用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型涉及一种，用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构，包括圆筒形非晶合金永磁直线同步电机、电机主轴、主轴位移传感器、连杆及绝缘拉杆。本实用新型克服了传统操动机构的体积较大、传动机构复杂、响应时间长及运动过程难以控制等缺点，效率高，可靠性好。
【专利说明】
用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构
技术领域
[0001]本实用新型属于电力系统输配电开关技术领域，主要涉及一种断路器操动机构，特别是涉及一种用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构。
【背景技术】
[0002]现有技术下，有很多断路器操动机构系统，也包括各种直线电机操动机构，但没有一款效率比较高、体积比较小、开断速度比较快、开断精度高、适用于更多电压等级、高环境要求的断路器操动机构(尤其是高压断路器操动机构部件繁多，容易发生误动、拒动、机械卡涩等情况)。因此在现有技术下，多数断路器操动机构的质量及其工作性能的优劣影响着断路器开断的精确性和可靠性。
[0003]此外，现有的断路器操动机构主要包括:液压操动机构、气动操动机构、电机操动机构。这些操动机构各具优点但同时存在一些不足之处:
[0004](I)液压操动机构在尺寸一定的条件下，输出力的大小与高压油的压力有关，这样可以使机构单位质量的输出功增加，操作平稳而无噪声，控制功率小而方便，可实现交流操作。但是液压油的质量对机构的工作性能影响很大，液压操动机构本身结构比较复杂，油路系统的工作压力很高，对零件的加工精度和管路的密封要求很高，装配、调整和维修难度较大，不利于小型化且成本很高。
[0005](2)气动操动机构输出功率容易改变，可适用于不同电压等级和类型的断路器及隔离开关。气动操动机构中压缩空气的气体压力一般为0.5?2.0Mpa，远低于液压操动机构中的油压。但是气动操动机构操作噪声大，需要专门空气压缩装置，应用场合受限。
[0006](3)电机操动机构是利用电动机经减速装置带动断路器分、合闸的操动机构。传统的电机操动机构有两种操作方式:一种是直接驱动，由电机通过涡轮、涡杆和齿轮减速，并用机械方法改变运动方式后直接驱动触头进行分、合闸操作，此操作方式仅用于126kV及以上电压等级的隔离开关;另一种是储能式驱动，先由电机带动飞轮或离心式飞球储能，当有合闸命令时通过机械装置释放飞轮或飞球中的能量并驱动断路器合闸，分闸一般仍靠弹簧释能。传统电机操动机构虽然结构简单，但却存在储能时间长、合闸功小且不稳定、合闸时间较长等不足，使其已不能满足现代高压断路器的操作要求。传统电机操动机构除了用来操作对合闸时间没有严格要求、额定电压较高的隔离开关以外，已很少用于操作断路器，尤其是高压断路器。
【发明内容】
[0007]发明目的
[0008]针对上述问题，本实用新型提供一种响应速度快、动态时间短、体积小、效率高、控制精度高，且能够满足高压断路器精确分、合闸的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构。
[0009]技术方案
[0010]—种用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构，其特征在于:包括圆筒形非晶合金永磁直线同步电机、电机主轴、主轴位移传感器、连杆及绝缘拉杆;连杆一端和圆筒型非晶合金永磁直线同步电机的电机主轴相连，连杆另一端与绝缘拉杆相连，绝缘拉杆与断路器灭弧室相连接;主轴位移传感器安装在圆筒形非晶合金永磁直线同步电机横断面靠近电机主轴处;灭弧室中设有动触头和静触头，静触头固定于上支架上，静触头下方的动触头连接触头弹簧，触头弹簧连接绝缘拉杆。
[0011]所述圆筒形非晶合金永磁直线同步电机包括初级部分和次级部分;初级部分由初级绕组和初级铁心两部分组成;次级部分由导磁材料、次级铁心和永磁体组成，不同极性的永磁体通过导磁材料隔开，永磁体嵌于次级铁心中，次级铁心由硅钢片叠压而成。
[0012]初级铁心为铁基非晶合金材料。
[0013]初级铁心无开槽。
[0014]永磁体为钕铁硼永磁材料，且为圆环形状。
[0015]永磁体阵列为Halbach阵列。
[0016]连杆为不锈钢材料制成，连杆与绝缘拉杆直径相同，其轴心与电机轴心在一条直线上。
[0017]圆筒型非晶合金永磁直线同步电机为短初级、长次级形式。
[0018]优点及效果
[0019]本实用新型能够满足高压断路器需要响应速度快，动态时间短的要求，控制精度尚、效率尚、可广泛应用于室内外、尚低温等各种场合。
[0020]具体地说有以下有益效果:
[0021]1.圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构只有一个运动部件，简单可靠，体积小，利于在狭小空间内使用。
[0022]2.圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构系统具有优化的预定行程曲线，可以精确控制。
[0023]3.圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构触头行程和老化与环境温度变化无关。
