[实用新型]一种外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构，属于高压真空断路器领域。

背景技术

真空断路器以其体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，迅速占领了中压断路器市场，并进一步向高压领域发展。真空断路器所配操动机构通常有电磁式、弹簧式和永磁式三种。其中永磁式操动机构凭借其高可靠、低能耗、免维护，以及可实现同步操作等诸多优点，日益引起人们的关注。高压真空断路器对开距的要求较大，这就要求操动机构有更高的分合闸速度。而且，由于动铁心行程较大，造成动铁心起动时气隙磁阻很大，这就需要激磁线圈通入较大的激磁电流，从而导致开关管参数选择过大、控制难度加大等一系列问题。这些问题限制了永磁机构在高压真空断路器领域的应用。同时，由于双稳态永磁机构结构的问题，会产生似合非合的中间状态，影响系统稳定，而高压单稳态机构分闸弹簧的反力较大，合闸保持力比双稳态机构大很多。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构，解决双稳态永磁机构分合闸性能不稳定的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：包括永磁保持机构（2）、电磁驱动机构（3）、分闸弹簧（13）以及非导磁外壳（14），其特征在于，所述永磁保持机构（2）和电磁驱动机构（3）之间通过非磁性材料垫片（8）形成分离；

所述永磁保持机构（2）包括有永磁体（5）以及设置在永磁体（5）下部的分闸线圈（6），所述永磁体（5）、分闸线圈（6）设置在保持静铁心（4）内，所述保持静铁心（4）下部设置可上下运动的保持动铁心（7），所述保持动铁心（7）和非导磁外壳（14）之间设置分闸弹簧（13）；

所述电磁驱动机构（3）包括驱动静铁心（11）以及可上下运动的驱动动铁心（12），所述驱动动铁心（12）外设置使驱动动铁心（12）向上运动的合闸线圈（9）。

所述保持静铁心（4）、保持动铁心（7）接触的部分设置有对应的凸块，包括处于分闸线圈（6）下部的上凸块（4-1），以及设置在保持动铁心（7）上表面和所述上凸块（4-1）对应的下凸块（7-1）；

所述保持动铁心（7）周向开设有环形设置的通孔（16）。

所述非导磁外壳（14）内设有穿过永磁保持机构（2）、电磁驱动机构（3）、分闸弹簧（13）并从非导磁外壳（14）内延伸而出的导杆（1），所述导杆（1）与保持动铁心（7）、驱动动铁心（12）形成固定连接，所述导杆（1）与永磁保持机构（2）、非磁性材料垫片（8）以及驱动静铁心（11）形成滑动连接。

所述分闸弹簧（13）为碟簧，所述分闸弹簧（13）顶端与非导磁外壳（14）的上端面接触，所述保持动铁心（7）位于永磁体（5）内侧的部位设置有供所述分闸弹簧（13）底端嵌入的凹槽（15）。

所述通孔（16）外径小于凹槽（15）的外径，所述通孔（16）内径大于凹槽（15）的内径；所述凹槽（15）的外径略大于分闸弹簧（13）的外径，所述凹槽（15）的内径略小于分闸弹簧（13）的内径。

所述永磁保持机构（2）、电磁驱动机构（3）的形状可以是圆柱形的或者是长方体形的。

一种外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构的分闸方法，当永磁保持机构（2）收到分闸信号时，分闸线圈（6）产生的电磁场与永磁体（5）产生的永磁磁场方向相反，使保持动铁心（7）受到的保持力迅速减小；随着电流增加，当电流达到一定值时，分闸弹簧（13）对保持动铁心（7）的反力和运动部件的重力之和大于永磁体（5）对保持动铁心（7）的保持力，此时保持动铁心（7）和驱动动铁心（12）向下运动；在分闸末段，向合闸线圈（9）中通入脉冲电流，减小分闸末段速度，有效防止分闸弹跳；当驱动动铁心（12）达到下端极限时，保持动铁心（7）和驱动动铁心（12）在分闸弹簧（13）的作用下保持在分闸位置。

一种外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构的合闸方法，当电磁驱动机构（3）收到合闸信号时，合闸线圈（9）通入电流，产生磁动势；合闸线圈（9）产生的磁场作用于驱动动铁心（12）；随着电流增加，当电流达到一定值时，合闸线圈（9）产生的电磁力大于分闸弹簧（13）在合闸位置的反力和运动部件重力之和，驱动动铁心（12）向上运动；当驱动动铁心（12）达到上端极限时，合闸线圈（9）停止通电。