專利名稱：一種采用永磁操作機(jī)構(gòu)的空氣斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及低壓電器，尤其涉及空氣斷路器，具體地說(shuō)是一種采用永磁 機(jī)構(gòu)的空氣斷路器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的萬(wàn)能式斷路器都是采用四連桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)貯能、閉合、分?jǐn)嗳齻€(gè)工作 過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)斷路器的合分，此種機(jī)構(gòu)零件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求高， 可靠性和一致性難控制，壽命一般只有3000-10000次，并且需要定期維護(hù)?，F(xiàn) 今作為配電系統(tǒng)的主開關(guān)，都已基本實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的遙控、遙測(cè)、遙調(diào)，對(duì)斷路 器來(lái)說(shuō)就要實(shí)現(xiàn)高可靠性、長(zhǎng)壽命、免維護(hù)要求，按目前這種結(jié)構(gòu)的空氣斷路器 都還無(wú)法完全滿足要求。而采用了永磁操作機(jī)構(gòu)的中壓真空斷路器現(xiàn)己廣泛使 用，且已實(shí)現(xiàn)了高可靠性、長(zhǎng)壽命、免維護(hù)、易操作滿足了市場(chǎng)發(fā)展需求，但是， 僅配用于在觸頭行程較小的直動(dòng)式真空斷路器上。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，旨在提供一種新穎的采用 永磁操作機(jī)構(gòu)的空氣斷路器，該結(jié)構(gòu)能適用于各種性能的空氣斷路器。解決上述問(wèn)題采用的技術(shù)方案是 一種采用永磁操作機(jī)構(gòu)的空氣斷路器，殼 體內(nèi)設(shè)有靜觸頭、動(dòng)觸頭系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)，所述的殼體上還設(shè)有轉(zhuǎn)軸和永磁操作 機(jī)構(gòu)，所述的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有與所述永磁操作機(jī)構(gòu)連動(dòng)的第一懸臂和與所述動(dòng)觸頭系 統(tǒng)連動(dòng)的第二懸臂。本實(shí)用新型的空氣式萬(wàn)能式斷路器機(jī)構(gòu)采用永磁操作機(jī)構(gòu)，解決了永磁操作 機(jī)構(gòu)只能是配用于在觸頭行程較小的直動(dòng)式真空斷路器上，該實(shí)用新型的特點(diǎn) 是采用永磁操作機(jī)構(gòu)通過(guò)連桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)、靜觸頭合分 的空氣式斷路器，取消了傳統(tǒng)斷路器的機(jī)械脫扣、鎖扣系統(tǒng)，通過(guò)永久磁鐵產(chǎn)生 的保持力將斷路器保持在分、合閘位置。 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第一懸臂通過(guò)連桿連接到永磁操作機(jī) 構(gòu)的驅(qū)動(dòng)桿上，并且所述的連桿兩端分別與所述的第一懸臂和驅(qū)動(dòng)桿軸接。這樣， 第一懸臂和連桿構(gòu)成一個(gè)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，將永磁操作機(jī)構(gòu)輸出的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn) 化為第一懸臂繞轉(zhuǎn)軸的來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)。作為本實(shí)用新型的再進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的永磁操作機(jī)構(gòu)包括靜鐵心、動(dòng)鐵 心、永磁體、分閘線圈和合閘線圈，所述的分閘線圈和合閘線圈上下分置，所述 的動(dòng)鐵心設(shè)在分閘線圈和合閘線圈的線圈骨架內(nèi)，所述的永磁體置于分閘線圈和 合閘線圈之間；所述的動(dòng)鐵心上端與所述的驅(qū)動(dòng)桿連接。所述的永磁操作機(jī)構(gòu)還可以采用以下結(jié)構(gòu)包括靜鐵心、動(dòng)鐵心、永磁體、 控制線圏和分閘彈簧，所述的控制線圈繞制在線圈骨架上，所述的動(dòng)鐵心設(shè)在所 述的線圈骨架內(nèi)，所述永磁體置于所述靜鐵心的底部，且與所述動(dòng)鐵心正對(duì)，所 述的分閘彈簧置于所述的永磁體和動(dòng)鐵心之間；所述的動(dòng)鐵心上端與所述的驅(qū)動(dòng) 桿連接。所述的分閘彈簧上端置于所述動(dòng)鐵心的底部開設(shè)的盲孔內(nèi)。