电磁、永磁双吸合界面操动机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电磁、永磁双吸合界面操动机构，属电器技术领域。本实用新型提出的机构，合闸操作由两个吸合工作面提供电磁及永磁吸合力，合闸状态稳态保持亦由该两个吸合工作面提供永磁吸合力，不但能耗小，且其操动性能与高、低压真空开关开断、关合所需的特性更吻合，使用更安全可靠，其全封闭的结构设计，能够有效的屏蔽由机构操作造成的电磁粉尘进入吸合工作面。
【专利说明】
电磁、永磁双吸合界面操动机构
技术领域
[0001]本实用新型涉及高、低压真空电器开关配件，特别是操动机构，属电器技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来，永磁操动机构以其高可靠、长寿命、易控制等优点引起业内普遍关注并得到迅速发展。永磁操动机构的组件虽然很少，但却可构成多种磁路结构形式。不同形式磁路结构的永磁操动机构在执行高、低压真空开关状态转换的过程中，与时间相关的机、电、磁相互耦合的静态力学特性、动态力学特性及运动特性都存在很大差异，它直接影响着操动机构与真空开关的匹配特性。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于，提供一种合闸操作由两个吸合工作面提供电磁及永磁吸合力、合闸状态稳态保持亦由该两个吸合工作面提供永磁吸合力的操动机构，它不但能耗小，且操动性能与高、低压真空开关开断、关合所需的特性更吻合、使用更安全可靠。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的:本机构由静磁轭组件、动衔铁组件、励磁线圈组成。由钕铁硼磁体提供永久磁场源，由外电路控制励磁线圈产生瞬时电磁场与永磁场正、反向叠加，驱动动衔铁运动完成工作状态转换。
[0005]在本实用新型技术解决方案中，永磁体嵌镶在内磁轭的外圆面与外磁轭的内圆面之间，且由内磁轭的环状凸台对其轴向限位，并采用环氧树脂类胶固封，构成本机构的静磁轭。
[0006]其中，所述静磁轭具有第一圆环形吸合界面与第二圆环形吸合界面。
[0007]所述永磁体为采用剩磁大于1.19T、内禀矫顽力大于1353kA/m、最大磁能积大于271kJ/m3的NdFeB稀土永磁材料制作的扇状瓦块。
[0008]所述内磁轭为阶梯圆柱体，其外圆面设有轴向矩形贯通槽I且向心对称分布，其圆中心设有与导向杆滑动摩擦配合的导向孔。
[0009]所述外磁轭为阶梯圆环体，其径向设有矩形贯通槽II且对称分布。
[0010]动衔铁径向设有矩形贯通槽III及矩形贯通槽IV且向心对称分布，其中心紧固导向杆。
[0011 ]其中，所述动衔铁具有第一被吸合界面与第二被吸合界面。
[0012]所述动衔铁的第一被吸合界面的外径小于静磁轭的第一圆环形吸合界面的外径，动衔铁的第二被吸合界面的外径小于静磁轭的第二圆环形吸合界面的外径，动衔铁的第二被吸合界面的内径与静磁轭的第二圆环形吸合界面的内径尺寸相同。
[0013]动衔铁组件与静磁轭装配后，动衔铁的第一被吸合界面与静磁轭的第一圆环形吸合界面的形状位置相对应，动衔铁的第二被吸合界面与静磁轭的第二圆环形吸合界面的形状位置相对应。
[0014]其中，所述动衔铁的第一被吸合界面与静磁轭的第一圆环形吸合界面之间具有主磁通工作气隙Lgl，动衔铁的第二被吸合界面与静磁轭的第二圆环形吸合界面之间具有主磁通工作气隙Lg2。
[0015]屏蔽罩将静磁轭及动衔铁密封在其空腔中。
[0016]其中，所述屏蔽罩的内圆面与静磁轭的外圆面紧密配合。
[0017]所述屏蔽罩的内圆面与动衔铁的外圆面形成的空间为排气通道。
[0018]所述屏蔽罩采用的材料为阻燃工程塑料。
[0019]采用本实用新型提出并配置在高、低压真空开关上的操动机构，其一，合闸终端位置稳态保持的静吸力，是由永磁场的合闸保持主磁通所经过的两个界面共同提供的，这样不仅可以使永磁体用量少、永磁能利用率高，更主要的是分闸初始阶段由动衔铁向上运动能够形成两个高磁阻界面，从而极大地减小了永磁通阻碍分闸的吸力，有效的改善了分闸负载特性。其二，由于合闸操作吸合电磁力是由两个对应吸合界面提供的，不但能耗小，还可以使机构本体体积缩小。
[0020]本实用新型提出的操动机构，其全封闭的结构设计，能够有效的屏蔽由机构操作引起的电磁粉尘进入吸合工作面。
【附图说明】
[0021 ]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0022]图1为本机构内磁轭的纵剖图。
[0023]图2为图1的俯视图。
[0024]图3为本机构外磁轭的纵剖图。
[0025]图4为图3的俯视图。
[0026]图5为本机构永磁体的主视图。
[0027]图6为图5的俯视图。
[0028]图7为静磁轭组件的装配图。
[0029]图8为动衔铁的纵剖图。
[0030]图9为图8的俯视图。
[0031 ]图10为动衔铁组件装配图。
[0032]图11为本机构合闸操作原理图。
[0033]图12为本机构合闸稳态保持原理图。
[0034]图13为本机构分闸操作原理图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图详细说明依据本实用新型提出的操动机构的细节及工作原理。
