永磁機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種永磁機構(gòu)，所述永磁機構(gòu)包括：靜鐵芯，提供磁路通道；動鐵芯，穿設(shè)在靜鐵芯內(nèi)；合閘線圈，動鐵芯的兩側(cè)；分閘線圈，動鐵芯的兩側(cè)；永磁體，位于靜鐵芯內(nèi)，合閘線圈和分閘線圈之間；驅(qū)動桿，與動鐵芯相連接，當(dāng)分閘線圈通電時，分閘線圈內(nèi)的電流產(chǎn)生磁場，分閘線圈產(chǎn)生的磁場方向與永久磁鐵所產(chǎn)生的磁場方向相反，動鐵芯向分閘方向運動，驅(qū)動驅(qū)動桿；當(dāng)合閘線圈通電時，合閘線圈內(nèi)的電流產(chǎn)生磁場，合閘線圈產(chǎn)生的磁場方向與永久磁鐵所產(chǎn)生的磁場方向相同，動鐵芯向合閘方向運動，驅(qū)動驅(qū)動桿。本實用新型永磁機構(gòu)具有脈沖電流大、充電時間短、沒有充電過量的危險、可并聯(lián)使用、體積小、壽命長、經(jīng)濟實用。
【專利說明】永磁機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及列車絕緣檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁機構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著時代的發(fā)展，使用鐵路運輸人員和貨物的需求也越來越大，而現(xiàn)在列車的主 流是電力機車。
[0003] 因為列車運行范圍大，不同地域之間的地理條件差異大，而且有平原地區(qū)、丘陵地 域和各種河流流域。加之海拔高度變化也不同，爬坡情況也很多。
[0004] 在列車運行后，均需要進行絕緣檢測，而現(xiàn)有的絕緣檢測裝置檢測的絕緣檢測效 果均很差。 實用新型內(nèi)容
[0005] 本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種永磁機構(gòu)，脈沖電流大、充電 時間短、沒有充電過量的危險。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種永磁機構(gòu)，所述永磁機構(gòu)包括：
[0007] 靜鐵芯，提供磁路通道；
[0008] 動鐵芯，穿設(shè)在所述靜鐵芯內(nèi)；
[0009] 合閘線圈，位于所述靜鐵芯內(nèi)的一側(cè)，所述動鐵芯的兩側(cè)；
[0010] 分閘線圈，位于所述靜鐵芯內(nèi)的另一側(cè)，所述動鐵芯的兩側(cè)；
[0011] 永磁體，位于所述靜鐵芯內(nèi)，所述合閘線圈和分閘線圈之間；
[0012] 驅(qū)動桿，與所述動鐵芯相連接，當(dāng)所述分閘線圈通電時，所述分閘線圈內(nèi)的電流產(chǎn) 生磁場，所述分閘線圈產(chǎn)生的磁場方向與永久磁鐵所產(chǎn)生的磁場方向相反，所述動鐵芯向 分閘方向運動，驅(qū)動所述驅(qū)動桿；當(dāng)所述合閘線圈通電時，所述合閘線圈內(nèi)的電流產(chǎn)生磁 場，所述合閘線圈產(chǎn)生的磁場方向與永久磁鐵所產(chǎn)生的磁場方向相同，所述動鐵芯向合閘 方向運動，驅(qū)動所述驅(qū)動桿。
[0013] 進一步的，所述永磁體為釹鐵硼永久磁鐵。
[0014] 進一步的，所述靜鐵芯為方形靜鐵芯或者圓形靜鐵芯。
[0015] 進一步的，所述方形靜鐵芯為硅鋼片疊形結(jié)構(gòu)。
[0016] 進一步的，所述圓形靜鐵芯為電工純鐵。
[0017] 進一步的，所述動鐵芯為電工純鐵。
[0018] 本實用新型永磁機構(gòu)具有脈沖電流大、充電時間短、沒有充電過量的危險、可并聯(lián) 使用、體積小、壽命長、經(jīng)濟實用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為列車車頂絕緣檢測裝置的示意圖；
