回转型磁力装置的制造方法

文档序号:10804696阅读:639来源:国知局
回转型磁力装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了回转型磁力装置,包括定子组件和转子组件,所述定子组件包括定子铁芯和线圈,所述定子铁芯圆周上开有数个梨形槽,槽中设置与控制系统相连的霍尔传感器,所述线圈绕制在定子铁芯上,线圈通过引线受控于控制系统,定子铁芯通过螺栓连接在装置的支撑座上,转子组件包括磁片、转筒、端盖和输出轴,磁片圆周均匀表贴在转筒内壁上,输出轴与端盖螺纹连接,端盖与转筒通过螺栓连接,转子组件通过输出轴的轴承与定子组件连接。本实用新型的优点是:减小了装置体积、简化机械结构,省去中间的所有传动链,将电磁力直接输出推动装置动作;不但在性能上提升了可靠性、快速性和可控性,提高了输出效率,而且在经济方面也降低了生产成本。
【专利说明】
回转型磁力装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种回转型磁力装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中,国内外气体绝缘金属封闭开关设备的隔离开关和接地开关大多使用弹簧操动机构或电动机构。弹簧操动机构是利用弹簧对称过中原理,通过电机的正反转功能,使机构压缩弹簧实现分合闸;电动机构通过电机的正反转动功能,用离合器、蜗轮蜗杆传动来保证分合位置及输出角度。这两种机构都需要中间储能或减速传动环节来完成动作,存在以下问题:第一,由于减速传动,增加了零部件间的磨损过程,直接影响到机构的稳定性能;第二,由于机构的传动链过长或过于复杂,会影响到机构的一致性和可靠性;第三,所有储能和传动过程都需要时间,通常为3?5s,这会直接影响机构的快速响应;第四,由于从发出指令到机构动作需要3?5s的周期,机构的可控性能较差;第五,中间环节能耗损失将直接影响机构的工作效率;第六,机械结构复杂、体积大,制造、检修及维护过程困难。
【实用新型内容】
[0003]有鉴于此,本实用新型的主要目的在于提供一种回转型磁力装置,其能够解决现有技术因结构复杂导致的制造、检修及维护过程困难的技术问题。
[0004]为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:回转型磁力装置,包括定子组件和转子组件,其特征在于:所述定子组件包括定子铁芯和线圈,所述定子铁芯圆周上开有数个梨形槽,槽中设置与控制系统相连的霍尔传感器,所述线圈绕制在定子铁芯上,线圈通过引线受控于控制系统,定子铁芯通过螺栓连接在装置的支撑座上,转子组件包括磁片、转筒、端盖和输出轴,磁片沿圆周方向均匀表贴在转筒内壁上,输出轴与端盖螺纹连接,端盖与转筒通过螺栓连接,转子组件通过输出轴的轴承与定子组件连接。
[0005]本实用新型相对于现有技术具有以下实质性特点和进步:
[0006]第一,结构简单,包括定子组件和转子组件,转子组件通过输出轴的轴承与定子组件连接,在结构上有很大的优化改进空间。省去中间的所有传动链,将电磁力直接输出推动装置动作,减小了装置体积、简化了隔离开关和接地开关操动装置的体积、加大了输出扭矩、实现了圆周任意角度的操控,通过永磁体产生气隙磁场,效率和功率因数高,发热部分在定子上,容易散热;无中间储能和传动过程,且由电子换相替代传统机械换相,可控性能良好;体积小,便于制造、检修和维护。
[0007]第二,适用广泛,由于转动惯量小,转矩惯量比高,响应速度快,无中间传动链磨损问题,因此,工作寿命长,稳定性和可靠性良好;易于安装维护,不仅能应用于隔离开关和接地开关中,还可用于其他需要直接输出电磁力的操作装置,因此市场需求量非常可观。另夕卜,不但在性能上提升了可靠性、快速性和可控性,提高了输出效率,可以取代隔离开关和接地开关传统操作方式,有效提高装置的操动性能,大大降低生产成本。
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的回转型磁力装置的结构示意图;
[0009]图2是图1所示装置的剖视图;
[0010]图3是本实用新型的定子铁芯线圈缠绕方式、磁片和霍尔排布示意图;
[0011]图4是本实用新型的控制系统电路图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施,但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
[0013]请参照图1至图3,本实用新型的回转型磁力装置包括:定子组件和转子组件,所述定子组件包括定子铁芯7和线圈。所述定子铁芯7圆周上开有数个梨形槽12,梨形槽中设置与控制系统相连的霍尔传感器13。所述线圈绕制在定子铁芯7上,线圈通过引线受控于控制系统。定子铁芯7通过数个第三螺栓4连接在装置的支撑座5上。第三螺栓与支撑座之间还设有垫圈。转子组件包括磁片8、转筒9、端盖2和输出轴I。磁片8沿圆周方向均匀表贴在转筒9内壁上。输出轴I与端盖2螺纹连接,端盖2与转筒9通过第一螺栓3连接,S卩:端盖2与转筒9通过数个第一螺栓3连接,第一螺栓与端盖2之间还设有垫圈。
[0014]转子组件通过输出轴I的轴承6与定子组件连接,S卩:用卡垫圈10卡设在输出轴下端的轴承内圈上,并通过第二螺栓11使两者连成一体。该结构通过回转型磁力装置内部定子通流产生的静止磁场驱动外部永磁转子回转,利用电子换相替代传统机械换相,在电磁力和永磁力的共同作用下,瞬间可以产生巨大的回转力矩,直接驱动开关设备的分合闸操作,解决了传统弹簧操动机构和电动机构存在的一系列问题。
