[发明专利]并联磁路的双稳态永磁机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联磁路结构的双稳态永磁机构，属于电器工程中开关设备 制造技术领域。

背景技术

传统的适用于真空断路器的操动机构可分为电磁操动机构和弹簧操动机构两 种。电磁操动机构结构简单、制造成本低，但是电磁操动机构合闸操作需直流电 源短时间内提供很大的工作电流，并且电磁操动机构需要保持合闸位置的锁扣。 弹簧操动机构以交/直流小功率电机储能，小功率脱扣线圈进行分合闸操作，对电 源的容量要求很小，基本没有冲击电流，但是弹簧机构零件数量较多，存在不可 靠因素。

随着真空断路器在中压领域的不断发展，并且永磁材料性能的日益提高，永 磁操动机构越来越引起了人们的注意。永磁操动机构是一种依靠电磁线圈吸力分、 合闸，永磁磁力保持的一种新型机构，由于永磁操动机构零件少，结构简单，在 推出10多年来发展迅速。但是，永磁机构的合分闸操作，特别是合闸操作所需要 的操作电流仍较大，这使得变电站建设中在直流电源设备上的投资额大为增加， 而且永磁机构大电流的合分闸操作也降低了直流电源系统的可靠性，这可能是永 磁机构大面积推广使用遭遇到困难的主要原因。

目前，随着建设坚强的、高度灵活的智能电网上升为国家战略，提高真空断 路器的可靠性、可控性的需求变得更加迫切。因此，革新真空断路器的操动机构， 进一步提高永磁机构的性能，推广永磁机构在智能化真空断路器中的应用，是开 关行业的一个重要目标。

目前常见的双稳态永磁机构如图1所示，它由静铁心1、动铁心3、合闸线圈 2、分闸线圈5和位于中部的永磁体4组成。这种双稳态永磁机构的合闸(或分闸) 线圈和永磁体形成串联磁路结构，由于在合闸(或分闸)线圈的磁路中串联有永 磁体，而永磁体的磁导率很低，其磁导率接近于真空磁导率，因此，合闸(或分 闸)线圈所产生的磁势主要降落在工作气隙和永磁体上。可见，串联磁路结构的 永磁机构的合闸(或分闸)操作需要较大的磁势，以克服磁路经过永磁体所产生 的磁势降。由于传统永磁机构合分闸操作需要较大的磁势，若永磁机构的线圈匝 数固定，则直流电源需要提供较大的短时工作电流，导致直流系统投资增加，可 靠性降低。因此，设计一种合分闸电流小、动态响应快的永磁操动机构具有及其 现实的重要意义。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于：针对传统串联磁路的双稳态永磁机构合分闸 电流大，可靠的合分闸操作难以保证的情况，提供一种并联磁路的双稳态永磁机 构，在输出同等电磁力的条件下，能够显著降低合分闸电流。

技术方案：本发明的目的是这样实现的：该永磁机构包括静铁心、动铁心、 合闸线圈、分闸线圈、环形永磁体、导磁套和驱动杆；在静铁心中部的内侧设有 导磁筋将静铁心分成两个间隔，两个间隔中分别设置合闸线圈和分闸线圈，在所 述静铁心两端端面内侧各设置一环形永磁体，在所述环形永磁体内侧设置导磁套， 导磁套的内孔中设置与所述导磁套相滑动连接的驱动杆，在所述驱动杆的外侧固 定动铁心，动铁心与静铁心端盖之间留有动铁心移动的空间。

所述动铁心与静铁心接触面的横截面为相吻合的锥台形状；静铁心端为凸台 状，与此相对的动铁心端为凹陷状。所述合闸线圈和分闸线圈的磁路与永磁体的 磁路并联。所述的动铁心与静铁心端面的接触面在分闸线圈端和合闸线圈端可以 采用不同高度的斜台形状。

所述的静铁心、动铁心和导磁套采用导磁材料制成，驱动杆采用非导磁材料。