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CN102403138B - 双铁心永磁机构 - Google Patents

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彭清明
朱小平
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Yangzhou New Concept Electric Co ltd
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Yangzhou Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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YANGZHOU NEW CONCEPT ELECTRIC CO Ltd
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Abstract

双铁心永磁机构，涉及永磁机构结构技术领域。圆桶磁畴固定有上磁畴和下磁畴，在圆桶磁畴内设有第一铝垫、第一永磁体、铝环、中间磁畴、第二铝垫、第二永磁体和分合闸线圈，在铝环、第一永磁铁和第一铝垫内布置第一动铁芯，在下磁畴的轴向中心孔和第一铝垫的轴向中心孔中间隙式穿置分闸螺杆，第一动铁芯与分闸螺杆固定连接；在分合闸线圈、第二永磁体和第二铝垫内布置第二动铁芯，在上磁畴的轴向中心孔内间隙式穿置合闸螺杆，第二动铁芯与合闸螺杆固定连接；在第一动铁芯和第二动铁芯之间固定连接螺杆，连接螺杆间隙式穿置在中间磁畴的轴向中心孔中；在下磁畴外端的分闸螺杆上通过固定螺母设置分闸弹簧。稳定可靠，满足超高压开关操作机构的需求。

Description

双铁心永磁机构
技术领域
本发明属于高压开关操作机构领域，特别涉及永磁机构结构技术领域。
背景技术
永磁操作机构以其结构简单，稳定可靠，体积小、免维护等特点深受用户青睐，高压开关设备配备永磁操作机构是一种发展趋势，但是，受到结构和性能的限制，传统的永磁操作机构的运动行程短（≤25mm），分/合闸速度不高（≤2.0m/s），只能使用在中压开关领域。对于72.5kV及以上电压等级的高压开关，要求的行程一般大于40mm，分合闸速度一般大于3.0m/s，这就要求操作能提供更大的运动行程和更高的分/合闸速度，但是传统的永磁机构都无法满足上述需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种稳定可靠，能满足超高压开关操作机构需求的双铁心永磁机构。
本发明包括一圆桶磁畴，在所述圆桶磁畴的上、下两端分别固定设有轴向中心孔的上磁畴和下磁畴；在所述上磁畴和下磁畴之间的圆桶磁畴内、由下至上固定地设有环形的第一铝垫、第一永磁体、铝环、中间磁畴、环形的第二铝垫、第二永磁体和分合闸线圈，所述第一铝垫和第二铝垫分别内凹的中心台阶，在各中心台阶开设轴向中心孔；在所述铝环、第一永磁铁和第一铝垫内布置第一动铁芯，在下磁畴的轴向中心孔和第一铝垫的轴向中心孔中间隙式穿置分闸螺杆，所述第一动铁芯与所述分闸螺杆固定连接；在所述分合闸线圈、第二永磁体和第二铝垫内布置第二动铁芯，在所述上磁畴的轴向中心孔内间隙式穿置合闸螺杆，所述第二动铁芯与合闸螺杆固定连接；在所述第一动铁芯和第二动铁芯之间固定连接螺杆，所述连接螺杆间隙式穿置在中间磁畴的轴向中心孔中；在所述下磁畴外端的分闸螺杆上通过固定螺母设置分闸弹簧。
工作时，整个本发明的圆桶磁畴固定在高压开关设备的构架上，静止不动，整个机构内部，除了合闸螺杆、连接螺杆以及分闸螺杆随着第一动铁芯、第二动铁芯进行上、下运动，分闸弹簧随之压缩之外，其他部件都静止不动。
当永磁机构在合闸位置时：第二动铁芯与上磁畴接触，通过圆桶磁畴及第二永磁体形成一个闭合的磁路；第一动铁芯与中间磁畴接触，通过圆桶磁畴及第一永磁体形成另一个闭合的磁路，两个磁路相互独立，分别给整个永磁机构提供一个永磁吸力。
当永磁机构在分闸位置时：第二动铁芯与上磁畴分离，并与下面的第二铝垫接触，导致第二永磁体的磁力线无法形成一个封闭的磁路；第一动铁芯与中间磁畴分离，并与下面的第一铝垫接触，导致第二永磁体磁力线无法形成一个封闭的磁路，两个磁路都不封闭，导致整个永磁机构的永磁吸力很小。
本发明在合闸位置时，有两路相互独立的导磁回路，分别为整个永磁机构提供永磁吸力，在机构的运动过程中，两路永磁体导磁回路相互独立，可以在不增大整个永磁机构的外径的情况下，大幅提高整个永磁机构的合闸吸力。本发明结构简单，稳定可靠，运动行程可以达到60mm，分、合闸速度可以达到5.0m/s，可以满足超高压开关操作机构的需求。
附图说明
图1为本发明在合闸位置的结构示意图。
图2为本发明在分闸位置的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明在圆桶磁畴6的上、下两端分别通过螺柱固定连接上磁畴2和下磁畴12，上磁畴2和下磁畴12分别设有轴向中心孔。
在上磁畴2和下磁畴12之间的圆桶磁畴6内、由下至上相互定位地依次设有环形的第一铝垫8、第一永磁体7、铝环15、中间磁畴5、环形的第二铝垫16、第二永磁体4和分合闸线圈3。第一铝垫8和第二铝垫16分别内凹的中心台阶8-1、16-1，中心台阶8-1和16-1上分别开设轴向中心孔。
在铝环15、第一永磁铁7和第一铝垫8的中心台阶8-1内布置第一动铁芯13，在下磁畴12的轴向中心孔和第一铝垫8的轴向中心孔中间隙式穿置分闸螺杆11，第一动铁芯13与分闸螺杆11固定连接。
在分合闸线圈3、第二永磁体4和第二铝垫16的中心台阶16-1内布置第二动铁芯17，在上磁畴2的轴向中心孔内间隙式穿置合闸螺杆1，第二动铁芯17与合闸螺杆1固定连接。
在第一动铁芯13和第二动铁芯17之间固定连接螺杆14，连接螺杆14间隙式穿置在中间磁畴5的轴向中心孔中，所述中间磁畴5通过螺柱固定在圆桶磁畴6内。
在下磁畴12的外端的分闸螺杆11上通过固定螺母10设置分闸弹簧9。
当永磁机构在分闸位置，需要完成合闸操作时，在分合闸线圈3内部施加一个正方向的电流，产生一个很大的电磁力，将第二动铁芯17向上吸合，使第二动铁芯17与上磁畴2紧密接触，同时带动第一铁芯13上运动，使第一动铁芯13与中间磁畴5紧密接触，分别形成两组闭合磁路，同时给分闸弹簧9储能，此时，关闭分合闸线圈3的电流，第二动铁芯17、第一动铁芯13在永磁吸力的作用下，分别紧紧地吸合在上磁畴2、中间磁畴5上，使整个永磁机构保持在合闸位置。
当永磁机构在合闸位置，需要完成分闸操作时，在分合闸线圈3内部施加一个反方向的电流，产生一个很大的电磁力，将第二动铁芯17向下推，随着电流的增大，向下的推力逐渐增大，当增大的一定值，第一动铁芯13向下运动，第二动铁芯17与上磁畴2分离，同时使得第一动铁芯13与中间磁畴5分离，两组闭合磁路都被断开，永磁体产生的磁力急剧消失，第二动铁芯17、第一动铁芯13在分合闸线圈3电流和分闸弹簧9的共同作用下，急速向下运动，当运动到分闸位置时，关闭分合闸线圈3的电流，在分闸弹簧9预压力的作用下，整个永磁机构保持在分闸位置。

