[发明专利]高压断路器脉冲功率型永磁直线电机操动机构

说明书

技术领域

本发明属于输变电设备中关于高压断路器操动机构的技术领域，涉及到一种高压断路器脉冲功率型永磁直线电机操动机构。

背景技术

高压断路器是电力系统中极其重要的开关设备，其运行好坏直接关乎整个系统的稳定性、可靠性；而高压断路器操动机构又是其重要的组成部分，它不但要保证断路器长期的动作可靠性，而且要满足灭弧特性对操动机构的要求，因此高压断路器操动机构的设计是否合理对整个电网起着至关重要的作用。

电力系统不断向高电压、远距离、大容量方向发展，在提高经济性的同时，安全可靠的问题也突出起来；定量评定和改善电力系统的可靠性越来越受到人们的重视。因此有必要研制一种新型的操动机构来满足电力系统稳定可靠方向的要求。

传统操动机构主要包括弹簧操动机构、液压操动机构、液压弹簧操动机构等，这些操动机构由于存在零部件多、可控性较差、结构复杂等多方面的缺点，导致其在运行过程中出现故障的频率比较高，所以新型操动机构的研制与开发就显得尤为紧迫和重要。

发明内容

为了解决现有操动机构结构复杂、可控性差等缺陷和不足，本发明提供了一种高压断路器脉冲功率型永磁直线电机操动机构。

对于脉冲功率型直线电机来说，该类型的电机主要用于工作时间较短的场合，属于短时工作制，其供电采用大电容供电，电流呈现脉冲波形式，且变化较快，因此瞬间产生一个较大的电磁推力，其功率也是呈现该趋势，因此该类型电机特别适用于高压断路器的分合闸场合。

本发明采用的技术方案是：包括初级铁心、次级铁心、电机主轴和电枢绕组，初级铁心中设有两块对称的次级铁心，两块次级铁心之间设有隔磁材料，每块次级铁心一端接有一个电机主轴，次级铁心中嵌入电枢绕组；初级铁心和次级铁心端面之间设有隔磁材料，每块次级铁心侧面和初级铁心之间设有永磁体。所述的永磁体放置在初级铁心上，永磁体之间设有隔磁材料。

本发明的一种优选方式：每个次级铁心上下侧面各设有一个永磁体。次级铁心上侧面永磁体的磁感线沿垂直水平方向90°；次级铁心下侧面永磁体的磁感线沿垂直水平方向-90°。

所述的永磁体厚度在6～10mm范围之间。每块次级铁心上下侧面各设有一个永磁体。次级铁心上侧面永磁体都是为垂直90°方向(即由N极指向S的方向为90°，)；次级铁心下侧面永磁体均为-90°方向。永磁体厚度大约在6～10mm范围之间，宽度和长度与设计所要求的负载侧特性要求有关。

该操动机构的主轴和高压断路器的动触头通过传动机构连接为一个整体作为运动体系的动子部分。脉冲功率型永磁直线电机操动机构概括起来包括动子和静子两大部分；其中动子部分由两块开槽的对称铁心和一个中间绝缘部分组成；静子部分包括导磁部分、永磁块、分合闸保持力对应的绝缘；另外还有动子和静子铁心所连接部分——轴承。动子铁心开槽，里面镶嵌绕组；主磁场通过永磁体而建立，在动子铁心中的电枢绕组中通入直流电，这样通电导体在磁场中受到力的作用就驱动整个动子部分发生运动，从而通过连杆机构带动断路器动触头运动实现分合闸操作。

本发明实现过程：操动机构的主轴和高压断路器的动触头通过连杆连接，当操动机构侧上下运动时直接带动断路器的运动，所以时间上不存在滞后性。在分合闸位置，该操动机构在设计时特别添加了左右隔磁材料，目的是通过调节其厚度来满足其所需要的分合闸保持力，使之维持在分合闸位置；电源采用电容来供电，使电枢绕组内产生较大瞬态电流，由于永磁体的存在，两个磁场的相互作用根据安培定则而产生瞬间较大的电磁推力从而来实现分合闸操作。