稀土磁致伸縮式電力系統磁驅動開關裝置的製作方法

2023-12-12 11:07:22

專利名稱：稀土磁致伸縮式電力系統磁驅動開關裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種電力技術領域的裝置，具體是一種稀土磁致伸縮式電力系統磁驅動 開關裝置。
背景技術：
作為電力系統的成套配電裝置以及配用於開關櫃的基本單元器件， 一些電力行業使用 的開關系統，例如高、低壓真空接觸開關系統，當前普遍應用在冶金、礦山、石化、建築等 部門和廠礦企業配用電系統上，用來控制從幾百伏到上萬伏等級的負載用電設備。僅就用來 控制高壓如10kV左右等級的容性負載用電設備而言，它們特別適用於饋電網絡中遠距離接通 與分斷線路，頻繁啟動的交流高壓電動機、電爐變壓器、隔爆型電磁起動器等。這類高壓真 空接觸開關系統是高壓輸、變線路，電力控制系統中最關鍵的部件，高壓開關系統性能的優 劣直接影響電力系統效率、能耗以及設備安全和使用壽命。
目前，在低壓(如0.4kV)開關接觸裝置領域，利用低壓(如0.4kV)無功補償"零功耗 投切"原理研製出了有效的"電壓過零導通和電流過零切斷"交流真空接觸器開關裝置。該 種裝置的技術關鍵是要求開關驅動時間響應精確，要求準確實現在"電壓過零"時刻驅動動 作實現接觸器導通，在"電流過零"時刻驅動動作實現接觸器切斷。因此，驅動機構要求具 有時間響應精確、穩定、無延時的開關動作性能。
但如果將低壓(如0.4kV)無功補償"零功耗投切"開關驅動裝置應用到高壓真空接觸 開關系統上時，由高壓真空接觸器往往承載上萬伏高壓，在接觸器實現"電壓過零導通和電 流過零切斷"動作的瞬間，由於驅動動作時間精確性和動作穩定性差異，極容易產生高壓放 電電弧和湧流，使接觸器的觸點處產生火花，燒損觸頭，降低真空接觸器使用壽命，甚至瞬 間完全破壞，對整個系統，造成嚴重經濟損失。
經對現有技術文獻的檢索發現，潘政強在《黑龍江電力》(2003年10月，第25巻第5期 卯395-400)發表的《高壓電力電容器無湧流、無過電壓投切的技術方法？開關變壓器技術 的應用》，該文章提出高壓電力電容器，高壓電力電容器採用手工投切，而高壓電力電容器 的自動投切一直沒有得到很好的解決，這主要是由於投切時刻不能控制，使電路中產生高頻振蕩。當前自動投切裝置還比較少，而且都是利用斷路器來投切，不可避免地會產生衝擊電 流和過電壓。

發明內容
本發明針對上述現有技術的不足，提出了一種稀土磁致伸縮式電力系統磁驅動開關裝置 ，使其利用磁體在磁場作用下產生旋轉或移動或伸長動作致使的伸縮開關效果的機構，並且 所產生的開關位移和開關力的大小可控，開、合位移精度高可達微米級，開關時間準確其誤 差在毫秒級，特別是易於產生瞬間準確的大位移和大的開關應力，解決由於投切時刻不能控 制，使電路中產生高頻振蕩產生衝擊電流和過電壓的問題。
本發明是通過如下技術方案實現的，本發明包括真空接觸器、觸頭開合彈簧、磁驅動 伸縮機構以及基礎框架，其中真空接觸器包括上觸頭、下觸頭、陶瓷真空包，上觸頭設置 在陶瓷真空包上部，下觸頭置於陶瓷真空包下部，下觸頭與磁驅動伸縮機構的可伸縮端相連 ，觸頭開合彈簧套在下觸頭一端上，並置於陶瓷真空包和磁驅動伸縮機構之間，基礎框架為 剛性長方體，陶瓷真空包外壁固定在基礎框架的一端，磁驅動伸縮機構固定在基礎框架內部
所述磁驅動伸縮機構，為永磁伸縮機構、稀土磁致伸縮機構、鐵磁移動伸縮機構其中之
