一種高壓斷路器永磁直線電機操動機構的製作方法
2023-05-18 14:34:11 1
專利名稱：一種高壓斷路器永磁直線電機操動機構的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於輸變電設備中的高壓斷路器操動機構技術領域，涉及一種高壓斷路器永磁直線電機操動機構。
背景技術：
高壓斷路器是電力系統中極其重要的開關設備，其運行好壞直接影響著整個系統的穩定性、可靠性，而高壓斷路器的操動機構又是其重要的組成部分，它不但要保證斷路器長期的動作可靠性，而且要滿足滅弧特性對操動機構的要求。
以往的操動機構包括彈簧操動機構、液壓操動機構、液壓彈簧操動機構等，其中彈簧操動機構完全依靠機械做功，零部件總數多，傳動機構較為複雜，故障率相應就比較高，而且多在關鍵部位，容易引起操作失誤等問題；而液壓操動機構儘管存在體積小、操作力大的優點，但是結構複雜，零部件加工精度非常高，且油系統工作壓力高。
申請號是200810010538.5,名稱是高壓斷路器圓筒形永磁直線電機操動機構，公開了一種永磁直線電機操動機構，圓筒形永磁直線電機的主軸和高壓斷路器的動觸頭通過傳動機構連接，圓筒形永磁直線電機在次級鐵心上安裝了永磁體，由永磁體建立主磁場，在圓筒形永磁直線電機的電樞繞組中通入直流電，這樣通電導體在磁場中受到力的作用就驅動次級鐵心運動，而次級鐵心則通過連杆機構帶動斷路器動觸頭運動，這種操動機構將永磁體放在運動部分，來回撞擊容易產生失磁。
實用新型內容
為了解決現有的永磁直線電機操動機構的結構複雜，反應緩慢精度低等不足，特別是針對高壓斷路器圓筒形永磁直線電機操動機構將永磁體放在運動部分，來回撞擊容易產生失磁，本實用新型提供了 一種高壓斷路器永磁直線電機操動機構。
本實用新型採用的技術方案是永磁直線電機的主軸與高壓斷路器的連杆連接，連杆與高壓斷路器的滅弧室的動觸頭連接。永磁直線電機初級鐵心的內壁緊貼永磁材料，初級鐵心內壁的上下兩端分別緊貼輔助永磁體，初級鐵心內壁的中部緊貼主永磁體，輔助永磁體和主永磁體之間設有隔磁材料。輔助永磁體和主永磁體的極性相反依次從上往下排列其中上端輔助永磁體從左向右為磁通路徑，主永磁體從右到左為磁通路徑，下端輔助永磁體是從左向右的磁通路徑。輔助永磁體寬度和厚度隨控制斷路器類型的改變而改變，斷路器的負載特性直接影響其厚度和寬度的選擇。輔助永磁體厚度6~10mm。
本實用新型的一種優選方式永磁直線電機為圓筒形結構，圓筒形初級鐵心內壁設有主永磁體和輔助永磁體，初級鐵心內壁的上下兩端分別緊貼輔助永磁體，初級鐵心內壁的中部緊貼主永磁體，輔助永磁體和主永磁體之間設有隔磁材料。次級鐵心上繞有電樞繞組，次級鐵心中部設有電機主軸。初級鐵心呈圓筒形，初級鐵心由矽鋼片疊壓而成若干個槽形結構，在初級鐵心的中部開槽，並且在槽中放置電樞繞組，次級鐵心呈圓柱形。
本實用新型的另一種優選方式永磁直線電機為扁平型結構，扁平形初級鐵心內壁設有主永磁體和輔助永磁體，初級鐵心內壁的上下兩端分別緊貼輔助永磁體，初級鐵心內壁的中部緊貼主永磁體，輔助永磁體和主永磁體之間設有隔磁材料。
本實用新型實現過程永磁直線電機操動機構的的主軸和高壓斷路器的動觸頭通過連杆連接，當電機上下運動時直接推動斷路器的運動，所以時間上不存在滯後性，由於斷路器最終要保持在分合閘位置，所以該在電機設計時專門設計了輔助永磁體，其作用就是起到保持的作用，輔助永磁體由於磁通走最短路徑的原理而產生的電磁吸力使其維持在兩端位置；當電機需要分閘、合閘時，通過電容供電，使繞組中產生瞬間較大的變化電流，在主磁場的作用下電流由於安培力作用產生瞬間較大的電磁推力從而來實現分合閘。
本實用新型的優點本實用新型的直線電機結構屬於高壓領域的設計，所以在設計時充分考慮分合閘位置的特殊性，特別設計了輔助永磁體，而且再考慮到失磁危險的可能性，永磁放置在初級靜子之上，又為了產生較大的電磁推力，電機通入的為直流電，動態反應較快。本實用新型克服了傳統操動機構傳動機構複雜、零部件多、動態響應較慢、佔用空間大、且不可控的缺點，直接利用電流在磁場中收到的安培力作用來實現分合閘。該機構起動電磁推力較大，能產生較大的加速度，能實現快速動作、迅速制動；而且在分合閘位置直接利用輔助永磁體產生的電磁吸力來使斷路器維持在分合閘位置，簡化了機構；電機採用電容供電，瞬間功率大；動作高度可靠，運動行程大且可控；起動時間小，能達到較高的動態特性要求，很好的和斷路器配合。本設計在主永磁體的基礎上，增加了相當於保持的裝置——輔助永磁體，其通過電磁吸合力使得斷路器維持在分合閘位置，而且本設計永磁體放在初級定子之上，次級動子緊貼的是繞組，這樣做避免了永磁體放在次級上運動時會受到撞擊容易產生失磁的危險。
