一種具有分閘加速度的軸向自適應雙穩態永磁機構制造技術

本實用新型專利技術涉及中壓真空斷路器永磁機構領域，尤其是一種具有分閘加速度的軸向自適應雙穩態永磁機構，包括輸出軸(12)，在該輸出軸(12)外套裝有動鐵芯(11)，在該動鐵芯(11)外還套裝有自潤滑導向套(7)、緩沖(9)、分閘線圈(2)、靜鐵芯(3)、合閘線圈(6)和外磁軛(5)，其特點是：所述外磁軛(5)為空心圓柱體，在其內腔中設有磁短路環(13)，該磁短路環(13)與靜鐵芯(3)之間設置有磁短路氣隙(18)。本實用新型專利技術的有益效果是：提供一種具有分閘加速度的軸向自適應雙穩態永磁機構，在簡化了傳統產品結構的基礎上明顯的提升永磁機構分閘速度，提高了永磁機構真空斷路器的穩定性和實用性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及中壓真空斷路器永磁機構領域，尤其是一種具有分閘加速度的軸向自適應雙穩態永磁機構。
技術介紹
操動機構是中壓真空斷路器的一個關鍵組成部分，目前被廣泛采用的有彈簧操作機構和永磁操動機構兩種。彈簧操動機構結構復雜，機械故障概率高，易產生維修和維護的工作量，給用戶單位帶來諸多不便。本技術所述的雙穩態永磁機構是永磁操作機構的一種，因其結構簡單、機械性能穩定的特點而被廣泛使用，且逐漸有取代彈簧操動機構的發展趨勢。雙穩態永磁機構的主要工作原理是:電磁驅動，永磁保持；具體的講，就是在進行合、分閘操作過程中，給相應的合、分閘線圈通以合適的電流，由該電流產生一個可以克服永磁保持力的電磁力，驅動動鐵芯上下運動產生合、分閘需要的能量位移輸出。合、分閘到位無需機械鎖扣裝置，完全利用永磁體提供永久磁力，將動鐵芯穩定的吸合在靜鐵芯特定位置上，從而可靠的保持真空斷路器合、分閘狀態。傳統的雙穩態永磁機構在進行合、分閘操作時，由于通過合、分閘線圈的電流產生的電磁力，需要在克服永磁體保持力和動靜鐵芯摩擦力以及磁屏蔽密封結構中壓縮空氣阻力的基礎上用剩余能量做功，在剩余能量不足時，導致中壓真空斷路器分閘速度較低造成電弧重燃，分閘失敗，影響電力系統正常運行。目前，傳統的產品解決這個問題，多采用以下幾種方法:(1)在真空斷路器機構箱內增加多根分閘彈簧提高分閘速度；(2)采用提高合、分閘電流的有效值來提升合、分閘電磁力增加速度；(3)將永磁、電磁回路分成磁路不干涉的兩部分結構布置提高初始速度。另外，傳統永磁機構產品，其設計動鐵芯運動的定位和導向，是利用輸出軸延伸出永磁機構頂蓋和底蓋，依賴頂底蓋中間開定位孔來實現定位和導向功能。這些設計方案的實施，存在的問題是:(I)機械傳動部件多，故障點增加，傳動損耗大，分閘速度提升不明顯；(2)采用提高分閘電流值提升分閘速度的后果是增加了直流電源系統的成本，也提高電氣故障的風險。(3)利用傳統的永磁機構動鐵芯定位和導向設計方案，使得永磁機構結構復雜，體積增大；因此，在簡化傳統產品結構的背景下，設計一種能明顯提高分閘速度的永磁機構具有較為現實的意義。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種具有分閘加速度的軸向自適應雙穩態永磁機構，在簡化了現有產品結構的基礎上明顯的提升永磁機構分閘速度。一種具有分閘加速度的軸向自適應雙穩態永磁機構，包括輸出軸，在該輸出軸外套裝有動鐵芯，在該動鐵芯外還套裝有自潤滑導向套、緩沖、分閘線圈、靜鐵芯、合閘線圈和外磁軛，以及安裝在輸出軸兩端旁的頂蓋和底蓋，另外在外磁軛中部和靜鐵芯之間安裝有瓦型磁鐵，其特別之處在于:所述外磁軛為空心圓柱體，在其內腔中設有磁短路環，該磁短路環與靜鐵芯之間設置有磁短路氣隙。其中動鐵芯為空心圓柱體，在其外表面設有軸向的泄壓槽，在該泄壓槽上還設有泄壓孔，從而共同將動鐵芯在封閉結構中運動時產生的壓縮空氣阻力釋放；另外動鐵芯上端為圓錐臺，而下端為凹形端面。其中輸出軸的一端伸出底蓋外，而該輸出軸的另一端從自潤滑導向套、緩沖和動鐵芯的內腔中穿過并且與動鐵芯為過盈配合，輸出軸末端固定在頂蓋內的動鐵芯上的凹槽中。其中磁短路環、瓦型磁鐵和靜鐵芯將外磁軛的內腔分為上下兩個隔室，在上隔室內安裝有分閘線圈，而在下隔室內安裝有合閘線圈。其中自潤滑導向套為鑲嵌石墨的銅質空心圓柱體，并且該自潤滑導向套安裝在緩沖的下方。其中在分閘線圈和動鐵芯之間安裝有自潤滑導向環，該自潤滑導向環的材質為聚四氟乙烯，并且該自潤滑導向環與分閘線圈高度相等。