专利名称：设有驱动拐臂的单稳态永磁机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压开关用永磁机构，具体涉及一种单稳态永磁机构。
背景技术：
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结构两种。对于系统中运行的高压开关来说，除了要求电磁分闸外，还要求能够进行手动分闸操作。目前设计的机构很少考虑手动分闸装置，具有手动分闸功能的基本是借助外力强行分断，无法保证分闸特性，且操作力很大，不能实现机械联锁功能，只能依靠电气联锁，应用有很大的局限性。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种设有驱动拐臂的单稳态永磁机构，解决以上技术问题。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现设有驱动拐臂的单稳态永磁机构，包括一单稳态永磁机构主体，所述单稳态永磁机构主体包括一对动铁心起保持作用的永磁体，其特征在于，还包括一手动分间装置，所述手动分闸装置包括一手动动作执行机构和一永磁磁路控制机构；所述永磁磁路控制机构包括一受控永磁体和一对所述受控永磁体磁路起控制作用的短路环，以所述永磁体作为所述受控永磁体；所述手动动作执行机构的动作执行部件连接所述短路环。通过所述手动动作执行机构控制所述短路环对所述永磁体的短路情况，进而实现对所述动铁心所受保持力的控制，进而实现通过手动动作执行机构进行分闸操作。所述手动动作执行机构包括一驱动拐臂和一保持掣子，所述驱动拐臂连接一驱动轴，所述驱动轴设置在所述单稳态永磁机构主体的固定座上，所述保持掣子和所述驱动拐臂固定在所述驱动轴上。所述驱动拐臂连接外部的手动顶杆，利用手动顶杆以推动所述驱动拐臂，则所述驱动轴转动，将所述保持掣子解锁，所述手动动作执行机构的动作执行部件推动所述短路环运作，随即所述短路环使所述永磁体的磁力下降，本实用新型在外部的触头弹簧压力及外部的分闸弹簧力的作用下，起到分闸的作用。所述永磁体设置在所述单稳态永磁机构主体的静铁心和极靴之间；所述永磁体的磁极方向与所述动铁心的运动方向垂直，所述永磁体为径向充磁，方向由外向内，其磁场沿中心轴线对称分布。所述静铁心设有上端盖、下端盖，所述下端盖底部设有所述固定座，所述手动分闸装置固定在所述固定座上。所述上端盖与所述永磁体之间设有一分合间共用的线圈；所述线圈通过一线圈骨架支撑于所述上端盖和所述永磁体之间。当合闸操作时，所述线圈得电励磁，驱动所述动铁心动作，并向所述上端盖运动， 当所述动铁心碰到所述上端盖后，完成合间动作，此时所述永磁体保持力大于外部的触头弹簧的压力及外部的分闸弹簧力而保持合闸位置不动。当分闸操作时，所述线圈反向得电励磁，当保持力小于外部的触头弹簧的压力及外部的分闸弹簧力时，所述动铁心动作，并向所述短路环方向运动，当所述动铁心碰到所述短路环后，完成分间动作，所述动铁心在外部的分闸弹簧力的作用下保持分闸位置不变。所述线圈可采用漆包线，所述漆包线以顺时针方向绕制而成线圈，所述线圈的匝数可设为200 1000匝。所述固定座的上下两端设有凸台，所述凸台与凸台两两对称，所述凸台上设有孔， 所述孔内设有一轴承，所述驱动轴固定在所述轴承上。所述上端盖和所述下端盖设有一定位止口，所述定位止口的四周设有过孔，所述定位止口通过一螺杆与所述静铁心固定连接；所述上端盖的中心孔内设有一导向轴承。所述固定座为非导磁材料制成的固定座，所述固定座的导向孔内设有一固定导向轴承。所述动铁心固定在一导杆上，所述动铁心与所述导杆之间采用螺纹连接。所述导杆的一端穿入所述上端盖的导向轴承中，所述导杆的另一端穿入所述固定座的固定导向轴承中。所述动铁心采用圆柱形结构的动铁心。所述短路环的内部环形槽中设有一驱动弹簧。所述短路环套接在所述导杆上，所述短路环可在所述固定座与所述动铁心之间滑动。在驱动弹簧作用下，所述短路环可沿轴向向所述动铁心靠近，从而改变磁场分布状况。利用短路环短接永磁体磁路使得永磁保持力下降，从而可在外部的反力作用下实现手动分闸操作。所述导杆采用非导磁不锈钢材料制成的导杆。通过手动分闸装置，人们不仅可以电磁分闸，还可以手动分闸，当所述单稳态永磁机构主体不起作用时或出现错误时，通过所述手动分闸装置进行分闸，操作非常方便。所述固定座上还设有一止动板，所述止动板通过一小轴连接所述短路环，所述止动板连接所述保持掣子。所述止动板、保持掣子、小轴组成所述手动动作执行机构的动作执行部件。在驱动所述驱动拐臂联动所述保持掣子解锁时，所述止动板在所述小轴的帮助下推动所述短路环运作。所述极靴与所述动铁心之间设有气隙，所述气隙为0.4mm。所述气隙在本实用新型运行中产生磁场，本实用新型随即通过磁场传递能量，运转。本实用新型的整体结构紧凑，安装方便，线圈控制电流小，电磁力变化速度快，动作响应迅速，与现有永磁机构相比的优点在于利用了短路环短接永磁体磁路的原理，使得永磁保持力下降，从而可在外力(外部的分闸弹簧的拉力)和外力(外部的触头弹簧的弹力)的反力作用下实现手动分闸操作，其操作力非常小。因此，本实用新型可应用于真空接触器一熔断器组合电器中，可与熔断器配合实现机械联锁。