[0024]4.圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构结构简单、体积小、重量轻、高速、尚效、快速响应和尚精度、能耗低、可靠性尚、抗振以及受外界环境影响小的优点。
[0025]5.圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构具有更大的驱动力，通过对驱动电源的调节，其控制性能和位置精度更好。
[0026]6.使用圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构与利于构建状态监测功能，不需附加传感器，只需电机主轴位置传感器。
[0027]7.使用圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构为先进在线检测搭建平台。
[0028]8.使用圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构可以省去一系列传动机构(连杆机构，凸轮机构等)。
[0029]9.使用圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构能量需求低，无高瞬态负荷。
[0030]10.圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构结构简单，各自系统分工明确，易于实施，易实现断路器智能化操动。
[0031 ] 11.圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构质量小，运动惯量小，动能大大减小，能量损耗减小，使得大部分能量都用到了断路器动触头动能上，提高了能量的利用率。
【附图说明】
[0032]图1为圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构和断路器整体结构图。
[0033]图2为圆筒形非晶合金永磁同步直线电机纵向截面图。
[0034]图3为圆筒形非晶合金永磁同步直线电机横向截面图。
[0035]附图标记说明:
[0036]1、圆筒形非晶合金永磁直线同步电机;2、电机主轴；3、主轴位移传感器;4、连杆；
5、绝缘拉杆;6、触头弹簧;7、动触头;8、静触头;9、灭弧室；10、导磁材料；11、次级铁心；12、初级绕组;13、初级铁心；14、钕铁硼永磁体;15、电机外壳;16、气隙；17、电机轴心。
【具体实施方式】
[0037]本实用新型所涉及的断路器系统的操动部分一圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构，用来带动断路器动触头完成断路器的分、合闸动作。
[0038]本实用新型克服了传统操动机构的体积庞大、传动机构复杂、响应时间长及运动过程难以控制等缺点，对于圆筒形非晶合金永磁直线同步电机操动机构具有机构的质量小，运动惯量小，动能小，能量损耗小等优点，提高了效率，可靠性较好，具有高响应和高精度的特点并且运动过程可控。
[0039]所述用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构，包括圆筒形非晶合金永磁直线同步电机1、电机主轴2、主轴位移传感器3、连杆4及绝缘拉杆5 ；连杆4一端和圆筒型非晶合金永磁直线同步电机I的电机主轴2相连，连杆4另一端与绝缘拉杆5相连，绝缘拉杆5与断路器灭弧室9相连接;主轴位移传感器3安装在圆筒形非晶合金永磁直线同步电机I横断面靠近电机主轴2处，用来检测断路器动触头7的行程，保证断路器能够有效分、合闸；灭弧室9中设有动触头7和静触头8，静触头8固定于上支架上，静触头8下方的动触头7连接触头弹簧6，触头弹簧6连接绝缘拉杆5。
[0040]触头弹簧6的一端与断路器的动触头7相连，触头弹簧6能够保证动触头7和静触头8具有一定的接触压力，同时在断路器的分合闸过程中起到一定的缓冲作用。
[0041 ]动触头7和静触头8中心线在同一轴线上，当断路器接收到分合闸信号时，动触头7在电机主轴2的带动下，完成断路器的分、合闸动作。
[0042]灭弧室9密封性能必须良好，其内部可以为真空也可以SF6气体。
[0043]连杆4为不锈钢材料，连杆4与绝缘拉杆5直径相同，其轴心与电机轴心17在一条直线上。
[0044]绝缘拉杆5为石英材料制成，一端与拉杆4连接，另一端与触头弹簧6相连，绝缘拉杆5起绝缘作用。
[0045]所述圆筒形非晶合金永磁直线同步电机I包括初级部分和次级部分;初级部分由初级绕组12和初级铁心13两部分组成;初级铁心13上没有齿和槽，初级绕组12为聚酯漆包铜导线，绝缘等级为B级，由环氧树脂浇铸固定封装，互不搭接。圆筒形非晶合金永磁直线同步电机I的初级绕组12由三相绕组组成，每相由若干个集中绕组线圈组成。
[0046]次级部分由导磁材料10、次级铁心11和永磁体14组成，不同极性的永磁体14通过导磁材料10隔开，永磁体14嵌于次级铁心11中，次级铁心11由硅钢片叠压而成。
[0047]圆筒型非晶合金永磁直线同步电机I为短初级、长次级形式，此结构可抑制横向效应，受外界环境影响小。
[0048]电机主轴2外套次级铁心11，二者固定在一起，且电机主轴2与连杆4直径相同，采用无缝焊接技术连接在一起。