Claims (1)

1.双铁心永磁机构，其特征在于包括一圆桶磁畴，在所述圆桶磁畴的上、下两端分别固定连接设有轴向中心孔的上磁畴和下磁畴；在所述上磁畴和下磁畴之间的圆桶磁畴内、由下至上固定地设有环形的第一铝垫、第一永磁体、铝环、中间磁畴、环形的第二铝垫、第二永磁体和分合闸线圈，所述第一铝垫和第二铝垫分别内凹的中心台阶，在各中心台阶开设轴向中心孔；在所述铝环、第一永磁铁和第一铝垫内布置第一动铁芯，在下磁畴的轴向中心孔和第一铝垫的轴向中心孔中间隙式穿置分闸螺杆，所述第一动铁芯与所述分闸螺杆固定连接；在所述分合闸线圈、第二永磁体和第二铝垫内布置第二动铁芯，在所述上磁畴的轴向中心孔内间隙式穿置合闸螺杆，所述第二动铁芯与合闸螺杆固定连接；在所述第一动铁芯和第二动铁芯之间固定连接螺杆，所述连接螺杆间隙式穿置在中间磁畴的轴向中心孔中；在所述下磁畴外端的分闸螺杆上通过固定螺母设置分闸弹簧。
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Patentee after: State Grid Corporation of China

Patentee after: JIANGSU ELECTRIC POWER Co.

Patentee after: YANGZHOU POWER SUPPLY COMPANY OF JIANGSU ELECTRICPOWER Co.

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Patentee before: YANGZHOU NEW CONCEPT ELECTRIC Co.,Ltd.

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Application publication date: 20120404

Assignee: Yangzhou Ruijie Insulation Products Co.,Ltd.

Assignor: YANGZHOU NEW CONCEPT ELECTRIC Co.,Ltd.

Contract record no.: X2024980010042

Denomination of invention: Double iron core permanent magnet mechanism

Granted publication date: 20130925

License type: Common License

Record date: 20240718

Application publication date: 20120404

Assignee: Yangzhou Keyao New Energy Co.,Ltd.

Assignor: YANGZHOU NEW CONCEPT ELECTRIC Co.,Ltd.

Contract record no.: X2024980010040

Denomination of invention: Double iron core permanent magnet mechanism

Granted publication date: 20130925

License type: Common License

Record date: 20240718

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