CN105304403A - 一种快速分闸的单稳态永磁操动机构及其控制方法 - Google Patents

一种快速分闸的单稳态永磁操动机构及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105304403A
CN105304403A CN201510698714.9A CN201510698714A CN105304403A CN 105304403 A CN105304403 A CN 105304403A CN 201510698714 A CN201510698714 A CN 201510698714A CN 105304403 A CN105304403 A CN 105304403A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil
dynamic
fixed core
unshakable
determination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510698714.9A
Other languages
English (en)
Inventor
林鹤云
郑奕
李博
房淑华
蒋佳明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201510698714.9A priority Critical patent/CN105304403A/zh
Publication of CN105304403A publication Critical patent/CN105304403A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/666—Operating arrangements

Landscapes

  • Electromagnets (AREA)

Abstract

本发明公开了一种快速分闸的单稳态永磁操动机构及其控制方法，属于中低压真空断路器领域。包括静铁心、动铁心、永磁体、分闸弹簧、上部线圈、下部线圈以及导杆，静铁心和导杆之间设有分闸弹簧，分闸弹簧的上下端分别与静铁心和动铁心接触；静铁心的外侧壁设有轴向的凹槽以放置线圈；永磁体置于静铁心上侧，与分闸磁路分离；通过增加一个下部线圈，使得动铁心在分闸过程中得到足够大的动力，解决了现有永磁操动机构分闸速度较慢的问题，减小了分闸弹跳，提高了永磁操动机构的可靠性。