本技術針對上述問題，提供一種具有分閘加速度的軸向自適應雙穩態永磁機構，采用有別于傳統機構的內嵌式自適應定位和導向結構、非等距運動磁路、壓縮氣體泄壓通道、磁短路氣隙、緩沖、自潤滑部件等方案，在簡化了傳統產品結構的基礎上明顯的提升永磁機構分閘速度。本技術的有益效果是:提供一種具有分閘加速度的軸向自適應雙穩態永磁機構，采用了有別于傳統機構的內嵌式自適應定位和導向結構、非等距運動磁路、壓縮氣體泄壓通道、磁短路氣隙、緩沖、自潤滑部件等方案，在簡化了傳統產品結構的基礎上明顯的提升永磁機構分閘速度，提高了永磁機構真空斷路器的穩定性和實用性。附圖說明附圖1為本技術的雙穩態永磁機構在分閘狀態的示意圖；附圖2為本技術的雙穩態永磁機構在合閘狀態的示意圖；附圖3為本技術的雙穩態永磁機構在分閘過程初始狀態的示意圖；附圖4為本技術的雙穩態永磁機構中動鐵芯11的結構示意圖。具體實施方式如圖1、2、3所示，本技術是一種具有分閘加速度的軸向自適應雙穩態永磁機構，包括輸出軸12，在該輸出軸12外套裝有動鐵芯11，在該動鐵芯11外還套裝有自潤滑導向套7、緩沖9、分閘線圈2、靜鐵芯3、合閘線圈6和外磁軛5，以及安裝在輸出軸12兩端旁的頂蓋I和底蓋8，另外在外磁軛5中部和靜鐵芯3之間安裝有瓦型磁鐵4，所述外磁軛5為空心圓柱體，在其內腔中設有磁短路環13，該磁短路環13與靜鐵芯3之間設置有磁短路氣隙18。如圖4所示，其中動鐵芯11為空心圓柱體，在其外表面設有軸向的泄壓槽14，在該泄壓槽14上還設有泄壓孔15，從而共同將動鐵芯11在封閉結構中運動時產生的壓縮空氣阻力釋放；另外動鐵芯11上端為圓錐臺17，而下端為平面。輸出軸12的一端伸出底蓋8夕卜，而該輸出軸12的另一端從自潤滑導向套7、緩沖9和動鐵芯11的內腔中穿過并且與動鐵芯11為過盈配合，并且其末端固定在頂蓋I內的動鐵芯11上的凹槽20中。磁短路環13、瓦型磁鐵4和靜鐵芯3將外磁軛5的內腔分為上下兩個隔室，在上隔室內安裝有分閘線圈2，而在下隔室內安裝有合閘線圈6。另外自潤滑導向套7為鑲嵌石墨的銅質空心圓柱體，并且該自潤滑導向套7安裝在緩沖9的下方。而在分閘線圈2和動鐵芯11之間安裝有自潤滑導向環10，該自潤滑導向環10的材質為聚四氟乙烯，并且該自潤滑導向環10與分閘線圈2高度相等。本技術的工作原理如下:在磁短路環13和靜鐵芯3之間設置有磁短路氣隙18，該短路氣隙18的磁阻隨動鐵芯11的向上運動，逐漸小于動鐵芯11與底蓋8間的磁阻，近似將瓦型磁鐵4磁短路，使緩沖9的反力疊加在分閘線圈2的電磁力上，共同作用于動鐵芯11向上運動，獲得有效分閘的加速度；在動鐵芯11上端還具有圓錐臺17的特征，其優越性在于當動鐵芯11處于中間狀態下，上端的圓錐臺17與頂蓋I中部的錐形凹槽磁保持面19的氣隙垂直距離，比下端的凹形端面16與底蓋8中部的圓環凸臺之間的氣隙垂直距離縮小了 20%左右，形成了一種上下非等距的磁路結構，可使動鐵芯11向上運動時的磁阻小于向下運動的磁阻，獲得有效的分閘加速度；與現有永磁機構不同，本技術無需在頂蓋I中心開孔來實現導向功能，且本技術利用具有潤滑功能的聚四氟乙烯、石墨等材料進行自適應的運動導向，效果比傳統機構采用潤滑油更佳。權利要求1.一種具有分閘加速度的軸向自適應雙穩態永磁機構，包括輸出軸(12)，在該輸出軸(12 )外套裝有動鐵芯(11)，在該動鐵芯(11)外還套裝有自潤滑導向套(7 )、緩沖(9 )、分閘線圈(2)、靜鐵芯(3)、合閘線圈(6)和外磁軛(5)，以及安裝在輸出軸(12)兩端旁的頂蓋(I)和底蓋(8)，另外在外磁軛(5)中部和靜鐵芯(3)之間安裝有瓦型磁鐵(4本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有分閘加速度的軸向自適應雙穩態永磁機構，包括輸出軸（12），在該輸出軸（12）外套裝有動鐵芯（11），在該動鐵芯（11）外還套裝有自潤滑導向套（7）、緩沖（9）、分閘線圈（2）、靜鐵芯（3）、合閘線圈（6）和外磁軛（5），以及安裝在輸出軸（12）兩端旁的頂蓋（1）和底蓋（8），另外在外磁軛（5）中部和靜鐵芯（3）之間安裝有瓦型磁鐵（4），其特征在于：所述外磁軛（5）為空心圓柱體，在其內腔中設有磁短路環（13），該磁短路環（13）與靜鐵芯（3）之間設置有磁短路氣隙（18）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：牛廣軍，徐志，姬濤，李發紅，
申請(專利權)人：寧夏力成電氣集團有限公司，
類型：實用新型
國別省市：