一種採用永磁操作機構的空氣斷路器的製作方法
2023-06-01 11:23:16 1
專利名稱：一種採用永磁操作機構的空氣斷路器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及低壓電器，尤其涉及空氣斷路器，具體地說是一種採用永磁 機構的空氣斷路器。
背景技術：
現有的萬能式斷路器都是採用四連杆機構，通過貯能、閉合、分斷三個工作 過程，從而實現斷路器的合分，此種機構零件多，結構複雜，加工精度要求高， 可靠性和一致性難控制，壽命一般只有3000-10000次，並且需要定期維護。現 今作為配電系統的主開關，都已基本實現對斷路器的遙控、遙測、遙調，對斷路 器來說就要實現高可靠性、長壽命、免維護要求，按目前這種結構的空氣斷路器 都還無法完全滿足要求。而採用了永磁操作機構的中壓真空斷路器現己廣泛使 用，且已實現了高可靠性、長壽命、免維護、易操作滿足了市場發展需求，但是， 僅配用於在觸頭行程較小的直動式真空斷路器上。發明內容本實用新型要解決的是現有技術存在的上述缺陷，旨在提供一種新穎的採用 永磁操作機構的空氣斷路器，該結構能適用於各種性能的空氣斷路器。解決上述問題採用的技術方案是 一種採用永磁操作機構的空氣斷路器，殼 體內設有靜觸頭、動觸頭系統和滅弧系統，所述的殼體上還設有轉軸和永磁操作 機構，所述的轉軸上設有與所述永磁操作機構連動的第一懸臂和與所述動觸頭系 統連動的第二懸臂。本實用新型的空氣式萬能式斷路器機構採用永磁操作機構，解決了永磁操作 機構只能是配用於在觸頭行程較小的直動式真空斷路器上，該實用新型的特點 是採用永磁操作機構通過連杆帶動轉軸轉動一定角度從而實現動、靜觸頭合分 的空氣式斷路器，取消了傳統斷路器的機械脫扣、鎖扣系統，通過永久磁鐵產生 的保持力將斷路器保持在分、合閘位置。 作為本實用新型的進一步改進，所述的第一懸臂通過連杆連接到永磁操作機 構的驅動杆上，並且所述的連杆兩端分別與所述的第一懸臂和驅動杆軸接。這樣， 第一懸臂和連杆構成一個曲柄連杆機構，將永磁操作機構輸出的直線往復運動轉 化為第一懸臂繞轉軸的來迴轉動。作為本實用新型的再進一步的改進，所述的永磁操作機構包括靜鐵心、動鐵 心、永磁體、分閘線圈和合閘線圈，所述的分閘線圈和合閘線圈上下分置，所述 的動鐵心設在分閘線圈和合閘線圈的線圈骨架內，所述的永磁體置於分閘線圈和 合閘線圈之間；所述的動鐵心上端與所述的驅動杆連接。所述的永磁操作機構還可以採用以下結構包括靜鐵心、動鐵心、永磁體、 控制線圏和分閘彈簧，所述的控制線圈繞制在線圈骨架上，所述的動鐵心設在所 述的線圈骨架內，所述永磁體置於所述靜鐵心的底部，且與所述動鐵心正對，所 述的分閘彈簧置於所述的永磁體和動鐵心之間；所述的動鐵心上端與所述的驅動 杆連接。所述的分閘彈簧上端置於所述動鐵心的底部開設的盲孔內。作為本實用新型的再進一步的改進，所述的殼體包括底板和基座，所述的轉軸和永磁操作機構設置在所述的基座外，便於安裝、維修和更換部件。根據本實用新型，所述的第二懸臂的個數與斷路器的極數相同，且每個第二 懸臂分別與相應極的動觸頭系統連動。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。圖1是本實用新型的斷路器結構圖；圖2是本實用新型的斷路器觸頭合閘時的結構圖；圖3是本實用新型採用的永磁操作機構合閘狀態剖面圖；圖4是本實用新型的斷路器觸頭分斷時的結構圖；圖5是本實用新型採用的永磁操作機構分閘狀態剖面圖；圖6:本實用新型採用另外一種結構的永磁操作機構合閘狀態剖面圖；圖7是本實用新型採用另外一種結構的永磁操作機構分閘狀態剖面圖；具體實施方式
