[發明專利]用于電磁致動器的電樞、電磁致動器、開關器件和用于制造電樞的方法

有效

• 申請號: 201880048694.2
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN110945618B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: E·薩利納斯;A·比薩爾;E·約翰森;F·索倫瑟
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: H01H50/18
• 分類號: H01H50/18;H01F7/122;H01H51/22
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李輝

用于電磁致動器的電樞(10；30；50)，該電樞包括電樞主體(12；32；52)，至少一個導電構件(14；34；54；64)，被配置為與電磁致動器的磁場發生器(110；130；150；151)配合，并且連接端(26；46；66)被配置為用于將電樞連接至能夠由電磁致動器操作的裝置。電樞主體(12；32；52)還包括多孔結構(13；33；53)。電樞可以形成電磁致動器(100)的一部分，電磁致動器(100)進而可以是開關器件(200)中的部件。電樞可以通過包括增材制造過程步驟的方法被制造。

技術領域

本公開總體上涉及一種用于電磁致動器的電樞。具體地，本發明涉及一種在電磁致動器中使用的電樞，其中電磁致動器的操作基于電樞上的磁力的生成，例如在電樞和磁場發生器(例如包括線圈)之間，以便實現電樞的運動。這種電磁致動器可以被用于開關器件中，其中開關器件的操作(諸如開關器件的斷開和閉合)由致動器控制。

本公開還涉及一種用于制造電樞的方法。

背景技術

在功率傳輸系統中，需要快速的斷路器。超快致動器是一種新興技術，當需要高速致動時，該新的新興技術最近被用作驅動器。超快驅動器的一個眾所周知的拓撲是基于湯姆遜線圈的使用。湯姆遜線圈包括感生磁場的初級線圈，該磁場進而在電樞中感生渦流。湯姆遜線圈具有生成大脈沖力的固有特性，大脈沖力可以被用于致動和迅速地分開被連接至致動器的高壓交流(HVAC)斷路器的載流觸點。

這種類型的斷路器可以與一些額外電路一起被用于電力傳輸系統(諸如HVDC系統)中的DC斷路器或故障電流限制器，其中系統可以是包括多個換流站的多終端系統。在多終端HVDC系統或HVDC電網中操作的斷路器必須能夠在幾毫秒內(通常小于5毫秒)中斷故障電流。因此需要幾千安培數量級的湯姆遜線圈電流以生成幾個特斯拉的磁通密度。電樞中被感生的電流密度與磁通量密度的徑向分量一起的乘積產生所需的脈沖電磁力。由于所涉及的高電流和磁場，湯姆遜線圈通常通過使用電容器組來通電。

根據一個示例，湯姆遜線圈致動器包括柱塞或電樞，該電樞可沿著位移方向位移并且由湯姆遜線圈驅動。電樞是導電構件，該電樞一部分與線圈相鄰，并且在向線圈施加電流脈沖時，該導電構件經受排斥力。線圈中的電流脈沖生成變化的磁通量，該磁通量進而在電樞中生成具有相反方向的電流，這在線圈和電樞之間生成用于實現電樞相對于線圈的移動的磁力。湯姆遜致動器不限于柱塞的線性運動的致動，而是可以備選地或附加地被配置以實現或致動柱塞/電樞的旋轉運動。

電磁致動器，例如上述湯姆遜線圈類型，也可以被用于其中非常快速的致動器是有用的其它應用中。

發明內容

目前，包括連續鋁主體的電樞通常被用于使用湯姆遜線圈的相關類型的電磁致動器中，因為它具有相對良好的導電性以及相對輕但穩健的結構。如果需要更快的操作，則電容器組和線圈兩者必須更大。因此，電樞也必須更大，以便承受這樣的高能脈沖、高的力和所涉及的機械應力。這導致系統笨重且昂貴。

此外，在相對短的時間里被生成的相對大的力將導致柱塞或電樞的相對大的加速度，并且這些加速度可以引起柱塞或電樞的變形，例如彎曲和/或伸長，這進而可以降低致動器的效率。

為了解決上述問題和其它問題中的至少一些，根據獨立權利要求提供電樞、電磁致動器和開關器件。也提供了一種用于制造電樞的方法。

根據第一方面，提供了一種用于電磁致動器的電樞，該電樞包括

-電樞主體

-至少一個導電構件，被配置為與電磁致動器的磁場發生器配合，

-連接端，被配置為用于將電樞連接至能夠由電磁致動器操作的裝置，

其中，該電樞主體包括多孔結構。