CN102915870B - 一种具有闭合磁路的e形单稳态永磁机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及单稳态永磁机构真空断路器，尤其是一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构。其特点是：所述外磁轭(5)、底盖(10)、静铁芯(12)和磁场隔离环(11)构成E形结构；在静铁芯(12)下端面与底盖(10)之间设有磁场短路气隙(7)，而在静铁芯(12)和外磁轭(5)之间安装有环状的瓦型磁铁(6)。本发明的有益效果是：提供了一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构，实现E形单稳态永磁机构的永磁体在分、合闸状态下均具有闭合磁路，提高单稳态永磁机构的可靠性，同时采用特殊结构设计的动铁芯定位和导向措施，缩小了永磁机构的体积，维护、使用更加方便。
Description
技术领域
本发明涉及单稳态永磁机构真空断路器，尤其是一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构。
背景技术
随着永磁机构真空断路器在中压领域的不断发展，且永磁稀土材料和纯铁材料性能的日益提高，永磁机构越来越得到人们的关注。本发明所述的单稳态永磁机构是永磁机构的一种，其主要工作原理是：电磁驱动，永磁保持；具体的讲，就是在进行合分闸操作过程中，给合分闸线圈通以不同方向的电流，由该不同方向的电流产生一个不同方向的电磁力，驱动动铁芯上下运动产生合、分闸需要的能量位移输出。合闸到位无需机械锁扣装置，完全利用永磁体提供永久磁力，将动铁芯稳定的吸合在静铁芯特定位置上，从而可靠的保持真空断路器合闸状态。
传统的单稳态永磁机构采用的E形结构中，其永磁体在永磁机构处于分闸状态时磁路是完全开路的，而且动铁芯的定位和导向是利用输出轴延伸出永磁机构顶盖和底盖，依赖顶底盖中间的定位孔来实现的。这样做的后果是：永磁机构在分闸状态下由于永磁体磁路开路，处于是一种不稳定的状态，容易受到外界因素的影响而误动，同时由于定位和导向的功能设计，导致永磁机构结构复杂，体积增加，使得真空断路器机构箱维护空间狭小，造成诸多不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构，能够实现E形单稳态永磁机构的永磁体在分、合闸状态下均具有闭合磁路从而保持稳定状态，同时缩小了永磁机构的体积。
一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构，包括输出轴，在该输出轴上分别套装有动铁芯、静铁芯、磁场隔离环和底盖，其中在动铁芯内安装有线圈骨架，在线圈骨架上安装有分合闸线圈，另外在动铁芯和底盖之间还安装有外磁轭，其特别之处在于：所述外磁轭、底盖、静铁芯和磁场隔离环构成E形结构；在静铁芯下端面与底盖之间设有磁场短路气隙，而在静铁芯和外磁轭之间安装有环状的瓦型磁铁，从而能够通过上述磁场短路气隙形成闭合磁路。
其中输出轴的一端与动铁芯通过螺纹连接定位，而其另一端从上自润滑导向套、静铁芯、下自润滑导向套中穿过伸出至底盖外部。
其中线圈骨架材质为聚四氟乙烯，该线圈骨架与动铁芯中部滑动连接，从而对动铁芯的运动起到定位和导向作用。
其中在分合闸线圈上套装有定位罩，该定位罩下端为L型结构，从而与外磁轭内腔台阶下端配合以便对分合闸线圈定位。
其中瓦型磁铁位于磁场隔离环、外磁轭、静铁芯、分合闸线圈、定位罩和线圈骨架组成的封闭空间内。
其中瓦型磁铁为稀土钕铁硼磁铁。
本发明的有益效果是：提供了一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构，实现E形单稳态永磁机构的永磁体在分、合闸状态下均具有闭合磁路，提高单稳态永磁机构的可靠性，同时采用特殊结构设计的动铁芯定位和导向措施，缩小了永磁机构的体积，维护、使用更加方便。
附图说明
附图1为本发明的机构合闸状态示意图；