作為本實(shí)用新型的再進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的殼體包括底板和基座，所述的轉(zhuǎn)軸和永磁操作機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述的基座外，便于安裝、維修和更換部件。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的第二懸臂的個(gè)數(shù)與斷路器的極數(shù)相同，且每個(gè)第二 懸臂分別與相應(yīng)極的動(dòng)觸頭系統(tǒng)連動(dòng)。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型的斷路器結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型的斷路器觸頭合閘時(shí)的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型采用的永磁操作機(jī)構(gòu)合閘狀態(tài)剖面圖；圖4是本實(shí)用新型的斷路器觸頭分?jǐn)鄷r(shí)的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型采用的永磁操作機(jī)構(gòu)分閘狀態(tài)剖面圖；圖6:本實(shí)用新型采用另外一種結(jié)構(gòu)的永磁操作機(jī)構(gòu)合閘狀態(tài)剖面圖；圖7是本實(shí)用新型采用另外一種結(jié)構(gòu)的永磁操作機(jī)構(gòu)分閘狀態(tài)剖面圖；具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1、 2,本實(shí)用新型的采用永磁操作機(jī)構(gòu)的空氣斷路器，從圖中看出 該斷路器是一種多極斷路^1，其殼體包括底板1和基座3，在底板l上裝有靜觸 頭9，基座3內(nèi)裝有可轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)觸頭系統(tǒng)10,在動(dòng)靜觸頭上方裝有滅弧系統(tǒng)2， 這些組合成斷路器的觸頭系統(tǒng)。在基座3外裝有轉(zhuǎn)軸4、永磁機(jī)構(gòu)7。所述的轉(zhuǎn) 軸4上設(shè)有與所述永磁操作機(jī)構(gòu)7連動(dòng)的第一懸臂5和與所述動(dòng)觸頭系統(tǒng)10連 動(dòng)的第二懸臂8。所述的第一懸臂5—端與連桿6軸接，所述的連桿6的另一端 與永磁操作機(jī)構(gòu)7的驅(qū)動(dòng)桿11軸接。參照?qǐng)D3，所述的永磁操作機(jī)構(gòu)7包括靜鐵心13、動(dòng)鐵心16、永磁體14、 分閘線圈12和合閘線圈15,所述的動(dòng)鐵心16設(shè)在線圏骨架內(nèi)，所述的分闡線 圈12和合閘線圈15分別設(shè)置在靜鐵心13內(nèi)的兩端，所述的永磁體14固定在靜 鐵心13上，且置于分閘線圈12和合閘線圈15之間；所述的動(dòng)鐵心16上端與所 述的驅(qū)動(dòng)桿ll固定連接。經(jīng)永磁操作機(jī)構(gòu)7內(nèi)的動(dòng)鐵心16的上下運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿6帶動(dòng)第一懸臂5來(lái) 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸4，轉(zhuǎn)軸4固定在基座3上通過(guò)軸承能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，同樣轉(zhuǎn)軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)通 過(guò)第二懸臂8來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)觸頭系統(tǒng)10從而來(lái)分合斷路器，轉(zhuǎn)軸是由多片第二懸臂 8、 一片第一懸臂5及軸相互間成一定的角度焊接而成，每個(gè)第二懸臂8與其對(duì) 應(yīng)極的動(dòng)觸頭系統(tǒng)10連接。圖2、 4顯示了斷路器觸頭合分閘狀態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)軸4、 連桿6、永磁操作機(jī)構(gòu)7的驅(qū)動(dòng)桿11工作狀態(tài)，圖3、 5、 6、 7顯示永磁操作機(jī) 構(gòu)合分閘時(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖。永磁操作機(jī)構(gòu)是采用電磁操動(dòng)、永磁保持、電子控制，與傳^&機(jī)構(gòu)相比少了 分合閘位置機(jī)械脫扣、鎖扣系統(tǒng)，只通過(guò)永久磁鐵產(chǎn)生的保持力就可以讓斷路器 保持在分、合位置上，零件只有其的40%，從而實(shí)現(xiàn)了高可靠性、長(zhǎng)壽命、免維 護(hù)、易操作。其工作原理如下如圖3、 5所示斷路器處于合閘和分閘位置時(shí)， 分閘線園12、合閘線圈15無(wú)電流通過(guò)，動(dòng)鐵心16由永磁力保持在上下極限位 置，不需要任何機(jī)械鎖扣。