專利名稱：高壓斷路器橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于輸變電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高壓斷路器橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī) 操動(dòng)機(jī)構(gòu)，適用于斷路器的智能化操作。
技術(shù)背景對(duì)高壓斷路器而言，要求操動(dòng)機(jī)構(gòu)既能獲得較高的分合閘速度，又能快速實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 重合閘操作。操動(dòng)機(jī)構(gòu)在斷路器中占有重要地位。它不但要保證斷路器長(zhǎng)期的動(dòng)作可靠 性，而且要滿足滅弧特性對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求。斷路器的分合閘所需時(shí)間和速度必須滿足 其開斷和關(guān)合要求，以便快速切除故障而不使故障擴(kuò)大，保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，并可減 輕設(shè)備、線路的損傷。為此要求斷路器具有良好的操作性能，以滿足上述要求。對(duì)于現(xiàn) 有的操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)或氣動(dòng)技術(shù)等，大都由一整套機(jī)械裝 置構(gòu)成，零部件多，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求高，且運(yùn)動(dòng)過程不可控。 發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的不足，本發(fā)明提供一種用于高壓斷路器的橫向磁場(chǎng)永 磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，它大大減少了傳統(tǒng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分，利用橫向磁場(chǎng)永磁 直線電機(jī)的直線運(yùn)動(dòng)直接帶動(dòng)高壓斷路器的動(dòng)觸頭分/合閘。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)的電機(jī)主軸和高壓斷路器的動(dòng)觸頭通過傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)在初級(jí)鐵心上安裝了永磁體，由永磁體建立主磁場(chǎng)， 在橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)的電樞繞組中通入直流電，這樣通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作 用就驅(qū)動(dòng)次級(jí)鐵心運(yùn)動(dòng)，而次級(jí)鐵心則通過連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)斷路器動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)。橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)包括初級(jí)鐵心、永磁體、次級(jí)鐵心、電樞繞組、電機(jī)主軸， 沿徑向由內(nèi)到外依次分布為電機(jī)主軸、次級(jí)鐵心、永磁體、電樞繞組、初級(jí)鐵心，初 級(jí)鐵心由兩塊相對(duì)的凹形塊構(gòu)成，兩個(gè)凹型塊合到一起呈口型，每個(gè)凹形塊是由硅鋼片 疊壓而成若干個(gè)槽形結(jié)構(gòu)，初級(jí)鐵心的兩塊凹形塊中間設(shè)有次級(jí)鐵心，在次級(jí)鐵心的上 下兩個(gè)面上開槽，并且在槽中放置電樞繞組，電樞繞組中通入單相電流，兩個(gè)凹形塊連 接之處嵌放有永磁體，永磁體構(gòu)成橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)的磁極，電樞繞組在槽中按單 層集中整距繞組的方式排列-本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)高壓斷路器橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)克服了傳統(tǒng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的 體積較大、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜、響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)及運(yùn)動(dòng)過程不可控等缺點(diǎn)，突破了傳統(tǒng)意義上機(jī) 構(gòu)運(yùn)動(dòng)的原理，利用電機(jī)自身產(chǎn)生的電磁推力從而帶動(dòng)斷路器觸頭的分/合閘。有如下優(yōu)點(diǎn)(1) 電路結(jié)構(gòu)和磁路結(jié)構(gòu)不在同一平面內(nèi)，不存在相互制約關(guān)系；(2) 各相之間沒有耦合，便于獨(dú)立分析和控制；(3) 許多參數(shù)彼此相互獨(dú)立，參數(shù)選擇的自由度大；(4) 各相均采用集中繞組，繞組端部小，電機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊。本發(fā)明采用的橫向磁場(chǎng)永磁電機(jī)除了工作可靠穩(wěn)定外還能夠提供較大的力密度和 功率密度，由于減少了復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使機(jī)構(gòu)的質(zhì)量小，運(yùn)動(dòng)慣量小，動(dòng)能大大減小， 使能量損耗小，提高了效率；同時(shí)也提高了整個(gè)裝置的精度和可靠性，具有高響應(yīng)和高 精度的特點(diǎn)并且運(yùn)動(dòng)過程可控。


圖1是本發(fā)明中高壓斷路器橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖，圖2是本發(fā)明中橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中l(wèi)靜觸頭，2滅弧室，3動(dòng)觸頭，4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，5橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)，6初級(jí) 鐵心，7次級(jí)鐵心，8永磁體，9電機(jī)主軸，IO電樞繞組。
具體實(shí)施方式
對(duì)于40.5kV戶內(nèi)真空斷路器，根據(jù)滅弧室對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求，設(shè)計(jì)了一種橫向磁 場(chǎng)永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，要求橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)提供的電磁推力達(dá)到 3000~6000N，運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到4 6m/s以上，運(yùn)行時(shí)間要小于20ms。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述本發(fā)明高壓斷路器橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如附圖l所示，在滅弧室2的下面裝有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4和橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)的電機(jī)主軸9相連，電 機(jī)主軸9帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)動(dòng)觸頭3運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)斷路器的分/合閘。橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)的初級(jí)鐵心6、 次級(jí)鐵心7、永磁體8、電機(jī)主軸9、電樞繞組10，沿徑向由內(nèi)到外依次分布為電機(jī) 主軸9、次級(jí)鐵心7、電樞繞組IO、永磁體8、初級(jí)鐵心6，初級(jí)鐵心6由兩塊相對(duì)的凹 形塊構(gòu)成，兩個(gè)凹型塊合到一起呈口型，每個(gè)凹形塊是由硅鋼片疊壓而成若干個(gè)槽形結(jié) 構(gòu)，初級(jí)鐵心的兩個(gè)凹形塊中間設(shè)有次級(jí)鐵心7，在次級(jí)鐵心7的上下兩個(gè)面上開槽， 并且在槽中放置電樞繞組10,電樞繞組10中通入單相電流，兩個(gè)凹形塊連接之處嵌放有永磁體8，永磁體8構(gòu)成橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)的磁極，電樞繞組在槽中按單層集中 整距繞組的方式排列。在電樞繞組10中通入電流，電流在永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到安 培力的作用產(chǎn)生電磁推力從而推動(dòng)次級(jí)鐵心7的水平運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1、一種高壓斷路器橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，由橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，其特征在于在高壓斷路器滅弧室的下面裝有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一端和橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)的電機(jī)主軸相連，另一端與高壓斷路器滅弧室的動(dòng)觸頭相連。
全文摘要
高壓斷路器橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，屬于輸變電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，由橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，在滅弧室的下面裝有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一端和橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)的電機(jī)主軸相連，另一端與滅弧室的動(dòng)觸頭相連。橫向磁場(chǎng)永磁直線電機(jī)的初級(jí)鐵心由兩塊相對(duì)的凹形塊構(gòu)成，每個(gè)凹形塊是由硅鋼片疊壓而成若干個(gè)槽形結(jié)構(gòu)，初級(jí)鐵心的中間設(shè)有次級(jí)鐵心，在次級(jí)鐵心的上下兩個(gè)面上開槽，并且在槽中放置電樞繞組，電樞繞組中通入單相電流，兩個(gè)凹形塊連接之處嵌放有永磁體，永磁體構(gòu)成電機(jī)的磁極，電樞繞組在槽中按單層集中整距繞組的方式排列。本發(fā)明減少了傳統(tǒng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分，利用電機(jī)的直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)高壓斷路器的觸頭分/合閘。
文檔編號(hào)H01H33/28GK101256913SQ200810010539
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者徐建源, 李永祥, 莘 林, 馬躍乾 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)