[发明专利]一种可提高刚分速度的新型双稳态永磁机构

说明书

技术领域

本发明属于电子应用领域，具体涉及一种可提高刚分速度的新型双稳态永磁机构。

背景技术

双稳态永磁机构是针对真空断路器设计的一种操动机构，因其高可靠性及分、合闸时 间分散性小而受到广泛关注，并且大量应用于中压领域。其主要特征为：永磁机构的工作 状态可以分为合闸操作、分闸操作和保持。保持状态是由永磁体提供磁力，使动铁芯14 稳定的保持在分闸或者合闸的位置。而合、分闸操作过程中，需要给相应的线圈通上足够 的电流，提供一个可以克服永磁体保持力的电磁力，驱动铁芯14动作，进而带动触头运 动。

传统的双稳态永磁机构，永磁体安置于静铁芯10中。永磁体产生的磁力线与线圈产生 的磁力线使用共同的磁路，这样的设计一方面减小了机构的体积，但同时也带来了一些问 题。由于永磁体与线圈共用磁路，这就造成了在分闸操作起始阶段，永磁体产生的磁力会 部分抵消线圈产生的电磁力，造成刚分速度难以提高的问题。同时，在分闸操作结束阶段， 由于永磁体产生的磁力此时与线圈产生的电磁力方向相同，所以加速动铁芯14撞击静铁 芯10，对机构寿命和可靠性都带来一定危害。此外，原有的静铁芯10设计，由于安装永 磁体和线圈的需要，将会使得线圈产生的磁力线既通过动铁芯14的上端面也通过动铁芯 14的下端面，这样就造成线圈产生的电磁力一个拉动铁芯14运动，另一个阻碍铁芯运动， 降低线圈的工作效率。传统双稳态永磁机构存在的另一个问题是手动分闸困难，这是由于 永磁体位于静铁芯10中，永磁体产生的磁力线会在静铁芯10和动铁芯14中形成闭合回 路，没有有效地办法在手动分闸时分流部分磁力线，从而降低保持力，这样就造成需要复 杂的机械装置进行手动分闸，降低了断路器的可靠性。

依照传统的双稳态结构，很难设计出适应于大开距，高电压等级，具有较高刚分速度， 同时能够方便手动分闸的操作机构，所以有必要设计一种全新的机构解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于设计一种能够应用于高电压等级、大开距断路器，具有较快刚分速 度并且方便进行手动分闸操作的双稳态永磁机构。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可提高刚分速度的双稳态永磁机构，包括导杆1、静铁芯10、动铁芯14、合闸线 圈11和分闸线圈13：

所述导杆1上从下至上依次套接有静铁芯10、非磁性材料垫片9、分闸保持静铁芯7、 保持动铁芯14、合闸保持静铁芯4和手动分闸短路环2；

所述静铁芯10内表面上方嵌套有合闸线圈11、静铁芯10内表面下方嵌套有分闸线圈 13；所述静铁芯10外表面对应于合闸线圈11与分闸线圈13之间的位置设置有环形槽， 环形槽内填充有非铁磁材料；所述静铁芯10内部设置有与其同轴的动铁芯14；所述静铁 芯10上方设置有非磁性材料垫片9；非磁性材料垫片9上方设置有分闸保持静铁芯7和嵌 入其中的分闸保持永磁体8；所述分闸保持静铁芯7上方设置有合闸保持静铁芯4和嵌入 其中的合闸保持永磁体5；所述合闸保持永磁体5上方设置有保持动铁芯14；所述保持动 铁芯14上方设置有手动分闸短路环2。

所述分闸保持静铁芯7上设置有分闸保持气隙17。

所述合闸保持静铁芯4上方设置有合闸保持上气隙15、下方设置有合闸保持下气隙16。

所述手动分闸短路环2通过弹簧3与合闸保持永磁体5连接。

本发明所述机构主要由永磁保持部分，电磁操动部分和手动分闸短路环2组成。

1)本发明采用圆柱型，轴对称结构，其中：永磁保持部分用于为断路器中的灭弧室 触头提供分闸保持力和合闸保持力，使断路器处于稳定的分闸状态或者合闸状态；电磁操 动部分在分、合闸操作过程中提供电磁力，驱动触头运动，使断路器由分闸变为合闸，或 者由合闸变为分闸；手动分闸短路环2是为控制操动机构的电子部分失效的紧急情况而设 计。利用短路环，可以有效减小合闸保持力，提高手动分闸速度，降低手动分闸机械部分 的设计难度。