一种永磁与斥力相结合的操作机构的制作方法

1.本发明专利涉及快速断路器领域，具体地说是一种永磁与斥力相结合的操作机构。


背景技术：

2.斥力机构是一种利用涡流电动斥力原理制作的操动机构，具有结构简单、动作速度快的特点；永磁机构是利用永磁体实现分合保持的、分合闸线圈实现磁场转化进而驱动铁芯动作的一种操作机构形式，结构简单、可靠性高。
3.快速断路器技术快速发展促进了快速操作机构的发展，快速操作机构作为快速断路器的核心部件引起越来越多的关注。在发生短路情况下，人们希望断路器快速动作切除故障回路，此时要求操作机构快速动作。
4.但正常情况下的电路通断并不需要如此快的速度，如果能实现快速与慢速相结合的操作机构能大大降低快读操作工况对断路器部件的高速冲击损伤，则可提高断路器的使用寿命。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种永磁与斥力相结合的操作机构。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括连接动触头的斥力盘组件，还包括斥力线圈组件、永磁机构和闭合辅助保持装置；所述的斥力盘组件包括驱动主轴和固定在驱动主轴上的斥力盘，所述的斥力盘周围连接多个闭合辅助保持装置；所述的斥力线圈组件包括通过定位嵌套活动连接在驱动主轴上的基板和固定在基板内的斥力线圈，基板、斥力线圈和定位嵌套固定在一起；所述的永磁机构位于斥力盘下方，包括外壳以及从上至下依次设置在外壳内的闭合线圈、永磁体和分断线圈，永磁体外设置有位于闭合线圈和分断线圈之间的磁填充瓣，外壳底部设置有顶盖，外壳的轴心处设置有可上下运动的铁芯，顶盖上设置有位于铁芯下方的顶脚，顶脚下方设置有缓冲脚。
7.进一步，还包括设置在缓冲脚下方的缓冲器，所述的缓冲器采用油缓冲或橡胶类缓冲器，与永磁机构中轴线对齐。
8.所述的一种永磁与斥力相结合的操作机构，其驱动主轴中部设置有对斥力盘限位的突起圆台，突起圆台上端面抵住斥力盘下端面，对斥力盘起到支撑加固作用，能有效减轻斥力盘在冲击条件下的形变，保护斥力盘，突起圆台外径与外壳中心孔适配，所述的顶脚外径与顶盖中心孔适配，使得斥力盘组件下半部分可以在永磁机构内轴向运动。
9.所述的一种永磁与斥力相结合的操作机构，其斥力盘上设置有外沿均匀分布有与闭合辅助保持装置数量相同的超出线圈外径的突起，该突起中部有用于连接闭合辅助保持装置的连接孔，连接孔内的连接轴通过铰链连接闭合辅助保持装置，提供机构合闸保持力，所述的闭合辅助保持装置内有压缩弹簧。
10.所述的一种永磁与斥力相结合的操作机构，其驱动主轴具有位于突起圆台下方的
小外径表面光洁轴杆，轴杆端部有外径更小的螺纹结构，所述的铁芯具有中心通孔，导磁材料铁芯上端面有环绕中心通孔的沉孔，所述的中心通孔和沉孔分别与光洁轴杆和突起圆台外径适配。
11.所述的一种永磁与斥力相结合的操作机构，其外壳与顶盖可采用螺栓栓接，内部的闭合线圈与永磁体通过内套定位，顶盖安装后可完全固定。
12.本发明的有益效果是：本发明专利提出了永磁与斥力相结合的操作机构方案，在一套操作机构中实现了快速和常速两种工作模式，结合了永磁操作机构与斥力机构优点，具有常速和快速两种分断方式，分别适应断路器的断路器快速分断工况和正常分断工况，大大降低了单纯快速操作对断路器的冲击伤害，能有效提高断路器使用寿命。
13.本发明机构具有正常和快速两种分断模式，不需要快速分断的工况下，由永磁机构驱动斥力盘组件带动触头分断操作；在需要快速分断的工况下，由斥力机构进行快速分断。该机构的分断保持是通过永磁机构实现的，闭合保持是闭合弹簧装置实现的。
附图说明
14.图1为本发明操作机构闭合状态的示意图；图2为本发明操作机构刚分状态的示意图；图3为本发明操作机构断开状态的示意图；图4为本发明三个突起部的斥力盘俯视图；图5为本发明四个突起部的斥力盘俯视图。
15.附图标记为：1—斥力盘组件，1.1—斥力盘，1.2—驱动主轴，1.3—动触头，1.4—铁芯，1.5—顶脚，1.6—缓冲脚，2—斥力线圈组件，2.1—基板，2.2—斥力线圈，2.3—定位嵌套，3—永磁机构，3.1—外壳，3.2—闭合线圈，3.3—磁填充瓣，3.4—永磁体，3.5—分断线圈，3.6—顶盖，4—闭合辅助保持装置，5—缓冲器。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。所述实施例的图示在附图中示出，相同的标号表示相同的元件。下面描述的实施例是示例性的，旨在解释本发明，不能理解为对本发明的限制。