[0020] 圖2為本實用新型永磁機構(gòu)的示意圖。

【具體實施方式】
[0021] 下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。
[0022] 圖1為本實用新型列車車頂絕緣檢測裝置的示意圖，如圖所示，列車車頂絕緣檢 測裝置包括：環(huán)氧澆注筒21、真空滅弧室22、靜觸頭23、動觸頭24和永磁機構(gòu)25。
[0023] 環(huán)氧澆注筒21利用絕緣材料制作，例如環(huán)氧樹脂。真空滅弧室22容置在環(huán)氧澆 注筒21內(nèi)，并且是固封在環(huán)氧澆注筒21內(nèi)。靜觸頭23位于真空滅弧室22內(nèi)，并從環(huán)氧澆 注筒21伸出；動觸頭24位于環(huán)氧澆注筒21內(nèi)，與外部的高壓發(fā)生器10相連接，接收檢測 高壓信號；永磁機構(gòu)25具有驅(qū)動桿250,通過絕緣拉桿26與動觸頭24相連接，當(dāng)永磁機構(gòu) 25接收到接通信號后驅(qū)動驅(qū)動桿250,將動觸頭24與靜觸頭23在真空滅弧室23內(nèi)接觸， 檢測高壓信號通過動觸頭24和靜觸頭23加載到待測物上；當(dāng)永磁機構(gòu)25接收到斷開信號 后驅(qū)動驅(qū)動桿250,將動觸頭24與靜觸頭23在真空滅弧室22內(nèi)斷開。
[0024] 永磁機構(gòu)25通過控制得電動作，上推和下拉：上推時，壓動開關(guān)體內(nèi)絕緣拉桿26 帶動觸頭彈簧和傳動件使真空滅弧室22內(nèi)的動觸頭24閉合，并以恒定壓力壓緊使動觸頭 24和靜觸頭23壓緊；下拉時，同樣通過開關(guān)體內(nèi)絕緣拉桿26拉開滅弧室的動觸頭24,使開 關(guān)打開；在開關(guān)動作的同時，安裝在永磁機構(gòu)25上的接近開關(guān)同時上下移動，打開或閉合。
[0025] 作為絕緣檢測系統(tǒng)車頂裝置對于絕緣檢測系統(tǒng)可靠運行的重要性是不言而喻的。 對于高壓真空開關(guān)（一般開關(guān)也如此），保證其可靠性設(shè)計的關(guān)鍵是：滅弧室的應(yīng)用、絕緣 設(shè)計、操動機構(gòu)及傳動、控制器及附件設(shè)計。
[0026] 真空滅弧室22作為隔離開關(guān)，實際開斷電流僅為毫安級，遠(yuǎn)小于額定開關(guān)電流 (630A)，因此其壽命和安全性將進一步提高。真空滅弧室22需要的閉合力為600-800N，永 磁機構(gòu)25閉合力設(shè)計為2200N，長時間運用后即使發(fā)生一點退磁也可保證裝置正常使用。 絕緣拉桿26作為傳動部件充分保正可靠性和同步性。動觸頭24拉桿采用了環(huán)氧樹脂固封 進行制作，減少了運動部分的質(zhì)量，為分合閘提供了一定的便利。
[0027] 環(huán)氧絕緣材料由于其優(yōu)良的絕緣、理化性能在高壓電器領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。采 用了戶外環(huán)氧樹脂為開關(guān)的主絕緣件，其有更好的電氣，機械綜合性能，有利于減輕車頂部 分的體積和重量。其具有耐紫外線性、憎水性和自潔性，使裝置的日常保養(yǎng)大大簡化。
[0028] 27. 5kV電壓等級，空氣濕度100 %飽和情況下，安全空氣絕緣距離多360mm，可以 符合有關(guān)要求。
[0029] 根據(jù)27. 5kV接觸網(wǎng)電器強度的有關(guān)規(guī)定，設(shè)計外爬距為I. lm、內(nèi)爬距為0. 6m，對 地耐壓為100kV/l分鐘。
[0030] 控制器采用低功耗微處理器，輸出采用大功率電力電子器件，主要元器件采用軍 品級元件，電流電壓留有裕度，整個控制電路加強了電磁兼容抗擾度設(shè)計。電源供給由電容 提供。接近開關(guān)采用100萬次壽命的接近開關(guān)，可靠性高。
