專利名稱：一種永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體地說(shuō)是一種用于戶外高壓交流真空斷路器上、為斷路器的分合閘及開(kāi)斷故障電流提供動(dòng)力的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在我國(guó)的中壓輸配電系統(tǒng)中，ZW20系列戶外高壓真空斷路器產(chǎn)品是此領(lǐng)域里的一個(gè)重要產(chǎn)品，因其一次導(dǎo)電回路及操動(dòng)機(jī)構(gòu)密封在SF6氣體里，具有較好的環(huán)境適應(yīng)性，近年來(lái)使用量越來(lái)越很大。但此型斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)從開(kāi)發(fā)以來(lái)，都是使用的是彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)。其彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)零件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)零件的加工精度要求及裝配要求都比較高，造成此機(jī)構(gòu)可靠性不高，經(jīng)常出現(xiàn)拒分、拒合現(xiàn)象，且因機(jī)構(gòu)是密封在氣體里，出現(xiàn)故障時(shí)，維護(hù)不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件少，可靠性高的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來(lái)代替彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，以達(dá)到提高產(chǎn)品的操作可靠性，并在使用壽命期內(nèi)，實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括手動(dòng)分閘凸輪、轉(zhuǎn)換軸、輔助開(kāi)關(guān)、連桿、永磁驅(qū)動(dòng)裝置、前機(jī)構(gòu)安裝板、后機(jī)構(gòu)安裝板、手動(dòng)分閘軸、滾子，其中， 永磁驅(qū)動(dòng)裝置控制該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸出，其特征在于所述的前機(jī)構(gòu)安裝板和后機(jī)構(gòu)安裝板固定連接，所述的手動(dòng)分間軸通過(guò)手動(dòng)分間凸輪活動(dòng)連接在后機(jī)構(gòu)安裝板的一端并穿過(guò)前機(jī)構(gòu)安裝板，所述的永磁驅(qū)動(dòng)裝置安裝在后機(jī)構(gòu)安裝板的另一端，所述的輔助開(kāi)關(guān)固定連接在前機(jī)構(gòu)安裝板的上部，所述的轉(zhuǎn)換軸分別連接輔助開(kāi)關(guān)、永磁驅(qū)動(dòng)裝置、滾子及連桿的一端并安裝于前機(jī)構(gòu)安裝板和后機(jī)構(gòu)安裝板之間，所述連桿的另一端連接斷路器主軸；所述永磁驅(qū)動(dòng)裝置輸出的能量通過(guò)轉(zhuǎn)換軸進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并通過(guò)連桿傳遞到斷路器主軸，從而控制斷路器的分合閘動(dòng)作。所述的永磁驅(qū)動(dòng)裝置為單穩(wěn)態(tài)單線圈結(jié)構(gòu)，主要由分閘端蓋、墊塊、導(dǎo)磁環(huán)、永久磁鐵、線圈、外殼、動(dòng)鐵芯、合閘端蓋以及驅(qū)動(dòng)桿組成；所述外殼的兩端分別裝配分閘端蓋、 合閘端蓋，所述合閘端蓋為階梯型結(jié)構(gòu)，線圈裝配在階梯型結(jié)構(gòu)凸緣的外圈，線圈上方裝配永久磁鐵，永久磁鐵的內(nèi)圈裝配導(dǎo)磁環(huán)，所述墊塊裝配在永久磁鐵、導(dǎo)磁環(huán)與分間端蓋之間，所述動(dòng)鐵芯裝配在階梯型結(jié)構(gòu)凸緣的上方，動(dòng)鐵芯的剖面為倒“T”型結(jié)構(gòu)，該倒“T”型結(jié)構(gòu)與外殼、線圈、導(dǎo)磁環(huán)、墊塊相配合裝配，所述驅(qū)動(dòng)桿分別穿過(guò)合閘端蓋、動(dòng)鐵芯及分閘端蓋中心的導(dǎo)向孔并活動(dòng)裝配在分間端蓋和合間端蓋之間；所述線圈驅(qū)動(dòng)完成斷路器分合閘動(dòng)作，永久磁鐵的電磁力保持?jǐn)嗦菲骱祥l動(dòng)作。所述的轉(zhuǎn)換軸由中心軸和均勻分布在中心軸上的兩根主軸連桿連接拐臂、第一驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂、第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂組成；所述連桿的一端與兩根主軸連桿連接拐臂固定連接，所述第一驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂包括下臂和側(cè)臂，第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂包括下臂、側(cè)臂和上臂，第一和第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂的下臂與永磁驅(qū)動(dòng)裝置中驅(qū)動(dòng)桿的一端固定連接、側(cè)臂與滾子固定連接，第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂的上臂與輔助開(kāi)關(guān)固定連接。所述第一驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂的下臂、第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂的下臂與主軸連桿連接拐臂之間的夾角均為α = 150 160°。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，零件少，其零件數(shù)量只有彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的1/3 ；2.操作可靠性高，其操作壽命可達(dá)到30000次以上，相比彈簧操作機(jī)構(gòu)只有10000 次的操作壽命，提高了很多；3.非密封機(jī)構(gòu)，降低了故障率，在整個(gè)使用壽命期間基本免維護(hù)。


