一种单稳态永磁机构
技术领域
本发明涉及一种单稳态永磁机构,尤其是涉及一种带手动分闸装置的单稳态永磁机构。
技术背景
在高压开关领域中,永磁机构的使用已经较为普遍。永磁机构一般分为双稳态和单稳态两种结构。但是对于现有永磁机构来说,只能靠电气联锁来实现分闸、合闸,这样就导致当***断电的时候就很难进行分闸,只能借助外力强行分开,既无法保证分闸特性,而且需要花费很大的操作力气。
发明内容
为了解决现有技术中永磁机构在断电时不易进行分闸的缺点,本发明提供了一种可实现手动分闸的单稳态永磁机构。
本发明的技术解决方案是:
一种单稳态永磁机构,包括导杆12、套接于导杆12上且两端设置有上端盖2、下端盖3的静铁心1、设置在导杆12上的动铁心11、以及设置在导杆12另一端的分闸弹簧14;所述的动铁心11与下端盖之间设有间隙25,其与现有技术的不同之处在于:它还包括设置在导杆12上、用于改变磁场分布的短路环15、固定在下端盖3上的导向支架10以及设置在导向支架10上的用于将短路环15制动、限位的牵制机构。
如上所述的短路环15是套在导杆12上,且位于动铁心11外侧。该短路环15具体是设置在下端盖3的外侧靠近分闸弹簧14的一端的导杆12上,所述下端盖3与导杆12套接配合的部位留有供短路环15通过的通道。该短路环15最佳位置是位于下端盖3套接于导杆12部位的下端盖3与导杆12之间。
如上所述的牵制机构包括限位机构和制动机构;其中所说的限位机构是设置在导向支架10上用于将短路环15保持在动铁心11与下端盖3之间的间隙25之外的机械锁扣装置。制动机构是可解除短路环机械锁扣装置的、使短路环15移动至动铁心11与下端盖3之间的间隙25处的机械解扣装;也就是说制动机构是可使短路环15运动至接触到动铁心11表面,消除间隙25的与机械锁扣装置相应的机械解扣装置。
如上所述的限位机构的一种最优的实施方式是这样的:该限位机构包括小轴17、止动板18、六方轴19、驱动弹簧16以及保持掣子20,所述小轴17为两个、与导杆12平行且对称设置在导杆12的两侧,所述的止动板18通过小轴17与短路环15固定连接,所述六方轴19支撑于导向支架10上,所述的保持掣子20的一端固定在六方轴19上,另一端顶于止动板18上;驱动弹簧具体是这样设置的:短路环15的内壁设置有环形凹槽,所述驱动弹簧16嵌于环形槽内并套于导杆12上,该驱动弹簧16的一端固定在导向支架10上,另一端顶在短路环15的环形凹槽形成的凸沿26上。
所说的的制动机构最优实施方式是这样的,该制动机构包括导向板24、驱动拐臂21、连接头23以及手动顶杆22,其中导向板24设置在静铁心1的外侧,他们之间的连接关系是这样的,手动顶杆22支撑于导向板24上,手动顶杆22的一端与连接头的一端固定连接,连接头的另一端与驱动拐臂21的一端连接,驱动拐臂21的另一端与六方轴19连接。
如上所述的所有技术方案中所提及的动铁心为均为圆柱形结构,所述的导杆均采用非导磁不锈钢材料。
本发明与现有技术相比,所具有的优点:
本发明在现有技术中增加了用于改变磁场分布的短路环,利用短路环短接永磁体磁路的原理,使得永磁保持力下降,从而可在分闸簧和驱动弹簧的反力作用下实现手动分闸操作,其操作力非常小,因而可应用于真空接触器-熔断器组合电器,可与熔断器配合实现机械联锁。
附图说明
图1为本发明单稳态永磁机构结构示意图;
图2为本发明的剖视图;
其中:1-静铁心,2-上端盖,3-下端盖,4-螺杆,5-导向轴承,6-永磁体,7-极靴,8-励磁线圈,9-线圈骨架,10-导向支架,11-动铁心,12-导杆,13-定位盖,14-分闸弹簧,15-短路环,16-驱动弹簧,17-小轴,18-止动板,19-六方轴,20-保持掣子,21-驱动拐臂,22-手动顶杆,23-连接头,24-导向板,25-间隙,26凸沿。
具体实施例
如图1、图2所示,本发明的单稳态永磁机构的立体结构示意图以及剖视图,一种单稳态永磁机构,包括导杆12、套接于导杆12上且两端设置有上端盖2、下端盖3的静铁心1、设置在导杆12上的动铁心11、以及设置在导杆12另一端的分闸弹簧14,还包括设置在导杆12上、用于改变磁场分布的短路环15、固定在下端盖3上的导向支架10以及设置在导向支架10上的用于将短路环15制动、限位的牵制机构;其中动铁心11与下端盖之间设有间隙25。