所述永磁伸縮機構，包括中心永磁體、第一上限位體、第一下限位體、磁激勵裝置、 上彈簧、下彈簧、殼體、上位移輸出杆、下位移輸出杆、上端蓋、下端蓋，其中中心永磁 體位於第一上限位體和第一下限位體之間，中心永磁體、第一上限位體、第一下限位體置於 第一殼體內部，並處於磁激勵裝置產生的磁場中，第一上限位體與第一上位移輸出杆相連， 第一下限位體與下位移輸出杆相連，第一上彈簧套在上位移輸出杆上，下彈簧套在下位移輸 出杆上，第一殼體兩端設有第一上端蓋和第一下端蓋，上彈簧置於第一上限位體和第一上端 蓋之間，下彈簧置於第一下限位體和第一下端蓋之間，上位移輸出杆與與真空接觸器下觸頭 相連，下位移輸出杆與基礎框架底部相固接。
所述中心永磁體，為橢圓體時，即其長度方向尺寸大於寬度方向尺寸，永磁伸縮機構的 上、下位移輸出杆產生雙位移。
所述中心永磁體，為由半橢圓和半圓的組成的永磁體，永磁伸縮機構伸縮只有上位移輸 出杆產生單位移輸出。
所述稀土磁致伸縮機構，包括稀土巨磁致伸縮體、第二電磁線圈、第二上限位體、第二下限位體、位移輸出杆、彈簧、第二上端蓋、第二下端蓋、第二殼體，其中稀土巨磁致 伸縮體置於第二電磁線圈中，稀土巨磁致伸縮體兩端分別與第二上限位體和第二下限位體剛 性接觸，第二上限位體與位移輸出杆的一端固連，彈簧套在位移輸出杆上，並置於第二上限 位體和第二上端蓋之間，第二上端蓋和第二下端蓋固定在第二殼體兩端，位移輸出杆的另一 端與真空接觸器的下觸頭相連。
所述位移輸出杆與真空接觸器下觸頭之間通過放大機構相連，放大機構為一長力臂和一 短力臂組成的槓桿結構，位移輸出杆與短力臂一端相連，真空接觸器下觸頭與長力臂一端相 連，放大機構的支撐點與基礎框架固連，放大機構能夠放大稀土磁致伸縮機構的位移伸縮量
所述鐵磁移動伸縮機構，包括底座、平移活動體、彈性導磁材料體、第二電磁線圈、
第三殼體，其中，第三殼體一端設置在底座上，第二電磁線圈置於第三殼體中，平移活動體 置於第二電磁線圈中，平移活動體一端與真空接觸器的下觸頭相連，另一端與底座之間留有 間隙，該間隙距離大於等於真空接觸器的上觸頭和下觸頭之間的開合距離，彈性導磁材料體 設置在第三殼體的另一端，彈性導磁材料體中間設有一圓孔，平移活動體穿過該圓孔，底座 與基礎框架固連。
所述磁驅動伸縮機構，其可伸縮端通過連接部件與真空接觸器下觸頭相連。 所述連接部件為剛性塊體或框體。
連接部件為剛性塊體時，磁驅動伸縮機構的底部固定在基礎框架的底部，磁驅動伸縮機 構的可伸縮端通過剛性塊體與真空接觸器下觸頭相連。
連接部件為框體時，磁驅動伸縮機構的中部固定在基礎框架的底部，磁驅動伸縮機構置 於框體內，框體下端內側面與磁驅動伸縮機構的伸縮杆相連，框體的上端外側面與真空接觸 器下觸頭相連，框體與基礎框架滑動連接。
本發明工作時，當磁驅動伸縮機構受電磁激勵後產生伸長動作，當伸長驅動力大於介於 陶瓷真空包和下接觸頭之間的觸頭開合彈簧的彈簧力，以及磁驅動伸縮機構產生伸縮位移大
於等於真空接觸器中上觸頭和下接觸頭之間間距時，真空包上觸頭和下接觸頭則閉合；反之 ，當撤銷電磁激勵，即磁驅動伸縮機構收縮復位，由於介於陶瓷真空包和下觸頭之間的觸頭 開合彈簧的彈簧回復力作用，真空接觸器的上觸頭和下接觸頭則位置復原，則兩觸頭分開， 從而實現電力系統中的開關動作。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果本發明用磁體在磁場作用下產生旋轉或伸長或移動動作而形成的伸縮開關效果的機構，與電器開關裝置高壓真空接觸器活動觸頭固接 ，並且所產生的開關位移和開關力的大小可控，開、合位移精度高可達微米級，開關時間準 確可控，可達毫秒級響應，特別是易於產生瞬間準確的大位移和大的開關應力。


