專(zhuān)利名稱(chēng)：伸縮組合式動(dòng)鐵芯永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與真空斷路器配合使用的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，可用于中、高壓電器開(kāi)關(guān)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于永磁機(jī)構(gòu)具有高可靠性，免維護(hù)和良好的出力特性等優(yōu)點(diǎn)，與真空斷路器配合使用，在中、高壓開(kāi)關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用得越來(lái)越廣泛。隨著應(yīng)用電壓的升高，斷路器觸頭開(kāi)距增大，永磁機(jī)構(gòu)動(dòng)鐵心的行程增大，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)的合閘啟動(dòng)電流增大。激磁電流的增大引起控制困難，能耗增加，發(fā)熱嚴(yán)重，而且動(dòng)鐵心與靜鐵芯間的碰撞加劇，這些都對(duì)永磁機(jī)構(gòu)的可靠工作十分不利，因此影響了永磁機(jī)構(gòu)的推廣和高壓領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)施。永磁機(jī)構(gòu)至今只能真正用于40.5KV的電壓水平下，而更多的是用于10KV-24KV的中壓領(lǐng)域，72.5KV水平的永磁機(jī)構(gòu)僅處于試驗(yàn)階段，但機(jī)構(gòu)本身僅是結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單改進(jìn)而沒(méi)有根本性的改變。對(duì)于當(dāng)今超過(guò)100KV的高壓領(lǐng)域，幾乎沒(méi)有關(guān)于應(yīng)用永磁機(jī)構(gòu)的研究報(bào)道。由于電力市場(chǎng)的擴(kuò)大，高壓甚至超高壓輸配電市場(chǎng)十分廣闊，將永磁機(jī)構(gòu)應(yīng)用于高壓甚至超高壓領(lǐng)域，取代彈簧機(jī)構(gòu)、電磁機(jī)構(gòu)等操動(dòng)機(jī)構(gòu)，將具有十分顯著的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種特別適用于大開(kāi)距、高電壓斷路器的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可以用于中壓斷路器，以加大電磁力和減小激磁電流。
本發(fā)明的特征在于，含有芯軸1、隔磁安裝板9、靜鐵芯6和7、線圈14、內(nèi)、外動(dòng)鐵芯3和4、永久磁鐵8、鎖緊部件以及動(dòng)鐵芯變速驅(qū)動(dòng)部件，其中隔磁安裝板9，與芯軸1、軸承座11同軸安裝；內(nèi)、外靜鐵芯，和所述隔磁安裝板9底面相接并相互用螺栓連接；內(nèi)動(dòng)鐵芯4，與芯軸1同軸，該內(nèi)動(dòng)鐵芯4的內(nèi)側(cè)柱面和該芯軸1的外軸面之間有間隔，而該內(nèi)動(dòng)鐵芯4的底面和芯軸1的端部用螺栓連接，在該內(nèi)動(dòng)鐵芯4內(nèi)側(cè)柱面的臺(tái)階上有一個(gè)分閘用的碟簧16；外動(dòng)鐵芯3，內(nèi)側(cè)柱面同軸地套在內(nèi)動(dòng)鐵芯4上，且該外動(dòng)鐵芯3上部呈環(huán)狀向芯軸1突出，該突出部的內(nèi)側(cè)柱面與芯軸1有間隔，該突出部的底面與所述內(nèi)動(dòng)鐵芯4的上端面在分閘或合閘狀態(tài)下都是貼合的，該外動(dòng)鐵芯3與內(nèi)動(dòng)鐵芯4、靜鐵芯底板5能相對(duì)軸向滑動(dòng)，該靜鐵芯底板5與外靜鐵芯6底面用螺栓連接，在該靜鐵芯底板5和內(nèi)、外靜鐵芯之間包圍有線圈14，嵌在骨架15內(nèi)，線圈14的兩端引出線與電纜10相連；鎖緊部件包括鎖扣線圈24、帶有復(fù)位用彈簧22的鎖扣動(dòng)鐵芯21、鎖扣靜鐵芯23以及鎖緊構(gòu)件，其中該鎖緊構(gòu)件由鎖栓19和鎖體18構(gòu)成，鎖栓19為不導(dǎo)磁材料，而鎖扣動(dòng)鐵芯21為導(dǎo)磁材料，該鎖體18依次穿過(guò)外動(dòng)鐵芯3和外動(dòng)鐵芯限位套2后與鎖栓19相扣合，而鎖栓19經(jīng)鎖銷(xiāo)20與鎖扣動(dòng)鐵芯21相連接，當(dāng)鎖扣線圈24上電后，在磁場(chǎng)力作用下