如圖3斷路器處于合閘位置時(shí)，當(dāng)外部有分閘信號(hào)時(shí)， 分閘線圏12產(chǎn)生向下的磁勢(shì)，并與永磁體14產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加合成，動(dòng)鐵心16 連同固定在上面的驅(qū)動(dòng)桿11，在合成磁場(chǎng)力及觸頭彈簧反力的作用下，在規(guī)定 的時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)完成行程H，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)的角度正好滿足斷路器分閘所需觸頭 開距。分閘動(dòng)作結(jié)束后，各部件的位置如圖5所示。此時(shí)，永磁體14產(chǎn)生的磁 力線從靜鐵心13頂部經(jīng)靜鐵心13左側(cè)、靜鐵心13中部、左側(cè)永磁體H、動(dòng)鐵 心16、右側(cè)永磁體14、靜鐵心13右側(cè)最后回到靜鐵心13頂部，形成一個(gè)環(huán)繞 分閘線圈13的閉合磁路B，而合閘線圈15附近的磁力線幾乎消失，從而保證斷 路器處于可靠分鬧位置。同樣，如圖5所示，當(dāng)斷路器處于分閘位置時(shí)，當(dāng)外部有合閘信號(hào)時(shí)，合閘 線圈15產(chǎn)生向下的磁勢(shì)，并與永磁體14產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加合成，動(dòng)鐵心16連同 固定在上面的驅(qū)動(dòng)桿11，在合成磁場(chǎng)力作用下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)完成行程H， 帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)的角度正好滿足斷路器合閘所需克服觸頭壓力及所需的超程，保 證斷路器的分?jǐn)嗄芰蜏厣：祥l動(dòng)作結(jié)束后，各部件的位置如圖3所示。此時(shí)， 永磁體14產(chǎn)生的磁力線從靜鐵心13底部經(jīng)靜鐵心13左側(cè)、靜鐵心13中部、左 側(cè)永磁體14、動(dòng)鐵心16、右側(cè)永磁體14、靜鐵心13右側(cè)最后回到靜鐵心13底 部，形成一個(gè)環(huán)繞合閘線圈15的閉合磁路A,分閘線圈附近的磁力線幾乎消失， 磁場(chǎng)分布在合閘線圈附近，保證斷路器處于可靠合閘位置。從以上工作過(guò)程看出 只有動(dòng)鐵芯16是運(yùn)動(dòng)部件，從結(jié)構(gòu)上取消了容易引發(fā)故障的機(jī)械脫、鎖扣裝置， 提高了系統(tǒng)的可靠性，無(wú)須替換和調(diào)節(jié)任何部件，壽命可達(dá)3-5萬(wàn)次。同時(shí)，在 合分閘位置處也無(wú)須提供電源能量，因而能耗也較低。圖6、 7是本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的永磁操作機(jī) 構(gòu)7包括靜鐵心13、動(dòng)鐵心16、永磁體14、控制線圈19和分閘彈簧20，所述 的控制線圈19繞制在線圈骨架上，所述的動(dòng)鐵心16設(shè)在線圈骨架內(nèi)，所述永磁 體14置于所述靜鐵心13的底部，且與所述動(dòng)鐵心16正對(duì)，所述的分閘彈簧20 一端與所述永磁體14的頂部相連，另一端置于所述動(dòng)鐵心16的底部開設(shè)的盲孔 25內(nèi)。該實(shí)施例的特點(diǎn)是合分閘共用一個(gè)控制線園，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，但所需的合閘保 持力更大，其工作原理如下如圖6斷路器處于合鬧位置時(shí)，當(dāng)外部有分閘信號(hào) 時(shí)，控制線圈19產(chǎn)生磁勢(shì)，動(dòng)鐵心18中由控制線圈19產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永磁體磁 場(chǎng)成排斥，動(dòng)鐵心18連同固定在上面的驅(qū)動(dòng)桿17，在磁場(chǎng)排斥力、分閘彈簧20 作用力、觸頭彈簧反力的作用下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)完成行程H,帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸4 轉(zhuǎn)動(dòng)的角度正好滿足斷路器分閘所需觸頭開距，此時(shí)動(dòng)鐵心18與永磁鐵21有開 距H，分閘彈簧20作用力大于動(dòng)鐵心18與永磁鐵21之間產(chǎn)生的磁力，保證斷 如圖7所示。同樣如圖7當(dāng)斷路器處于分閘位置時(shí)，當(dāng)外 部有合閘信號(hào)時(shí)(控制模塊輸入一反向電流)，控制線圏19產(chǎn)生磁勢(shì)，動(dòng)鐵心 18中由控制線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永磁體21產(chǎn)生的磁場(chǎng)相吸，動(dòng)鐵心18連同固定 在上面的驅(qū)動(dòng)桿17,在磁場(chǎng)力作用下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)完成行程H，帶動(dòng)轉(zhuǎn) 軸4轉(zhuǎn)動(dòng)的角度正好滿足斷路器合閘所需克服觸頭壓力及所需的超程，保證斷路 器的分?jǐn)嗄芰蜏厣詈髣?dòng)鐵心18與永磁鐵21成一組磁場(chǎng)保證斷路器處于可 靠合閘，同樣動(dòng)鐵心18的運(yùn)動(dòng)會(huì)使分閘彈簧20儲(chǔ)能，為下次分閘作好準(zhǔn)備。