[0036]对照图1、图2，可以看出内磁轭I为阶梯圆柱体，外圆面轴向设有矩形贯通槽I3且向心对称分布，其圆柱体中心为导向孔5。
[0037]对照图3、图4，可以看出外磁轭6为阶梯圆环体，其径向设有矩形贯通槽II7。
[0038]对照图5、图6，可以看出永磁体10为扇状瓦块。
[0039 ]对照图7，可以看出由内磁轭1、外磁轭6、永磁体1组装成本机构的静磁轭11，亦可看出，装配后的永磁体10由凸台2轴向限位并被环氧树脂类胶12固封，还可以看出，静磁轭11具有第一圆环形吸合平面4、第二圆环形吸合平面9。
[0040]对照图8、图9，可以看出动衔铁13径向设有矩形贯通槽III 14及矩形贯通槽IV15ο
[0041 ]对照图1O，可以看出动衔铁组件36由动衔铁13与导向杆16螺纹连接装配，还可以看出，动衔铁13具有第一被吸合界面22与第二被吸合界面23。
[0042]对照图11，可以看出处于分闸终端位置的本机构的第一被吸合界面22与第一吸合界面4形状位置相对应且其外径小于第一吸合界面4的外径，第二被吸合界面23与第二吸合界面9形状位置相对应且其内径相等，其外径小于第二吸合界面9的外径，亦可以看出，永磁场的主磁通19的路径具有气隙Lgl与Lg2。由励磁线圈18产生的电磁场的主磁通20路径亦具有气隙Lgl与Lg2。
[0043]对照图12，可以看出处于合闸状态的本机构，其电磁场与永磁场的主磁通气隙Lgl、Lg2为零，亦可以看出，永磁场的主磁通19路径闭合。还可以看出屏蔽罩17完全将静磁轭11与动衔铁组件36密封于其空腔内，其内壁与外磁轭6的外圆周紧密配合，与动衔铁13的外圆面留有一空间21。
[0044]对照图13，可以看出，处于合闸状态的本机构，由励磁线圈18产生的电磁场反向主磁通25与永磁场的主磁通19反向叠加。
[0045]本操动机构配置在高、低压真空开关上，其工作原理:合闸操作，励磁线圈18在外电路控制下产生与永磁场正向叠加的电磁场，驱动动衔铁组件36离开分闸终端位置向下运动完成开关触头压簧与分断弹簧的储能，到达合闸终端位置后，依靠永磁吸合力稳态保持；分闸操作，励磁线圈18在外电路控制下，电磁场与永磁场反向叠加，使保持力降至临界值，分闸弹簧和触头压簧共同驱动动衔铁组件36到达分闸终端位置，由缓冲油杯稳态保持。
[0046]除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式，凡采用等同替代或等效变换形式的技术方案，均在本实用新型要求保护的范围内。
【主权项】
1.一种电磁、永磁双吸合界面操动机构，由永磁体(10)提供永久磁场源，由外电路控制励磁线圈(18)产生瞬时电磁场与永磁场正、反向叠加，驱动动衔铁(13)运动完成工作状态转换;其特征在于:永磁体(10)嵌镶在内磁轭(I)的外圆面(26)与外磁轭(6)的内圆面(27)之间，且由内磁轭(I)的环状凸台(2)对其轴向限位，并采用环氧树脂类胶(12)固封，构成本机构的静磁轭(11); 其中，所述静磁轭(11)具有第一圆环形吸合界面(4)与第二圆环形吸合界面(9); 所述永磁体(10)为采用剩磁大于1.19T、内禀矫顽力大于1353kA/m、最大磁能积大于271 kj/m3的NdFeB稀土永磁材料制作的扇状瓦块； 所述内磁轭(I)为阶梯圆柱体，其外圆面设有轴向矩形贯通槽1(3)且向心对称分布，其圆中心设有与导向杆(16)滑动摩擦配合的导向孔(5); 所述外磁轭(6)为阶梯圆环体，其径向设有矩形贯通槽11(7)且向心对称分布； 动衔铁(13)径向设有矩形贯通槽111(14)及矩形贯通槽(15)IV且向心对称分布，其中心紧固导向杆(16)； 其中，所述动衔铁(13)具有第一被吸合界面(22)与第二被吸合界面(23); 所述动衔铁(13)的第一被吸合界面(22)的外径小于静磁轭(11)的第一圆环形吸合界面(4)的外径，动衔铁(13)的第二被吸合界面(23)的外径小于静磁轭(11)的第二圆环形吸合界面(9)的外径，动衔铁(13)的第二被吸合界面(23)的内径与静磁轭(11)的第二圆环形吸合界面(9)的内径尺寸相同； 动衔铁组件(36)与静磁轭(11)装配后，动衔铁(13)的第一被吸合界面(22)与静磁轭(11)的第一圆环形吸合界面(4)的形状位置相对应，动衔铁(13)的第二被吸合界面(23)与静磁轭(11)的第二圆环形吸合界面(9)的形状位置相对应； 其中，所述动衔铁(13)的第一被吸合界面(22)与静磁轭(11)的第一圆环形吸合界面(4)之间具有主磁通工作气隙Lgl，动衔铁(13)的第二被吸合界面(23)与静磁轭(11)的第二圆环形吸合界面(9)之间具有主磁通工作气隙Lg2; 屏蔽罩(17)将静磁轭(11)及动衔铁(13)密封在其空腔中； 其中，所述屏蔽罩(17)的内圆面与静磁轭(11)的外圆面紧密配合； 所述屏蔽罩(17)的内圆面与动衔铁(13)的外圆面形成的空间设为排气通道(21); 所述屏蔽罩(17)采用的材料为阻燃工程塑料。
【文档编号】H01H33/666GK205564634SQ201620222588
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月16日
【发明人】刘凯平, 陈士科, 郭大先
【申请人】刘凯平