一种双向旋转式电磁操动机构制造技术

本发明专利技术提出一种双向旋转式电磁操动机构，包括环形的动铁心和环形动铁心中央位置处的十字形静铁心；操动机构的分闸线圈缠绕于十字形静铁心的竖向臂处，合闸线圈缠绕于十字形静铁心的横向臂处；动铁心的两个合闸齿部与静铁心横向臂的两端部紧邻，动铁心的两个分闸齿部与静铁心竖向臂的两端部紧邻；当静铁心的分闸线圈或合闸线圈通电时，其磁力线沿动铁心形成两条并联的闭合磁路，驱动动铁心旋转以执行分闸或合闸操作，动铁心通过旋转动作使静铁心上侧与右侧间的总磁阻、静铁心下侧与左侧间的总磁阻均保持不变，以避免分闸线圈、合闸线圈间磁路的耦合；本发明专利技术可以灵活控制触头系统的分合闸速度，提高开关的整体性能，提高开关的机械寿命和电寿命。械寿命和电寿命。械寿命和电寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种双向旋转式电磁操动机构


[0001]本专利技术涉及开关设备
，尤其是一种双向旋转式电磁操动机构。

技术介绍

[0002]电磁开关在电力系统中承担着灵活断开和接通主电路的任务，其性能指标直接影响到整个电力系统的安全和稳定。操动机构是电磁开关的核心部件，据国际大电网会议及国家电网的调查，电磁开关的故障主要发生在操动机构。现今，如何提高操动机构的动作可靠性及分断能力已成为电磁开关的关键
技术实现思路
。
[0003]早期设计的电磁操动机构多为交流机构：在交流励磁时其工作性能受激磁电压的相角影响较大，有的相角下电磁开关将难以吸合，而有的相角则吸力较大，又会导致触头弹跳严重；在保持阶段需对励磁线圈持续通交流电，线圈温升严重，功耗增加。随着高性能稀土永磁材料的出现，永磁操动机构在开关中得到逐步应用，相较于电磁操动机构，永磁机构无需对线圈持续通电即可保持在吸持状态，具有节能，无噪声的优点，引起了开关行业的广泛关注。但目前永磁操动机构在运行过程中仍存在诸多问题制约其发展，如：永磁材料工作在高温及强磁场环境中会发生退磁。
[0004]随着国家新能源发展战略的提出，未来的电网将接受更多的清洁能源并网，未来配电网具有交直流并存、多点供电的特点，配电网的调度将变得更为频繁，保护将变得更为多样化，亟需开发控制及保护功能更为灵活、完善的操动机构，以提高开关的控制灵活性及保护多样性。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种双向旋转式电磁操动机构，可以灵活控制触头系统的分合闸速度，提高开关的整体性能，提高开关的机械寿命和电寿命。
[0006]本专利技术采用以下技术方案。
[0007]一种双向旋转式电磁操动机构，用于电磁开关的分合闸操作，所述操动机构包括环形的动铁心和环形动铁心中央位置处的十字形静铁心；操动机构的分闸线圈缠绕于十字形静铁心的竖向臂处，合闸线圈缠绕于十字形静铁心的横向臂处；动铁心的两个合闸齿部与静铁心横向臂的两端部紧邻，动铁心的两个分闸齿部与静铁心竖向臂的两端部紧邻；当静铁心的分闸线圈或合闸线圈通电时，其磁力线沿动铁心形成两条并联的闭合磁路，驱动动铁心旋转以执行分闸或合闸操作，动铁心通过旋转动作使静铁心上侧与右侧间的总磁阻、静铁心下侧与左侧间的总磁阻均保持不变，以避免分闸线圈、合闸线圈间磁路的耦合。
[0008]所述电磁开关的动触头设于绝缘非导磁转盘处；电磁开关的动触头与电磁开关的静触头紧邻，动铁心与绝缘非导磁转盘固定连接，动铁心旋转时驱动绝缘非导磁转盘同步转动，使电磁开关的动触头与静触头接合或分离。
[0009]当进行合闸操作时，动铁心沿逆时针方向旋转；合闸操作时合闸线圈得电，其磁场的磁力线从绕有合闸线圈的静铁心右侧合闸端部出发，经过动铁心右侧处的合闸齿部及其
轭部，再到动铁心左侧合闸齿部，最后回到静铁心左侧合闸端部，形成两条并联的合闸闭合磁路；合闸闭合磁路产生作用在动铁心上且沿逆时针方向的电磁力F
e
，使磁路的磁阻降低，并驱动动铁心旋转；当进行分闸操作时，动铁心沿顺时针方向旋转；分闸操作时分闸线圈得电，其磁场的磁力线从绕有分闸线圈的静铁心上侧分闸端部出发，经过动铁心上侧处的分闸齿部及其轭部，再到动铁心下侧分闸齿部，最后回到静铁心下侧分闸端部，形成两条并联的分闸闭合磁路；分闸闭合磁路产生作用在动铁心上且沿顺时针方向的电磁力F
e
，使磁路的磁阻降低，并驱动动铁心旋转。
[0010]所述电磁开关包括绝缘非导磁固定框架，绝缘非导磁固定框架以滑置于弧形限位槽中的栓形件对绝缘非导磁转盘固定及限位；所述绝缘非导磁固定框架的中部设有扭转弹簧；在分闸线圈、合闸线圈未通电时所述扭转弹簧对绝缘非导磁转盘施以切向力F
t
，使环形动铁心维持电磁开关的分闸工况；当合闸时，电磁力F
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大于扭转弹簧的反力F
t
，使环形动铁心被驱动并沿逆时针方向旋转，驱动绝缘非导磁转盘带动动触头运动，实现合闸操作；当分闸时，在扭转弹簧的扭力F
t
和电磁力F
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的配合下，动铁心沿顺时针方向旋转，绝缘非导磁转盘旋转并带动动触头运动，实现分闸操作。
[0011]在合闸操作过程中同时对分闸线圈、合闸线圈通电进行激磁，以控制两组线圈的合成矢量电磁力，精准控制合闸速度，提高开关的合闸性能；合闸保持时，合闸线圈持续通电，产生逆时针切向保持电磁力F
