專利名稱：一種分、合閘工作氣隙雙側(cè)分散勵(lì)磁的雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，特別是涉及一種在分閘工作 氣隙和合閘工作氣隙雙側(cè)分散勵(lì)磁的雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，是對(duì)現(xiàn)有的雙穩(wěn) 態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，適合用在單相、多相高壓、中壓和低壓開關(guān)中， 用來驅(qū)動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)。
背景技術(shù)：
雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要用在高壓、中壓和低壓開關(guān)中，用來驅(qū)動(dòng)觸頭
分閘或合閘?，F(xiàn)有的雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)有2個(gè)線圈，l個(gè)合閘線圈、l個(gè) 分閘線圈，合閘線圈被安放在合閘工作氣隙一側(cè)，分閘線圈被安放在分閘工 作氣隙一側(cè)。
雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理如下
(1) 當(dāng)動(dòng)鐵心位于分閘位置，且合閘線圈和分閘線圈都斷電時(shí)，永久磁 鐵的磁場(chǎng)主要作用在分閘工作氣隙上，永久磁鐵磁場(chǎng)所產(chǎn)生電磁力使動(dòng)鐵心 保持分閘。
(2) 動(dòng)鐵心在分閘位置時(shí)，如果合閘線圈被激勵(lì)，則在分閘工作氣隙側(cè)， 合間線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永久磁鐵的磁場(chǎng)相抵消；在合閘工作氣隙側(cè)，合閘 線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永久磁鐵的磁場(chǎng)相疊加。隨著合閘線圈勵(lì)磁電流的增 加，動(dòng)鐵心受到的分閘力越來越小，合閘力越來越大。當(dāng)合閘力大于分閘力 時(shí)，動(dòng)鐵心由分閘位置向合閘位置運(yùn)動(dòng)。當(dāng)動(dòng)鐵心運(yùn)動(dòng)到合閘位置后，永久 磁鐵的磁場(chǎng)主要作用在合閘工作氣隙側(cè)，關(guān)斷合閘線圈的勵(lì)磁電源，使合閘線圈斷電，依靠永久磁鐵磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電磁力使動(dòng)鐵心保持合閘。
(3)動(dòng)鐵心在合閘位置時(shí)，如果合閘線圈被激勵(lì)，則在分閘工作氣隙側(cè)， 合閘線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永久磁鐵的磁場(chǎng)相抵消；在合閘工作氣隙側(cè)，合閘 線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永久磁鐵的磁場(chǎng)相疊加。隨著合閘線圈勵(lì)磁電流的增 加，動(dòng)鐵心受到的合閘力越來越小，分閘力越來越大。當(dāng)分閘力大于合閘力 時(shí)，動(dòng)鐵心由合閘位置向分閘位置運(yùn)動(dòng)。當(dāng)動(dòng)鐵心運(yùn)動(dòng)到分閘位置后，永久 磁鐵的磁場(chǎng)主要作用在分閘工作氣隙側(cè)，關(guān)斷分閘線圈的勵(lì)磁電源，使分閘 線圈斷電，依靠永久磁鐵磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電磁力使動(dòng)鐵心保持分閘。
從雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理可以看出，雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī) 構(gòu)是依靠永久磁鐵所產(chǎn)生的電磁力使動(dòng)鐵心保持合閘或分閘，依靠分閘線圈 的外加磁場(chǎng)驅(qū)使動(dòng)鐵心從合閘位置向分閘位置運(yùn)動(dòng)，依靠合閘線圈的外加磁 場(chǎng)驅(qū)使動(dòng)鐵心從分閘位置向合閘位置運(yùn)動(dòng)。當(dāng)動(dòng)鐵心的運(yùn)動(dòng)行程較短時(shí)，動(dòng) 鐵心可以從合閘位置或分閘位置的外加磁場(chǎng)中獲得足夠的操作功。