圖l是本發明的連接部件為剛性塊體的"開"狀態結構示意圖； 圖2是本發明的連接部件為框體塊體的"合"狀態結構示意圖； 圖3是本發明永磁伸縮機構電磁場激勵前收縮狀態的結構示意圖； 圖4是本發明永磁伸縮機構電磁場激勵後伸長狀態的結構示意圖； 圖5是本發明永磁伸縮機構中心永磁體產生單位移輸出的結構示意圖； 圖6是本發明稀土磁致伸縮機構結構示意圖7是本發明用於稀土磁致伸縮機構的放大機構的結構示意圖8是本發明鐵磁移動伸縮機構結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案為前提下進 行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施 例。
實施例l
如圖1所示，本實施例包括真空接觸器26、觸頭開合彈簧25、磁驅動伸縮機構22、基 座框架23，磁驅動伸縮機構22為永磁伸縮機構，其中真空接觸器26包括上觸頭26-l、下觸 頭26-2、陶瓷真空包26-3，上觸頭26-l設置在陶瓷真空包26-3內部，下觸頭26-2置於陶瓷真 空包26-3內部，下觸頭26-2的一端與永磁伸縮機構的可伸縮端相連，觸頭開合彈簧25套在下 觸頭26-2—端上，並置於陶瓷真空包26-3和永磁伸縮機構之間，基礎框架23為剛性長方體， 陶瓷真空包26-3外壁固定在基礎框架23的一端，永磁伸縮機構固定在基礎框架23內部。
如圖3、 4所示，所述永磁伸縮機構，包括中心永磁體l、第一上限位體2、第一下限位 體3、第一電磁線圈4、上彈簧8、下彈簧9、第一殼體5、上位移輸出杆6、下位移輸出杆7 、 第一上端蓋IO、第二下端蓋ll，其中中心永磁體1位於第一上限位體2和第一下限位體3之 間，中心永磁體l、第一上限位體2、第一下限位體3置於第一殼體5內部，並處於第一電磁線 圈4產生的磁場中，第一上限位體2與上位移輸出杆6相連，第一下限位體3與下位移輸出杆7 相連，第一上彈簧8套在上位移輸出杆6上，下彈簧9套在下位移輸出杆7上，第一殼體5兩端 分別設有第一上端蓋10和第一下端蓋11，上彈簧8置於第一上限位體2和第一上端蓋10之間，下彈簧9置於第一下限位體3和第一下端蓋11之間，上位移輸出杆6與與真空接觸器26的下觸 頭26-2相連，下位移輸出杆7與基礎框架23底部相固接；
本實施例中，陶瓷真空包26-3的上觸頭26-l和下觸頭26-2的初始狀態為斷開，所述永磁 伸縮機構，其上位移輸出杆6通過剛性塊體20與真空接觸器下觸頭相連，永磁伸縮機構的下 位移輸出杆7固定在基礎框架的底部，如圖1所示。
所述中心永磁體l，為橢圓體時，即其長度方向尺寸大於寬度方向尺寸，永磁伸縮機構 的上位移輸出杆6、下位移輸出杆7產生雙向位移。
如圖5所示，所述永磁伸縮機構的中心永磁體l，為由半橢圓和半圓的組成的永磁體時， 永磁伸縮機構只有上位移輸出杆6產生單向位移輸出。