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，使触头可靠保持在合闸位置；合闸保持工况下，环形动铁心的合闸齿部和十字形静铁心的合闸端部接触在一起，栓形件运动到限位槽的端部，被限位槽限位。
[0012]在分闸操作过程中同时对分闸线圈、合闸线圈通电进行激磁，以控制两组线圈的合成矢量电磁力，与扭转弹簧的反力配合，精准控制分闸速度，提高开关的分闸性能，实现全电流范围内的控制及保护。
[0013]所述环形动铁心通过弧形限位槽与两片绝缘非导磁转盘的栓形件相连；十字形静铁心的四个臂处磁极上分别绕有分闸线圈及合闸线圈，静铁心通过紧固件固定在外部的绝缘非导磁框架上；电磁开关的两个动触头通过支架固定在绝缘非导磁转盘处；电磁开关的两个静触头通过支架固定于外部绝缘非导磁框架处，形成旋转双断点操动机构。
[0014]本专利技术提出的该操动机构具有独立的分合闸磁路，可通过分闸线圈及合闸线圈分别加以控制，相较于传统的单线圈电磁机构其控制方式更为灵活。
[0015]本专利技术通过控制分合闸线圈的合成矢量电磁力，能精准控制分合闸速度，调节操动机构的动作特性，在故障分闸时提高分断速度，降低故障电弧对触头的危害；在正常分合闸时降低分合闸末速度，减小触头弹跳及机械冲击，提高电气及机械寿命，全面提高开关的控制及保护性能。
附图说明
[0016]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：附图1a是本专利技术所述电磁开关的操动机构的立体示意图；
附图1b是本专利技术所述电磁开关的操动部件的爆炸示意图；附图2a是本专利技术所述电磁开关的立体示意图；附图2b是本专利技术所述电磁开关的爆炸示意图；附图3是本专利技术所述电磁开关在分闸保持工况时的操动机构示意图；附图4是本专利技术所述电磁开关在合闸时的示意图；附图5是本专利技术所述电磁开关在合闸过程中的磁力线分布示意图；附图6是本专利技术所述电磁开关在合闸保持工况时的操动机构示意图；附图7是本专利技术所述电磁开关在合闸保持工况时的磁力线分布示意图；附图8是本专利技术所述电磁开关在分闸时的示意图；附图9是本专利技术所述电磁开关在分闸过程中的磁力线分布示意图；图中：1
‑
紧固件；2
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绝缘非导磁转盘；3
‑
动铁心；4
‑
十字形静铁心；5
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分闸线圈；6
‑
合闸线圈；7
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动触头；8
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静触头；9
‑
绝缘非导磁固定框架；10
‑
扭转弹簧；11
‑
弧形限位槽。
具体实施方式
[0017]如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向旋转式电磁操动机构，用于电磁开关的分合闸操作，其特征在于：所述操动机构包括环形的动铁心和环形动铁心中央位置处的十字形静铁心；操动机构的分闸线圈缠绕于十字形静铁心的竖向臂处，合闸线圈缠绕于十字形静铁心的横向臂处；动铁心的两个合闸齿部与静铁心横向臂的两端部紧邻，动铁心的两个分闸齿部与静铁心竖向臂的两端部紧邻；当静铁心的分闸线圈或合闸线圈通电时，其磁力线沿动铁心形成两条并联的闭合磁路，驱动动铁心旋转以执行分闸或合闸操作，动铁心通过旋转动作使静铁心上侧与右侧间的总磁阻、静铁心下侧与左侧间的总磁阻均保持不变，以避免分闸线圈、合闸线圈间磁路的耦合。2.根据权利要求1所述的一种双向旋转式电磁操动机构，其特征在于：所述电磁开关的动触头设于绝缘非导磁转盘处；电磁开关的动触头与电磁开关的静触头紧邻，动铁心与绝缘非导磁转盘固定连接，动铁心旋转时驱动绝缘非导磁转盘同步转动，使电磁开关的动触头与静触头接合或分离。3.根据权利要求2所述的一种双向旋转式电磁操动机构，其特征在于：当进行合闸操作时，动铁心沿逆时针方向旋转；合闸操作时合闸线圈得电，其磁场的磁力线从绕有合闸线圈的静铁心右侧合闸端部出发，经过动铁心右侧处的合闸齿部及其轭部，再到动铁心左侧合闸齿部，最后回到静铁心左侧合闸端部，形成两条并联的合闸闭合磁路；合闸闭合磁路产生作用在动铁心上且沿逆时针方向的电磁力F
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，使磁路的磁阻降低，并驱动动铁心旋转；当进行分闸操作时，动铁心沿顺时针方向旋转；分闸操作时分闸线圈得电，其磁场的磁力线从绕有分闸线圈的静铁心上侧分闸端部出发，经过动铁心上侧处的分闸齿部及其轭部，再到动铁心下侧分闸齿部，最后回到静铁心下侧分闸端部，形成两条并联的分闸闭合磁路；分闸闭合磁路产生作用在动铁心上且沿顺时针方向的电磁力F
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，使磁路的磁阻降低，并驱动动铁心旋转。4.根据权利要求3所述的一种双向旋转式电磁操动机构，其特征在于：所述电磁开关包括绝缘非...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤龙飞，姚林睿，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：