附图2为本发明的机构分闸状态示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明是一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构，包括输出轴8，在该输出轴8上分别套装有动铁芯1、静铁芯12、磁场隔离环11和底盖10，其中在动铁芯1内安装有线圈骨架13，在线圈骨架13上安装有分合闸线圈3，另外在动铁芯1和底盖10之间还安装有外磁轭5，所述外磁轭5、底盖10、静铁芯12和磁场隔离环11构成E形结构；在静铁芯12下端面与底盖10之间设有磁场短路气隙7，而在静铁芯12和外磁轭5之间安装有环状的瓦型磁铁6，从而能够通过上述磁场短路气隙7形成闭合磁路。
其中输出轴8的一端与动铁芯1通过螺纹连接定位，而其另一端从上自润滑导向套4、静铁芯12、下自润滑导向套9中穿过伸出至底盖10外部。线圈骨架13材质为聚四氟乙烯，该线圈骨架13与动铁芯1中部滑动连接(即两者间隙配合)，从而对动铁芯1的运动起到定位和导向作用。在分合闸线圈3上套装有定位罩2，该定位罩2下端为L型结构，从而与外磁轭5内腔台阶下端配合以便对分合闸线圈3定位。
另外瓦型磁铁6位于磁场隔离环11、外磁轭5、静铁芯12、分合闸线圈3和定位罩2、线圈骨架13组成的封闭空间内，并且瓦型磁铁6采用稀土钕铁硼磁铁。
本发明的工作原理如下：
本发明是一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构，由外磁轭5、底盖10、静铁芯12和磁场隔离环11组成的E形结构，与本身为E形结构的动铁芯1在输出轴8的自适应导向作用下做相对的向上或向下运动；且位于静铁芯12下端面与底盖10之间设计有磁场短路气隙7，在上述的动铁芯1相对向上运行状态下(永磁机构分闸状态)，瓦型磁铁6通过磁场短路气隙7可形成闭合磁路；
如图1、图2所示，上述的动铁芯1相对向上运动距离超过真空断路器压缩行程后，所述的短路气隙7的磁阻越来越小于动铁芯1与静铁芯12、外磁轭5间的磁阻，使得瓦型磁铁6磁场近似短路，不仅减弱了动铁芯1与静铁芯12、外磁轭5间的磁场力，使分合闸线圈3的电磁力作用于动铁芯1加速向上运动，有效提升了分闸速度，而且可以保证瓦型磁铁6在永磁机构处于分闸时下的稳定状态。
Claims (6)
1.一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构，包括输出轴(8)，在该输出轴(8)上分别套装有动铁芯(1)、静铁芯(12)、磁场隔离环(11)和底盖(10)，其中在动铁芯(1)内安装有线圈骨架(13)，在线圈骨架(13)上安装有分合闸线圈(3)，另外在动铁芯(1)和底盖(10)之间还安装有外磁轭(5)，其特征在于：所述外磁轭(5)、底盖(10)、静铁芯(12)和磁场隔离环(11)构成E形结构；在静铁芯(12)下端面与底盖(10)之间设有磁场短路气隙(7)，而在静铁芯(12)和外磁轭(5)之间安装有环状的瓦型磁铁(6)，从而能够通过上述磁场短路气隙(7)形成闭合磁路。
2.如权利要求1所述的一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构，其特征在于：其中输出轴(8)的一端与动铁芯(1)通过螺纹连接定位，而其另一端从上自润滑导向套(4)、静铁芯(12)、下自润滑导向套(9)中穿过伸出至底盖(10)外部。
3.如权利要求1所述的一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构，其特征在于：其中线圈骨架(13)材质为聚四氟乙烯，该线圈骨架(13)与动铁芯(1)中部滑动连接，从而对动铁芯(1)的运动起到定位和导向作用。
4.如权利要求1所述的一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构，其特征在于：其中在分合闸线圈(3)上套装有定位罩(2)，该定位罩(2)下端为L型结构，从而与外磁轭(5)内腔台阶下端配合以便对分合闸线圈(3)定位。
5.如权利要求1所述的一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构，其特征在于：其中瓦型磁铁(6)位于磁场隔离环(11)、外磁轭(5)、静铁芯(12)、分合闸线圈(3)、定位罩(2)和线圈骨架(13)组成的封闭空间内。
6.如权利要求1所述的一种具有闭合磁路的E形单稳态永磁机构，其特征在于：其中瓦型磁铁(6)为稀土钕铁硼磁铁。
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