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的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉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，属于高压真空断路器领域。
【背景技术】
[0002]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，并进一步向高压领域发展。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。高压真空断路器对开距的要求较大，这就要求操动机构有更高的分合闸速度。而且，由于动铁心行程较大，造成动铁心起动时气隙磁阻很大，这就需要激磁线圈通入较大的激磁电流，从而导致开关管参数选择过大、控制难度加大等一系列问题。这些问题限制了永磁机构在高压真空断路器领域的应用。同时，由于传统永磁机构结构的问题，在分合闸行程末段，动铁心会加速运动，在结束运动时会有很大的冲击力，在合闸时会造成触头弹跳，并且缩减触头寿命。
【发明内容】
[0003]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种辅助线圈的高压真空断路器用长行程永磁操动机构，解决三线圈永磁机构分合闸速度反应时间过长的问题。
[0004]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为: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，包括永磁保持机构(2)、电磁驱动机构(3)以及导杆⑴，
[0005]所述永磁保持机构(2)包括上部永磁保持机构和下部永磁保持机构，所述上部永磁保持机构和下部永磁保持机构相对设置，且所述上部永磁保持机构和下部永磁保持机构之间设置有保持动铁心(10)，且所述保持动铁心(10)中间设有用于固定导杆(I)的中心孔；所述上部永磁保持机构包括合闸静铁心(4)、合闸永磁体￠)、辅助分闸线圈(7)、保持动铁心(10);所述合闸永磁体(6)、辅助分闸线圈(7)设置于合闸静铁心(4)内部，且所述辅助分闸线圈(7)设置于合闸永磁体(6)的下侧；所述下部永磁保持机构包括分闸静铁心
[5]、辅助合闸线圈(8)、分闸永磁体(9)，所述辅助合闸线圈(8)、分闸永磁体(9)设置于分闸静铁心(5)内部，且所述辅助合闸线圈(8)位于分闸永磁体(9)的下侧；
[0006]所述电磁驱动机构(3)包括合闸线圈(12)、启动-缓冲线圈(13)、分闸线圈(14)、驱动静铁心(15)、驱动动铁心(16);所述驱动动铁心(16)设置于驱动静铁心(15)内，且所述驱动动铁心(16)与驱动静铁心(15)之间滑动连接；所述驱动静铁心(15)内部由上到下设置有第一、第二、第三线圈槽，且所述第一、第二、第三线圈槽的开口均朝向驱动动铁心
(16)一侧，而所述合闸线圈(12)放置于第一线圈槽内，启动-缓冲线圈(13)放置于第二线圈槽内，分闸线圈(14)放置于第三线圈槽内；
[0007]所述永磁保持机构⑵与电磁驱动机构⑶之间设有非磁性材料垫片(11);所述导杆(I)由上到下依次穿过上部永磁保持机构、下部永磁保持机构、非磁性材料垫片(11)以及驱动静铁心(15)，且与上部永磁保持机构、下部永磁保持机构、非磁性材料垫片(11)以及驱动静铁心(15)滑动连接，同时所述导杆(I)分别与保持动铁心(10)的中心孔、驱动动铁心(16)固定连接。
[0008]优选的:所述合闸静铁心(4)包括相对设置的第一合闸静铁心和第二合闸静铁心，所述第一合闸静铁心和第二合闸静铁心开设有相互匹配的第一安装槽，所述合闸永磁体(6)、辅助分闸线圈(7)设置于第一安装槽内；所述分闸静铁心(5)包括第一分闸静铁心和第二分闸静铁心，所述第一分闸静铁心和第二分闸静铁心开设有相互匹配的第二安装槽，所述辅助合闸线圈(8)、分闸永磁体(9)设置于第二安装槽内。
[0009]优选的:所述保持动铁心(10)为半径大于合闸永磁体(6)和分闸永磁体(9)外径的实心圆盘。