但當(dāng)動(dòng)鐵心的運(yùn)動(dòng)行程較長時(shí)，當(dāng)動(dòng)鐵心位于分閘位置時(shí)，合閘線圈通 電勵(lì)磁后，由于氣隙磁阻較大，合閘線圈的外加磁場(chǎng)不能有效地作用在分閘 氣隙側(cè)，很難抵消永久磁鐵的磁場(chǎng)；同樣，當(dāng)動(dòng)鐵心位于合閘位置時(shí)，分閘 線圈通電勵(lì)磁后，其外加磁場(chǎng)也不能有效地作用在合閘氣隙側(cè)。
因此，當(dāng)動(dòng)鐵心運(yùn)動(dòng)行程較長時(shí)，動(dòng)鐵心在初始位置上難以從合閘線圈 或分閘線圈的外加磁場(chǎng)中獲得足夠的操作功而運(yùn)動(dòng)。所以，雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng) 機(jī)構(gòu)適于用在小行程幵關(guān)上。雖然在中等行程的開關(guān)上也有應(yīng)用，但分閘線 圈和合閘線圈的峰值電流較大，并且機(jī)械特性也不理想。在長行程的高壓開 關(guān)上尚未得到應(yīng)用。本實(shí)用新型的目的在于解決雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的上述不足，經(jīng)研究改 進(jìn)，給出了一種在分、合閘工作氣隙雙側(cè)分散勵(lì)磁的雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)。 這種新型的雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)使動(dòng)鐵心在較長的運(yùn)動(dòng)行程下也能從合閘 或分閘線圈的外加磁場(chǎng)中獲得足夠的操作功，不僅能滿足長行程永磁操動(dòng)機(jī) 構(gòu)的需要，也能顯著改善中等行程永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械特性。
本實(shí)用新型給出的技術(shù)方案是這種在分、合閘工作氣隙雙側(cè)分散勵(lì)磁 的雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括有合閘線圈和分閘線圈，其特點(diǎn)是在合閘工作 氣隙一側(cè)安放主合閘線圈和輔助分閘線圈，在分閘工作氣隙一側(cè)安放主分閘 線圈和輔助合閘線圈，其中主合閘線圈和輔助合閘線圈相串聯(lián)，主分閘線圈 和輔助分閘線圈相串聯(lián)。
在上述技術(shù)方案中，在合閘工作氣隙側(cè)和分閘工作氣隙側(cè)安放的主合閘 線圈、輔助合閘線圈、主分閘線圈和輔助分閘線圈的個(gè)數(shù)，可以是1個(gè)，也 可以是多個(gè)，其中所有的主合閘線圈與所有的輔助合閘線圈串接在一起，所 有的主分閘線圈與所有的輔助分閘線圈串接在一起。
在上述技術(shù)方案中，未提及的雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的其他部分與現(xiàn)有技 術(shù)相同。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是在分閘工作氣隙和合閘工 作氣隙雙側(cè)分散勵(lì)磁的雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)具有良好的勵(lì)磁效果。當(dāng)運(yùn)動(dòng)行 程較長時(shí)，本實(shí)用新型所提出的分散勵(lì)磁方式能使動(dòng)鐵心在初始運(yùn)動(dòng)位置上 就能從合閘線圈和分閘線圈的外加磁場(chǎng)中獲得足夠的操作功，從而滿足觸頭 的分閘特性和合閘特性。同時(shí)，對(duì)于中等行程的永磁操動(dòng)機(jī)，本實(shí)用新型同樣能增加合閘線圈和分閘線圈的勵(lì)磁效果，使動(dòng)鐵心的觸動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)時(shí)間 減少，使勵(lì)磁線圈的峰值電流減小，使儲(chǔ)能電容器的能耗降低，使機(jī)械特性 能更好地與觸頭的分閘特性和合閘特性相匹配。

圖1為本實(shí)用新型給出實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型給出實(shí)施例的接線示意圖。
具體實(shí)施方式

圖1為在分、合閘工作氣隙雙側(cè)分散勵(lì)磁的雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)圖，圖中， 1為靜鐵心，2為動(dòng)鐵心，3為永久磁鐵，4為驅(qū)動(dòng)桿(非導(dǎo)磁材料)，5為 主合閘線圈，6為輔助分閘線圈，7為主分閘線圈，8為輔助合閘線圈。動(dòng) 鐵心2位于分閘位置上。如圖l所示，這種在分、合閘工作氣隙雙側(cè)分散勵(lì) 磁的雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)在合閘工作氣隙一側(cè)安放主合閘線圈5和輔助分 閘線圈6，在分閘工作氣隙一側(cè)安放主分閘線圈7和輔助合閘線圈8。
