一种栅式电磁斥力机构的制作方法

本实用新型涉及快速操动开关领域，具体涉及一种栅式电磁斥力机构。

背景技术：

随着目前电力系统的发展，对快速操动开关/机构的要求越来越高。目前的快速斥力机构形式主要有以下几种：盘式线圈及金属盘、双盘式线圈和圆筒式线圈及金属圆筒。虽然快速斥力机构的速度已经比传统的永磁机构和弹簧机构有所提升，但其行程较短，定线圈和动线圈(或铜盘铝盘等)相距稍远时，电磁力就迅速下降，电磁能量利用效率不高，不能用于长行程场合，且对于同一对线圈，很难双向动作。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种栅式电磁斥力机构，其能够提高电磁能量的利用率，适用于长行程场合，同时能够实现双向动作，从而适用于快速分合闸的场合。

本实用新型实施例提供了一种栅式电磁斥力机构，包括：

定骨架，所述定骨架的一侧面设有若干个导向槽；

定线圈，所述定线圈套设于所述定骨架的外侧；

动骨架，所述动骨架设有底架和设置于所述底架上的若干个与所述导向槽一一对应的插入件；

输出杆，所述输出杆设置在所述动骨架上与所述插入件相对的一侧；

动线圈，所述动线圈套设于所述动骨架的外侧；其中，所述插入件贯穿所述导向槽，以将所述动线圈插入所述定线圈内部；

当流经所述定线圈的电流和所述动线圈的电流为同向电流时，所述定线圈与所述动线圈之间产生的电磁斥力，以通过所述动骨架带动所述输出杆沿第一设定方向移动；当流经所述定线圈的电流和所述动线圈的电流为反向电流时，所述定线圈与所述动线圈之间产生的电磁吸力，以通过所述动骨架带动所述输出杆沿第二设定方向移动。

相对于现有技术，本实用新型实施例的有益效果在于：

动骨架通过插入件插入定骨架的导向槽，以将套设在动骨架上的动线圈插入套设在定骨架上的定线圈内部，使得当流经所述定线圈的电流和所述动线圈的电流为同向电流或反向电流时，所述定线圈与所述动线圈之间产生的电磁斥力或电磁吸力，以通过所述动骨架带动所述输出杆沿导向槽定义的方向高速向下或上运动，从而实现双向运动；将动线圈插入定线圈内部，使得电流方向与磁场方向垂直，最大限度利用电磁力，从而提高电磁能量的利用效率，适用于长行程场合，从而适用于快速分合闸的场合。

优选地，所述定骨架为内部中空的长方体框架。

相对于现有技术，本实用新型实施例的有益效果在于：

将定骨架设置为中空结构，能够有效节省成本。

优选地，所述导向槽沿所述定骨架的长度方向均匀布置。

优选地，每两个所述插入件之间形成开口朝上的容置部，所述定线圈容纳于所述容置部。

优选地，所述动骨架为内部中空的长方体镂空结构。

相对于现有技术，本实用新型实施例的有益效果在于：

将动骨架设置为中空结构，能够有效节省成本。

优选地，所述插入件沿所述动骨架的长度方向均匀布置，所述动线圈沿所述动骨架的长度方向螺旋缠绕在所述插入件外侧。

优选地，所述第一设定方向为与所述定骨架的长度方向垂直并朝向所述定骨架外侧的方向；所述第二设定方向为与所述定骨架的长度方向垂直并朝向所述定骨架内侧的方向。

优选地，所述导向槽为长方形开槽。

优选地，所述插入件包括第一侧板、第二侧板以及顶板；所述第一侧板、所述第二侧板分别设置在所述底架相对两侧；所述顶板设置在所述第一侧板和所述第二侧板之间。

附图说明

图1是本实用新型一种栅式电磁斥力机构的结构示意图；

图2是图1所示的定骨架的正视图；

图3是图1所示的定骨架的侧视图；

图4是图1所示的动骨架的侧视图。

附图标记：

1、定骨架；2、定线圈；3、动骨架；4、动线圈；5、输出杆；11、导向槽；31、底架；32、插入件；33、容置部；321、第一侧板；322、第二侧板；323、顶板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1、图2、图3，其中，图1是本实用新型一种栅式电磁斥力机构的结构示意图；图2是图1所示的定骨架的正视图；图3是图1所示的定骨架的侧视图；图4是图1所示的动骨架的侧视图。

所述栅式电磁斥力机构，包括：

定骨架1，所述定骨架1的一侧面设有若干个导向槽11；

定线圈2，所述定线圈2套设于所述定骨架的外侧；

动骨架3，所述动骨架3设有底架31和设置于所述底架31上的若干个与所述导向槽11一一对应的插入件32；

输出杆5，所述输出杆5设置在所述动骨架3上与所述插入件32相对的一侧；

动线圈4，所述动线圈4套设于所述动骨架3的外侧；其中，所述插入件32贯穿所述导向槽11，以将所述动线圈4插入所述定线圈2内部；

当流经所述定线圈2的电流和所述动线圈4的电流为同向电流时，所述定线圈2与所述动线圈4之间产生的电磁斥力，以通过所述动骨架3带动所述输出杆5沿第一设定方向移动；当流经所述定线圈2的电流和所述动线圈4的电流为反向电流时，所述定线圈2与所述动线圈4之间产生的电磁吸力，以通过所述动骨架3带动所述输出杆5沿第二设定方向移动。

