申请/专利权人：明珠电气股份有限公司;大连理工大学

申请日：2019-07-11

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN110416034B

主分类号：H01H71/24

分类号：H01H71/24;H01H71/68

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.12.13#实质审查的生效;2019.11.05#公开

摘要：本发明公开了一种长行程电磁斥力机构，其包括：一管状外壳，设有上、下端盖密封，上、下端盖中开有同轴孔，上端盖内侧中间固定有开有中心孔且缠绕有静线圈的静线圈骨架；一可上下滑动的杆状运动铁芯，从上端盖伸入外壳，且其外径滑动配合上端盖同轴孔以及静线圈骨架之中心孔；运动铁芯的下端固定在开有中心孔且缠绕有动线圈的动线圈骨架之中心孔上，或：运动铁芯的下端固定有铜环；外壳、上端盖、下端盖和运动铁芯为高导磁性材料，静、动线圈骨架为绝缘材料，外壳与上端盖及下端盖之连接，形成电磁斥力机构磁场的磁路和整体框架，缠绕有动线圈的动线圈骨架或铜环上下滑动始终位于下端盖中间孔内且两者之间形成磁路气隙。

主权项：1.一种长行程电磁斥力机构，其特征是包括：一管状外壳（101），上、下端分别以上、下端盖（102、103）连接密封，所述上、下端盖中间开有同轴孔，上端盖的内侧中间固定有开有中心孔且缠绕有静线圈（106）的静线圈骨架（105）；一可上下滑动的杆状运动铁芯（104），从上端盖的同轴孔伸入外壳，且其外径滑动配合上端盖同轴孔以及缠绕有静线圈的静线圈骨架之中心孔；所述的杆状运动铁芯（104）的下端固定在开有中心孔且缠绕有动线圈（108）的动线圈骨架（107）之中心孔上，或：杆状运动铁芯的下端固定有至少一个的铜环（207）；所述静线圈（106）与所述动线圈（108）反向串联，所述的外壳、上端盖、下端盖和运动铁芯为高导磁性材料，所述的静、动线圈骨架为绝缘材料，所述的外壳与上端盖及下端盖之连接，形成电磁斥力机构磁场的磁路和整体框架，所述的缠绕有动线圈的动线圈骨架或铜环上下滑动始终位于下端盖中间孔内且两者之间形成磁路气隙；所述管状外壳（101）的横截面为圆形框或是矩形框，上端盖和下端盖外径为对应的圆形或是长方形；所述的动线圈和静线圈的材料为不同形状的带着绝缘的铜线。