圖2為主合閘線圈、輔助合閘線圈、主分閘線圈和輔助分閘線圈的接線 圖。圖中，T5為主合閘線圈，T6為輔助分閘線圈，T7為主分鬧線圈，T8為 輔助合閘線圈。如圖2所示，主合閘線圈T5和輔助合閘線圈T8相串聯(lián)，主 分閘線圈T7和輔助分閘線圈T6相串聯(lián)。
當(dāng)動(dòng)鐵心位于圖1所示的分閘位置時(shí)，永久磁鐵3所產(chǎn)生的電磁力主要 集中在分閘工作氣隙側(cè)(動(dòng)鐵心的下端)，使動(dòng)鐵心2保持在分閘位置上。 驅(qū)動(dòng)桿4與動(dòng)鐵心2之間為固定連接，動(dòng)鐵心2的分閘保持力通過驅(qū)動(dòng)桿4 傳至觸頭，從而保證觸頭可靠地分閘。
當(dāng)串聯(lián)勵(lì)在一起的主合閘線圈5和輔助合閘線圈8通電勵(lì)磁后，兩者均產(chǎn)生磁場(chǎng)。在動(dòng)鐵心未運(yùn)動(dòng)的觸動(dòng)階段，輔助合閘線圈8在分閘工作氣隙側(cè) 產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)很快就能抵消永久磁鐵的磁場(chǎng)，使分閘力減小。同 時(shí)，主合閘線圈5在合閘工作氣隙側(cè)產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場(chǎng)，產(chǎn)生較強(qiáng)的合閘力。 當(dāng)合閘力大于分閘力，動(dòng)鐵心開始從分閘位置上合閘位置運(yùn)動(dòng)。由于主合閘 線圈和輔助合閘線圈在分閘工作氣隙側(cè)和合閘工作氣隙側(cè)分散勵(lì)磁，因此動(dòng) 鐵心在整個(gè)分閘過程中都能從這兩個(gè)線圈的外加磁場(chǎng)中獲得足夠的操作功， 并且勵(lì)磁電流也不用太大。
分閘線圈的實(shí)施方式及原理與合閘線圈完全一致，只是動(dòng)鐵心的初始位 置和運(yùn)動(dòng)方向相反。
權(quán)利要求1.一種分、合閘工作氣隙雙側(cè)分散勵(lì)磁的雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括有合閘線圈和分閘線圈，其特征在于在合閘工作氣隙一側(cè)安放主合閘線圈和輔助分閘線圈，在分閘工作氣隙一側(cè)安放主分閘線圈和輔助合閘線圈，其中主合閘線圈和輔助合閘線圈相串聯(lián)，主分閘線圈和輔助分閘線圈相串聯(lián)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分、合閘工作氣隙雙側(cè)分散勵(lì)磁的雙穩(wěn)態(tài)永磁 操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于在合閘工作氣隙側(cè)和分閘工作氣隙側(cè)安放的主合閘線 圈、輔助合閘線圈、主分閘線圈和輔助分閘線圈的個(gè)數(shù)，為1個(gè)或多個(gè)，其 中所有的主合閘線圈與所有的輔助合閘線圈串接在一起，所有的主分閘線圈 與所有的輔助分閘線圈串接在一起。
專利摘要一種在分、合閘工作氣隙雙側(cè)分散勵(lì)磁的雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，適合用在單相、多相高壓、中壓和低壓開關(guān)中用來驅(qū)動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)，其特點(diǎn)是在合閘工作氣隙一側(cè)安放主合閘線圈和輔助分閘線圈，在分閘工作氣隙一側(cè)安放主分閘線圈和輔助合閘線圈，其中主合閘線圈和輔助合閘線圈相串聯(lián)，主分閘線圈和輔助分閘線圈相串聯(lián)。本實(shí)用新型具有良好的勵(lì)磁效果，能使動(dòng)鐵心在整個(gè)運(yùn)動(dòng)行程中都得到足夠的操作功，觸動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)時(shí)間減少，勵(lì)磁線圈的峰值電流減小，儲(chǔ)能電容器的能耗降低，機(jī)械特性能更好地與觸頭的分閘特性和合閘特性相匹配。
文檔編號(hào)H01H3/28GK201387818SQ20092001117
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者偉 厲, 儉 王, 蔡志遠(yuǎn), 馬少華 申請(qǐng)人:沈陽工業(yè)大學(xué)