如上所述的短路环15是套在导杆12上,且位于动铁心11外侧。该短路环15具体是设置在下端盖3的外侧靠近分闸弹簧14的一端的导杆12上,所述下端盖3与导杆12套接配合的部位留有供短路环15通过的通道。该短路环15最佳位置是位于下端盖3套接于导杆12部位的下端盖3与导杆12之间。
如上所述的牵制机构包括限位机构和制动机构;其中所说的限位机构是设置在导向支架10上用于将短路环15保持在动铁心11与下端盖3之间的间隙25之外的机械锁扣装置。制动机构是可解除短路环机械锁扣装置的、使短路环15移动至动铁心11与下端盖3之间的间隙25处的机械解扣装;也就是说制动机构是可使短路环15运动至接触到动铁心11表面,消除间隙25的与机械锁扣装置相应的机械解扣装置。
如上所述的限位机构的一种最优的实施方式是这样的:该限位机构包括小轴17、止动板18、六方轴19、驱动弹簧16以及保持掣子20,所述小轴17为两个、与导杆12平行且对称设置在导杆12的两侧,所述的止动板18通过小轴17与短路环15固定连接,所述六方轴19支撑于导向支架10上,所述的保持掣子20的一端固定在六方轴19上,另一端顶于止动板18上。驱动弹簧具体是这样设置的:短路环15的内壁设置有环形凹槽,所述驱动弹簧16嵌于环形槽内并套于导杆12上,该驱动弹簧16的一端固定在导向支架10上,另一端顶在短路环15的环形凹槽形成的凸沿26上。
如上所说的的制动机构最优实施方式是这样的,该制动机构包括导向板24、驱动拐臂21、连接头23以及手动顶杆22,其中导向板24设置在静铁心1的外侧,他们之间的连接关系是这样的,手动顶杆22支撑于导向板24上,手动顶杆22的一端与连接头的一端固定连接,连接头的另一端与驱动拐臂21的一端连接,驱动拐臂21的另一端与六方轴19连接。
如上所述的所有技术方案中所提及的动铁心为均为圆柱形结构,所述的导杆均采用非导磁不锈钢材料。
本发明的工作原理与工作过程:
静铁心1的两端安装上端盖2和下端盖3,上端盖2和下端盖3有定位止口,四周有过孔,穿入螺杆4与静铁心1固定连接,上端盖中心孔内压入导向轴承5。永磁体6镶嵌在静铁心1与极靴7之间,永磁体6磁极方向与动铁心运动方向垂直,永磁体为径向充磁,方向由外向内,其磁场沿中心轴线对称分布。静铁心1当中上端盖2永磁体6之间套装一个分合闸共用的,线圈采用线圈骨架9支撑,线圈为漆包线,顺时针方向绕制而成,匝数200~1000。导向支架10安装在下端盖3上;动铁心11固定在导杆12上,导杆12一端穿入上端盖2的导向轴承5中,另一端穿入导向支架10的导向孔中,动铁心11可沿导杆轴向与导杆一起运动,导杆12末端安装弹簧定位盖13,上面套入分闸弹簧14;短路环15套在导向支架10和动铁心11之间的导杆12上,短路环15内部环形凹槽安装驱动弹簧16,在驱动弹簧16的作用下,短路环15可沿轴向向动铁心11靠近,从而可改变磁场分布状况,达到减小保持力的目的;短路环15与小轴17及止动板18安装组成一体。
动铁心11为圆柱形结构,动铁心11与导杆12之间采用螺纹连接,导杆12采用非导磁不锈钢材料制成。
导向支架10为非导磁材料制成,导向支架10上下两端有对称凸台,凸台上有孔,孔内套入轴承,轴承内穿入六方轴19。保持掣子20和驱动拐臂21有六方孔,套入六方轴19上固定,手动顶杆22一端通过螺纹与连接头23组成一体,穿入静铁心1外侧导向板24,连接头23与驱动拐臂21相连,组成手动分闸装置。
合闸操作:当接到合闸指令时,励磁线圈8得电励磁,驱动动铁心11动作,并向上端盖2运动,短路环15在保持掣子20的作用不动作,当动铁心11碰到上端盖2后完成合闸动作,分闸弹簧14处于压缩储能状态,此时永磁保持力大于分闸弹簧14力而保持合闸位置不动。
分闸操作:当接到分闸指令时,励磁线圈8反向得电励磁,当永磁保持力小于分闸弹簧14力时,动铁心11动作,并向短路环15方向运动,当动铁心11碰到短路环15后,完成分闸动作,动铁心11在分闸弹簧14的作用下保持分闸位置不变。
手动分闸操作:按下手动顶杆22,推动驱动拐臂21,六方轴19转动,解锁保持掣子20,短路环15在驱动弹簧16的作用下向动铁心11一侧运动,从而改变磁路状态,保持力下降,动铁心11在分闸弹簧14的作用下连同短路环15一起向分闸方向运动完成分闸动作。