[实用新型]一种基于开槽磁轭的电磁斥力机构线圈

说明书

本实用新型属于快速机械开关操动机构领域，公开了一种基于开槽磁轭的电磁斥力机构线圈，包括：线圈骨架、挡板、紧固件、绕线圈和磁轭；磁轭为径向开槽的分离式结构，磁轭中心设置有线圈骨架，磁轭外部由紧固件环绕并一同固定在挡板上，磁轭内部设置有绕线圈；通过径向切槽增加磁轭中感应涡流的流通路径，开槽两侧磁轭中的涡流方向相反，抵消了涡流的去磁作用，减小了空间漏磁，提高了能量转化效率，提升了驱动效率。本实用新型提供的电磁斥力机构用线圈可以有效减小磁轭本身的涡流损耗和磁饱和效应，有助于降低空间漏磁，提高电磁斥力机构的驱动效率。

技术领域

本实用新型属于快速机械开关操动机构领域，更具体地，涉及一种基于开槽磁轭的电磁斥力机构线圈。

背景技术

研制可以快速切断故障电流的断路器，是促进高压直流电网技术发展和应用的关键。根据拓扑原理的不同，直流断路器可分为机械式直流断路器、固态式直流断路器和混合式直流断路器三种。固态式直流断路器需要串并联大量的电力电子器件，带来很高的通流损耗，目前适用于高压直流电网的方案主要为机械式和混合式。

快速机械开关是两者中的关键部件，其动作速度决定了直流断路器的开断性能。传统操作机构由于动作环节多、累计运动公差大使其响应时间分散性大、分合闸时间较长，不适用于上述场合。电磁斥力机构相对于传统操动机构，具有响应时间短、刚分速度快、结构简单等优点，普遍应用于快速机械开关领域。

目前的电磁斥力机构多为空心线圈结构，磁场能量大多消耗在空气中，主磁通利用率很低。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于开槽磁轭的电磁斥力机构线圈，旨在解决现有技术中电磁斥力机构采用空心线圈结构，使得磁场能量大多消耗在空气中，磁通利用率低导致驱动效率低的问题。

本实用新型提供了一种基于开槽磁轭的电磁斥力机构线圈，包括线圈骨架、挡板、紧固件、绕线圈和磁轭；磁轭为径向开槽的分离式结构，磁轭中心设置有线圈骨架，磁轭外部由紧固件环绕并一同固定在挡板上，磁轭内部设置有绕线圈；通过径向切槽增加磁轭中感应涡流的流通路径，开槽两侧磁轭中的涡流方向相反，抵消了涡流的去磁作用，减小了空间漏磁，提高了能量转化效率，提升了驱动效率。

进一步优选地，磁轭可以为圆筒形，且磁轭开槽的数目大于等于4。

本实用新型中，磁轭是圆筒形，表面径向开槽，中心设置有线圈骨架，外部由紧固件环绕并一同固定在挡板上。磁轭内部设置有绕线圈，并通过环氧树脂浇筑成一体式结构。可以有效减小磁轭本身的涡流损耗和磁饱和效应，有助于降低空间漏磁，提高电磁斥力机构的驱动效率。

进一步优选地，磁轭的材料可以为电工纯铁DT-4。DT-4磁导率高，可以有效约束线圈周围的磁场，避免磁场向外扩散，使磁力线集中在线圈与能量转换件周围，以提高两者间的电磁耦合程度，从而在相同的驱动电流下获得更高的电磁驱动力。

进一步优选地，磁轭与绕线圈通过环氧树脂浇筑成一体式结构。去除了绕线圈表面多余的固定件，减小了绕线圈与能量转换件之间的初始间隙，从而增大机构在运动初始阶段的电磁耦合程度，另一方面也增加了绕线圈的牢固性。

进一步优选地，线圈骨架与挡板中心均设置有通孔，两者通过螺纹连接。

进一步优选地，磁轭和紧固件通过螺栓或铆钉固定在挡板上。由于磁轭为分离式结构，将磁轭固定在所述挡板上方便两者的装配和浇筑；紧固件相当于增大了磁轭浇筑时的接触面积，使线圈结构更加紧固。

进一步优选地，线圈骨架可以为圆筒形，线圈骨架的材料为环氧玻璃布。其中，玻璃布是用环氧玻璃纤维织成的织物；具有绝缘、绝热、耐腐蚀、不燃烧、耐高温、高强度等性能，主要用作绝缘材料、玻璃钢的增强材料。

进一步优选地，紧固件可以为圆筒形，紧固件的材料为环氧玻璃布。