一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)永磁操動機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于高壓電器【技術(shù)領(lǐng)域】的一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)，包括上磁軛、自潤滑軸承、合分閘線圈、頂桿、動鐵芯、外磁軛、永磁體、內(nèi)磁軛及下磁軛，其特征在于：上磁軛和下磁軛的中心孔分別內(nèi)嵌自潤滑軸承，并緊固在變徑的外磁軛上；永磁體在下方有一倒角的內(nèi)磁軛和外磁軛之間用結(jié)構(gòu)膠固封；頂桿固定在下方有一倒角和凸臺的動鐵芯上，貫穿上磁軛和下磁軛；合分閘線圈置于內(nèi)磁軛上方腔內(nèi)。采用與主磁路構(gòu)成的兩個并聯(lián)磁路，及在上磁軛和動鐵芯的吸合面上開凹槽的方法，來提高分閘速度，同時降低了能耗，減少控制電源的容量，對提高開關(guān)設(shè)備可靠性及節(jié)能方面有著促進作用。
【專利說明】一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)永磁操動機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配用電開關(guān)設(shè)備用的一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)，屬于高壓電器【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，永磁操動機構(gòu)借助其電力電子控制方面的優(yōu)勢及傳動方面的可靠性，在配用電開關(guān)設(shè)備得到廣泛應(yīng)用。但市場上配用電開關(guān)設(shè)備的永磁操動機構(gòu)普遍存在兩個技術(shù)缺陷:一是在磁路設(shè)計上，沒有根本解決永磁場在開關(guān)設(shè)備分閘過程當(dāng)中對動鐵芯的牽制力，只能靠增加反向彈簧負載或電磁力來提高分閘速度，能耗較高，控制電源容量較大；二是永磁操動機構(gòu)的永磁體裝配多采用結(jié)構(gòu)膠封固工藝，定型后永磁場產(chǎn)生的永磁保持力偏大且不能調(diào)整，也需增加反向彈簧負載或電磁力來提高分閘速度，能耗增高，控制電源容量增大，這兩個技術(shù)缺陷直接影響配用電開關(guān)設(shè)備的性能，也是目前市場上相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊的主要因素。另外根據(jù)《中華人民共和國節(jié)約能源法》和國家十二五發(fā)展規(guī)劃，節(jié)約能源已作為我國基本國策和戰(zhàn)略選擇，依靠科技進步，發(fā)展節(jié)能產(chǎn)品是社會發(fā)展的必然趨勢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足及開發(fā)節(jié)能產(chǎn)品，而提供一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)，包括上磁軛、自潤滑軸承、合分閘線圈、頂桿、動鐵芯、外磁軛、永磁體、內(nèi)磁軛及下磁軛，其特征在于:上磁軛和下磁軛的中心孔分別內(nèi)嵌自潤滑軸承，并緊固在變徑的外磁軛上；永磁體在下方有一倒角的內(nèi)磁軛和外磁軛之間用結(jié)構(gòu)膠固封；頂桿固定在下方有一倒角和凸臺的動鐵芯上，貫穿上磁軛和下磁軛；合分閘線圈置于內(nèi)磁軛上方腔內(nèi)。
[0006]其中上磁軛和動鐵芯的吸合面上有一的凹槽，寬度H可根據(jù)保持力大小變化。
[0007]其中內(nèi)磁軛和外磁軛、下磁軛及動鐵芯之間分別有固定空氣隙L，固定空氣隙L為
2?3_，內(nèi)磁軛和外磁軛、下磁軛及動鐵芯之間的固定空氣隙值可以不一致。
[0008]其中內(nèi)磁軛、永磁體、上磁軛和動鐵芯形成主磁路，內(nèi)磁軛、永磁體和外磁軛及下磁軛形成的磁路，與主磁路構(gòu)成兩個并聯(lián)磁路。