參照圖1、 2,本實用新型的採用永磁操作機構的空氣斷路器，從圖中看出 該斷路器是一種多極斷路^1，其殼體包括底板1和基座3，在底板l上裝有靜觸 頭9，基座3內裝有可轉動的動觸頭系統10,在動靜觸頭上方裝有滅弧系統2， 這些組合成斷路器的觸頭系統。在基座3外裝有轉軸4、永磁機構7。所述的轉 軸4上設有與所述永磁操作機構7連動的第一懸臂5和與所述動觸頭系統10連 動的第二懸臂8。所述的第一懸臂5—端與連杆6軸接，所述的連杆6的另一端 與永磁操作機構7的驅動杆11軸接。參照圖3，所述的永磁操作機構7包括靜鐵心13、動鐵心16、永磁體14、 分閘線圈12和合閘線圈15,所述的動鐵心16設在線圏骨架內，所述的分闡線 圈12和合閘線圈15分別設置在靜鐵心13內的兩端，所述的永磁體14固定在靜 鐵心13上，且置於分閘線圈12和合閘線圈15之間；所述的動鐵心16上端與所 述的驅動杆ll固定連接。經永磁操作機構7內的動鐵心16的上下運動通過連杆6帶動第一懸臂5來 轉動轉軸4，轉軸4固定在基座3上通過軸承能自由轉動，同樣轉軸4的轉動通 過第二懸臂8來轉動動觸頭系統10從而來分合斷路器，轉軸是由多片第二懸臂 8、 一片第一懸臂5及軸相互間成一定的角度焊接而成，每個第二懸臂8與其對 應極的動觸頭系統10連接。圖2、 4顯示了斷路器觸頭合分閘狀態時的轉軸4、 連杆6、永磁操作機構7的驅動杆11工作狀態，圖3、 5、 6、 7顯示永磁操作機 構合分閘時內部結構剖視圖。永磁操作機構是採用電磁操動、永磁保持、電子控制，與傳^&機構相比少了 分合閘位置機械脫扣、鎖扣系統，只通過永久磁鐵產生的保持力就可以讓斷路器 保持在分、合位置上，零件只有其的40%，從而實現了高可靠性、長壽命、免維 護、易操作。其工作原理如下如圖3、 5所示斷路器處於合閘和分閘位置時， 分閘線園12、合閘線圈15無電流通過，動鐵心16由永磁力保持在上下極限位 置，不需要任何機械鎖扣。如圖3斷路器處於合閘位置時，當外部有分閘信號時， 分閘線圏12產生向下的磁勢，並與永磁體14產生的磁場疊加合成，動鐵心16 連同固定在上面的驅動杆11，在合成磁場力及觸頭彈簧反力的作用下，在規定 的時間內驅動完成行程H，帶動轉軸4轉動的角度正好滿足斷路器分閘所需觸頭 開距。分閘動作結束後，各部件的位置如圖5所示。此時，永磁體14產生的磁 力線從靜鐵心13頂部經靜鐵心13左側、靜鐵心13中部、左側永磁體H、動鐵 心16、右側永磁體14、靜鐵心13右側最後回到靜鐵心13頂部，形成一個環繞 分閘線圈13的閉合磁路B，而合閘線圈15附近的磁力線幾乎消失，從而保證斷 路器處於可靠分鬧位置。同樣，如圖5所示，當斷路器處於分閘位置時，當外部有合閘信號時，合閘 線圈15產生向下的磁勢，並與永磁體14產生的磁場疊加合成，動鐵心16連同 固定在上面的驅動杆11，在合成磁場力作用下，在規定的時間內驅動完成行程H， 帶動轉軸4轉動的角度正好滿足斷路器合閘所需克服觸頭壓力及所需的超程，保 證斷路器的分斷能力和溫升。合閘動作結束後，各部件的位置如圖3所示。此時， 永磁體14產生的磁力線從靜鐵心13底部經靜鐵心13左側、靜鐵心13中部、左 側永磁體14、動鐵心16、右側永磁體14、靜鐵心13右側最後回到靜鐵心13底 部，形成一個環繞合閘線圈15的閉合磁路A,分閘線圈附近的磁力線幾乎消失， 磁場分布在合閘線圈附近，保證斷路器處於可靠合閘位置。從以上工作過程看出 只有動鐵芯16是運動部件，從結構上取消了容易引發故障的機械脫、鎖扣裝置， 提高了系統的可靠性，無須替換和調節任何部件，壽命可達3-5萬次。同時，在 合分閘位置處也無須提供電源能量，因而能耗也較低。圖6、 7是本實用新型的另一種實施方式的結構示意圖，所述的永磁操作機 構7包括靜鐵心13、動鐵心16、永磁體14、控制線圈19和分閘彈簧20，所述 的控制線圈19繞制在線圈骨架上，所述的動鐵心16設在線圈骨架內，所述永磁 體14置於所述靜鐵心13的底部，且與所述動鐵心16正對，所述的分閘彈簧20 一端與所述永磁體14的頂部相連，另一端置於所述動鐵心16的底部開設的盲孔 25內。該實施例的特點是合分閘共用一個控制線園，結構更簡單，但所需的合閘保 持力更大，其工作原理如下如圖6斷路器處於合鬧位置時，當外部有分閘信號 時，控制線圈19產生磁勢，動鐵心18中由控制線圈19產生的磁場與永磁體磁 場成排斥，動鐵心18連同固定在上面的驅動杆17，在磁場排斥力、分閘彈簧20 作用力、觸頭彈簧反力的作用下，在規定的時間內驅動完成行程H,帶動轉軸4 轉動的角度正好滿足斷路器分閘所需觸頭開距，此時動鐵心18與永磁鐵21有開 距H，分閘彈簧20作用力大於動鐵心18與永磁鐵21之間產生的磁力，保證斷 如圖7所示。