快速電磁推力致動機構的製作方法

2023-07-02 20:35:41 1

專利名稱：快速電磁推力致動機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及致動機構，更具體地說是用於電力系統斷路器的電磁推力致動機構。
背景技術：
操動機構被稱之為斷路器的神經中樞，是衡量真空斷路器性能優劣的重要方面之一，它 的發展大約經歷了以下幾個階段手動操動機構、電磁機構、彈簧機構和永磁機構。
依靠手動直接合閘的操動機構即手動操動機構，它主要用來操動電壓等級低、額定開斷 電流很小的斷路器，其不足之處在於不能自動重合閘，只能就地操作，不夠安全。
靠電磁力合閘的操動機構即電磁操動機構的缺點是合閘線圈消耗的功率太大，需要配備 價格昂貴的蓄電池、合閘電流較大、結構比較笨重、動作時間較長。
彈簧操動機構利用儲能的彈簧為動力使開關實現合閘動作，它可採用人力或小功率交、 直流電機來驅動，是斷路器中最常用的一種操動機構。但是， 一般彈簧操動機構有兩百多個 零件，且傳動機構較為複雜，故障率較高，運動部件多，加工精度要求高，製造工藝要求較 高。且彈簧機構的出力特性與真空斷路器的負載特性不相匹配，要在凸輪輪廓曲線和連杆結 構上進行合理設計。另外，彈簧操動機構的結構複雜，滑動摩擦面多，而且多在關鍵部位， 在長期運行過程中，這些零件的磨損、鏽蝕以及潤滑劑的流失、固化等都會導致操作失誤。 進而導致如下情況的發生
1、 斷路器拒動，即給斷路器發出操作信號而不合閘或分閘；
2、 合不上閘或合上後即分斷；
3、 事故時繼電保護動作、斷路器分不下來；
4、 燒壞合閘線圈。
永磁機構是將電磁機構與永久磁鐵組合起來，避免了合分閘位置機械脫扣、鎖扣系統所 造成的不利因素，無需機械能而通過永久磁鐵產生的保持力就可使斷路器保持在合、分閘位 置上。配以控制系統實現斷路器所要求的全部功能。該機構的優勢是結構比較簡單，與彈簧 機構比較其部件減少約60%;故障率也隨之減少,可靠性高、機構壽命長、體積小、重量輕。 但是在分閘特性方面因動鐵心參與分閘運動，使分閘時運動系統的運動慣量明顯增大，對提 高剛分速度很不利；因需永磁體保持，故受製作工藝和成本的限制。
發明內容
本實用新型是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種結構簡單、安裝方便、運行成本低，機械可靠性特別高，速度和操作功最大化的、使用電磁推力的快速電磁推力致 動機構。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是
本實用新型快速電磁推力致動機構，其結構特點是設置在沿其移動方向上受到疊加的電 磁力和疊簧推力的致動杆。
本實用新型的結構特點也在於
是呈夾板狀對稱設置兩個"L"型支架，致動杆滑動設置在兩個"L"型支架的中軸位置上， 在兩個"L"型支架上，分別設置對致動杆形成電磁力的電磁驅動機構和對致動杆形成疊簧推 力的疊簧驅動機構。
電磁驅動機構具有固定設置在致動杆上的渦流盤，沿致動杆的軸向、間隔且分處於渦流 盤的兩旁、分別設置有分時對渦流盤形成相反方向軸向力的合閘線圈和分闡線圈。
在電磁驅動機構中，設置以合閘線圈固定板、分閘線圈固定板以及長螺栓構成的固定設 置在兩個"L"型支架上的線圈固定框架，合閘線圈和分閘線圈分別固定設置在合閘線圈固定 板和分閘線圈固定板的內側。
疊簧驅動機構為一對呈"人"字形設置的具有預緊壓力的疊簧筒，疊簧筒分別以兩個"L"
型支架上偏離軸線位置的轉軸a、轉軸b為轉動支點，並通過軸銷將"人"字形設置的具有預
緊壓力的疊簧筒與處在中軸位置上的致動杆共同鉸接。
與己有技術相比，本實用新型的有益效果體現在
1、 本實用新型設置疊加的電磁力和疊簧推力使致動杆實現致動操作，體積小且能產生 較大的操作功和操作速度，實現快速動作。
2、 本實用新型利用"人"字形疊簧筒內可調節的具一定壓力的疊簧實現鎖扣，相對於一
般永磁機構的永磁體和彈簧操動機構的複雜鎖扣系統成本更低，可靠性更高。
3、 本實用新型應用於10kV以下系統中其操作的斷路器合閘時間《20ms，分閘時間《 4ms，應用於10-35kV系統中其操作的斷路器合閘時間《30ms，分閘時間《8ms，較一般永 磁機構和彈簧操動機構操動的斷路器動作時間(合閘時間《70ms，分閘時間《50ms)大大縮短。
4、 本實用新型的快速動作特別適用於頻繁操作，操作次數可達10萬 15萬次。
5、 本實用新型經統計，其合分閘時間的統計誤差《士0.5ms,為實現同步操作斷路器(相 控斷路器提供了技術保證。
6、 本實用新型通過與電子控制器配合，可使配用本實用新型的斷路器降低合閘湧流與 操作過電壓。
7、 本實用新型機構結構簡單，零部件少，其數量約為普通永磁機構的四分之一，是彈 簧機構的二十分之一，是實現免維護斷路器的良好選擇。
8、 本實用新型易於實現與斷路器配合完成同步合閘、同步分閘、同步分和合閘，可廣 泛應用於各類特殊、專用、戶內、戶外、鐵路等場所。