現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖。圖3為本發(fā)明中永磁驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4(a)為本發(fā)明中轉(zhuǎn)換軸的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4(b)為本發(fā)明中轉(zhuǎn)換軸結(jié)構(gòu)示意圖的側(cè)視圖。參見(jiàn)圖1和圖2，1為手動(dòng)分閘凸輪；2為轉(zhuǎn)換軸；3為輔助開(kāi)關(guān)；4為連桿；5為永磁驅(qū)動(dòng)裝置；6為前機(jī)構(gòu)安裝板；7為后機(jī)構(gòu)安裝板；8為手動(dòng)分閘軸；9為滾子；10為斷路
器主軸。參見(jiàn)圖3，51為分閘端蓋；52為墊塊；53為導(dǎo)磁環(huán)；54為永久磁鐵；55為線圈；56 為外殼；57為動(dòng)鐵芯；58為合閘端蓋；59為驅(qū)動(dòng)桿。參見(jiàn)圖4(a)和圖4(b)，21為中心軸；22為主軸連桿連接拐臂；23為第一驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂；24為第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂。
具體實(shí)施例方式如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括手動(dòng)分閘凸輪1、轉(zhuǎn)換軸2、輔助開(kāi)關(guān)3、連桿4、永磁驅(qū)動(dòng)裝置5、前機(jī)構(gòu)安裝板6、后機(jī)構(gòu)安裝板7、手動(dòng)分閘軸8、滾子9，其中，永磁驅(qū)動(dòng)裝置 5控制該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸出，圖1中省略前機(jī)構(gòu)安裝板6。前機(jī)構(gòu)安裝板6和后機(jī)構(gòu)安裝板7 固定連接，手動(dòng)分閘軸8通過(guò)手動(dòng)分閘凸輪1活動(dòng)連接在后機(jī)構(gòu)安裝板7的一端并穿過(guò)前機(jī)構(gòu)安裝板6，永磁驅(qū)動(dòng)裝置5安裝在后機(jī)構(gòu)安裝板7的另一端，輔助開(kāi)關(guān)3固定連接在前機(jī)構(gòu)安裝板6的上部，轉(zhuǎn)換軸2分別連接輔助開(kāi)關(guān)3、永磁驅(qū)動(dòng)裝置5、滾子9及連桿4的一端并安裝于前機(jī)構(gòu)安裝板6和后機(jī)構(gòu)安裝板7之間，連桿4的另一端連接斷路器主軸10 ； 永磁驅(qū)動(dòng)裝置5輸出的能量通過(guò)轉(zhuǎn)換軸2進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并通過(guò)連桿4傳遞到斷路器主軸10，從而控制斷路器的分合閘動(dòng)作。參見(jiàn)圖3，永磁驅(qū)動(dòng)裝置5為單穩(wěn)態(tài)單線圈結(jié)構(gòu)，主要由分閘端蓋51、墊塊52、導(dǎo)磁環(huán)53、永久磁鐵M、線圈55、外殼56、動(dòng)鐵芯57、合閘端蓋58以及驅(qū)動(dòng)桿59組成；外殼56 的兩端分別裝配分閘端蓋51、合閘端蓋58，合閘端蓋58為階梯型結(jié)構(gòu)，線圈55裝配在階梯型結(jié)構(gòu)凸緣的外圈，線圈55上方裝配永久磁鐵M，永久磁鐵M的內(nèi)圈裝配導(dǎo)磁環(huán)53，墊塊52裝配在永久磁鐵54、導(dǎo)磁環(huán)53與分閘端蓋51之間，動(dòng)鐵芯57裝配在階梯型結(jié)構(gòu)凸緣的上方，動(dòng)鐵芯57的剖面為倒“T”型結(jié)構(gòu)，該倒“T”型結(jié)構(gòu)與外殼56、線圈55、導(dǎo)磁環(huán)53、墊塊52相配合裝配，驅(qū)動(dòng)桿59分別穿過(guò)合間端蓋58、動(dòng)鐵芯57及分間端蓋51中心的導(dǎo)向孔并活動(dòng)裝配在分閘端蓋51和合閘端蓋58之間；線圈55驅(qū)動(dòng)完成斷路器分合閘動(dòng)作，永久磁鐵M的電磁力保持?jǐn)嗦菲骱祥l動(dòng)作。如圖4(a)和圖4(b)所示，轉(zhuǎn)換軸2由中心軸21和均勻分布在中心軸上的兩根主軸連桿連接拐臂22、第一驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂23、第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂M組成；連桿4的一端與兩根主軸連桿連接拐臂22固定連接，第一驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂23包括下臂和側(cè)臂，第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂M包括下臂、側(cè)臂和上臂，第一驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂23的下臂和第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂M的下臂與永磁驅(qū)動(dòng)裝置中驅(qū)動(dòng)桿59的一端固定連接、兩者的側(cè)臂與滾子固定連接，第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂M的上臂與輔助開(kāi)關(guān)3固定連接，在機(jī)構(gòu)動(dòng)作的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)桿59連接第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂M的上臂拔動(dòng)輔助開(kāi)關(guān)3，實(shí)現(xiàn)輔助開(kāi)關(guān)3的切換，從而用于給外部控制裝置提供開(kāi)關(guān)狀態(tài)通斷電信號(hào)。