[发明专利]一种永磁体与弹簧双向保持机构

说明书

本发明涉及一种永磁体和弹簧双向保持机构，属于断路器操动机构领域，包括永磁保持单元、弹簧保持单元、连接杆、电磁斥力推动单元四部分。连接杆在电磁斥力推动单元驱动下实现上下运动，连接杆向上运动到合闸位置时，永磁保持单元与弹簧保持单元共同提供合闸保持力，连接杆向下运动到分闸位置时，弹簧保持单元提供分闸保持力，本发明专利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；另外在永磁体保持部分的基础上增加了弹簧保持的应用设计，在合闸过程中减少了合闸弹跳，使整体机构在合闸过程中可靠性得到提高，成为实现断路器免维护的关键一步。

技术领域

本发明涉及一种永磁体与弹簧双向保持机构，属于断路器快速操动机构领域。

背景技术

近年来随着智能电网快速发展和电力系统的发展，特别是大型船舶供电系统、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，直流配电越来越受到关注。随着直流系统容量的持续增长和电压等级的不断提高，开断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，一般在几十ms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，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。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永磁体与弹簧双向保持的机构，即在合闸过程中由永磁体和弹簧共同提供向上的合闸保持力，在分闸过程中仅由弹簧提供保持力，该机构实现了断路器在分合闸位置保持力大小可独立的调节，进一步提高了快速直流断路器分合闸的可靠性。

技术方案

第一方面，本发明实施例提供了一种永磁体与弹簧双向保持机构，包括电磁斥力推动单元、永磁保持单元、弹簧保持单元、连接杆四部分；

其中，所述电磁斥力推动单元、所述永磁保持单元与所述弹簧保持单元通过连接杆连接，其中所述电磁斥力推动单元在上方位置，所述永磁保持单元在中间位置，所述弹簧保持单元在下方位置；所述连接杆在所述的电磁斥力推动单元驱动下实现上下运动；所述的连接杆向下运动到一定位置时，所述弹簧保持单元对所述连接杆施加向下的保持力；所述连接杆向上运动到一定位置时，所述永磁保持单元和所述弹簧保持单元共同对所述连接杆施加向上的保持力。

进一步而言，所述电磁斥力推动单元包括分闸线圈盘、金属斥力盘、支撑件和合闸线圈盘；

其中，所述分闸线圈盘与所述合闸线圈盘通过所述支撑件连接，所述分闸线圈盘与所述合闸线圈盘间隔第一距离；所述金属斥力盘固定于所述绝缘拉杆上；所述分闸线圈盘、所述合闸线圈盘与所述金属斥力盘三者同轴。