全文数据：一种长行程电磁斥力机构技术领域本发明涉及一种电磁机构，尤其是涉及一种长行程电磁斥力机构。背景技术随着工业及居民用电量的增加，电力系统的短路容量越来越大，相应的最大短路电流也越来越大，甚至超过标准规定。这对系统设备的短路电流耐受能力和断路器的开断能力产生的巨大的压力。因此对操动机构提出了更高的要求，能够在毫秒时间内完成开断或投切的任务。目前操动机构中用的较多的有弹簧操动机构、液压操动机构和电磁操动机构。弹簧操作机构通常是由电动机通过减速装置完成弹簧储能。其优点是不需要大功率的直流电源,电动机功率小一般为几百瓦到几千瓦,适宜于交流操作。储能时,电动机通过皮带轮与链条减速后带动偏心轮转动,又通过连杆等一系列动作完成储能,并通过储能保持结构保持弹簧能量。由此导致的缺点是结构比较复杂,零件数量多,加工要求高。同时弹簧机构存在误跳现象,且跳闸后分闸不到位,合、分闸指针指在合、分位置中间,因此,无法确认断路器是否确已分开,动、静触头开距是否符合要求。液压操动机构利用液压油作为动力传递介质。其优点是体积小,操作力大,需要控制的能量小,液压操作机构的工作压力大,一般在20-30Mpa左右,比气动操作机构的压力高几十倍,特别适用于110kv及以上的高压断路器操作平稳噪声小,油具有润滑保护作用。其缺点是结构比较复杂,零部件加工精度要求高油系统的工作压力高,经常出现液压和机械方面的故障运行维修技术的要求也高。电磁操动机构靠电磁力合闸。其优点是结构简单,工作可靠,制造成本低。缺点是需要较大的电磁铁和电源以及较大截面积的电缆,合闸时间较长,电源电压波动对合闸速度影响较大。为了进一步提高开关的快速性和可靠性，电磁斥力机构应运而生。电磁斥力机构主要有线圈-线圈型、线圈金属盘型和圆筒-圆筒型。电磁斥力机构结构简单，始动时间短，能够在几毫秒时间内完成分合闸。但现有的电磁斥力机构行程和反应的快速性尚不能满足生产需要。发明内容本发明所要解决的技术问题，就是提供一种长行程电磁斥力机构，可进一步提高快速性和增长行程，满足生产的需要。解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下：一种长行程电磁斥力机构，其特征是包括：一管状外壳，上、下端分别以上、下端盖连接密封，所述上、下端盖中间开有同轴孔，上端盖的内侧中间固定有开有中心孔且缠绕有静线圈的静线圈骨架；一可上下滑动的杆状运动铁芯，从上端盖的同轴孔伸入外壳，且其外径滑动配合上端盖同轴孔以及缠绕有静线圈的静线圈骨架之中心孔；所述的杆状运动铁芯的下端固定在开有中心孔且缠绕有动线圈的动线圈骨架之中心孔上，或：杆状运动铁芯的下端固定有至少一个的铜环；所述静线圈106与所述动线圈108反向串联，所述的外壳、上端盖、下端盖和运动铁芯为高导磁性材料，所述的静、动线圈骨架为绝缘材料，所述的外壳与上端盖及下端盖之连接，形成电磁斥力机构磁场的磁路和整体框架，所述的缠绕有动线圈的动线圈骨架或铜环上下滑动始终位于下端盖中间孔内且两者之间形成磁路气隙。如此，可保证磁场能够沿着设定的磁路流通，运动铁芯为电磁斥力机构机械能输出部分，静线圈是电磁斥力机构的能量来源部分，动线圈骨架随着运动铁芯一起运动。进一步地，所述管状外壳的横截面为圆形框或是矩形框，上端盖和下端盖外径为对应的圆形或是长方形。进一步地，所述的动线圈和静线圈的材料为不同形状的带着绝缘的铜线。进一步地，所述的杆状运动铁芯的横截面为圆形或是矩形，上下端盖中间所开的同轴孔为对应的圆形或是矩形孔。本发明其优点是:1对电磁斥力机构的磁场磁路进行了设计，使所述运动铁芯在运动过程中，保持磁路磁阻不会明显增大；2在外电路放电时间长的前提下，能够做到长行程的开距；附图说明下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。图1为本发明的长行程电磁斥力机构实施例一结构剖视示意图；图2为本发明的长行程电磁斥力机构实施例二结构剖视示意图。图中附图标记指代：101-外壳；102-上端盖；103-下端盖；104-运动铁芯；105-静线圈骨架；106-静线圈；107-动线圈骨架；108-动线圈；207-铜环。具体实施方式图1为本发明的长行程电磁斥力机构装置结构的实施例一示意图，如图1所示，本实施例包括：一圆管状外壳101，上端、下端分别以上端盖102、下端盖103连接密封，上、下端盖中间开有同轴孔，上端盖的内侧中间固定有开有中心孔且缠绕有静线圈106的静线圈骨架105；一可上下滑动的圆杆状运动铁芯104，从上端盖内孔伸入外壳，且其外径滑动配合上端盖以及缠绕有静线圈的静线圈骨架之内孔。所述的圆杆状运动铁芯的下端固定在开有中心孔且缠绕有动线圈108的动线圈骨架107之内孔上。所述静线圈106与所述动线圈108反向串联，所述的外壳、上端盖、下端盖和运动铁芯为高导磁性材料，所述的静、动线圈骨架为绝缘材料，所述的外壳与上端盖及下端盖之连接，形成电磁斥力机构磁场的磁路和整体框架，所述的缠绕有动线圈的动线圈骨架或铜环上下滑动始终位于下端盖中间孔内且两者之间形成磁路气隙。所述的动线圈和静线圈的材料为不同形状的带着绝缘的铜线。本发明的电磁斥力机构，通过外电路给所述动线圈108和所述静线圈106放电，放电时间持续几毫秒。放电过程中，所述静线圈106产生的磁场沿着所述外壳101、所述上端盖102和所述下端盖103形成的磁路流通。所述动线圈108位置处形成磁路气隙，通电的所述动线圈108在磁路气隙中受到向下的安培力，从而带动所述运动铁芯104运动。磁场总是沿着磁阻的方向流通，所以在所述运动铁芯104运动中，保证了磁路磁阻不会明显增大，从而能够实现电磁斥力机构的长行程特性。图2所示的实施例二，与实施例一不同之处仅在于：所述的杆状运动铁芯的下端固定有至少一个的铜环207.同样，通过外电路给所述静线圈放电，持续时间为几个毫秒。在放电过程中，所述静线圈产生时变磁场，所述铜环207在该磁场的作用下，产生一个感应涡流。所述铜环207中的感应涡流在时变磁场的径向分量的作用，产生方向向下的电磁力，从而带动所述运动铁芯向下运动。

权利要求：1.一种长行程电磁斥力机构，其特征是包括：一管状外壳101，上、下端分别以上、下端盖102和103连接密封，所述上、下端盖中间开有同轴孔，上端盖的内侧中间固定有开有中心孔且缠绕有静线圈106的静线圈骨架105；一可上下滑动的杆状运动铁芯104，从上端盖的同轴孔伸入外壳，且其外径滑动配合上端盖同轴孔以及缠绕有静线圈的静线圈骨架之中心孔；所述的杆状运动铁芯104的下端固定在开有中心孔且缠绕有动线圈108的动线圈骨架107之中心孔上，或：杆状运动铁芯的下端固定有至少一个的铜环207；所述静线圈106与所述动线圈108反向串联，所述的外壳、上端盖、下端盖和运动铁芯为高导磁性材料，所述的静、动线圈骨架为绝缘材料，所述的外壳与上端盖及下端盖之连接，形成电磁斥力机构磁场的磁路和整体框架，所述的缠绕有动线圈的动线圈骨架或铜环上下滑动始终位于下端盖中间孔内且两者之间形成磁路气隙。2.根据权利要求1所述的长行程电磁斥力机构，其特征是：所述管状外壳101的横截面为圆形框或是矩形框，上端盖和下端盖外径为对应的圆形或是长方形。3.根据权利要求1所述的长行程电磁斥力机构，其特征是：所述的动线圈和静线圈的材料为不同形状的带着绝缘的铜线。4.根据权利要求1所述的长行程电磁斥力机构，其特征是：所述的杆状运动铁芯的横截面为圆形或是矩形，上下端盖中间所开的同轴孔为对应的圆形或是矩形孔。

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