Description

一种快速分闸的单稳态永磁操动机构及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种快速分闸的单稳态永磁操动机构及其控制方法，属于中低压真空断路器领域。
背景技术
真空断路器以其体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，迅速占领了中压断路器市场。真空断路器所配操动机构通常有电磁式、弹簧式和永磁式三种。其中永磁式操动机构凭借其高可靠、低能耗、免维护，以及可实现同步操作等诸多优点，日益引起人们的关注。传统单稳态永磁操动机构分闸过程是往线圈中通入反向电流，抵消永磁体的保持力，利用分闸弹簧进行分闸，但这种方法分闸速度较慢，较难满足真空灭弧室的要求，并且会产生分闸弹跳，影响机构性能稳定。
发明内容：
技术问题：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种快速分闸的单稳态永磁操动机构及其控制方法，解决了永磁操动机构分闸速度过慢的问题。
发明内容：为解决上述技术问题，本发明提供了一种快速分闸的单稳态永磁操动机构，该机构包括静铁心、动铁心、永磁体、上部线圈、下部线圈、分闸弹簧以及导杆，
所述静铁心内设置有动铁心、永磁体、上部线圈、下部线圈和分闸弹簧；所述动铁心设置于静铁心内，且所述动铁心与静铁心之间滑动连接；所述分闸弹簧设置于静铁心和导杆之间，分闸弹簧的上下端分别与静铁心和动铁心接触；所述静铁心的内侧壁设有轴向的凹槽以放置上部线圈和下部线圈；所述永磁体置于静铁心上侧；所述导杆与动铁心固定连接，与静铁心滑动连接。
所述永磁操动机构在分闸过程中，下部线圈产生的磁力线通过静铁心的下部、中部与动铁心形成分闸磁路。
优选的，所述永磁体与分闸磁路分离，置于静铁心的上侧；所述上部线圈和下部线圈的内外径相同，上部线圈的高度高于比下部线圈的高度；所述分闸弹簧置于动铁心内侧。
优选的，所述静铁心、动铁心的形状是圆柱形或者是长方体形。
本发明还提供了一种单稳态永磁操动机构的控制方法，该方法包括
向下部线圈通入反向电流，当下部线圈产生的电磁力和分闸弹簧反力之和大于合闸保持力时，动铁心向下运动，直至动铁心停止在分闸位置；或
向下部线圈中通入正向电流，向上部线圈中通入反向电流，上部线圈产生的电磁力抵消了永磁体的一部分永磁力，使合闸保持力迅速减小，同时下部线圈产生的电磁力向下，在分闸弹簧和下部线圈的共同作用下，动铁心向下运动，直至停止在分闸位置。
有益效果：本发明将永磁体置于静铁心上部，与分闸磁路分离，合闸时永磁体对动铁心的永磁力很小，靠分闸弹簧使动铁心保持在分闸位置，合闸初只需克服分闸弹簧反力和重力。第一种分闸方法为向下部线圈通入反向电流，此方法优点是不会使永磁体退磁，提高永磁机构的寿命。第二种分闸方法为向下部线圈中通入正向电流，向上部线圈中通入反向电流，此方法优点是线圈电流小，反应速度快。两种分闸方法在分闸末段均能靠线圈提供的电磁力牢牢保持在分闸位置，防止分闸弹跳。
附图说明
图1为本发明在合闸位置的结构示意图；
图2a为本发明在合闸位置的磁通路径图；
图2b为本发明第一种分闸控制方法的磁通路径图；
图2c为本发明第二种分闸控制方法的磁通路径图；
图中：1导杆、2静铁心、3动铁心、4永磁体、5上部线圈、6下部线圈、7分闸弹簧；虚线为线圈产生的磁力线，实线为永磁体产生的磁力线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
本发明提供了一种快速分闸的单稳态永磁操动机构，该机构包括静铁心2、动铁心3、永磁体4、上部线圈5、下部线圈6、分闸弹簧7以及导杆1。
所述静铁心2内设置有动铁心3、永磁体4、上部线圈5、下部线圈6和分闸弹簧7；所述动铁心3设置于静铁心2内，且所述动铁心3与静铁心2之间滑动连接；所述分闸弹簧7设置于静铁心2和导杆1之间，分闸弹簧7的上下端分别与静铁心2和动铁心3接触；所述静铁心2的内侧壁设有轴向的凹槽以放置上部线圈5和下部线圈6；所述永磁体4置于静铁心2上侧；所述导杆1与动铁心3固定连接，与静铁心2滑动连接。
所述永磁操动机构在分闸过程中，下部线圈6产生的磁力线通过静铁心2的下部、中部与动铁心3形成分闸磁路。
所述永磁体4与分闸磁路分离，置于静铁心2的上侧；所述上部线圈5和下部线圈6的内外径相同，上部线圈5的高度高于比下部线圈6的高度；所述分闸弹簧7置于动铁心3内侧。
所述静铁心2、动铁心3的形状是圆柱形或者是长方体形。
本发明还提供了一种单稳态永磁操动机构的控制方法，该方法包括
向下部线圈6通入反向电流，当下部线圈6产生的电磁力和分闸弹簧7反力之和大于合闸保持力时，动铁心3向下运动，直至动铁心3停止在分闸位置；或
向下部线圈6中通入正向电流，向上部线圈5中通入反向电流，上部线圈5产生的电磁力抵消了永磁体4的一部分永磁力，使合闸保持力迅速减小，同时下部线圈6产生的电磁力向下，在分闸弹簧7和下部线圈6的共同作用下，动铁心3向下运动，直至停止在分闸位置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种快速分闸的单稳态永磁操动机构，该机构包括静铁心（2）、动铁心（3）、永磁体（4）、上部线圈（5）、下部线圈（6）、分闸弹簧（7）以及导杆（1），其特征在于：
所述静铁心（2）内设置有动铁心（3）、永磁体（4）、上部线圈（5）、下部线圈（6）和分闸弹簧（7）；所述动铁心（3）设置于静铁心（2）内，且所述动铁心（3）与静铁心（2）之间滑动连接；所述分闸弹簧（7）设置于静铁心（2）和导杆（1）之间，分闸弹簧（7）的上下端分别与静铁心（2）和动铁心（3）接触；所述静铁心（2）的内侧壁设有轴向的凹槽以放置上部线圈（5）和下部线圈（6）；所述永磁体（4）置于静铁心（2）上侧；所述导杆（1）与动铁心（3）固定连接，与静铁心（2）滑动连接；
所述永磁操动机构在分闸过程中，下部线圈（6）产生的磁力线通过静铁心（2）的下部、中部与动铁心（3）形成分闸磁路。
2.根据权利要求1所述的快速分闸的单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述永磁体（4）与分闸磁路分离，置于静铁心（2）的上侧；所述上部线圈（5）和下部线圈（6）的内外径相同，上部线圈（5）的高度高于比下部线圈（6）的高度；所述分闸弹簧（7）置于动铁心（3）内侧。
3.根据权利要求1所述的快速分闸的单稳态永磁操动机构，其特征在于：所述静铁心（2）、动铁心（3）的形状是圆柱形或者是长方体形。
4.一种单稳态永磁操动机构的控制方法，其特征在于：该方法包括
向下部线圈（6）通入反向电流，当下部线圈（6）产生的电磁力和分闸弹簧（7）反力之和大于合闸保持力时，动铁心（3）向下运动，直至动铁心（3）停止在分闸位置；或向下部线圈（6）中通入正向电流，向上部线圈（5）中通入反向电流，上部线圈（5）产生的电磁力抵消了永磁体（4）的一部分永磁力，使合闸保持力迅速减小，同时下部线圈（6）产生的电磁力向下，在分闸弹簧（7）和下部线圈（6）的共同作用下，动铁心（3）向下运动，直至停止在分闸位置。
CN201510698714.9A 2015-10-23 2015-10-23 一种快速分闸的单稳态永磁操动机构及其控制方法 Pending CN105304403A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510698714.9A CN105304403A (zh) 2015-10-23 2015-10-23 一种快速分闸的单稳态永磁操动机构及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510698714.9A CN105304403A (zh) 2015-10-23 2015-10-23 一种快速分闸的单稳态永磁操动机构及其控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105304403A true CN105304403A (zh) 2016-02-03

