一种外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构，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，由于双稳态永磁机构结构的问题，会产生似合非合的中间状态，影响系统稳定，而高压单稳态机构分闸弹簧的反力较大，合闸保持力比双稳态机构大很多。
【实用新型内容】
[0003]为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构，解决双稳态永磁机构分合闸性能不稳定的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:包括永磁保持机构(2)、电磁驱动机构(3)、分闸弹簧(13)以及非导磁外壳(14)，其特征在于，所述永磁保持机构(2)和电磁驱动机构(3)之间通过非磁性材料垫片(8)形成分离；
[0005]所述永磁保持机构(2)包括有永磁体(5)以及设置在永磁体(5)下部的分闸线圈(6 )，所述永磁体(5 )、分闸线圈(6 )设置在保持静铁心(4 )内，所述保持静铁心(4 )下部设置可上下运动的保持动铁心(7)，所述保持动铁心(7)和非导磁外壳(14)之间设置分闸弹簧(13)；
[0006]所述电磁驱动机构(3)包括驱动静铁心(11)以及可上下运动的驱动动铁心(12)，所述驱动动铁心(12)外设置使驱动动铁心(12)向上运动的合闸线圈(9)。
[0007]所述保持静铁心(4)、保持动铁心(7)接触的部分设置有对应的凸块，包括处于分闸线圈(6)下部的上凸块(4-1)，以及设置在保持动铁心(7)上表面和所述上凸块(4-1)对应的下凸块(7-1)；
[0008]所述保持动铁心(7)周向开设有环形设置的通孔(16)。
[0009]所述非导磁外壳(14)内设有穿过永磁保持机构(2)、电磁驱动机构(3)、分闸弹簧
(13)并从非导磁外壳(14)内延伸而出的导杆(1 )，所述导杆(1)与保持动铁心(7)、驱动动铁心(12)形成固定连接，所述导杆(1)与永磁保持机构(2)、非磁性材料垫片(8)以及驱动静铁心(11)形成滑动连接。
[0010]所述分闸弹簧(13)为碟簧，所述分闸弹簧(13)顶端与非导磁外壳(14)的上端面接触，所述保持动铁心(7)位于永磁体(5)内侧的部位设置有供所述分闸弹簧(13)底端嵌入的凹槽(15)。
[0011]所述通孔(16)外径小于凹槽(15)的外径，所述通孔(16)内径大于凹槽(15)的内径；所述凹槽(15)的外径略大于分闸弹簧(13)的外径，所述凹槽(15)的内径略小于分闸弹貪(13)的内径。
[0012]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。
[0013]—种外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构的分闸方法，当永磁保持机构
(2)收到分闸信号时，分闸线圈(6)产生的电磁场与永磁体(5)产生的永磁磁场方向相反，使保持动铁心(7 )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，分闸弹簧
[13]对保持动铁心(7)的反力和运动部件的重力之和大于永磁体(5)对保持动铁心(7)的保持力，此时保持动铁心(7)和驱动动铁心(12)向下运动；在分闸末段，向合闸线圈(9)中通入脉冲电流，减小分闸末段速度，有效防止分闸弹跳；当驱动动铁心(12)达到下端极限时，保持动铁心(7)和驱动动铁心(12)在分闸弹簧(13)的作用下保持在分闸位置。
[0014]—种外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构的合闸方法，当电磁驱动机构
(3)收到合闸信号时，合闸线圈(9)通入电流，产生磁动势；合闸线圈(9)产生的磁场作用于驱动动铁心(12);随着电流增加，当电流达到一定值时，合闸线圈(9)产生的电磁力大于分闸弹簧(13)在合闸位置的反力和运动部件重力之和，驱动动铁心(12)向上运动；当驱动动铁心(12)达到上端极限时，合闸线圈(9)停止通电。
[0015]本实用新型的优点是:本实用新型所述的外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构将保持机构与操动机构分离，减小了磁路中的磁阻，降低了合闸电流。在永磁体下侧添加分闸线圈，对永磁磁场进行弱磁，在分闸弹簧的作用下，实现快速分闸。保持动铁心开有梨形通孔，减小了保持动铁心运动过程中的阻力，并减小了运动部件的质量，提高合、分闸速度。保持静铁心和保持动铁心设有凸块，增大了合闸保持力。减小了分闸末段速度，有效防止分闸弹跳。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型在合闸位置的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型保持动铁心的侧视图；
[0018]图3为本实用新型保持动铁心的俯视图；
[0019]图4为本实用新型保持静铁心的侧视图；
[0020]图5为本实用新型在合闸位置的磁通路径图；
[0021]图6为本实用新型分闸过程启动时的磁通路径图；
[0022]图7为本实用新型分闸位置的磁通路径图；
[0023]图8为本实用新型合闸过程启动时的磁通路径图；
[0024]图中:1导杆、2永磁保持机构、3电磁驱动机构、4保持静铁心、5永磁体、6分闸线圈、7保持动铁心、8非磁性材料垫片、9合闸线圈、10非导磁固定装置、11驱动静铁心、12驱动动铁心、13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】
[0025]下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
[0026]一种外置碟簧的长行程高压单稳态永磁操动机构，包括永磁保持机构2、电磁驱动机构3、导杆1、分闸弹簧13以及非导磁外壳14。
[0027]所述永磁保持机构2包括保持静铁心4、永磁体5、分闸线圈6、保持动铁心7 ;所述永磁保持机构2和非磁性材料垫片8之间设置有保持动铁心7，且所述保持动铁心7中间设有用于固定导杆1的中心孔；所述永磁体5、分闸线圈6设置于保持静铁心4内部，且所述分闸线圈6设置于永磁体5的下侧；所述保持静铁心4下端设置有上凸块4-1 ;所述保持动