圖l為本實用新型結構示意圖。
圖2為本實用新型另一動作狀態示意圖。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖中標號l合間線圈、2分閘線圈、3螺栓、4致動杆、5支架、6碟簧、7合閘線圈 安裝板、8分閘線圈安裝板、9疊簧筒、IO推斥盤、ll充電電源、12電容器、13通過電子 控制裝置、14轉軸a、 15轉軸b、 16軸銷。
以下通過具體實施方式
，並結合附圖對本實用新型作進一步描述-
具體實施方式
參見圖1、圖2，設置在沿其移動方向上受到疊加的電磁力和疊簧推力的致動杆4，呈 夾板狀對稱設置兩個"L"型支架5，致動杆4滑動設置在兩個"L"型支架5的中軸位置上，在 兩個"L"型支架5上，分別設置對致動杆4形成電磁力的電磁驅動機構和對致動杆4形成疊 簧推力的疊簧驅動機構。
電磁驅動機構具有固定設置在致動杆4上的渦流盤10，沿致動杆4的軸向、間隔且分 處於渦流盤10的兩旁、分別設置有分時對渦流盤10形成相反方向軸向力的合閘線圈1和分 閘線圈2，合閘線圈1和分閘線圈2與支架5固聯。
在電磁驅動機構中，設置以合閘線圈固定板7、分閘線圈固定板8以及長螺栓3構成的 線圈固定框架，合閘線圈1和分閘線圈2分別固定設置在合閘線圈固定板7和分閘線圈固定 板8的內側。
疊簧驅動機構為一對呈"人"字形設置的具有預緊壓力的疊簧筒9，疊簧筒9分別以兩個 "L"型支架5上偏離軸線位置的轉軸a14、轉軸b 15為轉動支點，並通過軸銷16將"人"字 形設置的具有預緊壓力的疊簧筒9與處在中軸位置上的致動杆4共同鉸接。
具體實施中，相應的結構設置也包括渦流盤10也可以採用與合閘線圈1和分閘線圈2實現對抗的動作線圈，已提高機構的 功率，疊簧筒9中設置有碟簧6，碟簧6的預壓力可根據使用條件進行調整，以滿足斷路器 開斷與關合電流的需要；電容器12的充電電壓由充電電源11進行控制。
通過電子控制裝置13和充電電源11控制電容器12的充電電壓和放電時機，分時接通 電容器12對合閘線圈1或分閘線圈2的放電迴路，即可在合閘線圈1或分閘線圈2上流過 脈衝驅動電流，渦流盤10因而受到電磁推力作用形成軸向移動，使致動杆4達到預定的位 置，並通過在合閘狀態下具有接觸壓力發生和分閘狀態下具有維持功能的"人"字形疊簧筒9 維持致動杆4處於預定的合閘位置(圖l所示)，或處於預定的分閘位置(圖2所示)。
權利要求1、快速電磁推力致動機構，其特徵是設置在沿其移動方向上受到疊加的電磁力和疊簧推力的致動杆(4)。
2、 根據權利要求l所述的快速電磁推力致動機構，其特徵是呈夾板狀對稱設置兩個"L" 型支架(5)，所述致動杆(4)滑動設置在兩個"L"型支架(5)的中軸位置上，在所述兩個 "L"型支架(5)上，分別設置對所述致動杆(4)形成電磁力的電磁驅動機構和對所述致動 杆(4)形成疊簧推力的疊簧驅動機構。
3、 根據權利要求2所述的快速電磁推力致動機構，其特徵是所述電磁驅動機構具有固 定設置在致動杆(4)上的渦流盤(10)，沿致動杆(4)的軸向、間隔且分處於渦流盤(10) 的兩旁、分別設置有分時對所述渦流盤(10)形成相反方向軸向力的合閘線圈(1)和分閘 線圈(2)。
4、 根據權利要求3所述的快速電磁推力致動機構，其特徵是在所述電磁驅動機構中， 設置以合閘線圈固定板(7)、分閘線圈固定板(8)以及長螺栓(3)構成的固定設置在兩個 "L"型支架(5)上的線圈固定框架，合閘線圈(1)和分閘線圈(2)分別固定設置在合閘線 圈固定板(7)和分閘線圈固定板(8)的內側。
5、 根據權利要求2所述的快速電磁推力致動機構，其特徵是所述疊簧驅動機構為一對 呈"人"字形設置的具有預緊壓力的疊簧筒(9)，所述疊簧筒(9)分別以兩個"L"型支架(5) 上偏離軸線位置的轉軸a (14)、轉軸b (15)為轉動支點，並通過軸銷(16)將〃人〃字形設 置的具有預緊壓力的疊簧筒(9)與處在中軸位置上的致動杆(4)共同鉸接。
專利摘要快速電磁推力致動機構，其特徵是設置在沿其移動方向上受到疊加的電磁力和疊簧推力的致動杆。本實用新型設置疊加的電磁力和疊簧推力使致動杆實現致動操作，其體積小且能產生較大的操作功和操作速度，實現快速動作。
文檔編號H01H3/38GK201134398SQ20072004540
公開日2008年10月15日 申請日期2007年8月22日 優先權日2007年8月22日
發明者丁克立, 周明華, 陳愛軍 申請人:安徽菲邁斯電氣有限公司