具備永磁和彈簧機構特性的真空斷路器自適應操動機構制造技術

本實用新型專利技術的技術方案是這樣實現的：具備永磁和彈簧機構特性的真空斷路器自適應操動機構，其主要由彈簧操作裝置、柔性連接器和永磁機構通過可連接的驅動桿和主軸聯接構成，彈簧操作裝置中的凸輪通過凸輪驅動桿連桿端通過轉軸與柔性連接器一端聯接，柔性連接器另外一端通過主軸與永磁機構連接。本實用新型專利技術當外界失去電源或者永磁控制器故障時，通過手動為彈簧機構進行儲能，彈簧儲能部分通過與柔性連接器連接驅動主軸進行合閘操作。柔性連接器吸收了彈簧部分的過盈部分能量。完成與永磁機構的連接。正常情況永磁機構通過永磁控制器完成正常合分閘過程。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于電力系統斷路器中使用的操動機構，具有永磁和彈簧機構特性的自適應操動機構。
技術介紹
目前真空斷路器的操動機構主要有電磁操動機構、彈簧操動機構和永磁操動機構坐寸ο電磁操動機構在真空斷路器發展初期得到了比較廣泛的應用，但是電磁操動機構結構笨重，動作時間較長。在沒有電源情況下無法進行合閘操作。彈簧操動機構是真空斷路器最常用的一類操動機構，它的優點是不需要大功率的直流電源，只需要一個小功率的交直流兩用的儲能電動機，并且在沒有電源情況下進行合分閘操作。其缺點是結構比較復雜，零件數量多，且要求加工精度高，故障率較高。并且彈簧操動機構的出力特性與真空斷路器的負載特性不相匹配，要在輪廓曲線和連桿結構上進行合理設計。永磁操動機構是一種發展時間較短的操動機構，它使用永磁體取代了傳統的鎖扣裝置實現真空斷路器分、合閘位置的保持(有時只用永磁體作合閘保持而不作分閘保持)，永磁操動機構工作時主要運動部件只有一個，分、合閘電流小，對操作電源的要求較低，其噪音也低。永磁操動機構結構比較簡單，動作可靠性高，機械壽命長，體積小，重量輕。但在目前條件下，傳統原理永磁操動機構也無法達到非常高的動作速度。并且在沒有電源情況下無法進行合閘操作。
技術實現思路
本技術的目的在于克服上述現有技術不足，提供一種具有永磁機構特點又有彈簧機構特性的自適應操動機構，該機構結構合理，運行可靠性高，使用壽命長。本技術的技術方案是這樣實現的具備永磁和彈簧機構特性的真空斷路器自適應操動機構，其主要由彈簧操作裝置、柔性連接器和永磁機構通過可連接的驅動桿和主軸聯接構成，彈簧操作裝置中的凸輪通過凸輪驅動桿連桿端通過轉軸與柔性連接器一端聯接，柔性連接器另外一端通過主軸與永磁機構連接。所述彈簧操作裝置由單向省力齒輪；凸輪、凸輪驅動桿和主彈簧構成，單向省力齒輪與凸輪嚙合并且通過連桿機構與主彈簧下端連接，同時主彈簧上端安裝在凸輪上，凸輪驅動桿中的齒輪端與凸輪(2)嚙合。本技術包括永磁機構部分，彈簧儲能部分和柔性連接器部分組成。當外界失去電源或者永磁控制器故障時，通過手動為彈簧機構進行儲能，彈簧儲能部分通過與柔性連接器連接驅動主軸進行合閘操作。柔性連接器吸收了彈簧部分的過盈部分能量。完成與永磁機構的連接。正常情況永磁機構通過永磁控制器完成正常合分閘過程。本技術的效果體現在1)本技術采用了最簡單的彈簧操作裝置(彈簧儲能機構)，相對傳統彈簧儲能 機構而言，在保持出力能力的同時，減少了原有的儲能保持；預備合閘等環節很大程度地減 少了操動機構運動部件和運動部件質量，能夠較大地提高操動機構的驅動負載的能力。2)本技術采用了新型永磁機構(已申請專利技術專利)方案，傳統永磁機構在外力 作用下，磁場發生變化會產生反力無法保持。新型永磁機構解決此問題。3)本技術采用了自適應型的動作方案，彈簧機構與永磁機構之間采用柔性連 接裝置(已申請專利技術專利)避免了彈簧機構與永磁機構之間配合問題。減輕了斷路器的機械 強度要求，能有效地延長斷路器的動作壽命。附圖說明圖1為本技術在合閘保持狀態下的結構示意圖(彈簧操作端)。圖2為本技術在合閘保持狀態下的結構示意圖(永磁機構操作端)。圖3為本技術在分閘保持狀態下的結構示意圖(彈簧操作端)。圖4為本技術在分閘保持狀態下的結構示意圖(永磁機構操作端)。圖5為本技術柔性連接器結構示意圖。圖6為傳統原理的雙穩態永磁機構(合閘狀態)。圖7為傳統原理的單穩態永磁機構(合閘狀態)。