本發(fā)明涉基于電磁斥力原理的高壓真空斷路器用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，屬于高壓真空斷路器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
智能電網(wǎng)已經(jīng)成為當(dāng)今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新方向，提高智能配電網(wǎng)的供電可靠性和供電質(zhì)量需要電氣設(shè)備具有一定的智能化和自動(dòng)化。斷路器是電力系統(tǒng)控制和保護(hù)的重要設(shè)備，而其性能主要受到操動(dòng)機(jī)構(gòu)性能的影響。對(duì)比其他操動(dòng)機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零部件數(shù)量少、操作能耗小、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，日益引起人們的關(guān)注，其優(yōu)異的動(dòng)態(tài)特性更加能適應(yīng)斷路器快速響應(yīng)的要求。高壓真空斷路器對(duì)開(kāi)距要求較大，這就要求擦動(dòng)機(jī)構(gòu)具有更高的分閘速度。同時(shí)由于在分分閘末段，如果動(dòng)鐵心速度過(guò)大，在結(jié)束運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)有很大的沖擊力，導(dǎo)致斷路器壽命縮減。電磁斥力機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速，方便實(shí)現(xiàn)電子控制，所以能夠很好實(shí)現(xiàn)高壓真空斷路器對(duì)分閘速度的要求，實(shí)現(xiàn)快速分閘。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供基于電磁斥力原理的高壓真空斷路器用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，解決以往高壓真空斷路器操作機(jī)構(gòu)分閘速度不高，反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。
技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：基于電磁斥力原理的高壓真空斷路器用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，永磁保持機(jī)構(gòu)，分閘—緩沖癱瘓已經(jīng)導(dǎo)桿，所述電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括上部分閘電磁斥力機(jī)構(gòu)，下部合閘電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述上部電磁斥力機(jī)構(gòu)包括分閘線圈（4）、電磁斥力盤(pán)（5）、線圈固定支架（3）；所述下部合閘電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括合閘線圈（11）、合閘靜鐵心（10）、合閘動(dòng)鐵心（13）、導(dǎo)電銅桿（14）。
所述永磁保持機(jī)構(gòu)包括分閘保持機(jī)構(gòu)，合閘保持機(jī)構(gòu)，所述分閘保持機(jī)構(gòu)包括保持動(dòng)鐵心（6）、保持靜鐵心（7）、保持永磁體（17）；所述合閘保持機(jī)構(gòu)包括保持動(dòng)鐵心（8）、保持靜鐵心（7）、保持永磁體（16），所述分閘保持結(jié)構(gòu)與合閘保持機(jī)構(gòu)上下先對(duì)設(shè)置，且所述分閘永磁體和合閘永磁體設(shè)置于靜鐵心內(nèi)部，共用保持靜鐵心磁路，且上下兩保持動(dòng)鐵心中間設(shè)有非導(dǎo)磁撐桿（15）；當(dāng)動(dòng)鐵心與靜鐵心閉合時(shí)，所述分合閘永磁體均與動(dòng)鐵心間留有一小氣息間距。
所述永磁保持機(jī)構(gòu)和下部電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中間設(shè)有分閘—緩沖彈簧（9），且所述分閘—緩沖彈簧與永磁保持機(jī)構(gòu)和下部電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)間分別設(shè)有非導(dǎo)磁墊片；所述導(dǎo)桿（12）由下到上依次穿過(guò)下部電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、分閘—緩沖彈簧、永磁保持機(jī)構(gòu)、上部電磁斥力機(jī)構(gòu)；所述導(dǎo)桿由下到上依次穿過(guò)合閘動(dòng)鐵心（13）、導(dǎo)電銅桿（14）、保持動(dòng)鐵心（8）（6）、非導(dǎo)磁撐桿（15）、電磁斥力盤(pán)（5）、絕緣撐桿（18），且由導(dǎo)桿兩端螺母固定夾緊，一同組成所述永磁機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
所述保持動(dòng)鐵心（6）（8）為半徑大于合閘永磁體（16）和分閘永磁體（17）外徑的實(shí)心圓盤(pán)，且所述的分閘永磁體和和閘永磁體的內(nèi)外徑相同，但厚度不同。