本實施例工作時，在第一電磁線圈4的磁場激勵前中心永磁體1的磁場方向與磁激勵裝置 4所產生的磁場方向不一致，當第一電磁線圈4的磁場激勵後，中心永磁體l將發生偏轉，直 至中心永磁體l的磁場方向與第一 電磁線圈4的磁場方向 一致時偏轉停止，由於中心永磁體l 長度大於寬度，所以當中心永磁體l旋轉時，中心永磁體l將驅動與中心永磁體l相接觸的第 一上限位體2和第一下限位體3，進一步驅動上位移輸出杆6和下位移輸出杆7，產生伸長動作 ，當減小第一電磁線圈4的磁場時，中心永磁體1將被上彈簧8、下彈簧9壓迫回縮或復原，產 生收縮動作，至此，永磁伸縮機構對外產生伸縮動作，由於，永磁伸縮機構的下位移輸出杆 7與基礎框架23固連，永磁伸縮機構的上位移輸出杆6通過剛性塊體20與真空接觸器26下接觸 頭26-2固連，當永磁伸縮機構受電磁激勵後產生伸長動作，且當伸長驅動力大於介於陶瓷真 空包26-3和下接觸頭26-2之間的觸頭開合彈簧25的彈簧力，以及永磁伸縮機構產生伸縮位移 大於等於真空包中上觸頭26-l和下觸頭26-2之間間距時，上觸頭26-l和下觸頭26-2閉合；反 之，當撤銷電磁激勵，即永磁伸縮機構24收縮復位，由於介於陶瓷真空包26-3和下觸頭 26-2之間的觸頭開合彈簧25的彈簧回復力作用，真空包上觸頭26-l和下觸頭26-2則位置復原 ，則兩觸頭分開。
實施例2
如圖2所示，本實施例的整體結構和實施例l相同，磁驅動伸縮機構22仍為為永磁伸縮機 構，本實施例與實施例的不同之處在於，真空接觸器26的上觸頭26-l和下觸頭26-2之間的初 始狀態為閉合，永磁伸縮機構通過框體21與真空接觸器下觸頭相連，永磁伸縮機構的第一殼 體5的中部固連在基礎框架23上，永磁伸縮機構置於框體21內，永磁伸縮機構的上位移輸出杆6的外端面與第一殼體5的上端蓋10固連，永磁伸縮機構的下位移輸出杆7與框體21下端內 側面相連，框體的上端外側面與真空接觸器26的下觸頭26-2相連，框體21與基礎框架23滑動 連接。
本實施例工作時，真空接觸器26的上觸頭26-l和下觸頭26-2之間的初始狀態為閉合，永 磁伸縮機構的上位移輸出杆6的外端面與第一殼體5的上端蓋10固連，第一殼體5中部與基礎 框架23固連，則永磁伸縮機構的下位移輸出杆7通過框體21與真空接觸器26的下觸頭26-2連 接，當永磁伸縮機構受電磁激勵後產生伸長動作，且當伸長驅動力大於介於陶瓷真空包26-3 和下接觸頭26-2之間的觸頭開合彈簧25的彈簧力，則下觸頭26-2被向下拉動，從而上觸頭 26-1和下觸頭26-2被拉開，兩觸頭分離；反之，當撤銷電磁激勵，即永磁伸縮機構24收縮復 位，由於介於陶瓷真空包26-3和下觸頭26-2之間的觸頭開合彈簧25的彈簧回復力作用，真空 包上觸頭26-l和下觸頭26-2位置復原，則兩觸頭閉合。
與現有技術相比，實施例1和實施例2具有如下有益效果(1)目前即便是利用應變性 能為壓電材料5-8倍的商品名稱為Terfeno1-D的新型巨磁致伸縮材料，其製成的伸縮機構通 常也只能產生大約1200個微應變，即如果是用長度為20毫米尺寸巨磁致伸縮材料製造的驅 動伸縮機構可產生的最大伸長量只約為24微米，而同樣尺寸的永磁伸縮機構可以產生毫米甚 至釐米級的伸縮量，大大改善了特別是微小體積驅動機構的伸縮應變性能；(2)由於永磁 伸縮機構是由第一電磁線圈4產生的磁場與中心永磁體的磁場疊加而產生的驅動力，所以相 同電流量時，永磁伸縮機構比單純利用第一電磁線圈4產生磁場的機構所能產生的力大；( 3)本實施例所產生的驅動力和位移與第一電磁線圈4的電流強度或磁場強度存在函數關係， 可以通過控制第一電磁線圈4的電流強度或磁場強度作微小變化，所以實施例1和實施例2的 輸出力和輸出位移精度取決於對第一電磁線圈4的電流或磁場強度的控制精度，當第一電磁 線圈4提供足夠的勵磁場時，所產生的最大位移量為中心永磁體l長度和寬度之差。
