[发明专利]双稳态永磁致动器

说明书

技术领域

本说明书涉及一种双稳态永磁致动器，更具体地讲，涉及一种使用永磁体的磁力来操作电力设备的断路器和开关的致动器。

背景技术

对于约几百伏的低压断路器、几千伏以上的高压断路器或几十万伏以上的超高压断路器，广泛使用的用于提供驱动力来接通或关断(断开或闭合)触点的致动器的类型通常包括：弹簧型，其利用弹簧中积累的弹性能来获得开关驱动力；和液压气动型，其利用液压和气压来获得开关驱动力。

然而，弹簧型致动器具有通过与许多机械组件的协作来提供开关驱动力的结构，这很难获得运行可靠性。此外，液压气动型致动器提供的开关驱动力对温度的变化敏感，这也很难获得运行可靠性。

为了解决这些问题，近来，使用永磁体和电能的所谓永磁致动器被用于代替现有的致动器。永磁致动器配置为将可移动部件紧固(固定)到其中以便可借助于永磁体的磁力在预定的行程内移动，并且通过向线圈提供电能所产生的磁力的相互作用使可移动部件在所述的行程内移动。响应可移动部件的移动，断路器断开或闭合。

根据被紧固在某个位置处的可移动部件(构件)的类型，永磁致动器可分为双稳态型和单稳态型。双稳态型具有通过永磁体将可移动部件固定在某个行程的两端处的结构，而单稳态型具有将可移动部件固定在行程中的两端中的一端处的结构。

在所述两种类型中，双稳态永磁致动器比需要单独的悬挂构件的单稳态型更有利，因为通过永磁体的磁力来固定可移动部件以使对于电力设备在执行闭合/断开操作的两种情况下不需要单独的构件就能完成闭合/断开操作，即，双向地移动可移动部件。

图1为显示双稳态永磁致动器的实施方式的截面图。如图1所示，所述致动器包括：上部筒体14，其具有卷绕在其中的上部线圈12；中间筒体18，其位于上部筒体14的下侧处并且固定永磁体16；以及下部筒体22，其具有卷绕在其中的下部线圈20。组装所述上部筒体、中间筒体和下部筒体以限定一个中空的孔，在孔中安装可上下移动的可移动部件24。在可移动部件24的一端处安装有开路弹簧26。

参考图1，在与下部筒体22的突出部相接触的状态下，可移动部件24被永磁体16的磁力固定。在这一状态下，当将电流施加到上部线圈12时，如图2所示，上部筒体14被磁化而对可移动部件24施加向上的力。一旦所述力变得比永磁体16的磁力大，可移动部件24向上移动以处于图3所示的状态。

在这一状态下，即使电流被阻断，由于永磁体16的磁力，可移动部件24保持在图3所示的状态下。此后，当将电流施加到下部线圈20时，下部筒体22被磁化并因此可移动部件24向下移动以返回到图1所示的状态。因此，通过分别向上部线圈和下部线圈施加电流，可移动部件能够上下往复运动，并且可移动部件的往复运动使断路器跳闸或闭合。

在此，当可移动部件24定位于下侧时，开路弹簧26被压缩，并且当可移动部件24定位于上侧时，开路弹簧26被减压。此外，在永磁致动器与电力设备(断路器或开关)相连接的状态下，当从外部电力设备手动断开触点时，设置开路弹簧26能更便于执行断开操作。

具有所述结构的现有技术的永磁致动器具有如下优点：这种结构比其他现有的致动器更简单，并且甚至在没有单独的维修和维护的情况下稳定地运行。但是，如附图所示，各上部筒体、中间筒体和下部筒体都需要通过机械加工来制造，这需要很高的机械加工成本。此外，所述筒体应该精确地组装以保证可移动部件的平滑运行。然而，精确地组装是很困难的。

此外，永磁体应该被加工成环形，这也会增加磁体的加工成本。由于永磁体的强磁力，使用单个的永磁体会使组装变得困难。鉴于永磁体和可移动部件是处于接触状态的结构，在可移动部件运行期间由于永磁体和可移动部件之间的碰撞会对永磁体造成损害。

发明内容

因此，为了克服现有技术中的缺点，详细描述的一个方案是提供一种能够容易地进行生产并且能够降低其生产成本的双稳态永磁致动器。

详细描述的另一个方案是提供一种永磁致动器，其能够使在运行期间由可移动部件引起的对永磁体的损害最小化。

如在此具体体现且公开描述的那样，为了实现上述以及其他优点并且依照本说明书的目的，提供了一种永磁致动器，其包括：磁通感应单元，其具有中空空间并且通过层压多个板而形成；可移动部件，其布置在磁通感应单元的中空空间中以便往复运动；永磁体，其安装在中空空间的内壁处；和导向构件，其位于所述永磁体和可移动部件之间并配置为引导可移动部件的往复运动。