[0049]初级铁心13采用具有优异特性的铁基非晶合金材料。其具有优异的导磁性、耐腐蚀性、耐磨性、尚的强度和硬度，尚的电阻率和机电親合性能，能够有效缩小体积、提尚效率、降低损耗和温升，节能效果显著。
[0050]初级铁心13无开槽，这样设置的好处是绕组嵌放简单、槽满率高、温度系数低、端部绕组减少、无磁阻阻力、推力脉动小、噪声低、磁饱和较低、制造工艺简单。
[0051 ]永磁体14为钕铁硼永磁材料，且为圆环形状，能够更好地嵌于次级铁心11上。
[0052]永磁体阵列为Halbach阵列，其由轴向环和辐射环组成，可将不同磁化方向的磁环按顺序排列，使阵列一边的磁场显著增强而另一边显著减弱，且容易到在空间较理想正弦分布的磁场。
[0053]圆筒形非晶合金永磁直线同步电机I的电机外壳15用来保护钕铁硼永磁体14、初级铁心13、初级绕组12，次级铁心11、导磁材料10和电机主轴2免受外界环境影响。
[0054]气隙16位于初级与次级之间，用来保证圆筒形非晶合金永磁同步直线电机I的性能及运行可靠性。
[0055]本实用新型这种圆筒形非晶合金永磁直线同步电机操动机构可应用各种电压等级的断路器，126kV以上电压等级断路器效果愈为明显。
[0056]本实用新型通过圆筒形非晶合金永磁直线同步电机操动机构主轴的直线运动产生的推力使得高压断路器能够在确定的时刻实现精确的开断，从而保证高压断路器的工作性能和可靠性。
[0057]本实用新型中圆筒形非晶合金永磁直线同步电机操动机构永磁体为钕铁硼，其剩余磁感应强度Br(可高达1.47T)、磁感应矫顽力Hc(可达992kA/m)以及最大磁能积BHmax(可达397.9kJ/m3)都很高，能够很好地满足圆筒形非晶合金永磁直线同步电机操动机构准确无误地分合断路器的性能要求。
[0058]本实用新型克服了传统操动机构的体积较大、传动机构复杂、响应时间长及运动过程难以控制等缺点，对于圆筒形非晶合金永磁直线同步电机操动机构具有机构的质量小，运动惯量小，动能大大减小，使能量损耗小，提高了效率，其可靠性较好，具有高响应和高精度的特点并且运动过程可控。
【主权项】
1.一种用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构，其特征在于:包括圆筒形非晶合金永磁直线同步电机(I)、电机主轴(2)、主轴位移传感器(3)、连杆(4)及绝缘拉杆(5);连杆(4)一端和圆筒型非晶合金永磁直线同步电机(I)的电机主轴(2)相连，连杆(4)另一端与绝缘拉杆(5)相连，绝缘拉杆(5)与断路器灭弧室(9)相连接;主轴位移传感器(3)安装在圆筒形非晶合金永磁直线同步电机(I)横断面靠近电机主轴(2)处;灭弧室(9)中设有动触头(7)和静触头(8)，静触头(8)固定于上支架上，静触头(8)下方的动触头(7)连接触头弹簧(6)，触头弹簧(6)连接绝缘拉杆(5)。2.根据权利要求1所述的用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构，其特征在于:所述圆筒形非晶合金永磁直线同步电机(I)包括初级部分和次级部分;初级部分由初级绕组(12)和初级铁心(13)两部分组成;次级部分由导磁材料(10)、次级铁心(11)和永磁体(14)组成，不同极性的永磁体(14)通过导磁材料(10)隔开，永磁体(14)嵌于次级铁心(11)中，次级铁心(11)由硅钢片叠压而成。3.根据权利要求2所述的用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构，其特征在于:初级铁心(13)为铁基非晶合金材料。4.根据权利要求2或3所述的用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构，其特征在于:初级铁心(13)无开槽。5.根据权利要求2所述的用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构，其特征在于:永磁体(14)为钕铁硼永磁材料，且为圆环形状。6.根据权利要求2所述的用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构，其特征在于:永磁体阵列为Halbach阵列。7.根据权利要求1所述的用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构，其特征在于:连杆(4)为不锈钢材料，连杆(4)与绝缘拉杆(5)直径相同，其轴心与电机轴心(17)在一条直线上。8.根据权利要求1或2所述的用于断路器的圆筒形非晶合金永磁同步直线电机操动机构，其特征在于:圆筒形非晶合金永磁直线同步电机(I)为短初级、长次级形式。
【文档编号】H01H3/26GK205656975SQ201620452956
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月18日 公开号201620452956.X, CN 201620452956, CN 205656975 U, CN 205656975U, CN-U-205656975, CN201620452956, CN201620452956.X, CN205656975 U, CN205656975U
【发明人】张迎康, 郭福柱, 郭宗宇, 唐岩
【申请人】沈阳工业大学