端連接在一起，觸頭彈簧的上端與斷路器滅弧室中的動(dòng)觸頭連接在一起。

在永磁直線電機(jī)中的初級(jí)鐵心上，沿從左向右的水平方向依次設(shè)置有第一永磁體環(huán)、第二永磁體環(huán)和第三永磁體環(huán)，在第一永磁體環(huán)與第二永磁體環(huán)之間設(shè)置有第一非導(dǎo)磁間隔環(huán)，在第二永磁體環(huán)與第三永磁體環(huán)之間設(shè)置有第二非導(dǎo)磁間隔環(huán)，第一永磁體環(huán)與次級(jí)鐵心上的電樞繞組之間的間隙為3.5毫米，第二永磁體環(huán)與次級(jí)鐵心上的電樞繞組之間的間隙為0.5毫米，第三永磁體環(huán)與次級(jí)鐵心上的電樞繞組之間的間隙為2毫米，在初級(jí)鐵心的左外側(cè)面上設(shè)置有左輔助永磁體環(huán)，在初級(jí)鐵心的右外側(cè)面上設(shè)置有右輔助永磁體環(huán)；在永磁直線電機(jī)的輸出主軸的左端套接有霍爾位置傳感器。

本發(fā)明所提出的高壓斷路器動(dòng)繞組式變氣隙永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，將傳統(tǒng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部件簡(jiǎn)化為唯一的部件旋轉(zhuǎn)的電機(jī)軸，極大地減少了操動(dòng)機(jī)構(gòu)零部件，提高了操動(dòng)機(jī)構(gòu)的可靠性。采用直線電機(jī)對(duì)斷路器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，速度響應(yīng)快，運(yùn)動(dòng)過程可控性好。本發(fā)明提出的永磁直線電機(jī)根據(jù)高壓斷路器的速度特性要求，采用動(dòng)繞組式變氣隙結(jié)構(gòu)，使永磁直線電機(jī)在運(yùn)動(dòng)性能上與高壓斷路器的速度特性相匹配。這種結(jié)構(gòu)一方面提高了永磁直線電機(jī)的起動(dòng)電磁推力，產(chǎn)生較大的加速度，能實(shí)現(xiàn)快速動(dòng)作并且迅速實(shí)現(xiàn)制動(dòng)；另一方面減小了對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械沖擊，增加了高壓斷路器和操動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械壽命。本發(fā)明提出的在分合閘位置直接利用輔助永磁體產(chǎn)生的電磁吸力來使高壓斷路器維持在分合閘位置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠，有效避免了斷路器的合閘彈跳，提高了操動(dòng)機(jī)構(gòu)和斷路器關(guān)合操作的可靠性。由于高壓斷路器的運(yùn)動(dòng)時(shí)間短速度快，為防止永磁體在運(yùn)動(dòng)過程中碰撞導(dǎo)致失磁，本發(fā)明提出了動(dòng)繞組式變氣隙永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)，即將繞組放置在移動(dòng)的次級(jí)鐵芯上，永磁體放置在靜止的初級(jí)鐵芯上。

附圖說明