一种用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构

本发明属于电磁斥力机构，更具体地，涉及一种用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构。

背景技术：

1、通常，电磁斥力机构由储能电容器、励磁线圈、金属盘、传动杆、动触头组成，其工作原理为：电容器预充入额定电压u，闭合开关k，励磁线圈中流过脉冲电流，在空间中产生急剧变化的磁场，金属盘在变化磁场中感应产生涡流，涡流在磁场中收到洛伦兹力，由此金属盘受力运动，传动杆和动触头被金属板带动一起运动从而完成断路器的断开和闭合。电磁斥力机构具有响应时间短、刚分速度快、结构简单等优点，可在几个毫秒内驱动触头到达额定绝缘开距，目前广泛应用于真空开关领域。

2、发电机出口断路器是发电机故障时断开电路的重要设备。近年来我国新增发电机组的单机容量已达到百万千瓦，额定电流和短路电流较大，而单个断路器灭弧室的通流能力和灭弧能力有限，为满足要求，需要将多个灭弧室并联起来使用。开断多路并联的灭弧室时需要保证快速性和同步性，而传统的结构和技术只能完成单一灭弧室的快速开断，无法满足要求。

3、因此，有必要研究一种用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构，以满足多个灭弧室同步快速开断的要求。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构，能满足多个灭弧室同步快速开断的要求。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构，包括斥力盘，所述斥力盘包括同心间隔设置的内圆环体和外圆环体，所述外圆环体的内壁环形等距间隔设置有多个扇形连接块与内圆环体的外壁相连，所述扇形连接块的数量与并联断路器的数量相等，各扇形连接块上均设有一传动杆，多个传动杆按照正多边形的方式均匀布置在斥力盘上，且各传动杆远离斥力盘的一端对应与并联的各断路器的灭弧室动触点导杆相连；所述斥力盘的上方设置有串联的两线圈，线圈呈圆环状绕制，其内、外线圈的尺寸与斥力盘内、外圆环体的尺寸相匹配；

3、工作时，向串联的两线圈中通入脉冲电流，使线圈在斥力盘周围产生变化的磁场，变化的磁场在斥力盘中感应产生涡流，涡流在线圈产生的磁场下受到洛伦兹力，斥力盘受力带动其上的多个传动杆运动，从而完成多路并联断路器的同步快速断开和闭合。

4、本发明提供的用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构，具有如下效果：(1)各传动杆的两端分别连接到多路并联断路器的动触头和斥力盘，可实现多路并联断路器的同步开断；(2)斥力盘设置成双圆环的结构，可使得传动杆连接区域内外部都受到电磁斥力的作用，加快斥力盘运动，实现多路并联断路器的快速开断；(3)将斥力盘的中间挖空，可使得内部为圆环，减小斥力盘的重量，提高斥力盘效率；另外，传动杆与斥力盘连接区域设置为扇形，可使斥力盘受力运动时的应力分布更加均匀，将连接区域间的区域挖空还可减小斥力盘重量，进一步提高效率。

5、在其中一个实施例中，在多个扇形连接块分布的环形方向上，相邻两传动杆的间距d的计算公式为：

6、d＝2r+d1

7、式中，r为断路器灭弧室的外半径；d1为断路器灭弧室间的安全间距。

8、在其中一个实施例中，所述斥力盘中的内圆环体的外半径r1和外圆环体的内径r3的计算公式为：

9、r1＝r2-r-d2，r3＝r2+r+d2

10、式中，r由断路器灭弧室动触点导杆半径决定；d2为传动杆与内线圈外半径和外线圈内半径的距离，d2为0.1～2cm；r2为正多边形外接圆的半径，根据环形方向上相邻两传动杆的间距d确定。