[0010]优选的:所述永磁保持机构(2)、电磁驱动机构(3)的形状可以是圆柱形的或者是长方体形的。
[0011]优选的:所述辅助分闸线圈(7)与合闸永磁体(6)的内外径相同，辅助合闸线圈
(8)与分闸永磁体(9)的内外径相同。
[0012]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的分闸方法:当永磁保持机构(2)、电磁驱动机构(3)收到分闸信号时，启动-缓冲线圈(13)、辅助分闸线圈(7)同时通入同向电流，产生磁动势；启动-缓冲线圈(13)产生的磁场作用于驱动动铁心(16);辅助分闸线圈(X)产生的电磁场与合闸永磁体(6)产生的永磁磁场方向相反，使保持动铁心(10)受到的保持力迅速减小；随着电流增加，当电流达到一定值时，启动-缓冲线圈
[13]产生的向下的电磁力大于合闸永磁体(6)与辅助分闸线圈(7)合成磁场产生的向上的保持力，此时驱动动铁心(16)向下运动，此时分闸线圈(14)通入与启动-缓冲线圈(13)方向相同的电流；当驱动动铁心(16)上端面低于合闸线圈(12)与启动-缓冲线圈(13)之间静铁心的上端面时，启动-缓冲线圈(13)电流产生的磁场开始阻碍驱动动铁心(16)向下运动，从而实现对驱动动铁心(16)的减速缓冲作用；当驱动动铁心达到下端极限时，启动-缓冲线圈和分闸线圈同时停止通电。
[0013]优选的:所述辅助合闸线圈(8)在分闸过程中为开路状态。
[0014]有益效果:本发明提供的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，相比现有技术，具有以下有益效果:
[0015]本发明针对三线圈永磁机构保持机构与操动机构分离造成的磁路分离的特点，在永磁保持机构内添加辅助分合闸线圈，对永磁磁场进行弱磁，快速缩短分合闸的启动时间，提高操动机构的响应速度。
【附图说明】
[0016]图1为本发明在合闸位置的结构示意图；
[0017]图2a为本发明在合闸位置的磁通路径图；
[0018]图2b为本发明分闸过程启动时的磁通路径图；
[0019]图2c为本发明分闸过程末段缓冲的磁通路径图；
[0020]图2d为本发明分闸位置的磁通路径图；
[0021]图中:1导杆、2永磁保持机构、3电磁驱动机构、4合闸静铁心、5分闸静铁心、6合闸永磁体、7辅助分闸线圈、8辅助合闸线圈、9分闸永磁体、10保持动铁心、11非磁性材料垫片、12合闸线圈、13启动-缓冲线圈、14分闸线圈、15驱动静铁心、16驱动动铁心；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】
[0022]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0023]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，如图1所示，包括永磁保持机构2、电磁驱动机构3以及导杆1，
[0024]所述永磁保持机构2包括上部永磁保持机构和下部永磁保持机构，所述上部永磁保持机构和下部永磁保持机构相对设置，且所述上部永磁保持机构和下部永磁保持机构之间设置有保持动铁心10，且所述保持动铁心10中间设有用于固定导杆I的中心孔；所述上部永磁保持机构包括合闸静铁心4、合闸永磁体6、辅助分闸线圈7、保持动铁心10 ;所述合闸永磁体6、辅助分闸线圈7设置于合闸静铁心4内部，且所述辅助分闸线圈7设置于合闸永磁体6的下侧；所述下部永磁保持机构包括分闸静铁心5、辅助合闸线圈8、分闸永磁体9，所述辅助合闸线圈8、分闸永磁体9设置于分闸静铁心5内部，且所述辅助合闸线圈8位于分闸永磁体9的下侧；所述合闸静铁心4包括相对设置的第一合闸静铁心和第二合闸静铁心，所述第一合闸静铁心和第二合闸静铁心开设有相互匹配的第一安装槽，所述合闸永磁体6、辅助分闸线圈7设置于第一安装槽内。
[0025]所述电磁驱动机构3包括合闸线圈12、启动-缓冲线圈13、分闸线圈14、驱动静铁心15、驱动动铁心16 ;所述驱动动铁心16设置于驱动静铁心15内，且所述驱动动铁心16与驱动静铁心15之间滑动连接；所述驱动静铁心15内部由上到下设置有第一、第二、第三线圈槽，且