[0009]其中下磁軛底部帶有凸臺，與動鐵芯下部的凹槽對應(yīng)。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:提供一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)，采用與主磁路構(gòu)成的兩個并聯(lián)磁路，在開關(guān)設(shè)備分閘時，通過磁通轉(zhuǎn)換，使永磁場對動鐵芯的牽制力大大降低，無需再增加反向彈簧負載或電磁力來提高分閘速度，同時降低了能耗，控制電源的容量也相應(yīng)減少，對提高開關(guān)設(shè)備可靠性及節(jié)能方面有著促進作用；利用在上磁軛和動鐵芯的吸合面上開凹槽的方法，適當(dāng)減少吸合面面積，使永磁保持力從偏大降低到要求值，真正解決了永磁保持力和開關(guān)設(shè)備特性匹配的問題，無需再增加反向彈簧負載或電磁力來提高分閘速度，降低了能耗，也相應(yīng)減少控制電源的容量，對提高開關(guān)設(shè)備可靠性及節(jié)能方面也有著促進作用。另外，下磁軛底部帶有凸臺，使頂桿的長度減少，及變徑的外磁軛，都相對縮小了永磁操動機構(gòu)的體積，進而可使開關(guān)設(shè)備小型化，對節(jié)約能源消耗方面也將有著積極的意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)在分閘位置的剖視及磁通分布示意圖。
[0012]圖2為保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)在合閘位置的剖視及磁通分布示意圖。
[0013]圖3為保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)在剛分位置的剖視及磁通分布示意圖。
[0014]圖中:1上磁軛、2自潤滑軸承、3合分閘線圈、4頂桿、5動鐵芯、6外磁軛、7永磁體、8內(nèi)磁軛、9下磁軛

【具體實施方式】
[0015]如圖1、2、3所示，本發(fā)明是一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)，包括上磁軛(I)、自潤滑軸承(2)、合分閘線圈(3)、頂桿(4)、動鐵芯(5)、外磁軛(6)、永磁體(7)、內(nèi)磁軛⑶及下磁軛(9)，其特征是:上磁軛⑴和下磁軛(9)的中心孔分別內(nèi)嵌自潤滑軸承(2)，并緊固在變徑的外磁軛(6)上；永磁體(7)在下方有一倒角的內(nèi)磁軛(8)和外磁軛
(9)之間用結(jié)構(gòu)膠固封；頂桿(4)固定在下方有一倒角和凸臺的動鐵芯(5)上，貫穿上磁軛
(I)和下磁軛(9);合分閘線圈(3)置于內(nèi)磁軛(6)上方腔內(nèi)。
[0016]其中上磁軛(I)和動鐵芯(5)的吸合面上有一的凹槽，寬度H可根據(jù)保持力大小變化。
[0017]其中內(nèi)磁軛⑶和外磁軛(6)、下磁軛(9)及動鐵芯(5)之間分別有固定空氣隙L,固定空氣隙L為2?3mm,內(nèi)磁軛⑶和外磁軛(6)、下磁軛(9)及動鐵芯(5)之間的固定空氣隙值可以不一致。
[0018]其中內(nèi)磁軛⑶、永磁體(7)、上磁軛(I)和動鐵芯(5)形成主磁路，內(nèi)磁軛⑶、永磁體(7)和外磁軛(6)及下磁軛(9)形成的磁路，與主磁路構(gòu)成兩個并聯(lián)磁路。
[0019]其中下磁軛(9)底部帶有凸臺，與動鐵芯(5)下部的凹槽對應(yīng)。
[0020]本發(fā)明的工作原理如下:
[0021]本發(fā)明是一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)，內(nèi)磁軛(8)、永磁體(7)和外磁軛(6)及下磁軛(9)形成的磁路，與內(nèi)磁軛(8)、永磁體(7)、上磁軛⑴和動鐵芯(5)形成主磁路構(gòu)成兩個并聯(lián)磁路,永磁場的磁通在主磁路和并聯(lián)磁路之間相互轉(zhuǎn)換,遵循磁路的歐姆定律和基爾霍夫第一定律，永磁場的磁動勢是恒定的，磁通和磁阻成反比關(guān)系，永磁場的磁通等于主磁路磁通和兩個并聯(lián)磁路磁通之和。當(dāng)永磁操動機構(gòu)處在合閘位置時，主磁路構(gòu)成閉合磁路，永磁場的磁通通過動鐵芯(5)的吸合面，產(chǎn)生的強大保持力大于開關(guān)設(shè)備負載力，并保持在此位置，由于兩個并聯(lián)磁路的固定氣隙磁阻遠大于閉合磁路的鐵磁阻，大部分磁通主要分布在主磁路里，極少部分磁通通過兩個并聯(lián)磁路。