[发明专利]一种双向永磁保持机构

说明书

本发明涉及一种双向永磁保持机构，属于断路器快速操动机构领域，由双向永磁保持单元、连接杆和电磁斥力推动单元组成。双向永磁保持单元包括动铁芯、环形磁轭、导磁环、永磁体、保持单元底座和保持单元上端盖，动铁芯固定于连接杆上，连接杆向上运动到保持单元上端盖位置，永磁体保持动铁芯与上端盖吸附在一起，连接杆向下运动到保持单元底座位置，永磁体保持动铁芯与保持单元底座吸附在一起，所以双向永磁保持单元可为断路器灭弧室提供一定的分合闸保持力。本发明可以实现断路器操动机构的小型化和集约化，可以有效提高开关分闸速度，缩短燃弧时间，减轻触头烧蚀，提高断路器开断能力。

技术领域

本发明涉及一种双向永磁保持机构，属于断路器快速操动机构领域。

背景技术

近年来随着分布式电源和储能装置的大规模接入、电力电子技术的快速发展以及直流负荷的增长，直流配电越来越受到关注。特别是某些特定场合，如大型船舶供电系统、光伏直流微网系统、城市轨道交通供电系统等直流系统得到了长足发展。随着直流系统容量的持续增长和电压等级的不断提高，直流断路器的短路电流峰值和开断时间的指标也在不断提高。传统的机械开关虽然具有带负载能力强，导通稳定的优点，但是响应速度慢，一般在5～20ms左右，不能满足一些需要快速开断动作场合的要求；电力电子开关响应速度快，但其通态损耗过大，耐压能力低。

混合式直流断路器要求快速机械开关能够实现触点高速分离，便于电流向转移支路转移，同时要求快速机械开关能够获得尽量大的初始速度尽快形成绝缘间隙，抵抗之后机械断路器断口间出现的一个很高的瞬态恢复电压。现阶段快速机械开关大多使用永磁机构，机构和驱动回路体积较大，成本高，不利于断路器小型化、集约化。目前现阶段的电磁斥力快速机械开关多处于理论研究和原理样机阶段，尚无可靠的工程应用案例，严重影响了混合式直流断路器的发展和使用。

例如申请号为CN201620362749.5的中国专利公开的一种基于永磁保持机构的快速开关，包括斥力机构和永磁机构，包括依次连接的上导杆、真空灭弧室、中导杆、绝缘子、下导杆和保持用动铁芯，其特别之处在于：在所述下导杆上套装有斥力盘，在该斥力盘上方安装有分闸线圈而在其下方安装有合闸线圈；在所述保持用动铁芯上方安装有上保持用静铁芯，在该上保持用静铁芯中间安装有合闸保持永磁铁，而在该保持用动铁芯下方安装有下保持用静铁芯，在该下保持用静铁芯中间安装有分闸保持永磁铁。其中合闸保持永磁铁下端比上保持用静铁芯下端短，从而在上保持用静铁芯下端形成凹槽作为上气隙；其中分闸保持永磁铁上端比下保持用静铁芯上端短，从而在下保持用静铁芯上端形成凹槽作为下气隙。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；电磁斥力操动部分在分、合闸操作过程中提供电磁力，使断路器由分闸变为合闸，或者由合闸变为分闸。

但是上述快速开关使用上下结构的永磁铁提供保持力，该结构存在安全隐患，因为在动铁芯快速运动过程中会产生很大的冲击力，很容易导致永磁铁破碎，不利于断路器免维护性和可靠性。

发明内容

发明目的

本发明的目的是提供一种双向永磁保持机构，能实现断路器快速分断和快速闭合，能够在3ms内完成开断过程。同时独特的环形双向保持方案设计，保证了断路器操动机构的高可靠性。

技术方案

一种双向永磁保持机构，包括保持单元底座(1)、紧固螺栓(2)、磁轭(3)、永磁体(4)、动铁芯(5)保持单元上端盖(6)、合闸斥力线圈盘(7)、六棱柱金属支撑件(8)、斥力盘紧固件(9)、连接杆(10)、分闸斥力线圈盘(11)、斥力盘(12)和导磁环(13)，其特征在于：包括双向永磁保持单元、连接杆、电磁斥力推动单元；所述的连接杆在电磁斥力推动单元驱动下运动，使所述连接杆快速上下运动；在连接杆向上或向下运动到一定位移时，所述双向永磁保持单元对连接杆的上、下固定位置状态施加保持力。