[0015]优选地,所述梨形槽的数目为48个,便于控制。
[0016]优选地,所述线圈为48极,均布在定子铁芯圆周,线圈采用正反绕组方式均匀绕制,48极分为4组线圈,每12极为同一组线圈,线圈按照顺时针依次每隔3极正反缠绕,4组线圈缠绕方式相同。作为具体的实施例:第I组线圈从I极正绕一一5极反绕一一9极正绕一一13极反绕……这种绕制方式的优点是装置出力均匀,每组线圈独立工作,不但提高了装置工作的可靠性,还方便通过调整带电线圈的数量输出不同的力矩。
[0017]优选地,所述定子铁芯与支撑座之间设有空隙,所述空隙为霍尔传感器和线圈与装置外部控制系统的引线空间,便于控制。
[0018]优选地,所述磁片8为钕铁硼磁片,能够实现最佳控制效果。
[0019]优选地,所述磁片与磁片之间NS磁极相吸依次排布设置,能够实现最佳控制效果。
[0020]优选地,所述转筒与所述定子组件为同轴度和同圆柱度设置,可以保证气隙的均匀性。
[0021 ] 优选地,所述定子铁芯与所述磁片之间的磁隙为0.3mm-0.5mm,保证气隙尺寸和相同位置实现最佳均匀性。在装配过程中,采用性能良好、专业的磁钢粘胶,涂胶的时候均匀。
[0022]优选地,所述控制系统包括:单片机,其连接每组线圈上的霍尔传感器,所述每组线圈连接4只MOSFET组成的电路。每组线圈的某一极两端槽内埋入两只霍尔传感器,当转子旋转的时候,霍尔可迅速获取转子磁片N/S极信号输出电压方波给单片机。
[0023]如图4中41f输入端口。单片机通过一组线圈上的两只霍尔传感器输出的电压方波信号0、1进行逻辑运算并判断,输出信号OUT控制主电路MOSFET的通断,实现线圈中正反电流交替,从而保证回转型磁力装置能够持续旋转和输出力矩。通过设定单片机程序,可由控制电路实现回转型磁力装置的正转、反转、启动和停止等功能。
[0024]回转型磁力装置中4组线圈的主电路和霍尔埋放方式均相同,共16只MOSFET和8只霍尔传感器。4组线圈的主电路并联独立运行,每组线圈由4只MOSFET交替工作,MOSFET的交替指令完全由单片机逻辑运算霍尔传递的信号所决定,因此实现线圈中通入正、反电流。而回转型磁力装置的正、反转由单片机程序控制,正、反转执行相反程序,即单片机对霍尔传感器输入的方波信号逻辑运算相反。
[0025]以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例,本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换,均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
【主权项】
1.回转型磁力装置,包括定子组件和转子组件,其特征在于:所述定子组件包括定子铁芯和线圈,所述定子铁芯圆周上开有数个梨形槽,槽中设置与控制系统相连的霍尔传感器,所述线圈绕制在定子铁芯上,线圈通过引线受控于控制系统,定子铁芯通过螺栓连接在装置的支撑座上,转子组件包括磁片、转筒、端盖和输出轴,磁片沿圆周方向均匀表贴在转筒内壁上,输出轴与端盖螺纹连接,端盖与转筒通过螺栓连接,转子组件通过输出轴的轴承与定子组件连接。2.如权利要求1所述的回转型磁力装置,其特征在于,所述梨形槽的数目为48个。3.如权利要求2所述的回转型磁力装置,其特征在于,所述线圈为48极,均布在定子铁芯圆周,线圈采用正反绕组方式均匀绕制,48极分为4组线圈,每12极为同一组线圈,线圈按照顺时针依次每隔3极正反缠绕,4组线圈缠绕方式相同。4.如权利要求1所述的回转型磁力装置,其特征在于,所述定子铁芯与支撑座之间设有空隙,所述空隙为霍尔传感器和线圈与装置外部控制系统的引线空间。5.如权利要求3所述的回转型磁力装置,其特征在于,所述磁片为钕铁硼磁片。6.如权利要求5所述的回转型磁力装置,其特征在于,所述磁片与磁片之间NS磁极相吸依次排布设置。7.如权利要求1所述的回转型磁力装置,其特征在于,所述转筒与所述定子组件为同轴度和同圆柱度设置。8.如权利要求6所述的回转型磁力装置,其特征在于,所述定子铁芯与所述磁片之间的磁隙为0.3mm?0.5mm。9.如权利要求1所述的回转型磁力装置,其特征在于,所述控制系统包括:单片机,其连接每组线圈上的霍尔传感器,所述每组线圈连接4只MOSFET组成的电路。10.如权利要求9所述的回转型磁力装置,其特征在于,所述MOSFET组成的电路包括:型号为TLP250的芯片,其2脚连接第一电阻,所述第一电阻连接三极管的集电极,三极管的基极连接第二电阻的一端,第二电阻的另一端连接单片机,芯片的7脚连接第三电阻,所述第三电阻连接第一二极管的负极,第四电阻,以及一MOSFET的栅极,所述MOSFET的源极与漏极连接第五电阻与一电容,所述电容与第五电阻连接第二二极管。
【文档编号】H02K11/215GK205487791SQ201521075475
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年12月22日
【发明人】何志猛, 王刚, 乔丹, 董建威
【申请人】北京北开电气股份有限公司
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