實施例3
如圖l、 6所示，本實施例包括真空接觸器26、觸頭開合彈簧25、磁驅動伸縮機構22、 基座框架23，磁驅動伸縮機構22為稀土磁致伸縮機構，其中，真空接觸器26包括上觸頭26-l 、下觸頭26-2、陶瓷真空包26-3，上觸頭26-l設置在陶瓷真空包26-3內部，下觸頭26-2置於 陶瓷真空包26-3內部，下觸頭26-2的一端與稀土磁致伸縮機構的可伸縮端相連，下觸頭26-2 可上下移動，陶瓷真空包26-3外壁與基礎框架23固連，觸頭開合彈簧25套在下觸頭26-2—端 上，並置於陶瓷真空包26-3和稀土磁致伸縮機構之間，稀土磁致伸縮機構與基礎框架23相固 定。所述稀土磁致伸縮機構，包括稀土巨磁致伸縮體37、第二電磁線圈31、第二上限位體 29、第二下限位體30、位移輸出杆33、彈簧34、第二上端蓋35、第二下端蓋36、第二殼體32 ，其中稀土巨磁致伸縮體37置於第二電磁線圈31中，稀土巨磁致伸縮體37兩端分別與第二 上限位體29和第二下限位體30剛性接觸，第二上限位體29與位移輸出杆33的一端固連，彈簧 34套在位移輸出杆33上，並置於第二上限位體29和第二上端蓋35之間，第二上端蓋35和第二 下端蓋36固定在第二殼體32兩端，位移輸出杆33的另一端與真空接觸器26的下觸頭26-2相連
所述位移輸出杆33與真空接觸器26的下觸頭26-2之間通過放大機構39相連，如圖7所示 ，放大機構39為一長力臂和一短力臂組成的槓桿結構，位移輸出杆33與短力臂一端相連，真 空接觸器26的下觸頭26-2與長力臂一端相連，放大機構39的支撐點與基礎框架23固連，放大 機構39能夠放大稀土磁致伸縮機構的位移伸縮量。
本實施例工作時，稀土巨磁致伸縮體37在彈簧34以及第二上端蓋35、第二下端蓋36的作 用下卡緊於第二上限位體29和第二下限位體30之間，旋緊第二上端蓋35壓緊介於第二上端蓋 35和第二上限位體29之間的彈簧34，彈簧34的彈力傳遞至稀土巨磁致伸縮體37，當第二電磁 線圈31通電產生磁場並施加在稀土巨磁致伸縮體37上時，稀土巨磁致伸縮體37發生磁致伸縮 效應，而產生伸長現象，並且伸長長度與第二電磁線圈31所能產生的磁場強度Hh與稀土巨 磁致伸縮體37原始長度L，與所承受的彈簧34的彈性壓力T，以及稀土巨磁致伸縮體37本身的 磁致伸縮常數d相關，伸長量為Al^k(d， Hh L， T)-U(d， Hh L， T)，其中，！^表示伸 長後的長度，U表示伸長前在稀土巨磁致伸縮體37與第二上限位體29進而與位移輸出杆33剛 性連接，將稀土巨磁致伸縮體37所能產生的磁致伸長位移AL傳遞至放大機構39的輸入端， 經過位移放大機構39所產生的放大位移傳遞給剛性塊體20，再由剛性塊體20作用至真空接觸 器26，從而真空接觸器26的上觸頭26-l和下觸頭26-2相接觸；當第二電磁線圈31斷電，激勵 磁場消失，則稀土巨磁致伸縮體37的磁致伸長消失，稀土巨磁致伸縮體37長度復原而收縮， 此時在彈簧34以及觸頭開合彈簧25的彈性恢復力的共同作用下，位移輸出杆33將隨磁致伸縮 體37動作而產生收縮，帶動下觸頭做26-2回復運動，從而下觸頭26-2和上觸頭26-l分開。
