[实用新型]磁力分合器

说明书

技术领域

本实用新型属于开关开合控制技术领域，尤其涉及电力高压开关的开合驱动和状态保持装置。

背景技术

电力高压开关设备中传统的操动机构是用电动机驱动一套齿轮装置，齿轮装置又使弹簧拉伸储能，分合闸靠脱扣使被拉伸后的弹簧释放能量来实现。这种机构零件多，结构复杂，制造成本高，可靠性差，使用寿命短，分、合闸速度慢，不能适应电力自动化的要求。传统的电磁操动机构，虽然简单但由于合闸状态需要由电磁力来保持，所以耗电大，且长时间通电会使线圈发热，故可靠性低，使用寿命短。永磁机构的出现，并用作操动机构，极大地提高了电力高压开关设备的可靠性，延长了使用寿命，降低了制造成本。永磁机构使分、合闸速度可控，完全能满足电力自动化的要求。

永磁机构按照在分闸操作时的不同，有两种形式。即：依电磁操动的和主要依靠拉力弹簧恢复力操作的，前一种叫双稳态，后一种叫单稳态。两种形式的永磁机构合闸时都用电磁操作，分合闸状态保持都靠永磁力实现。现有单稳态及双稳态永磁机构大都用于电力高压开关及接触器。

现有永磁机构有许多种，双稳态的结构相似，单稳态的结构相似。现有永磁机构工作原理都相同或相似。

图1为双稳态永磁机构其典型结构示意图，图中：1-柱形动铁心，2-下端板，3-沿壁厚方向充磁的环形永磁体，4-上线圈架，5-上线圈，6-导轴，7-上端板，8-联接螺栓，9-下线圈架，10-下线圈，11-软铁筒。导轴6的一端(比如上端)与开关动触头联接。假设图1为分闸状态，与导轴6固定的圆柱形动铁心1被环形永磁体3的磁力保持在下端板2上，磁通回路为I所示。间(气)隙L1即为开关行程。给线圈5通合闸电流，使产生的电磁通回路为II和III，它们的方向与永磁通I的方向相反，抵消永磁通I，同时在间(气)隙L1建立磁场，当电磁力抵消永磁力且富裕，则动铁心1在电磁力作用下向上运动，动铁心1上端面越过L1/2后，作用在动铁心1上且向上的永磁体3的磁力越来越大，这样的永磁力与所述电磁力叠加使动铁心1加速运动到上端板7，使线圈5立即断电，动铁心1被环形永磁体3的磁力保持在上端板7上，合闸完成。同理，给线圈10通分闸电流，就能完成分闸。

图2为一种单稳态永磁机构的结构示意图，且为分闸状态。该机构这样构成：带导轴19-1的顶板19，导轴19-1与被驱动的开关的动触头相联接；端盖20用磁性材料制成，该端盖20位于所述顶板19之下；不锈钢顶杆21的顶部从端盖20的下面穿过后固定在顶板19的底面；底座12用磁性材料制成；厚度方向充磁的板形永磁体14位于端盖20的下底面与底座12的上端面之间；筒形动铁芯17用磁性材料制成，在分闸或合闸时，动铁芯17的上端面与不锈钢顶杆21的下端面始终处于相互挤压状态；分闸弹簧22两端分别联接在顶板19和底座12之间；在线圈15和端盖20、永磁体14、底座12之间有一个用非磁性材料制的线圈架18；非磁性垫块13，位于动铁芯17与底座12之间，该垫块13的高度应大于端盖20下端面与动铁芯17上端面间的间隙L2即开关行程，以使顶杆21挤压住动铁芯17，同时减少动铁芯17与底座12之间的漏磁；连接圆筒16，位于端盖20与底座12之间起联接作用。

图2所示单稳态永磁机构的工作原理：线圈15输入端连接在电流方向和大小都允许变化的直流电源上，该线圈15产生的直流磁通依次经过所述底座12、永磁体14、端盖20、端盖20下端面与动铁芯17之间的间隙L2、动铁芯17，再回到底座12形成闭合磁路IV，在间隙L2处建立磁场；在合闸操作时，该线圈15的直流磁通的方向与永磁体14的磁通方向相同，所形成的合磁力通过动铁芯17推动不锈钢顶杆21向上，带动顶板19把所述开关合上(合闸)，关断接入线圈15上的电流后，动铁芯17由永磁体14所产生的磁通保持在端盖20，使开关维持在合闸状态，同时使分闸弹簧22处于拉伸状态，当给线圈15通过与合闸时相反方向的直流电时，线圈15产生与永磁铁14的磁通方向相反的直流驱动磁通，使永磁磁通削弱，直至永磁力小于弹簧拉力时，动铁芯17下冲至非磁性垫块13，使开关完成分闸，随即断开直流电源后，在分闸弹簧22的拉力和永磁力共同作用下，开关维持分闸状态。