11、在其中一个实施例中，斥力盘中的内圆环体的内半径r0和外圆环体的外半径r4的计算公式为：

12、

13、式中，sn为内圆环体上表面的面积，sw为外圆环体上表面的面积，sn为内圆环体上表面；sw为外圆环体上表面；n为并联断路器的数量；fn为斥力盘中内圆环体的受力，内圆环体的受力fn与内线圈的匝数n1和外线圈的匝数n2相关，n1和n2与内圆环体的内半径r0和外圆环体的外半径r4相关，根据仿真数据对fn、r0、r4的关系进行分析得fn＝f(r0,r4)；外圆环体的受力fw与内线圈的匝数n1和外线圈的匝数n2相关，n1和n2与内圆环体的内半径r0和外圆环体的外半径r4相关，根据仿真数据对fn、r0、r4的关系进行分析得fw＝g(r0,r4)。

14、在其中一个实施例中，斥力盘的厚度由电流趋肤深度和所需整体机械强度决定。

15、在其中一个实施例中，所述斥力盘与线圈的间距为0.1～1cm。

16、在其中一个实施例中，所述斥力盘采用铜或铝材料制成。

17、在其中一个实施例中，通过脉冲电路向串联的两线圈中通入脉冲电流，其中，

18、所述脉冲电路包括高压变压器、保护电阻、整流器、电容器组和高压开关，所述高压变压器的原边绕组与市电电源相连，高压变压器副边绕组的一端通过保护电阻、整流器分别与高压开关的一端、电容器组的一端相连，串联两线圈的一端与高压开关的另一端相连，串联两线圈的另一端、电容器组的另一端和高压变压器副边绕组的另一端均接地。

技术特征：

1.一种用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构，其特征在于，包括斥力盘，所述斥力盘包括同心间隔设置的内圆环体和外圆环体，所述外圆环体的内壁环形等距间隔设置有多个扇形连接块与内圆环体的外壁相连，所述扇形连接块的数量与并联断路器的数量相等，各扇形连接块上均设有一传动杆，多个传动杆按照正多边形的方式均匀布置在斥力盘上，且各传动杆远离斥力盘的一端对应与并联的各断路器的灭弧室动触点导杆相连；所述斥力盘的上方设置有串联的两线圈，线圈呈圆环状绕制，其内、外线圈的尺寸与斥力盘内、外圆环体的尺寸相匹配；

2.根据权利要求1所述的用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构，其特征在于，在多个扇形连接块分布的环形方向上，相邻两传动杆的间距d的计算公式为：

3.根据权利要求2所述的用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构，其特征在于，所述斥力盘中的内圆环体的外半径r1和外圆环体的内径r3的计算公式为：

4.根据权利要求3所述的用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构，其特征在于，斥力盘中的内圆环体的内半径r0和外圆环体的外半径r4的计算公式为：

5.根据权利要求3所述的用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构，其特征在于，斥力盘的厚度由电流趋肤深度和所需整体机械强度决定。

6.根据权利要求1所述的用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构，其特征在于，所述斥力盘与线圈的间距为0.1～1cm。

7.根据权利要求1所述的用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构，其特征在于，所述斥力盘采用铜或铝材料制成。

8.根据权利要求1所述的用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构，其特征在于，通过脉冲电路向串联的两线圈中通入脉冲电流，其中，

技术总结
本发明公开了一种用于多路并联断路器同步开断的电磁斥力机构，该电磁斥力机构包括斥力盘，斥力盘包括同心且间隔设置的内圆环体和外圆环体，外圆环体的内壁环形等距间隔设置有多个扇形连接块与内圆环体的外壁相连，扇形连接块的数量与并联断路器的数量相等，各扇形连接块上均设有一传动杆，多个传动杆按照正多边形的方式均匀布置在斥力盘上，且各传动杆远离斥力盘的一端对应与并联的各断路器的灭弧室动触点导杆相连；斥力盘的上方设置有串联的两线圈，线圈呈圆环状绕制，其内、外线圈的尺寸与斥力盘内、外圆环体的尺寸相匹配。本发明能满足多个灭弧室同步快速开断的要求。

技术研发人员：陈立学,何莹辉
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15