由於具有以上的特點，使得永磁直線電機操動機構除了工作可靠穩定外還能夠提供較大的起動推力，減少了複雜的傳動機構，使機構的質量大為減小，能量損耗小，提髙了效率；同時也提高了整個裝置的精度和可靠性，具有高響應和高精度的特點並且運動過程可控。
圖1是本實用新型一種實施例的結構示意圖2是本實用新型一種實施例中永磁直線電機操動機構的示意圖
圖3是圖2的磁通結構示意圖。 圖中l一靜觸頭、2—動觸頭、3—滅弧室、4一連杆、5—永磁直線電機、6—電機主軸、 7—初級鐵心、8—輔助永磁體、9—主永磁體、H次級鐵心、ll一電樞繞組、 12—氣隙、13—隔磁材料、14一下端輔助永磁體磁通路徑、15—主永磁體磁通路徑。
具體實施方式
結合附圖對本實用新型做進一步描述
如圖1所示，本實用新型一種實施例的結構示意圖，以126kV SFs斷路器為例進行設計， 滅弧室要求永磁直線電機操動機構提供分閘電磁推力為21000N，分閘速度為4.6m/s;而合閘 時其電磁推力為15000N，合閘速度為1.4 1.7m/s;依據本型號SF6斷路器側的要求，本實 用新型設計了這種永磁直線電機操動機構。
本實用新型裝置的結構SF6高壓斷路器永磁直線電機操動機構，其中1為靜觸頭，2為 動觸頭，3為滅弧室，4為連杆，5是永磁直線電機，其產生的電磁推力通過電機主軸及連杆 的連接實現斷路器動觸頭的分合閘操作；永磁直線電機採用圓筒形結構，其沿軸向剖面圖如 附圖2所示最外部初級鐵心7是由鐵軛構成的導磁迴路，而緊貼初級鐵心鐵軛是永磁材料， 包括兩部分， 一是用來產生分合鬧位置保持力的輔助永磁體8;另一部分就是產生分合閘過 程電磁推力的主永磁體9;中間部分為電機的次級鐵心10和電樞繞組11，次級鐵心10中設 有電機主軸6。
永磁直線電機操動機構的結構圖如附圖2所示整個裝置採用圓筒形結構，由外及裡分 別為初級鐵心7 (外殼的導磁部分為電機軛部)，輔助永磁體8和主永磁體9，氣隙12，電 樞繞組ll，次級鐵心10，以及最中間的電機主軸6;其中電機主軸6通過連杆機構和斷路器
動觸頭連接在一起，鐵軛和次級鐵心10—起構成電機的整個磁通迴路路徑；輔助永磁體8，
分上下兩部分，用來產生分閘和合閘的保持力；電樞繞組ll緊貼在次級鐵心中，當通入直流 電時，在主磁場的作用下產生安培力而上卞運動，由此帶動斷路器側的動觸頭實現其分合閘， 氣隙12是電磁交換的場所，是整個電機的關鍵部分，隔磁材料13是為了使磁通路徑更加合 理、更加完善的裝置。
如圖3所示，圖2中永磁體的磁通路徑示意圖，上端輔助永磁體磁通路徑從左向右，主 永磁體磁通路徑15從右到左，下端輔助永磁體磁通路徑14是從左向右。
權利要求1、一種高壓斷路器永磁直線電機操動機構，永磁直線電機的主軸與高壓斷路器的連杆連接，其特徵是永磁直線電機初級鐵心的內壁緊貼永磁材料，初級鐵心內壁的上下兩端分別緊貼輔助永磁體，初級鐵心內壁的中部緊貼主永磁體，輔助永磁體和主永磁體之間設有隔磁材料。
2、 按照權利要求1所述的高壓斷路器的永磁直線電機操動機構，其特徵在於所述的永磁直線 電機為圓筒形結構，初級鐵心為圓筒形。
3、 按照權利要求1或者2所述的高壓斷路器的永磁直線電機操動機構，其特徵在於所述的輔 助永磁體厚度6~10mm。
專利摘要一種高壓斷路器永磁直線電機操動機構，屬於輸變電設備中的高壓斷路器操動機構技術領域，永磁直線電機的主軸與高壓斷路器的連杆連接，連杆與高壓斷路器的滅弧室的動觸頭連接。永磁直線電機初級鐵心的內壁緊貼永磁材料，初級鐵心內壁的上下兩端分別緊貼輔助永磁體，初級鐵心內壁的中部緊貼主永磁體，輔助永磁體和主永磁體之間設有隔磁材料。本實用新型在主永磁體的基礎上，增加了相當於保持的裝置——輔助永磁體，其通過電磁吸合力使得斷路器維持在分合閘位置，而且將永磁體放在初級定子之上，次級動子緊貼的是繞組，這樣做避免了永磁體放在次級上運動時會受到撞擊容易產生失磁的危險。
文檔編號H01H33/28GK201364849SQ20082023214
公開日2009年12月16日 申請日期2008年12月26日 優先權日2008年12月26日
發明者徐建源, 李永祥, 川 楊, 莘 林 申請人:瀋陽工業大學