[实用新型]一种轻量化紧凑型电磁斥力机构

说明书

本实用新型涉及一种轻量化紧凑型电磁斥力机构，属于快速机械开关操动机构领域，电磁斥力机构包括驱动装置、保持装置和缓冲装置；驱动装置包括分闸线圈、合闸线圈和斥力盘，用于提供操动机构分合闸动作时的驱动力，所述的保持装置包括弹簧、活塞、弹簧底座、外壳、连接板和螺栓，用于提供机构在分合闸位置处的保持力，通过连接板与斥力盘铰接。本实用新型提供的电磁斥力机构将保持装置、缓冲装置与驱动装置紧密结合，相比一般设计的电磁斥力机构，不仅减小了运动部件的总质量，同时在保证保持、缓冲性能的前提下，有效提高了电磁斥力机构的驱动效率和可维护性，降低了产品的体积及成本。

技术领域

本实用新型属于快速机械开关操动机构领域，更具体地，涉及一种轻量化紧凑型电磁斥力机构。

背景技术

研制可以快速切断故障电流的断路器，是促进高压直流电网技术发展和应用的关键。根据拓扑原理的不同，直流断路器可分为机械式直流断路器、固态式直流断路器和混合式直流断路器三种。固态式直流断路器需要串并联大量的电力电子器件，带来很高的通流损耗，目前适用于高压直流电网的方案主要为机械式和混合式。

快速机械开关是两者中的关键部件，其动作速度直接决定了高压直流断路器的开断性能。目前在快速机械开关中普遍使用的操动机构是基于涡流斥力驱动原理的电磁斥力机构。

相比于传统的操动机构，电磁斥力机构具有响应时间短、刚分速度快、结构简单等优点。但现有电磁斥力机构中的保持装置一般采用永磁或碟簧机构，一旦设计成型则其出力特性不可调节；现有保持装置的设计要求驱动装置、保持装置和缓冲装置必须独立设置，并依次连接在传动杆上，使产品的占地面积和高度均大于传统机构，无法满足电气设备紧凑化的要求；现有机构的附加零部件过多，运动质量较大，造成电磁斥力机构分、合闸操动时的驱动效率很低。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型的目的是提供一种轻量化紧凑型电磁斥力机构，旨在解决现有电磁斥力机构保持装置的分、合闸保持力不可调的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种轻量化紧凑型电磁斥力机构，包括驱动装置、缓冲装置和保持装置；驱动装置包括分闸线圈、合闸线圈和斥力盘；分闸线圈与合闸线圈相对设置，且斥力盘的上端穿过分闸线圈的通孔；缓冲装置与斥力盘相对设置，且缓冲装置上部穿过合闸线圈的通孔；保持装置与斥力盘连接，工作时，通过调整保持装置中弹簧的刚度、螺栓的旋进深度或连接板的长度实现保持力大小的调节。

本实用新型中由于设计了一种基于螺旋弹簧的保持装置，使得在机构的分闸位置和合闸位置弹簧均处于压缩状态，通过调整弹簧的刚度、螺栓的旋进深度或连接板的长度可以调整保持力大小。具体地，弹簧的刚度决定了弹簧在某给定压缩量下的出力大小，刚度越大，则保持装置在相同弹簧压缩量下的分、合闸保持力越大；螺栓的旋进深度决定了弹簧的压缩量，旋进深度越大，弹簧出力越大，则分、合闸保持力越大；连接板的长度决定了保持装置在分、合闸位置时连接板与水平方向之间的夹角大小，连接板越长则该夹角越小，保持装置出力越小。

更进一步地，电磁斥力机构包括两个保持装置，均与斥力盘连接，且关于斥力盘轴对称设置。由于将保持装置的连接板与斥力盘进行连接，使保持装置安装至驱动装置两侧，同时将缓冲装置穿过合闸线圈内部通孔并直接作用于斥力盘底部，从而大大降低了机构的轴向高度，有利于操动机构箱的小型化设计，使得整个机构的体积小且运动质量小。

更进一步地，保持装置包括：连接板、活塞、弹簧、弹簧底座、螺栓和外壳；外壳内为圆柱形空腔结构，活塞、弹簧、和弹簧底座均设置在圆柱形空腔中；弹簧设置在活塞和弹簧底座之间，连接板的一端与活塞连接，另一端与斥力盘连接。

更进一步地，外壳的内径与活塞、弹簧底座的外径间隙配合，且活塞与弹簧底座可在外壳的内部滑动。具体地，可以通过在外壳内部添加润滑油润滑，减小活塞运动时的摩擦力，避免卡塞，使电磁斥力机构的分合闸操作可以顺利进行。