CN101859653B - 一种单稳态永磁机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及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)，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。本发明解决现有技术中永磁机构在断电时不易进行分闸的缺点，实现了在操作力非常小的情况下的手动分闸。
Description
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。
Claims (2)
1.一种单稳态永磁机构，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)一端的分闸弹簧(14)；所述动铁心(11)与下端盖之间设有间隙(25)，其特征在于：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)制动和限位的牵制机构；
所述短路环(15)套在导杆(12)上，且位于动铁心(11)外侧，所述短路环(15)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，所述短路环(15)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；
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；
所述牵制机构包括限位机构和制动机构；
所述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，所述的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)处的机械解扣装置；
所述限位机构包括小轴(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，
所述短路环(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；
所述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)，
所述导向板(24)设置在静铁心(1)的外侧，所述手动顶杆(22)支撑于导向板(24)上，该手动顶杆(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。
2.根据权利要求1所述的单稳态永磁机构，其特征在于：所述的动铁心为圆柱形结构，所述的导杆采用非导磁不锈钢材料。
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