Family

ID=55201518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510698714.9A Pending CN105304403A (zh) 2015-10-23 2015-10-23 一种快速分闸的单稳态永磁操动机构及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105304403A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105869946A (zh) * 2016-05-19 2016-08-17 东南大学 一种组合分闸弹簧的高压断路器用单稳态永磁机构
CN108807097A (zh) * 2018-05-24 2018-11-13 平高集团有限公司 操动机构控制方法及分合闸驱动装置以及断路器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2519991Y (zh) * 2001-11-20 2002-11-06 沈阳工业大学 单线圈单稳态永磁操动机构
CN2796052Y (zh) * 2004-09-11 2006-07-12 吉林永大集团有限公司 a角内磁轭永磁机构
CN2909503Y (zh) * 2006-06-28 2007-06-06 吕强 电磁驱动永磁保持机构
CN201160032Y (zh) * 2008-02-02 2008-12-03 苏艳刚 变气隙磁路双线圈永磁操动机构
CN101552081A (zh) * 2009-01-05 2009-10-07 东南大学 一种直线往复运动的永磁操动机构
CN101986407A (zh) * 2010-12-06 2011-03-16 东南大学 一种超高压真空断路器快速操动机构及其控制方法
CN103560057A (zh) * 2013-10-15 2014-02-05 国家电网公司 一种单稳态永磁机构
CN104064399A (zh) * 2014-06-18 2014-09-24 东南大学 一种用于高压大开距真空断路器的两级加速永磁机构

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2519991Y (zh) * 2001-11-20 2002-11-06 沈阳工业大学 单线圈单稳态永磁操动机构
CN2796052Y (zh) * 2004-09-11 2006-07-12 吉林永大集团有限公司 a角内磁轭永磁机构
CN2909503Y (zh) * 2006-06-28 2007-06-06 吕强 电磁驱动永磁保持机构
CN201160032Y (zh) * 2008-02-02 2008-12-03 苏艳刚 变气隙磁路双线圈永磁操动机构
CN101552081A (zh) * 2009-01-05 2009-10-07 东南大学 一种直线往复运动的永磁操动机构
CN101986407A (zh) * 2010-12-06 2011-03-16 东南大学 一种超高压真空断路器快速操动机构及其控制方法
CN103560057A (zh) * 2013-10-15 2014-02-05 国家电网公司 一种单稳态永磁机构
CN104064399A (zh) * 2014-06-18 2014-09-24 东南大学 一种用于高压大开距真空断路器的两级加速永磁机构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105869946A (zh) * 2016-05-19 2016-08-17 东南大学 一种组合分闸弹簧的高压断路器用单稳态永磁机构
CN105869946B (zh) * 2016-05-19 2018-02-02 东南大学 一种组合分闸弹簧的高压断路器用单稳态永磁机构
CN108807097A (zh) * 2018-05-24 2018-11-13 平高集团有限公司 操动机构控制方法及分合闸驱动装置以及断路器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105070586B (zh) 一种外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构
CN103560052B (zh) 一种用于直动式电磁***的下置环形永磁磁路
CN104851740A (zh) 一种带辅助线圈的高压真空断路器用长行程永磁操动机构
CN202695280U (zh) 一种敞开式单稳态永磁操动机构
CN101901718A (zh) 配双稳态永磁操动机构的直动式真空断路器
CN103500689B (zh) 一种大功率继电器的电磁结构
CN201160032Y (zh) 变气隙磁路双线圈永磁操动机构
CN205081051U (zh) 一种外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构
CN105304403A (zh) 一种快速分闸的单稳态永磁操动机构及其控制方法
CN202905590U (zh) Anp单线圈单稳态永磁机构
CN201171025Y (zh) 电开关永磁操动机构
CN202473642U (zh) 双稳态非对称永磁操动机构
CN202473644U (zh) 双吸合面单线圈单稳态永磁机构
CN104167326B (zh) 用于高压真空断路器的三线圈永磁机构
CN201387819Y (zh) 电开关永磁操动机构
CN105428151A (zh) 永磁置于动铁芯中的高压双稳态永磁操动机构及其分闸方法
CN103474287B (zh) 双动铁心永磁操动机构
CN104064399B (zh) 一种用于高压大开距真空断路器的两级加速永磁机构
CN105280432A (zh) 一种带有磁桥及辅助弱磁线圈的高压真空断路器用长行程永磁操动机构
CN105304402A (zh) 一种组合式长行程高压单稳态永磁操动机构及分闸合闸方法
CN201503828U (zh) 电磁脱扣器
CN101335152A (zh) 提高真空断路器用永磁机构速度的方法及永磁机构
CN206864389U (zh) 一种永磁机构真空断路器双信号检测装置
CN201725698U (zh) 永磁操动机构
CN107123567B (zh) 一种真空断路器的双侧开断技术

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160203

RJ01 Rejection of invention patent application after publication