[发明专利]一种高压断路器操动机构

说明书

技术领域

本发明属于电力工程中电器技术领域，具体涉及一种高压断路器操动机构。 

背景技术

高压断路器作为输配电系统中重要的开关电气元件，起着控制和保护的双重作用。传统的高压断路器配置的操作机构主要有弹簧、气动、液压和电磁操作机构，但是它们都存在自身的缺陷，比如弹簧操动机构是依靠弹簧储存的能量释放使断路器合闸的，它的零部件多，制造工艺复杂，容易引起机械故障。气动、液压系统结构复杂，可靠性不够高，液压操作机构加工工艺要求高，如果制造或装配不良易发生渗漏油，它的速度特性易受环境温度的影响，压缩空气的质量对气动操动机构工作的可靠性有着重要的影响，一旦空气受潮会使活塞与汽缸表面锈蚀。电磁操作机构结构存在驱动功率较大，接触力较小且合闸时容易引起触头跳动等问题。弹簧和电磁操作机构也无法满足大功率、长行程的高压断路器操作需求，目前主要用于电压等级较低的断路器中。 

目前，随着建设坚强的、高度灵活的智能电网上升为国家战略，提高高压断路器的可靠性、可控性的需求变得更加迫切。因此，革新高压断路器的操动机构，进一步提高永磁直线电机操作机构的性能，推广永磁直线电机操作机构在智能化高压断路器中的应用，是开关行业的一个重要目标。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高压断路器操动机构，可实现可靠分合闸，并且能够实现对分合闸运动的速度控制，结构简单，同时能够大大提高高压断路器的操作寿命。 

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种高压断路器操动机构，其创新点在于，包括圆筒状永磁直线电机、传动机构， 

圆筒状永磁直线电机包括初级铁心、壳体、次级和电枢绕组；

所述的初级铁心为圆筒形，初级铁心外圈表面设置与其连接固定的壳体，初级铁心内圈表面沿轴向开有若干凹槽，凹槽内放置圆环状电枢绕组；

所述的次级内置于初级铁心内，由次级铁心轭、永磁体和次级铁心轴和轴套组合而成，次级铁心轭外表面均匀贴装若干圆环状永磁体，次级铁心轴内置于次级铁心轭内，并通过轴套与次级铁心轭连接固定；

所述的次级和初级铁心之间具有一个气隙，次级通过气隙磁场与电枢绕组的耦合作用获得沿初级铁心轴向的电磁推拉力；

传动机构包括第一传动杆、第二传动杆和支点，第一传动杆的两端分别与次级铁心轴以及第二传动杆的一端铰接，第二传动杆的另一端与断路器灭弧室动触头连接。

所述的电枢绕组为分数槽绕组，一个极距下初级槽数量不为整数且槽极比大于0小于1,每个槽内放置两组不同相的绕组， 

通过绕组引出线并按照电源端－A1X1－A2X2－A3X3－A4X4－A5X5－A6X6－A7X7－A8X8－A9X9－A10X10－电源另一端的规律连接组成A相绕组；

通过绕组引出线并按照电源端－B1Y1－B2Y2－B3Y3－B4Y4－B5Y5－B6Y6－B7Y7－B8Y8－B9Y9－B10Y10－电源另一端的规律连接组成B相绕组；

通过绕组引出线并按照电源端－C1Z1－C2Z2－C3Z3－C4Z4－C5Z5－C6Z6－C7Z7－C8Z8－C9Z9－C10Z10－电源另一端的规律连接组成C相绕组。

所述的次级铁心轭与轴套固定连接，所述的轴套与次级铁心轴通过螺纹连接。 

其创新点在于，所述的轴套采用梯形圆台状结构。 

其创新点在于，所述的初级铁心短于次级铁心轭，初级铁心的两端齿宽与中间齿宽不等，所述的次级位于两端的永磁体与中间永磁体尺寸不等；具体为： 

所述的初级铁心初始有效长度为L_s，中间齿宽为w_t，两端齿宽改为w₁=w_t/2+w_ta ， 为初级铁心端部增加的齿宽宽度；

所述的次级初始长度L_m，在原有长度基础上，即对应初级有效长度L_s与行程需要的次级长度，同等增加次级两端的长度，同时增加了两端永磁体的长度，＜。

其创新点在于，所述=0.3*，=0.5*，为极距。 

其创新点在于，所述的次级铁心轭与初级铁心的长度之差等于断路器合闸行程乘以传动机构的传动比。 

其创新点在于，所述的初级铁心、次级铁心轭和轴套采用导磁材料制成，壳体、次级铁心轴采用非导磁材料制成，永磁体采用稀土永磁材料制成，相邻永磁体充磁方向相反。