與現有技術相比，本實施例具有如下有益效果(1)本實施例直接利用磁致伸縮材料 在其軸向的伸縮直線位移實現驅動開關動作，伸縮驅動直接，不需要將旋轉運動轉換為直線 運動，並且動作傳遞環節少，部件相對摩擦副作用小；(2)磁致伸縮材料能實現微妙級伸縮響應，電磁激勵所能產生的伸縮動作靈敏，時間精度高；(3)磁致伸縮材料驅動無伸縮 疲勞極限，致使整個伸縮裝置可靠性提高；(4)加入位移放大機構可以一定程度上彌補磁 致伸縮應變小的缺點；(5)磁致伸縮材料驅動伸縮位移和輸出力的大小容易通過電磁強度 控制。
實施例4
如圖l、 8所示，本實施例包括真空接觸器26、觸頭開合彈簧25、磁驅動伸縮機構24、 基座框架23，磁驅動伸縮機構24為鐵磁移動伸縮機構，其中，真空接觸器26包括上觸頭26-l 、下觸頭26-2、陶瓷真空包26-3，上觸頭26-l設置在陶瓷真空包26-3內部，下觸頭26-2置於 陶瓷真空包26-3內部，下觸頭26-2的一端與鐵磁移動伸縮機構的可伸縮端相連，下觸頭26-2 可上下移動，陶瓷真空包26-3外壁與基礎框架23固連，觸頭開合彈簧25套在下觸頭26-2—端 上，並置於陶瓷真空包26-3和鐵磁移動伸縮機構之間，鐵磁移動伸縮機構與基礎框架23相固 定。
所述鐵磁伸縮機構，包括底座44、平移活動體43、彈性導磁材料體42、第三電磁線圈 40、第三殼體41，其中，第三殼體41一端設置在底座44上，第三電磁線圈40置於第三殼體41 中，平移活動體43置於第三電磁線圈40中，平移活動體43—端與真空接觸器26的下觸頭26-2 相連，另一端與底座44之間留有間隙，該間隙距離大於等於真空接觸器26的上觸頭26-l和下 觸頭26-2之間的開合距離，彈性導磁材料體42設置在第三殼體的另一端，彈性導磁材料體42 中間設有一圓孔，平移活動體43穿過該圓孔，底座44與基礎框架23固連。
所述平移活動體43的一端通過剛性塊體20與真空接觸器26的下觸頭26-2相連。
所述平移活動體43為鐵磁材料或永磁材料，當採用永磁材料時，選擇產生驅動效率更佳 的電磁、永磁複合驅動磁場，使驅動反應更靈敏，驅動力更大。
所述底座44，為鐵磁材料或永磁材料，當採用永磁材料時，選擇產生驅動效率更佳的電 磁、永磁複合驅動磁場，使驅動反應更靈敏，驅動力更大。
所述彈性導磁材料體42其可以增加通過平移活動體43的磁通效率。
本實施例工作時，平移活動體43與下觸頭26-2固連，平移動動體43受到觸頭開合彈簧25 作用，同時平移活動體43與彈性導磁材料料體42連接，也受到彈性導磁材料料體42的彈力作 用，在這兩種彈性力複合作用限定了平移動動體43的初始位置，根據該初始位置裝配第三電 磁線圈40、第三殼體41和底座44，對第三電磁線圈40通電，第三電磁線圈40產生磁場H將同 時作用在底座44和平移活動體43上產生吸力，當電磁場強度足夠大時，平移活動體43將被吸動直至吸合在底座44上，平移活動體43在吸動過程中帶動剛性塊體20進而帶動接觸器26的下 接觸頭運動，使接觸器產生開或合的動作。對第三電磁線圈40斷電，第三電磁線圈40磁場H 消失，由於觸頭開合彈簧25回復彈力作用，觸頭開合彈簧25的彈性力作用在剛性塊體20上， 進而作用到平移活動體43，使平移活動體43與底座44分離，真空接觸器26的下觸頭26-2隨動 ，使真空接觸器26產生合開動作。對於平移活動體43或底座44是永磁體材料時，可以通過選擇施加到第三電磁線圈40電流 的正或負，產生極性方向與永磁場方向相同或不同的磁場，從而可以根據實際驅動過程增強 吸或合的動作的強度和靈敏度。吸合動作位移的大小、精度、方向，伸縮輸出力的大小均可以通過控制電流大小和施加 精度予以控制。與現有技術相比，本實施例具有如下有益效果(1)本實施例結構最簡單，組成部件 最少；(2)直接利用電磁吸力產生直線移動而產生開關動作；(3)既可以採用通常的鐵磁 材料，也可以採用永磁材料；特別是採用強磁能積稀土永磁材料體時，永磁體的強磁場可以 通過與電磁場疊加使用，從而可以利用較小的電磁能產生很大的電磁吸力驅動實現開關動作