圖8為本技術中永磁機構(合閘狀態)。圖9為傳統原理的雙穩態永磁機構(分閘狀態)。圖10為傳統原理的單穩態永磁機構(分閘狀態)。圖11為本技術永磁機構(分閘狀態)。圖12、13分別為為本技術的永磁機構合、分閘過程磁回路圖。圖14為本技術永磁機構保持磁回路圖。以下結合附圖對本技術的內容作進一步詳細說明。具體實施方式參見圖1-4所示，本技術主要由彈簧操作裝置；柔性連接器和永磁機構通過 可連接的驅動桿與主軸聯接構成。彈簧操作裝置由元件1單向省力齒輪；元件2凸輪；元件 3凸輪驅動桿組成和元件7主彈簧。通過元件4柔性連接器與元件5主軸連接。永磁機構 6與元件5主軸連接。彈簧操作裝置中的凸輪2通過凸輪驅動桿3連桿端通過轉軸與柔性 連接器4 一端聯接，柔性連接器4另外一端通過主軸5與永磁機構6連接。所述彈簧操作 裝置由單向省力齒輪1 ;凸輪2、凸輪驅動桿3和主彈簧7構成，單向省力齒輪1與凸輪2嚙 合并且通過連桿機構與主彈簧7下端連接，同時主彈簧7上端安裝在凸輪2上，凸輪驅動桿 3中的齒輪端與凸輪2嚙合。所述柔性連接器如圖5所示，包括連接頭4-1、彈簧4-2、調節螺母4_3和壓縮桿 4-4，彈簧4-2安裝于彈簧管內，彈簧管一端與連接頭4-1固定，彈簧管另外一端通過調節螺 母4-3安裝有壓縮桿4-4。調節螺母4-3通過螺紋與彈簧管連接，壓縮桿4-4頂部制有凸沿 并套在調節螺母4-3內。柔性連接器工作原理彈簧機構通過壓縮桿4-4將過沖能量壓縮 給彈簧吸收過沖，使永磁機構的保持在合理位置。彈簧的預壓力(調節螺母4-3調整)保障了力的傳遞。通過連接頭I傳遞給主軸。彈簧機構通過壓縮桿4-4，將能量傳遞給壓縮彈簧4-2.傳遞力小于彈簧初壓力時；彈簧為剛性特性。直接傳遞給連接頭I.驅動主軸。傳遞力大于彈簧初壓力時；多余能量由彈簧吸收，其余力驅動連接頭4-1驅動主軸。完成動作。所述永磁機構(6)如圖8.圖11-13所示，由電磁回路和磁保持回路構成，電磁回路由主軸6-1、軛鐵6-2、合閘線圈6-3、分閘線圈6-5和動鐵芯6_7組成；磁保持回路由永久磁鐵6-4和極靴6-6組成。動鐵芯6-7安裝在主軸6-1上，軛鐵6_2安裝在主軸6_1上位于動鐵芯6-7兩端，合閘線圈6-3和分閘線圈6-5裝在動鐵芯6-7周圍，極靴6_6套在主軸6-1上位于動鐵芯6-7上端,永久磁鐵6-4極靴6-6位于周圍，動鐵芯6_7下端為主軸6-1與斷路器主軸連接的空氣隙6-8。本技術中永磁機構主要特點是在合閘端建立獨立磁保持回路。永磁機構合分動作通過電磁回路進行。機構的保持在則由磁回路完成。兩個回路獨立運行互不影響。本技術設計出的新型永磁機構。即保持了現有永磁機構的特點又解決了永磁機構退磁和回路勵磁電流增加問題；同時有效地解決了現有永磁機構分閘速度低的問題。為永磁機構在大容量開關上應用開創出一種新方法。該機構結構合理，運行可靠性高，使用壽命長。本技術永磁機構在本技術中的效果體現在合閘時電磁回路產生的勵磁電力不通過永磁保持回路，不會因永磁磁路產生的磁阻。相對傳統永磁機構而言，在保持出力能力的同時，減少了永磁體的磁阻對勵磁電流的阻礙；很大程度地減少了操動機構起動電流，能夠較大地提高操動機構的驅動負載的能力。本技術采用新的電磁回路方案，從根本上解決了傳統永磁機構在外力作用下，磁場發生變化會產生反力無法保持的問題。為永磁機構應用開辟新方法。本技術采用新的電磁回路方案。分閘時電磁回路產生的勵磁電力不通過永磁保持回路不會產生永磁機構退磁問題。本技術機構的工作原理如下手動合閘外部沒有電源或永磁控制器失效的情況下，轉動元件1，安裝在元件2凸輪上的元件7合閘彈簧儲能，達到本文檔來自技高網...

【技術保護點】
具備永磁和彈簧機構特性的真空斷路器自適應操動機構，其特征是主要由彈簧操作裝置、柔性連接器（4）和永磁機構（6）通過可連接的驅動桿和主軸（5）聯接構成，彈簧操作裝置中的凸輪（2）通過凸輪驅動桿（3）連桿端通過轉軸與柔性連接器（4）一端聯接，柔性連接器（4）另外一端通過主軸（5）與永磁機構（6）連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：田利民，
申請(專利權)人：田利民，
類型：實用新型
國別省市：