，鎖扣動(dòng)鐵芯21吸合，帶動(dòng)鎖栓19解鎖，然后，在線圈14上電后，外動(dòng)鐵芯3帶動(dòng)鎖體18向靜鐵芯吸合，使合閘時(shí)內(nèi)靜鐵芯7和外動(dòng)鐵芯3之間氣隙d1變?yōu)閐2，d2＜d1；內(nèi)外動(dòng)鐵芯變速驅(qū)動(dòng)部件，含有拉桿25、擺腳26、固定座27以及滑塊28，擺腳26通過(guò)活動(dòng)端繞著固定座27轉(zhuǎn)動(dòng)連接，該擺腳26和另一端頂在芯軸1的下端面，拉桿25滑動(dòng)地穿過(guò)外動(dòng)鐵芯3和動(dòng)鐵芯限位套2，然后，該拉桿25穿過(guò)擺腳26并相互楔接，滑塊28與拉桿25下端相連，當(dāng)鎖扣線圈24上電，且鎖緊部件解鎖，線圈14再上電，使內(nèi)靜鐵芯與外動(dòng)鐵芯的氣隙由d1下降為d2后，拉桿25便帶動(dòng)滑塊28向上運(yùn)動(dòng)，頂著內(nèi)動(dòng)鐵芯4去追趕外動(dòng)鐵芯3，一直到兩者相互貼合，而且使得由內(nèi)、外靜鐵芯、內(nèi)動(dòng)鐵芯4、外動(dòng)鐵芯3和永久磁鐵構(gòu)成一個(gè)閉合磁路為止，從而進(jìn)入合閘狀態(tài)，當(dāng)線圈14斷電后，依靠永久磁鐵產(chǎn)生的保持力，克服碟簧16的反力，將內(nèi)外動(dòng)鐵芯保持在合閘位置，然后，鎖扣線圈24斷電，便把外動(dòng)鐵芯3與內(nèi)動(dòng)鐵芯4重新鎖定，保證了合閘狀態(tài)的可靠性，也便于內(nèi)外動(dòng)鐵芯一起分閘。
通過(guò)對(duì)d1和d2，以及相應(yīng)的變速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，該機(jī)構(gòu)可適用于不同電壓等級(jí)的斷路器，特別是大開(kāi)距的高壓真空斷路器，這樣以填補(bǔ)高壓真空斷路器應(yīng)用永磁機(jī)構(gòu)的空白，同時(shí)可以降低激磁電流和能耗，使控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更容易，可靠性更高。


圖1伸縮式動(dòng)鐵芯永磁機(jī)構(gòu)俯視圖；圖2伸縮式動(dòng)鐵芯永磁機(jī)構(gòu)B-B左向旋轉(zhuǎn)剖視圖，缺少零件25～28；圖3伸縮式動(dòng)鐵芯永磁機(jī)構(gòu)A-A剖視圖。
該永磁機(jī)構(gòu)的主要零部件如下表


具體實(shí)施方式
見(jiàn)圖1～圖3。
附圖1-3所示的永磁機(jī)構(gòu)處于分閘狀態(tài)，開(kāi)距為d1。通過(guò)鎖扣彈簧22的壓緊作用，鎖栓19將內(nèi)動(dòng)鐵芯4和外動(dòng)鐵芯3鎖在一起。當(dāng)接到合閘指令后，同時(shí)對(duì)鎖扣線圈24通電，鎖扣動(dòng)鐵芯21將吸合，從而拉動(dòng)鎖栓19實(shí)現(xiàn)解鎖。然后線圈14通電，外動(dòng)鐵芯3由于不受分閘彈簧16的反力，首先與限位套2一起向內(nèi)靜鐵芯7吸合到氣隙為d2。之后，外動(dòng)鐵芯3繼續(xù)前行，并通過(guò)拉桿25、擺腳26和滑塊28組成的變速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)內(nèi)動(dòng)鐵芯4。由于變速作用，內(nèi)動(dòng)鐵芯4開(kāi)始追趕外動(dòng)鐵芯3，直到在合閘位置時(shí)剛好重新貼合在一起。當(dāng)合閘后，動(dòng)鐵芯和靜鐵芯各部件構(gòu)成閉合的磁路，依靠永久磁鐵實(shí)現(xiàn)合閘狀態(tài)的保持。然后鎖扣線圈24失電，鎖扣彈簧22釋放并重新鎖緊內(nèi)外動(dòng)鐵芯4、3，使之不能相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并為下次分閘時(shí)一起返回到分閘位置做準(zhǔn)備。
權(quán)利要求