權利要求
1.一種稀土磁致伸縮式電力系統磁驅動開關裝置，包括真空接觸器、觸頭開合彈簧，其特徵在於，還包括磁驅動伸縮機構以及基礎框架，其中真空接觸器包括上觸頭、下觸頭、陶瓷真空包，上觸頭設置在陶瓷真空包上部，下觸頭置於陶瓷真空包下部，下觸頭與磁驅動伸縮機構的可伸縮端相連，觸頭開合彈簧套在下觸頭一端上，並置於陶瓷真空包和磁驅動伸縮機構之間，基礎框架為剛性長方體，陶瓷真空包外壁固定在基礎框架的一端，磁驅動伸縮機構固定在基礎框架內部；所述磁驅動伸縮機構，為稀土磁致伸縮機構，包括稀土巨磁致伸縮體、第二電磁線圈、第二上限位體、第二下限位體、位移輸出杆、彈簧、第二上端蓋、第二下端蓋、第二殼體，其中稀土巨磁致伸縮體置於第二電磁線圈中，稀土巨磁致伸縮體兩端分別與第二上限位體和第二下限位體剛性接觸，第二上限位體與位移輸出杆的一端固連，彈簧套在位移輸出杆上，並置於第二上限位體和第二上端蓋之間，第二上端蓋和第二下端蓋固定在第二殼體兩端，位移輸出杆的另一端與真空接觸器的下觸頭相連。
2 根據權利要求l所述的稀土磁致伸縮式電力系統磁驅動開關裝置，其特徵是，所述位移輸出杆與真空接觸器的下觸頭之間通過放大機構相連，放大機構為一長力臂和一短力臂組成的槓桿結構，位移輸出杆與短力臂一端相連，真空接觸器的下觸頭與長力臂一端相連，放大機構的支撐點與基礎框架固連。
3 根據權利要求l所述的稀土磁致伸縮式電力系統磁驅動開關裝置，其特徵是，所述磁驅動伸縮機構，其可伸縮端通過連接部件與真空接觸器下觸頭相連，連接部件為剛性塊體或框體。
4 根據權利要求3所述的稀土磁致伸縮式電力系統磁驅動開關裝置，其特徵是，所述連接部件為剛性塊體，磁驅動伸縮機構的底部固定在基礎框架的底部，磁驅動伸縮機構的可伸縮端通過剛性塊體與真空接觸器下觸頭相連。
5.根據權利要求3所述的稀土磁致伸縮式電力系統磁驅動開關裝置，其特徵是，所述連接部件為框體，磁驅動伸縮機構的中部固定在基礎框架的底部，磁驅動伸縮機構置於框體內，框體下端內側面與磁驅動伸縮機構的伸縮杆相連，框體的上端外側面與真空接觸器下觸頭相連，框體與基礎框架滑動連接。
全文摘要
一種電力傳輸技術領域的稀土磁致伸縮式電力系統磁驅動開關裝置，包括真空接觸器、觸頭開合彈簧、磁驅動伸縮機構以及基礎框架，其中真空接觸器包括上觸頭、下觸頭、陶瓷真空包，上觸頭設置在陶瓷真空包上部，下觸頭置於陶瓷真空包下部，下觸頭與磁驅動伸縮機構的可伸縮端相連，觸頭開合彈簧套在下觸頭一端上，並置於陶瓷真空包和磁驅動伸縮機構之間，基礎框架為剛性長方體，陶瓷真空包外壁固定在基礎框架的一端，磁驅動伸縮機構固定在基礎框架內部。本發明用磁體在磁場作用下產生旋轉或伸長或移動動作而形成的伸縮開關效果的機構，所產生的開關位移和開關力的大小可控，開、合位移精度高，開關時間準確可控。
文檔編號H01H55/00GK101651064SQ20091030604
公開日2010年2月17日 申請日期2008年1月17日 優先權日2008年1月17日
發明者光 孟, 楊斌堂 申請人:上海交通大學