應(yīng)該理解到的是上述實(shí)施例只是對(duì)本實(shí)用新型的說(shuō)明，而不是對(duì)本實(shí)用新 型的限制，任何不超出本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)的實(shí)用新型創(chuàng)造，均落入本實(shí) 用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、 一種采用永磁操作機(jī)構(gòu)的空氣斷路器，殼體內(nèi)設(shè)有靜觸頭(9)、動(dòng)觸頭系統(tǒng)(10)和滅弧系統(tǒng)(2)，其特征在于所述的殼體上還設(shè)有轉(zhuǎn)軸(4)和永磁操 作機(jī)構(gòu)(7)，所述的轉(zhuǎn)軸(4)上設(shè)有與所述永磁操作機(jī)構(gòu)(7)連動(dòng)的第一 懸臂(5)和與所述動(dòng)觸頭系統(tǒng)(10)連動(dòng)的第二懸臂(8)。
2、 如權(quán)利要求1所述的空氣斷路器，其特征在于所述的第一懸臂(5)通過(guò)連桿(6)連接到永磁操作機(jī)構(gòu)(7)的驅(qū)動(dòng)桿(11)上，并且所述的連桿(6)兩 端分別與所述的第一懸臂(5)和驅(qū)動(dòng)桿(11)軸接。
3、 如權(quán)利要求2所述的空氣斷路器，其特征在于所述的永磁操作機(jī)構(gòu)(7)包括 靜鐵心(13)、動(dòng)鐵心(16)、永磁體(14)、分閘線圈(12)和合閘線圈(15)， 所述的分閘線圈(12)和合閘線圈(15)上下分置，所述的動(dòng)鐵心(16)設(shè) 在分閘線圈(12)和合閘線圈(15)的線圈骨架內(nèi)，所述的永磁體(14)置 于分閘線圈(12)和合閘線圈(15)之間；所述的動(dòng)鐵心(16)上端與所述 的驅(qū)動(dòng)桿(11)連接。
4、 如權(quán)利要求2所述的空氣斷路器，其特征在于所述的永磁操作機(jī)構(gòu)(7)包括 靜鐵心(13)、動(dòng)鐵心(16)、永磁體(14)、控制線圈(19)和分閘彈簧(20), 所述的控制線圈(19)繞制在線圈骨架上，所述的動(dòng)鐵心(16)設(shè)在所述的 線圈骨架內(nèi)，所述永磁體(14)置于所述靜鐵心(13)的底部，且與所述動(dòng) 鐵心(16)正對(duì)，所述的分閘彈簧(20)置于所述的永磁體(14)和動(dòng)鐵心(16)之間；所述的動(dòng)鐵心(16)上端與所述的驅(qū)動(dòng)桿(11)連接。
5、 如權(quán)利要求4所述的空氣斷路器，其特征在于所述的分閘彈簧(20)上端置 于所述動(dòng)鐵心(16)的底部開設(shè)的盲孔(25)內(nèi)。
6、 如權(quán)利要求1~5任何一項(xiàng)所述的空氣斷路器，其特征在于所述的殼體包括底 板(1)和基座(3)，所述的轉(zhuǎn)軸(4)和永磁操作機(jī)構(gòu)(7)設(shè)置在所述的基 座(3)夕卜。
7、 如權(quán)利要求1 5任何一項(xiàng)所述的空氣斷路器，其特征在于所述的第二懸臂(8) 的個(gè)數(shù)與斷路器的極數(shù)相同，且每個(gè)第二懸臂(8)分別與相應(yīng)極的動(dòng)觸頭系 統(tǒng)(10)連動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種采用永磁操作機(jī)構(gòu)的空氣斷路器，殼體內(nèi)設(shè)有靜觸頭、動(dòng)觸頭系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)，所述的殼體上還設(shè)有轉(zhuǎn)軸和永磁操作機(jī)構(gòu)，所述的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有與所述永磁操作機(jī)構(gòu)連動(dòng)的第一懸臂和與所述動(dòng)觸頭系統(tǒng)連動(dòng)的第二懸臂。本實(shí)用新型的空氣式萬(wàn)能式斷路器機(jī)構(gòu)采用永磁操作機(jī)構(gòu)，解決了永磁操作機(jī)構(gòu)只能是配用于在觸頭行程較小的直動(dòng)式真空斷路器上，該實(shí)用新型的特點(diǎn)是采用永磁操作機(jī)構(gòu)通過(guò)連桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)、靜觸頭合分的空氣式斷路器，取消了傳統(tǒng)斷路器的機(jī)械脫扣、鎖扣系統(tǒng)，通過(guò)永久磁鐵產(chǎn)生的保持力將斷路器保持在分、合閘位置。
文檔編號(hào)H01H33/38GK201038045SQ20072010717
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月20日
發(fā)明者吳小偉, 王書成, 劍 鄒 申請(qǐng)人:浙江正泰電器股份有限公司