工作時，當(dāng)合分閘線圈(3)瞬間通以反向直流或反向脈沖時，電磁場的磁通與永磁場的磁通反向疊加，抵消了部分通過動鐵芯(5)的磁通，使動鐵芯(5)吸合面上的保持力減小，低于開關(guān)設(shè)備負載力時動鐵芯(5)開始向下運動，達到剛分位置，當(dāng)動鐵芯(5)和上磁軛(I)之間的氣隙磁阻大于兩個開聯(lián)磁路固定氣隙磁阻時，大部分磁通轉(zhuǎn)而通過兩個并聯(lián)磁路，而通過動鐵芯(5)的磁通銳減，消弱了永磁場對動鐵芯的牽制力，使動鐵芯(5)快速運動到永磁操動機構(gòu)分閘位置，無需再增加反向彈簧負載或電磁力，用以克服永磁場對動鐵芯的牽制力，來提高分閘速度，同時降低了能耗，控制電源的容量也相應(yīng)減少，對提高開關(guān)設(shè)備可靠性及節(jié)能方面有著促進作用。再當(dāng)合分閘線圈(3)瞬間通以正向直流或正向脈沖時，電磁場的磁通和永磁場的磁通同方向疊加，所產(chǎn)生的吸力使動鐵芯(9)克服開關(guān)設(shè)備負載力向上運動，至動鐵芯(5)的吸合面分別和上磁軛(I)、內(nèi)磁軛(8)的吸合面吸合，使永磁操動機構(gòu)處在合閘位置，此時永磁場的磁通大部分又回到主磁路，極少部分通過并聯(lián)磁路。
[0022]本發(fā)明是一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)，當(dāng)永磁操動機構(gòu)預(yù)裝后測得的永磁保持力大于要求值時，根據(jù)麥克斯韋吸力公式，永磁保持力與吸合面面積成正比，只需將動鐵芯(5)吸合面上加工一適當(dāng)寬度的凹槽，減少吸合面的面積，將永磁操動機構(gòu)再裝配后，可使永磁保持力達到要求值。這樣真正解決了永磁保持力和開關(guān)設(shè)備特性匹配的問題，無需再增加反向彈簧負載或電磁力用以克服過多的永磁保持力，來提高分閘速度，降低了能耗，也相應(yīng)減少控制電源的容量，對提高開關(guān)設(shè)備可靠性及節(jié)能方面也有著促進作用。
[0023]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，如上磁軛(I)和動鐵芯(5)的吸合面上的凹槽，也可以只在上磁軛(I)或動鐵芯(5)上布置；與主磁路形成兩個并聯(lián)磁路，也可以兩個并聯(lián)磁路之一與主磁路只形成一并聯(lián)磁路等，都應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)，包括上磁軛(I)、自潤滑軸承(2)、合分閘線圈(3)、頂桿(4)、動鐵芯(5)、外磁軛(6)、永磁體(7)、內(nèi)磁軛⑶及下磁軛(9),其特征是:上磁軛(I)和下磁軛(9)的中心孔分別內(nèi)嵌自潤滑軸承(2)，并緊固在變徑的外磁軛(6)上；永磁體(7)在下方有一倒角的內(nèi)磁軛⑶和外磁軛(9)之間用結(jié)構(gòu)膠固封；頂桿(4)固定在下方有一倒角和凸臺的動鐵芯(5)上，貫穿上磁軛(I)和下磁軛(9);合分閘線圈⑶置于內(nèi)磁軛(6)上方腔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)，其特征是:上磁軛(I)和動鐵芯(5)的吸合面上有一的凹槽，寬度H可根據(jù)保持力大小變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)，其特征是:內(nèi)磁軛(8)和外磁軛(6)、下磁軛(9)及動鐵芯(5)之間分別有固定空氣隙L，固定空氣隙L為2?3mm，內(nèi)磁軛⑶和外磁軛(6)、下磁軛(9)及動鐵芯(5)之間的固定空氣隙值可以不一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)，其特征是:內(nèi)磁軛(8)、永磁體(7)、上磁軛(I)和動鐵芯(5)形成主磁路，內(nèi)磁軛(8)、永磁體(7)和外磁軛(6)及下磁軛(9)形成的磁路，與主磁路構(gòu)成兩個并聯(lián)磁路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保持力可調(diào)整的并聯(lián)磁路永磁操動機構(gòu)，其特征是:下磁軛(9)底部帶有凸臺，與動鐵芯(5)下部的凹槽對應(yīng)。
【文檔編號】H01H3/28GK104409236SQ201410206714
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】蘇艷剛 申請人:蘇艷剛