17.参照图1、图2和图3所示，本发明公开的一种永磁与斥力相结合的操作机构，包括连接动触头1.3的斥力盘组件1，还包括斥力线圈组件2、永磁机构3、闭合辅助保持装置4。所述的斥力盘组件1包括驱动主轴1.2和固定在驱动主轴1.2上的斥力盘1.1，斥力盘1.1为超硬铝材料或者复合铜铝结构，所述的斥力盘1.1周围连接多个闭合辅助保持装置4。
18.所述的斥力线圈组件2包括通过定位嵌套2.3活动连接在驱动主轴1.2上的基板2.1和固定在基板2.1内的斥力线圈2.2，基板2.1、斥力线圈2.2和定位嵌套2.3固定在一起，其中定位嵌套2.3是与驱动主轴1.2适配的，本部分为模具压制而成，基板2.1为环氧类材料。
19.所述的永磁机构3位于斥力盘1.1下方，永磁机构3包括外壳3.1以及从上至下依次设置在外壳3.1内的闭合线圈3.2、永磁体3.4和分断线圈3.5，永磁体3.4外设置有位于闭合
线圈3.2和分断线圈3.5之间的磁填充瓣3.3，外壳3.1底部设置有顶盖3.6，外壳3.1的轴心处设置有可上下运动的铁芯1.4，顶盖3.6上设置有位于铁芯1.4下方的顶脚1.5，顶脚1.5下方设置有缓冲脚1.6，顶脚1.5和缓冲脚1.6内孔有螺纹，缓冲脚1.6端面要具有一定结构强度，外壳3.1与顶盖3.6可采用螺栓栓接，内部的闭合线圈3.2与永磁体3.4通过内套定位，顶盖3.6安装后可完全固定。
20.本发明还在永磁机构3下方设置有正对缓冲脚1.6的缓冲器5，缓冲器5与永磁机构3中轴线对齐，缓冲器5可采用油缓冲或橡胶类缓冲器。
21.所述的斥力盘1.1上设置有外沿均匀分布有与闭合辅助保持装置4数量相同的超出线圈外径的突起，该突起中部有用于连接闭合辅助保持装置4的连接孔，连接孔内的连接轴通过铰链连接闭合辅助保持装置4，提供机构合闸保持力，通过调整装置数量或者调节弹簧压缩量调节机构闭合保持力大小，所述的闭合辅助保持装置4内有压缩弹簧。闭合辅助保持装置4数量根据闭合保持力调节，一般不少于3个，如图4所示的三个或图5所示的四个。
22.所述的驱动主轴1.2中部设置有对斥力盘1.1限位的突起圆台，突起圆台上端面抵住斥力盘1.1下端面，对斥力盘1.1起到支撑加固作用，能有效减轻斥力盘1.1在冲击条件下的形变，保护斥力盘1.1，突起圆台外径与外壳3.1中心孔适配，所述的顶脚1.5外径与顶盖3.6中心孔适配，使得斥力盘组件1下半部分可以在永磁机构3内轴向运动；所述的驱动主轴1.2还具有位于突起圆台下方的小外径表面光洁轴杆，轴杆端部有外径更小的螺纹结构，该驱动主轴1.2为一体化加工，可采用高强度合金材料，所述的铁芯1.4具有中心通孔，导磁材料铁芯1.4上端面有环绕中心通孔的沉孔，所述的中心通孔和沉孔分别与光洁轴杆和突起圆台外径适配，这样驱动主轴1.2可在铁芯1.4的中心通孔自由滑动，且突起圆台可沉入铁芯1.4端面的沉孔，当机构处于闭合位置时，驱动主轴1.2中部的突起圆台底面与铁芯1.4端面的沉孔端面具有相距h，h一般为断路器的最佳开距，保证操作机构通过斥力盘1.1快速分断时，在运动初期不大于h的行程内，运动质量不包含铁,1.4，具有较小的运动质量，从而保证斥力分断的快速性，h一般为断路器的最佳开距，当操作机构处于分断位置时，闭合辅助保持装置4的中心线与斥力盘1.1连接铰链几乎处于水平位置，闭合辅助保持装置4不能提供轴向作用力，分闸保持力由永磁机构3提供。注：图例中的动触头1.3为便于理解本专利，而不是本专利的必要组成部分。
23.快速分断实现方法为，同时触发斥力线圈2.2和分断线圈3.5，在初始行程h内，机构的分断快速性不会慢于常规斥力操作机构；初始行程结束后，驱动主轴1.2中部圆台会撞击铁芯1.4沉孔平面，同时在永磁机构3分闸力的作用下，带动铁芯1.4一起运动，这是本机构的第一级缓冲减速；铁芯1.4运动到分断位置后，在底部缓冲的作用下，机构停止并稳定在分断位置，闭合辅助保持装置4的中心线与斥力盘1.1连接铰链几乎处于水平位置，闭合辅助保持装置不能提供轴向作用力，永磁机构3提供分断保持力；常速分断实现方法为触发分断线圈3.5放电，永磁机构3带动驱动主轴1.2向下运动，并提供分断保持力；合闸实现方法为，触发闭合线圈3.2，永磁机构3带动驱动主轴1.2向上运动，改变闭合辅助保持装置4水平状态，提供向上的闭合保持力。
24.本说明书中的图示形状是示例性的，更改某些零件的形状同样能达与本专利相同的效果，这不能理解为对本发明的限制。