[发明专利]储能电容激励的双稳态电磁操动机构

说明书

本发明公开一种储能电容激励的双稳态电磁操动机构，用于轨道交通真空断路器和大容量空气式电磁式接触器中，其特点是由驱动杆、动铁心、合闸侧静铁心、合闸激励线圈、合闸激励开关、合闸储能电容、合闸保持线圈、合闸保持开关、合闸保持电源、隔磁垫、分闸侧静铁心、分闸激励线圈、分闸激励开关、分闸储能电容、充电控制电路组成。本发明利用电源向电容器充电，以将电能储存在电容器中，当进行合闸或分闸操作时，由储能电容器向合闸线圈或分闸线圈放电，提供激励能，从而使电磁操动机构完成合闸或分闸操作。

技术领域

本发明涉及一个双稳态电磁操动机构，特别是涉及一个储能电容激励的双稳态电磁操动机构，本发明特点是有两个稳定的工作状态：一个是合闸状态，另一个是分闸状态。利用合闸线圈和分闸线圈实现合闸操作和分闸操作，合闸线圈和分闸线圈的激励能由预先充好电的储能电容器提供，具有分闸速度和合闸速度高，操作功大，且能频繁操作的特点，适用于轨道交通真空断路器和大容量空气式电磁接触器，用于驱动触头运动。

背景技术

轨道交通真空断路器和大容量空气式电磁接触器操作频繁，对电寿命和可靠性要求高，且在分闸和合闸操作过程中需要较快的分闸速度和合闸速度以及较高的操作功。电磁操动机构可以频繁操作，可靠性高，但当所需的操作功较大时，用交流或直流电源直接激励的电磁操动机构的分闸速度和合闸速度较慢，不能满足轨道交通真空断路器和大容量空气式电磁接触器接通和断开电路的要求。现有技术中的轨道交通断路器一般采用气动机构加以驱动，大容量空气式电磁接触器的容量难以提升，多采用真空灭弧室，成本相对较高。

发明内容

本发明的目的就在于解决现有技术存在的上述问题，为了满足轨道交通断路器和大容量空气式电磁接触器频繁操作、操作功大及合闸和分闸速度高的要求，经过反复试验和研究后，发明了一种储能电容激励的双稳态电磁机构。本发明所涉及的储能电容激励的双稳态电磁操动机构利用电源向电容器充电，以将电能储存在电容器中。当进行合闸或分闸操作时，由储能电容器向合闸线圈或分闸线圈放电，提供激励能，从而使电磁操动机构完成合闸或分闸操作。由于合闸和分闸操作所需要的能量由储能电容器提供，不受电源容量制约。电容器储存的能量取决于电容器的充电电压和电容器的容量，可以用直流电源直接向电容器充电，也可以将交流电整流成直流后再向电容器充电，如果直流供电系统的电压较低，还可以将直流电源经DC/DC变换升高后再向电容器充电，充电电源不受电源电压等级、电压类型限制，容量无需太大。

电磁操动机构完成合闸或分闸操作所需要的能量储存在电容器中，电容器储存的能量为U2C/2，其中U是电容器的充电电压，C是电容器的容量。由电源向电容器充电，电源既可以是直流电源，也可以是交流电源，如果电源的电压等级较低，可以通过升压电路将电压升高，以保证电容器的储能量能够满足合闸或分闸操作的要求。当进行合闸，由合闸储能电容器向合闸线圈放电或分闸线圈放电，动铁心运动到合闸位置后，接通合闸保持线圈使动铁心保持在合闸位置上，或者将用电压较低的电源直流向合闸保持线圈供电，使动铁心保持在合闸位置上；当进行分闸操作时，由分闸储能电容向分闸线圈放电，使电磁机构完成分闸操作，动铁心运动到分闸位置后，接通分闸保持线圈使动铁心保持在分闸位置上，或者用电压较低的电源向分闸保持线圈供电，使动铁心保持在分闸位置上，或者利用断路器或接触器的负载反力使动铁心保持在分闸位置上。