[发明专利]筒式双稳态永磁致动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种筒式双稳态永磁致动器，并且尤其涉及一种在电力设备 中用于操作断路器或开关的致动器。

背景技术

应用于电力设备中的致动器通常采用弹簧机构、液压致动器和气压致动 器。但是，由于这样的致动器需要诸多组件，而且为了实现转向力(steering  effort)需要控制机械能，因而结构复杂，并且需要维修和维护。

为解决这些问题，在电力设备中采用了一种利用永磁体和电能的致动器， 以代替现有机构。永磁致动器配置为使得其移动体(mover)由于永磁体的 磁能被保持在一段行程上，并且电能被施加在线圈上以使移动体移动一段行 程。

取决于移动体被保持在预设位置的机构，永磁致动器可被分成双稳态型 和单稳态型两类。双稳态型永磁致动器被配置为由于永磁体而能够将移动体 保持在行程的两端中的每一端，而单稳态型永磁致动器则配置成将移动体只 能保持在行程的两端中的一端。由于双稳态型永磁致动器的移动体在断开或 闭合电力设备时通过永磁体的磁能被保持在预设位置，所以其比需要单独保 持机构的单稳态型永磁致动器更为有利，因为双稳态型不需要比如弹簧的机 械组件就能够执行闭合/断开操作。

图1示出了一个根据现有技术的双稳态型永磁致动器的例子。该致动器 包括：上部筒体10，其具有槽，槽中布置有线圈；中间板12，其定位于上部 筒体10的下侧；以及下部筒体14，其定位于中间板12的下侧。在中间板12 中安装有具有中央部的内筒体16，移动体插入所述中央部中，而永磁体20 则安装在该内筒体16的边缘的上表面。

在此，安装移动体22以在上部筒体10和下部筒体14之间上下往复运动。 导轴24和26分别被连接到移动体22的上、下表面。导轴24和26被插在分 别形成于上、下部筒体10和14之中的导向孔中。开路弹簧(open spring) 28安装在导轴26的下部。开路弹簧28配置如下：当移动体22定位于下侧 时，开路弹簧28被压缩，以便向上对移动体12施加弹力。

上部线圈30和下部线圈32分别被安装在上部筒体10和下部筒体14中。

在下文中将对致动器的操作加以描述。如图1所示，在与下部筒体14 相接触的状态下，移动体22受到由永磁体20产生的磁通的作用而被保持在 与下部筒体14相接触的状态。在这一状态下，在将电流施加到上部线圈30 时，一个向上的磁力就被施加到移动体22上。如果磁力变大，则如图2所示 的那样，移动体22被向上移动以与上部筒体10相接触。在这一刻，由永磁 体20产生的磁通流量发生变化。相应地，移动体22被永磁体20的磁通保持 在向上移动到的位置上。

相反地，当移动体22受永磁体磁力的作用而被保持定位在如图2所示的 位置时，则在将电流施加到下部线圈32时，移动体22就会被施以向下的磁 力。如果所施加的向下的力变得大于永磁体20的力，则如图1所示的那样， 移动体22接着被向下移动以与下部筒体14相接触。这种接触状态由永磁体 20的磁力维持。在致动器与外部电力设备(例如断路器或开关)相连接的情 况下，当手动打开该电力设备的触点时，受到开路弹簧28施加弹性能的移动 体施相应地向上移动。

但是，构成现有技术下的致动器的主要部件，也就是说上部筒体、下部 筒体、中间板以及内筒体需被机械加工成中空筒形，因此就增加了机械加工 的成本。此外，由于装配到筒体上的永磁体形成为具有大外径的环形，因而 也增加了生产磁体所需的成本。

而且，这些筒形的部件应当组装在同样的轴线上，这在组装中会带来麻 烦。另外，一个永磁体吸引移动体。因此，磁体具有极大的磁力，从而在组 装过程中会有吸引其他部件的问题。

发明内容

因此，为克服现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种能够容易地进 行生产而且降低生产成本的双稳态型永磁致动器。

本发明的另一个目的是提供这样一种双稳态永磁致动器，其通过采用数 个各具有较弱磁力的永磁体的方式，解决了在组装过程中由于永磁体的磁力 而发生的问题，从而能够改善组装过程。