所述的分閘—緩沖彈簧上端連接于固定支架上，下端連接于運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，隨著導(dǎo)桿移動(dòng)做等距離運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于電磁斥力原理的高壓真空斷路器用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的分閘方法，其特征在于：利用脈沖放電電流通過(guò)勵(lì)磁線圈（4）時(shí)，勵(lì)磁線圈中的脈沖電流在周圍完全產(chǎn)生一變化的磁場(chǎng)，與臨近的金屬盤(pán)（5）中感應(yīng)出的較大渦流產(chǎn)生斥力作用，從而推動(dòng)金屬盤(pán)帶動(dòng)導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)，且在合閘過(guò)程成中，對(duì)分閘—緩沖彈簧（9）儲(chǔ)存能量，分閘時(shí)，分閘—緩沖彈簧釋放合閘時(shí)儲(chǔ)存的能量，拉動(dòng)導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)，兩者結(jié)合作用，實(shí)現(xiàn)真空斷路器觸頭的分?jǐn)唷?/p>
有益效果：本發(fā)明提供基于電磁斥力原理的高壓真空斷路器用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，相比較現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：
本發(fā)明利用電磁斥力機(jī)構(gòu)快速響應(yīng)和高速運(yùn)動(dòng)原理，以及彈簧輔助分閘，大大提高了了永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)分閘速度，縮短分閘時(shí)間，很好適應(yīng)了高壓真空斷路器對(duì)分閘前程速度的要求，同時(shí)在行程末段，分閘—緩沖彈簧對(duì)機(jī)構(gòu)起到儲(chǔ)能緩沖作用，降低分合閘時(shí)刻觸頭接觸速度，防止觸頭沖擊過(guò)大造成的損耗過(guò)大。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：1非導(dǎo)磁端蓋、2邊框、3電磁斥力機(jī)構(gòu)底座、4分閘線圈、5電磁斥力盤(pán)、6保持動(dòng)鐵心、7保持靜鐵心、8保持動(dòng)鐵心、9分閘—緩沖彈簧、10合閘靜鐵心、11合閘線圈、12導(dǎo)桿、13合閘動(dòng)鐵心14、導(dǎo)電銅桿、15非導(dǎo)磁撐桿、16合閘永磁體、17分閘永磁體。
具體實(shí)施方法
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
基于電磁斥力原理的高壓真空斷路器用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖1所示，包括電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，永磁保持機(jī)構(gòu)，分閘—緩沖彈簧以及導(dǎo)桿。
所述永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的分閘方法：如圖1所示，當(dāng)收到分閘信號(hào)時(shí)，向分閘線圈4中通入一脈沖電流，勵(lì)磁線圈中的脈沖電流在周圍完全產(chǎn)生一變化的磁場(chǎng)，與臨近的金屬盤(pán)5中感應(yīng)出的較大渦流產(chǎn)生斥力作用，從而推動(dòng)金屬盤(pán)帶動(dòng)導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)，且在合閘過(guò)程成中，對(duì)分閘—緩沖彈簧9儲(chǔ)存能量，分閘時(shí)，分閘—緩沖彈簧釋放合閘時(shí)儲(chǔ)存的能量，拉動(dòng)導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)，兩者結(jié)合作用，實(shí)現(xiàn)真空斷路器觸頭的快速分?jǐn)唷?/p>
所述永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的合閘方法：如圖1所示，當(dāng)收到合閘信號(hào)時(shí)，通過(guò)預(yù)充電的電容器對(duì)合閘線圈11放電，產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)時(shí)間為幾毫秒的脈沖電流，該脈沖電流在空間內(nèi)產(chǎn)生一脈沖磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)作用于合閘動(dòng)鐵心13，使合閘動(dòng)鐵心受到向上的電磁力，此時(shí)導(dǎo)電銅桿14中也將產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，導(dǎo)電銅桿14也將受到向上的電磁力，所以處于磁場(chǎng)中的合閘動(dòng)鐵心13和導(dǎo)電銅桿14帶動(dòng)連桿向合閘方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)斷路器閉合，同時(shí)在合閘過(guò)程中，對(duì)分閘—緩沖彈簧進(jìn)行儲(chǔ)能，一方面限制合閘速度，防止速度過(guò)大引起的觸頭損耗過(guò)大，另一方面為分閘做準(zhǔn)備，分閘時(shí)利用彈簧儲(chǔ)存的能量提高分閘速度。
本發(fā)明基于電磁彈射技術(shù)原理，在分閘時(shí)，采用電磁斥力機(jī)構(gòu)和分閘—緩沖彈簧結(jié)合作用的優(yōu)化方式，可以大大提高斷路器分閘速度，縮短分閘時(shí)間，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。