第一驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂23的下臂、第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂M 的下臂與主軸連桿連接拐臂22之間的夾角均為α =150 160°，在實(shí)際操作時(shí)，最佳的夾角為α = 155.5°。本發(fā)明的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要用于ZW20戶外高壓真空斷路器上，其運(yùn)動(dòng)輸出是由永磁驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，永磁驅(qū)動(dòng)裝置為單穩(wěn)態(tài)單線圈結(jié)構(gòu)，由一個(gè)線圈來(lái)完成分合閘操作的驅(qū)動(dòng)，合間保持由永久磁鐵所生的電磁力實(shí)現(xiàn)。永磁驅(qū)動(dòng)裝置輸出的能量，通過(guò)轉(zhuǎn)換軸進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并通過(guò)連桿傳遞到斷路器主軸，以達(dá)到斷路器的分合閘動(dòng)作。本發(fā)明的工作原理如下一、合閘操作當(dāng)斷路器處于分閘狀態(tài)時(shí)，永磁驅(qū)動(dòng)裝置5的線圈55通過(guò)電流，產(chǎn)生電磁力，此力驅(qū)動(dòng)動(dòng)鐵芯57運(yùn)動(dòng)，動(dòng)鐵芯57的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿59在分間端蓋51與合間端蓋58的導(dǎo)向孔中運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)桿59輸出的運(yùn)動(dòng)通過(guò)過(guò)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)換軸2及連桿4帶動(dòng)斷路器主軸10逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，從而完成合閘操作。當(dāng)合閘操動(dòng)完成后，永磁驅(qū)動(dòng)裝置5中的線圈55電流被切斷，動(dòng)鐵芯57由于永久磁鐵M所產(chǎn)生的磁力，吸合在合間端蓋58上，使斷路器保持在合間狀態(tài)。二、分閘操作當(dāng)斷路器處于合閘狀態(tài)時(shí)，永磁驅(qū)動(dòng)裝置5的線圈55通過(guò)反方向電流，其產(chǎn)生的電磁力與永久磁鐵M產(chǎn)生的電磁力相反，當(dāng)電流足夠大時(shí)，線圈55產(chǎn)生的電磁力大于永久磁鐵M產(chǎn)生的電磁力，動(dòng)鐵芯57向相反方向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)桿59運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)轉(zhuǎn)換軸2及連桿4帶動(dòng)斷路器主軸10順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成分間操作。三、手動(dòng)分閘操作當(dāng)需要就地緊急分閘時(shí)，通過(guò)操作手動(dòng)分閘軸8順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)手動(dòng)分閘凸輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)壓滾子9使轉(zhuǎn)換軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使永磁驅(qū)動(dòng)裝置5的動(dòng)鐵芯57克服永久磁鐵M的電磁力，來(lái)完成分閘操作。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，零件少，其零件數(shù)量只有彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的1/3 ；操作可靠性高，其操作壽命可達(dá)到30000次以上，相比彈簧操作機(jī)構(gòu)只有10000次的操作壽命，提高了很多；非密封機(jī)構(gòu)，降低了故障率，在整個(gè)使用壽命期間基本免維護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括手動(dòng)分閘凸輪(1)、轉(zhuǎn)換軸O)、輔助開(kāi)關(guān)(3)、連桿、永磁驅(qū)動(dòng)裝置(5)、前機(jī)構(gòu)安裝板(6)、后機(jī)構(gòu)安裝板(7)、手動(dòng)分閘軸(8)、滾子(9)，其中，永磁驅(qū)動(dòng)裝置(5)控制該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸出，其特征在于所述的前機(jī)構(gòu)安裝板(6)和后機(jī)構(gòu)安裝板(7)固定連接，所述的手動(dòng)分閘軸(8)通過(guò)手動(dòng)分閘凸輪(1)活動(dòng)連接在后機(jī)構(gòu)安裝板(7)的一端并穿過(guò)前機(jī)構(gòu)安裝板(6)，所述的永磁驅(qū)動(dòng)裝置(5)安裝在后機(jī)構(gòu)安裝板(7) 