1.伸縮組合式動(dòng)鐵芯永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，含有芯軸(1)、隔磁安裝板(9)、靜鐵芯(6)和(7)、線圈(14)、內(nèi)、外動(dòng)鐵芯(3)和(4)、永久磁鐵(8)、鎖緊部件以及動(dòng)鐵芯變速驅(qū)動(dòng)部件，其中隔磁安裝板(9)，與芯軸(1)、軸承座(11)同軸安裝；內(nèi)、外靜鐵芯，和所述隔磁安裝板(9)底面相接并相互用螺栓連接；內(nèi)動(dòng)鐵芯(4)，與芯軸(1)同軸，該內(nèi)動(dòng)鐵芯(4)的內(nèi)側(cè)柱面和該芯軸(1)的外軸面之間有間隔，而該內(nèi)動(dòng)鐵芯(4)的底面和芯軸(1)的端部用螺栓連接，在該內(nèi)動(dòng)鐵芯(4)內(nèi)側(cè)柱面的臺(tái)階上有一個(gè)分閘用的碟簧(16)；外動(dòng)鐵芯(3)，內(nèi)側(cè)柱面同軸地套在內(nèi)動(dòng)鐵芯(4)上，且該外動(dòng)鐵芯(3)上部呈環(huán)狀向芯軸(1)突出，該突出部的內(nèi)側(cè)柱面與芯軸(1)有間隔，該突出部的底面與所述內(nèi)動(dòng)鐵芯(4)的上端面在分閘或合閘狀態(tài)下都是貼合的，該外動(dòng)鐵芯(3)與內(nèi)動(dòng)鐵芯(4)、靜鐵芯底板(5)能相對(duì)軸向滑動(dòng)，該靜鐵芯底板(5)與外靜鐵芯(6)底面用螺栓連接，在該靜鐵芯底板(5)和內(nèi)、外靜鐵芯之間包圍有線圈(14)，嵌在骨架(15)內(nèi)，線圈(14)的兩端引出線與電纜(10)相連；鎖緊部件包括鎖扣線圈(24)、帶有復(fù)位用彈簧(22)的鎖扣動(dòng)鐵芯(21)、鎖扣靜鐵芯(23)以及鎖緊構(gòu)件，其中該鎖緊構(gòu)件由鎖栓(19)和鎖體(18)構(gòu)成，鎖栓(19)為不導(dǎo)磁材料，而鎖扣動(dòng)鐵芯(21)為導(dǎo)磁材料，該鎖體(18)依次穿過(guò)外動(dòng)鐵芯(3)和外動(dòng)鐵芯限位套(2)后與鎖栓(19)相扣合，而鎖栓(19)經(jīng)鎖銷(xiāo)(20)與鎖扣動(dòng)鐵芯(21)相連接，當(dāng)鎖扣線圈(24)上電后，在磁場(chǎng)力作用下，鎖扣動(dòng)鐵芯(21)吸合，帶動(dòng)鎖栓(19)解鎖，然后，在線圈(14)上電后，外動(dòng)鐵芯(3)帶動(dòng)鎖體(18)向靜鐵芯吸合，使合閘時(shí)內(nèi)靜鐵芯(7)和外動(dòng)鐵芯(3)之間氣隙d1變?yōu)閐2，d2＜d1；內(nèi)外動(dòng)鐵芯變速驅(qū)動(dòng)部件，含有拉桿(25)、擺腳(26)、固定座(27)以及滑塊(28)，擺腳(26)通過(guò)活動(dòng)端繞著固定座(27)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，該擺腳(26)和另一端頂在芯軸(1)的下端面，拉桿(25)滑動(dòng)地穿過(guò)外動(dòng)鐵芯(3)和動(dòng)鐵芯限位套(2)，然后，該拉桿(25)穿過(guò)擺腳(26)并相互楔接，滑塊(28)與拉桿(25)下端相連，當(dāng)鎖扣線圈(24)上電，且鎖緊部件解鎖，線圈(14)再上電，使內(nèi)靜鐵芯與外動(dòng)鐵芯的氣隙由d1下降為d2后，拉桿(25)便帶動(dòng)滑塊(28)向上運(yùn)動(dòng)，頂著內(nèi)動(dòng)鐵芯(4)去追趕外動(dòng)鐵芯(3)，一直到兩者相互貼合，而且使得由內(nèi)、外靜鐵芯、內(nèi)動(dòng)鐵芯(4)、外動(dòng)鐵芯(3)和永久磁鐵構(gòu)成一個(gè)閉合磁路為止，從而進(jìn)入合閘狀態(tài)，當(dāng)線圈(14)斷電后，依靠永久磁鐵產(chǎn)生的保持力，克服碟簧(16)的反力，將內(nèi)外動(dòng)鐵芯保持在合閘位置，然后，鎖扣線圈(24)斷電，便把外動(dòng)鐵芯(3)與內(nèi)動(dòng)鐵芯(4)重新鎖定，保證了合閘狀態(tài)的可靠性，也便于內(nèi)外動(dòng)鐵芯一起分閘。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種與真空斷路器配合使用的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，把動(dòng)鐵芯分為內(nèi)、外動(dòng)鐵芯兩部分，用一個(gè)電磁式鎖緊部件鎖扣內(nèi)外動(dòng)鐵芯，用一個(gè)變速驅(qū)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)內(nèi)外動(dòng)鐵芯。當(dāng)鎖扣線圈通電時(shí)，內(nèi)外動(dòng)鐵芯解鎖，當(dāng)合(分)閘線圈上電時(shí)，外動(dòng)鐵芯向內(nèi)靜鐵芯移動(dòng)使兩者間的氣隙由d
文檔編號(hào)H01H33/666GK101051576SQ200710063600
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者朱學(xué)貴, 王毅 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)