[发明专利]高压断路器圆筒型永磁直线电机操动机构

说明书

技术领域

本发明属于输变电设备技术领域，特别涉及一种高压断路器圆筒型永磁直线电机操动机构，适用于断路器的智能化操作。

背景技术

对高压断路器而言，要求操动机构既能获得较高的分合闸速度，又能快速实现自动重合闸操作。操动机构在断路器中占有重要地位。它不但要保证断路器长期的动作可靠性，而且要满足灭弧特性对操动机构的要求。断路器的分合闸所需时间和速度必须满足其开断和关合要求，以便快速切除故障而不使故障扩大，保持电力系统的稳定，并可减轻设备、线路的损伤。为此要求断路器具有良好的操作性能，以满足上述要求。对于现有的操动机构主要有液压操动机构、弹簧操动机构或气动技术等，大都由一整套机械装置构成，零部件多，传动机构复杂，制造工艺要求高，且运动过程不可控。

发明内容

为解决现有断路器操动机构的不足，本发明提供一种用于高压断路器的圆筒型永磁直线电机操动机构，本发明的高压断路器圆筒型永磁直线电机操动机构，由圆筒型永磁直线电机和传动机构组成。

圆筒型永磁直线电机包括初级铁心、永磁体、次级铁心、电机主轴、电枢绕组，沿径向由内到外依次分布为：电机主轴、次级铁心、永磁体、电枢绕组、初级铁心，初级铁心呈圆筒型，初级铁心由硅钢片叠压而成若干个槽形结构，在初级铁心的中部开槽，并且在槽中放置电枢绕组，次级铁心呈圆柱形，次级铁心上贴有永磁体，永磁体构成圆筒型永磁直线电机的磁极，电枢绕组在槽中按单层集中整距绕组的方式排列，电枢绕组通入单相电流。圆筒型永磁直线电机的主轴和高压断路器的动触头通过传动机构连接，圆筒型永磁直线电机在次级铁心上安装了永磁体，由永磁体建立主磁场，在圆筒型永磁直线电机的电枢绕组中通入直流电，这样通电导体在磁场中受到力的作用就驱动次级铁心运动，而次级铁心则通过连杆机构带动断路器动触头运动。

本发明的优点：高压断路器圆筒型永磁直线电机操动机构克服了传统操动机构的体积较大、传动机构复杂、响应时间长及运动过程不可控等缺点，突破了传统意义上机构运动的原理，利用电机自身产生的电磁推力从而带动断路器触头的分/合闸。对于圆筒型永磁直线电机它具有机构的质量小，运动惯量小，动能大大减小，使能量损耗小，提高了效率；其可靠性较好，具有高响应和高精度的特点并且运动过程可控。

附图说明

图1是本发明中高压断路器圆筒型永磁直线电机操动机构的结构原理图，

图2是本发明中圆筒型永磁直线电机的结构示意图。

图中：1静触头，2灭弧室，3动触头，4传动机构，5圆筒型永磁直线电机，6端盖，7初级铁心，8电枢绕组，9槽，10永磁体，11次级铁心，12电机主轴。

具体实施方式

针对0.5kV户内真空断路器，根据灭弧室对操动机构的要求，按本发明的技术方案设计了一种圆筒型永磁直线电机操动机构，要求圆筒型永磁直线电机操动机构提供的电磁推力达到3000～6000N，运动速度达到4～6m/s以上，运行时间要小于20ms。

本发明高压断路器圆筒型永磁直线电机操动机构的结构如附图1所示，在灭弧室2的下面装有传动机构4，传动机构4采用杠杆型传动机构。传动机构4和圆筒型永磁直线电机5的电机主轴12相连，圆筒型永磁直线电机5的电机主轴12通过传动机构4带动动触头3运动，从而实现断路器的分/合闸。

圆筒型永磁直线电机结构如图2所示，包括电机的端盖6、初级铁心7、电枢绕组8、永磁体10、次级铁心11、电机主轴12，沿径向由内到外依次分布为：电机主轴12、次级铁心11、永磁体10、电枢绕组8、初级铁心7，初级铁心7由硅钢片叠压而成若干个槽形结构，在初级铁心7中部开槽，并且在槽9中放置电枢绕组8，次级铁心11上贴有永磁体10，永磁体10构成永磁直线电机的磁极，电枢绕组8在槽9中按单层集中整距绕组的方式排列。在电枢绕组8中通入单相电流，电流在磁场中受到安培力的作用产生水平的电磁推力从而推动圆筒型永磁直线电机的次级铁心11的水平运动。