[0031] 真空滅弧室22直澆在環(huán)氧絕緣子中上端（靜觸頭）接入動車組車頂母線，下端 (動觸頭）接升高壓發(fā)生器10的輸出端。在中軸線下方安裝一臺永磁機構(gòu)用來斷開和閉合 真空滅弧室中的動觸頭和靜觸頭。真空滅弧室額定工作電壓40. 5kV，短時工頻耐受電壓達 100kV，額定電流630A，開距14mm，機械壽命20000次。真空滅弧室代替?zhèn)鹘y(tǒng)開關(guān)不僅增加 了安全性，提高了穩(wěn)定性。而且杜絕了在帶電分、合閘時的拉弧、放電現(xiàn)象。
[0032] 圖2為本實用新型永磁機構(gòu)的示意圖，如圖所示，本實用新型永磁機構(gòu)具體包括： 靜鐵芯51、動鐵芯52、合閘線圈53、分閘線圈54、永磁體55和驅(qū)動桿56。
[0033] 靜鐵芯51提供磁路通道；動鐵芯52穿設(shè)在靜鐵芯51內(nèi)；合閘線圈53位于靜鐵 芯51內(nèi)的一側(cè)，動鐵芯52的兩側(cè)；分閘線圈54位于靜鐵芯51內(nèi)的另一側(cè)，動鐵芯52的兩 偵Ij ;永磁體55位于靜鐵芯51內(nèi)，合閘線圈53和分閘線圈54之間；驅(qū)動桿56與動鐵芯52 相連接，當(dāng)分閘線圈通電時，分閘線圈內(nèi)的電流產(chǎn)生磁場，分閘線圈產(chǎn)生的磁場方向與永久 磁鐵所產(chǎn)生的磁場方向相反，動鐵芯向分閘方向運動，驅(qū)動驅(qū)動桿；當(dāng)合閘線圈通電時，合 閘線圈內(nèi)的電流產(chǎn)生磁場，合閘線圈產(chǎn)生的磁場方向與永久磁鐵所產(chǎn)生的磁場方向相同， 動鐵芯向合閘方向運動，驅(qū)動驅(qū)動桿。
[0034] 永磁機構(gòu)25采用對稱式雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，無論在合閘位置和分閘位置，其保持力均由 釹鐵硼永久磁鐵提供。永磁機構(gòu)由七個主要零件組成：為靜鐵心，為機構(gòu)提供磁路通道，對 于方形結(jié)構(gòu)一般采用硅鋼片疊形結(jié)構(gòu)，圓形結(jié)構(gòu)則采用電工純鐵；動鐵心是整個機構(gòu)中最 主要的運動部件，一般采用電工純鐵結(jié)構(gòu)；永久磁體為機構(gòu)提供保持時所需要的動力；為 分閘線圈和合閘線圈；為驅(qū)動桿，是操動機構(gòu)與開關(guān)傳動機構(gòu)之間的連接紐帶。為驅(qū)動桿， 是操動機構(gòu)與開關(guān)傳動機構(gòu)之間的連接紐帶。為了產(chǎn)生電磁吸力驅(qū)動鐵心運動，必須給永 磁機構(gòu)的分、合閘線圈通電，使其達到一定的勵磁安匝數(shù)，這樣才能滿足真空開關(guān)的分、合 閘速度要求。檢測裝置中采用大容量電容器作為電源，有脈沖電流大、充電時間短、沒有充 電過量的危險、可并聯(lián)使用、體積小、壽命長、經(jīng)濟實用等優(yōu)點。
[0035] 當(dāng)永磁機構(gòu)處于合閘位置，永久磁鐵產(chǎn)生的磁力線如圖中I。這時，下部磁路磁阻 遠(yuǎn)大于上部磁路，動鐵芯保持在合閘位置。分閘時，分閘線圈通電，分閘線圈中的電流產(chǎn)生 磁場，其磁力方向如圖中磁力線II。分閘線圈在上部工作氣隙產(chǎn)生的磁場方向與永久磁鐵 所產(chǎn)生的磁場方向相反。當(dāng)分閘線圈中的電流達到某一值時，機構(gòu)上端的磁力線被抵消殆 盡，動鐵芯開始在觸頭簧（或分閘簧）及少量電磁力的作用下向下運動。隨著底部氣隙的 減小氣隙磁阻也逐漸減小，當(dāng)下部氣隙的磁感應(yīng)強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上部氣隙的磁感應(yīng)強度時， 動鐵芯向下將呈加速運動。當(dāng)動鐵芯運動至行程一半后，線圈電流和永久磁鐵產(chǎn)生的合成 磁場的方向是向下的，于是，又進一步加速了動鐵芯的運動，直到開關(guān)分閘到位。開關(guān)分閘 到位后，連鎖裝置將信號返回控制器，自動切斷分閘線圈⑤中的電流，動鐵芯保持在分閘位 置上。