进一步地，所述第一设定方向为与所述定骨架1的长度方向垂直并朝向所述定骨架1外侧的方向；所述第二设定方向为与所述定骨架1的长度方向垂直并朝向所述定骨架1内侧的方向。

在本实用新型实施例中，动骨架3通过插入件32插入定骨架1的导向槽，以将套设在动骨架3上的动线圈4插入套设在定骨架1上的定线圈2内部，使得当流经所述定线圈2的电流和所述动线圈4的电流为同向电流或反向电流时，所述定线圈2与所述动线圈4之间产生的电磁斥力或电磁吸力，以通过所述动骨架3带动所述输出杆5沿导向槽定义的方向高速向下或上运动，从而实现双向运动；将动线圈4插入定线圈2内部，使得电流方向与磁场方向垂直，最大限度利用电磁力，从而提高电磁能量的利用效率，适用于长行程场合，从而适用于快速分合闸的场合。

此外，只需控制定线圈2和动线圈4的电流方向，即可以改变本实用新型实施例所述的栅式电磁斥力机构的运动方向，操作简单，便于推广使用。

在一种可选的实施例中，所述定骨架1为内部中空的长方体框架。

在一种可选的实施例中，所述导向槽11沿所述定骨架的长度方向均匀布置。

在本实用新型实施例中，定线圈2沿所述定骨架1的长度方向螺旋缠绕在所述定骨架1中除所述导向槽11之外的其他部位的外侧。

在一种可选的实施例中，每两个所述插入件32之间形成开口朝上的容置部33，所述定线圈2容纳于所述容置部33。

在本实施例中，所述插入件32成栅式结构，从导向槽11处插入所述定线圈2，并可沿导向槽11定义的方向作往复运动。

在一种可选的实施例中，所述动骨架3为内部中空的长方体镂空结构。

在本实用新型实施例中，将定骨架1和动骨架3设置为中空结构，能够有效节省成本。

进一步地，由于在动线圈4运动过程中，定线圈2内部的匀强磁场对动线圈4的作用力取决于动线圈4的电流和匝数，与两线圈的相对位置无关，因此动线圈4的行程取决于定线圈1的内部尺寸，在本实用新型实施例中对定骨架1和动骨架3的尺寸不做具体的限定，可根据实际需要设置定骨架1和动骨架3的尺寸，以满足机构的行程需求，从而提高斥力机构的行程。

根据磁场强度b与定线圈的匝数n1和流经定线圈的电流i1的关系：b＝(μ0n1i1)/4l；其中μ0为常数，具体μ0＝4π×10^-7n/a²，l为线圈边长，本实施例中定线圈2为正方形，其边长为l。假设流经动线圈4的电流为i2、匝数n2；动线圈4一侧边长为xl,其中，x为定线圈2和动线圈4边长之比，小于1且接近于1，则：电磁力f＝bi2xl＝(xμ0n1n2i1i2)/4；可见，电磁力取决于定线圈2和动线圈4的匝数和通过的电流。当x＝0.9，n1＝n2＝100，i1＝i2＝1ka时，电磁力约为2.83kn。在本实施例中，可以通过提高线圈的安匝数，例如设置所述动线圈4和所述定线圈2的匝数均为100，进一步提高电磁力。

在一种可选的实施例中，所述插入件32沿所述动骨架3的长度方向均匀布置，所述动线圈4沿所述动骨架3的长度方向螺旋缠绕在所述插入件32外侧。

在一种可选的实施例中，所述导向槽11为长方形开槽。

在一种可选的实施例中，所述插入件32包括第一侧板321、第二侧板322以及顶板323；所述第一侧板321、所述第二侧板322分别设置在所述底架31相对两侧；所述顶板323设置在所述第一侧板321和所述第二侧板322之间。

在本实施例中，所述定骨架1和所述动骨架3均为一体成型结构，并采用绝缘材料制造而成。

本实用新型所述的栅式电磁斥力机构的工作原理是：

初始状态下，插入件32插入导向槽11，使得动线圈4插入定线圈2的内部。工作状态下(线圈通电)：当动线圈4的电流和定线圈2的电流为同向电流时，两个线圈产生电磁斥力，驱动动骨架3沿导向槽11定义的方向向外运动；当动线圈4的电流和定线圈2的电流为反向电流时，两个线圈产生电磁吸力，驱动动骨架3沿导向槽11定义的方向向内运动，从而实现双向运动，实现快速分合闸。

相对于现有技术，本实用新型实施例提供的栅式电磁斥力机构，通过动骨架3通过插入件32插入定骨架1的导向槽，以将套设在动骨架3上的动线圈4插入套设在定骨架1上的定线圈2内部，使得当流经所述定线圈2的电流和所述动线圈4的电流为同向电流或反向电流时，所述定线圈2与所述动线圈4之间产生的电磁斥力或电磁吸力，以通过所述动骨架3带动所述输出杆5沿导向槽11定义的方向高速向下或上运动，从而实现双向运动；将动线圈4插入定线圈2内部，使得电流方向与磁场方向垂直，最大限度利用电磁力，能够提高电磁力的利用效率，同时提高了斥力机构的行程，解决了目前斥力机构电磁效率低、行程短的问题，相对于现有的斥力机构，工作性能更高，适用于同时要求快速分合闸的场合。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。