的另一端，所述的輔助開(kāi)關(guān)(3)固定連接在前機(jī)構(gòu)安裝板(6)的上部，所述的轉(zhuǎn)換軸(2)分別連接輔助開(kāi)關(guān)(3)、永磁驅(qū)動(dòng)裝置(5)、滾子(9)及連桿的一端并安裝于前機(jī)構(gòu)安裝板(6)和后機(jī)構(gòu)安裝板(7)之間，所述連桿(4)的另一端連接斷路器主軸(10)；所述永磁驅(qū)動(dòng)裝置( 輸出的能量通過(guò)轉(zhuǎn)換軸( 進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并通過(guò)連桿(4)傳遞到斷路器主軸(10)， 從而控制斷路器的分合閘動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的永磁驅(qū)動(dòng)裝置(5)為單穩(wěn)態(tài)單線圈結(jié)構(gòu)，主要由分閘端蓋(51)、墊塊(52)、導(dǎo)磁環(huán)(53)、永久磁鐵(54)、線圈(55)、 外殼(56)、動(dòng)鐵芯(57)、合閘端蓋(58)以及驅(qū)動(dòng)桿(59)組成；所述外殼(56)的兩端分別裝配分閘端蓋(51)、合閘端蓋(58)，所述合閘端蓋(58)為階梯型結(jié)構(gòu)，線圈(55)裝配在階梯型結(jié)構(gòu)凸緣的外圈，線圈(55)上方裝配永久磁鐵(M)，永久磁鐵(54)的內(nèi)圈裝配導(dǎo)磁環(huán)(53)，所述墊塊(5 裝配在永久磁鐵64)、導(dǎo)磁環(huán)(5 與分閘端蓋(51)之間，所述動(dòng)鐵芯(57)裝配在階梯型結(jié)構(gòu)凸緣的上方，動(dòng)鐵芯(57)的剖面為倒“T”型結(jié)構(gòu)，該倒“T”型結(jié)構(gòu)與外殼(56)、線圈(55)、導(dǎo)磁環(huán)(53)、墊塊(52)相配合裝配，所述驅(qū)動(dòng)桿(59)分別穿過(guò)合閘端蓋(58)、動(dòng)鐵芯(57)及分閘端蓋(51)中心的導(dǎo)向孔并活動(dòng)裝配在分閘端蓋(51) 和合閘端蓋(58)之間；所述線圈(55)驅(qū)動(dòng)完成斷路器分合閘動(dòng)作，永久磁鐵(54)的電磁力保持?jǐn)嗦菲骱祥l動(dòng)作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)換軸(2)由中心軸 (21)和均勻分布在中心軸上的兩根主軸連桿連接拐臂(22)、第一驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂(23)、第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂04)組成；所述連桿的一端與兩根主軸連桿連接拐臂0 固定連接，所述第一驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂03)包括下臂和側(cè)臂，第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂04)包括下臂、 側(cè)臂和上臂，第一驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂03)的下臂和第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂04)的下臂與永磁驅(qū)動(dòng)裝置中驅(qū)動(dòng)桿(59)的一端固定連接、側(cè)臂與滾子(9)固定連接，第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂 (24)的上臂與輔助開(kāi)關(guān)(3)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第一驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂03) 的下臂、第二驅(qū)動(dòng)桿連接拐臂04)的下臂與主軸連桿連接拐臂02)之間的夾角均為α = 150 160°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體地說(shuō)是一種用于戶外高壓交流真空斷路器上、為斷路器的分合閘及開(kāi)斷故障電流提供動(dòng)力的永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的前機(jī)構(gòu)安裝板和后機(jī)構(gòu)安裝板固定連接，所述的手動(dòng)分閘軸通過(guò)手動(dòng)分閘凸輪活動(dòng)連接在后機(jī)構(gòu)安裝板的一端并穿過(guò)前機(jī)構(gòu)安裝板，所述的轉(zhuǎn)換軸分別連接輔助開(kāi)關(guān)、永磁驅(qū)動(dòng)裝置、滾子及連桿的一端并安裝于前機(jī)構(gòu)安裝板和后機(jī)構(gòu)安裝板之間。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，零件少，其零件數(shù)量只有彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的1/3；操作可靠性高，其操作壽命可達(dá)到30000次以上，相比彈簧操作機(jī)構(gòu)只有10000次的操作壽命，提高了很多；非密封機(jī)構(gòu)，降低了故障率，在整個(gè)使用壽命期間基本免維護(hù)。
文檔編號(hào)H01H33/666GK102426975SQ20111037423
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者包悅, 夏衛(wèi)紅, 鐘錦漢 申請(qǐng)人:上海東自電氣有限公司