[0036] 再如圖1所示，所述裝置還包括機構(gòu)箱27和蓋板28,永磁機構(gòu)25和外部高壓發(fā)生 器10容置在機構(gòu)箱27內(nèi)，而蓋板28蓋合在結(jié)構(gòu)箱27上。
[0037] 具體的，列車車頂絕緣檢測裝置位于列車的車頂，真空滅弧室22固封在環(huán)氧澆注 筒21中，在其正下方結(jié)構(gòu)箱27中安裝一臺永磁機構(gòu)25,用絕緣拉桿26鏈接真空滅弧室動 觸頭24和永磁機構(gòu)25的驅(qū)動桿250。真空滅弧室動觸頭24通過軟連接、導(dǎo)線接到外部高 壓發(fā)生器10輸出端、高壓發(fā)生器10從航空插頭獲取調(diào)壓器送來的0-190V工頻交流電，并 升壓至0-35kV。永磁機構(gòu)25通過航空插頭獲取分、合信號來驅(qū)動真空滅弧室內(nèi)動觸頭24、 靜觸頭23閉合或斷開，閉合時，高壓檢測信號加載在高壓母線上。測量端將感應(yīng)到的檢測 電壓和泄露電流通過航空插頭送至控制器做處理分析。
[0038] 1、車頂部分電場計算與分析
[0039] 為了使列車車頂絕緣檢測裝置盡可能體積小，對其電場分布進行了數(shù)值分析和優(yōu) 化設(shè)計，在實際運行電壓為30kV下空氣中的最大電場強度小于3kV/mm，而絕緣材料中的最 大場強遠(yuǎn)小于其擊穿場強。因此該裝置部分絕緣性能安全可靠。
[0040] 2、車頂部分空氣動力學(xué)空氣阻力計算與分析
[0041] 絕緣檢測車頂部分在行車運行中，將受到空氣對其形成的一種反向作用力，即空 氣阻力F w，其表示為：

【權(quán)利要求】
1. 一種永磁機構(gòu)，其特征在于，所述永磁機構(gòu)包括： 靜鐵巧，提供磁路通道； 動鐵巧，穿設(shè)在所述靜鐵巧內(nèi)； 合閩線圈，位于所述靜鐵巧內(nèi)的一側(cè)，所述動鐵巧的兩側(cè)； 分閩線圈，位于所述靜鐵巧內(nèi)的另一側(cè)，所述動鐵巧的兩側(cè)； 永磁體，位于所述靜鐵巧內(nèi)，所述合閩線圈和分閩線圈之間； 驅(qū)動桿，與所述動鐵巧相連接，當(dāng)所述分閩線圈通電時，所述分閩線圈內(nèi)的電流產(chǎn)生磁 場，所述分閩線圈產(chǎn)生的磁場方向與永久磁鐵所產(chǎn)生的磁場方向相反，所述動鐵巧向分閩 方向運動，驅(qū)動所述驅(qū)動桿；當(dāng)所述合閩線圈通電時，所述合閩線圈內(nèi)的電流產(chǎn)生磁場，所 述合閩線圈產(chǎn)生的磁場方向與永久磁鐵所產(chǎn)生的磁場方向相同，所述動鐵巧向合閩方向運 動，驅(qū)動所述驅(qū)動桿。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁機構(gòu)，其特征在于，所述永磁體為欽鐵棚永久磁鐵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁機構(gòu)，其特征在于，所述靜鐵巧為方形靜鐵巧或者圓形 靜鐵巧。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁機構(gòu)，其特征在于，所述方形靜鐵巧為娃鋼片疊形結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁機構(gòu)，其特征在于，所述圓形靜鐵巧為電工純鐵。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁機構(gòu)，其特征在于，所述動鐵巧為電工純鐵。
【文檔編號】H01H33/666GK204230148SQ201420707238
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】劉社利, 韓社教 申請人:西安伯龍高鐵電氣有限公司