图1为本实用新型的整体结构原理示意图；图2为本实用新型的剖面图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。参照图1、图2，设有驱动拐臂的单稳态永磁机构，包括一单稳态永磁机构主体，单稳态永磁机构主体包括一对动铁心11起保持作用的永磁体6，还包括一手动分间装置，手动分间装置包括一手动动作执行机构和一永磁磁路控制机构。永磁磁路控制机构包括一受控永磁体和一对受控永磁体磁路起控制作用的短路环14，以永磁体6作为受控永磁体。手动动作执行机构的动作执行部件连接短路环14。通过手动动作执行机构控制短路环14对永磁体6的短路情况，进而实现对动铁心11所受保持力的控制，进而实现通过手动动作执行机构进行分闸操作。手动动作执行机构包括一驱动拐臂21和一保持掣子20，驱动拐臂21连接一驱动轴19，驱动轴19设置在单稳态永磁机构主体的固定座10上，保持掣子20和驱动拐臂21固定在驱动轴19上。驱动拐臂21与外部的手动顶杆连接。驱动拐臂21连接外部的手动顶杆，利用手动顶杆以推动驱动拐臂21，则驱动轴19转动，将保持掣子20解锁，手动动作执行机构的动作执行部件推动短路环14运作，随即短路环14使永磁体6的磁力下降，本实用新型在外部的触头弹簧压力及外部的分闸弹簧力的作用下，起到分闸的作用。永磁体6设置在单稳态永磁机构主体的静铁心1与极靴7之间。永磁体6的磁极方向与动铁心11的运动方向垂直，永磁体6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设有上端盖2、下端盖3，上端盖2和下端盖3设有一定位止口，定位止口的四周设有过孔，定位止口通过一螺杆4与静铁心1固定连接；上端盖2的中心孔内设有一导向轴承5。下端盖3底部设有固定座10，固定座10为非导磁材料制成的固定座，固定座10的导向孔内设有一固定导向轴承13。手动分闸装置固定在固定座10上。动铁心11固定在一导杆12上，动铁心11与导杆12之间采用螺纹连接。导杆12的一端穿入上端盖2的导向轴承5中，导杆12的另一端穿入固定座10的固定导向轴承13中。动铁心11采用圆柱形结构的动铁心。短路环14的内部环形槽中设有一驱动弹簧15。短路环14套接在导杆12 上，短路环14可在固定座10与动铁心11之间滑动。在驱动弹簧15的作用下，短路环14可沿轴向向动铁心11靠近，从而改变磁场分布状况。利用短路环14短接永磁体6的磁路使得永磁保持力下降，从而可在外部的反力作用下实现手动分闸操作。导杆12采用非导磁不锈钢材料制成的导杆。固定座10上还设有一止动板17，止动板17通过一小轴16连接短路环14。止动板17连接保持掣子20。止动板17、保持掣子20、小轴16组成手动动作执行机构的动作执行部件。在驱动驱动拐臂21联动保持掣子20解锁时，止动板17在小轴16的帮助下推动短路环14运作。固定座10的上下两端设有凸台，凸台与凸台两两对称，凸台上设有孔，孔内设有一轴承18，驱动轴19固定在轴承18上。上端盖2与永磁体6之间设有一分合闸共用的线圈8。线圈8通过一线圈骨架支撑于上端盖2和永磁体6之间。线圈8可采用漆包线，漆包线以顺时针方向绕制而成线圈，线圈8的匝数可设为200 1000匝。极靴7与动铁心11 之间设有气隙，气隙为0. 4mm。气隙在本实用新型运行中产生磁场，本实用新型随即通过磁场传递能量，运转。通过手动分间装置，人们不仅可以电磁分间，还可以手动分间，当单稳态永磁机构主体不起作用时或出现错误时，通过手动分闸装置进行分闸，操作非常方便。本实用新型的实际操作如下所述合闸操作当接到合闸指令时，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14在保持掣子20的作用下不动作，当动铁心11碰到上端盖2后，完成合闸动作，此时永磁体6保持力大于外部的触头弹簧的压力及外部的分闸弹簧力而保持合闸位置不动。