同樣如圖7當斷路器處於分閘位置時，當外 部有合閘信號時(控制模塊輸入一反向電流)，控制線圏19產生磁勢，動鐵心 18中由控制線圈產生的磁場與永磁體21產生的磁場相吸，動鐵心18連同固定 在上面的驅動杆17,在磁場力作用下，在規定的時間內驅動完成行程H，帶動轉 軸4轉動的角度正好滿足斷路器合閘所需克服觸頭壓力及所需的超程，保證斷路 器的分斷能力和溫升，最後動鐵心18與永磁鐵21成一組磁場保證斷路器處於可 靠合閘，同樣動鐵心18的運動會使分閘彈簧20儲能，為下次分閘作好準備。應該理解到的是上述實施例只是對本實用新型的說明，而不是對本實用新 型的限制，任何不超出本實用新型實質精神範圍內的實用新型創造，均落入本實 用新型的保護範圍之內。
權利要求1、 一種採用永磁操作機構的空氣斷路器，殼體內設有靜觸頭(9)、動觸頭系統(10)和滅弧系統(2)，其特徵在於所述的殼體上還設有轉軸(4)和永磁操 作機構(7)，所述的轉軸(4)上設有與所述永磁操作機構(7)連動的第一 懸臂(5)和與所述動觸頭系統(10)連動的第二懸臂(8)。
2、 如權利要求1所述的空氣斷路器，其特徵在於所述的第一懸臂(5)通過連杆(6)連接到永磁操作機構(7)的驅動杆(11)上，並且所述的連杆(6)兩 端分別與所述的第一懸臂(5)和驅動杆(11)軸接。
3、 如權利要求2所述的空氣斷路器，其特徵在於所述的永磁操作機構(7)包括 靜鐵心(13)、動鐵心(16)、永磁體(14)、分閘線圈(12)和合閘線圈(15)， 所述的分閘線圈(12)和合閘線圈(15)上下分置，所述的動鐵心(16)設 在分閘線圈(12)和合閘線圈(15)的線圈骨架內，所述的永磁體(14)置 於分閘線圈(12)和合閘線圈(15)之間；所述的動鐵心(16)上端與所述 的驅動杆(11)連接。
4、 如權利要求2所述的空氣斷路器，其特徵在於所述的永磁操作機構(7)包括 靜鐵心(13)、動鐵心(16)、永磁體(14)、控制線圈(19)和分閘彈簧(20), 所述的控制線圈(19)繞制在線圈骨架上，所述的動鐵心(16)設在所述的 線圈骨架內，所述永磁體(14)置於所述靜鐵心(13)的底部，且與所述動 鐵心(16)正對，所述的分閘彈簧(20)置於所述的永磁體(14)和動鐵心(16)之間；所述的動鐵心(16)上端與所述的驅動杆(11)連接。
5、 如權利要求4所述的空氣斷路器，其特徵在於所述的分閘彈簧(20)上端置 於所述動鐵心(16)的底部開設的盲孔(25)內。
6、 如權利要求1~5任何一項所述的空氣斷路器，其特徵在於所述的殼體包括底 板(1)和基座(3)，所述的轉軸(4)和永磁操作機構(7)設置在所述的基 座(3)夕卜。
7、 如權利要求1 5任何一項所述的空氣斷路器，其特徵在於所述的第二懸臂(8) 的個數與斷路器的極數相同，且每個第二懸臂(8)分別與相應極的動觸頭系 統(10)連動。
專利摘要本實用新型公開了一種採用永磁操作機構的空氣斷路器，殼體內設有靜觸頭、動觸頭系統和滅弧系統，所述的殼體上還設有轉軸和永磁操作機構，所述的轉軸上設有與所述永磁操作機構連動的第一懸臂和與所述動觸頭系統連動的第二懸臂。本實用新型的空氣式萬能式斷路器機構採用永磁操作機構，解決了永磁操作機構只能是配用於在觸頭行程較小的直動式真空斷路器上，該實用新型的特點是採用永磁操作機構通過連杆帶動轉軸轉動一定角度從而實現動、靜觸頭合分的空氣式斷路器，取消了傳統斷路器的機械脫扣、鎖扣系統，通過永久磁鐵產生的保持力將斷路器保持在分、合閘位置。
文檔編號H01H33/38GK201038045SQ20072010717
公開日2008年3月19日 申請日期2007年3月20日 優先權日2007年3月20日
發明者吳小偉, 王書成, 劍 鄒 申請人:浙江正泰電器股份有限公司