分闸操作当接到分闸指令时，线圈8反向得电励磁，当保持力小于外部的触头弹簧的压力及外部的分闸弹簧力时，动铁心11动作，并向短路环14方向运动，当动铁心11碰到短路环14后，完成分闸动作，动铁心11在外部的分闸弹簧力的作用下保持分闸位置不变。手动分闸操作按下外部的手动顶杆，推动驱动拐臂21，驱动轴19转动，解锁保持掣子20，短路环14在驱动弹簧15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在外部的触头弹簧压力及外部的分闸弹簧力的作用下连同短路环14 一起向分闸方向运动完成分闸动作。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.设有驱动拐臂的单稳态永磁机构，包括一单稳态永磁机构主体，所述单稳态永磁机构主体包括一对动铁心起保持作用的永磁体，其特征在于，还包括一手动分间装置，所述手动分闸装置包括一手动动作执行机构和一永磁磁路控制机构；所述永磁磁路控制机构包括一受控永磁体和一对所述受控永磁体磁路起控制作用的短路环，以所述永磁体作为所述受控永磁体；所述手动动作执行机构的动作执行部件连接所述短路环。
2.根据权利要求1所述的设有驱动拐臂的单稳态永磁机构，其特征在于所述手动动作执行机构包括一驱动拐臂和一保持掣子，所述驱动拐臂连接一驱动轴，所述驱动轴设置在所述单稳态永磁机构主体的固定座上，所述保持掣子和所述驱动拐臂固定在所述驱动轴上；所述永磁体设置在所述单稳态永磁机构主体的静铁心与极靴之间。
3.根据权利要求2所述的设有驱动拐臂的单稳态永磁机构，其特征在于所述上端盖与所述永磁体之间设有一分合闸共用的线圈；所述线圈通过一线圈骨架支撑于所述上端盖和所述永磁体之间。
4.根据权利要求3所述的设有驱动拐臂的单稳态永磁机构，其特征在于所述固定座的上下两端设有凸台，所述凸台与凸台两两对称，所述凸台上设有孔，所述孔内设有一轴承，所述驱动轴固定在所述轴承上。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的设有驱动拐臂的单稳态永磁机构，其特征在于所述上端盖和所述下端盖设有一定位止口，所述定位止口的四周设有过孔，所述定位止口通过一螺杆与所述静铁心固定连接；所述上端盖的中心孔内设有一导向轴承；所述固定座的导向孔内设有一固定导向轴承；所述动铁心固定在一导杆上，所述动铁心与所述导杆之间采用螺纹连接；所述导杆的一端穿入所述上端盖的导向轴承中，所述导杆的另一端穿入所述固定座的固定导向轴承中。
6.根据权利要求5所述的设有驱动拐臂的单稳态永磁机构，其特征在于所述短路环的内部环形槽中设有一驱动弹簧，所述短路环套接在所述导杆上。
7.根据权利要求6所述的设有驱动拐臂的单稳态永磁机构，其特征在于所述固定座上设有一止动板，所述止动板通过一小轴连接所述短路环，所述止动板连接所述保持掣子；所述止动板、保持掣子、小轴组成所述手动动作执行机构的动作执行部件。
8.根据权利要求1所述的设有驱动拐臂的单稳态永磁机构，其特征在于所述极靴与所述动铁心之间设有气隙。
9.根据权利要求3所述的设有驱动拐臂的单稳态永磁机构，其特征在于所述线圈采用漆包线，所述线圈的匝数设为200 1000匝。
10.根据权利要求7所述的设有驱动拐臂的单稳态永磁机构，其特征在于所述固定座为非导磁材料制成的固定座，所述导杆采用非导磁不锈钢材料制成的导杆。
专利摘要设有驱动拐臂的单稳态永磁机构涉及一种单稳态永磁机构。包括一单稳态永磁机构主体，单稳态永磁机构主体包括一对动铁心起保持作用的永磁体，还包括手动分闸装置，手动分闸装置包括手动动作执行机构和一对永磁体起短路作用的短路环。手动动作执行机构包括一驱动拐臂和一推动短路环运作的保持掣子，驱动拐臂连接驱动轴，驱动轴设置在单稳态永磁机构主体的固定座上，保持掣子和驱动拐臂固定在驱动轴上。驱动拐臂与外部的手动顶杆连接。本实用新型的结构紧凑，安装方便，利用短路环短接永磁体磁路使得永磁保持力下降，从而在外力的反力作用下实现手动分闸。本实用新型主要用于12KV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。
文档编号H01H3/28GK201966081SQ20102056177
公开日2011年9月7日 申请日期2010年10月14日 优先权日2010年10月14日
发明者包少华, 包浩然, 吴春晖 申请人:上海维埃姆电力科技有限公司