一种电磁斥力操作机构及电气设备的制作方法

1.本技术涉及快速开关领域，特别涉及一种电磁斥力操作机构及电气设备。


背景技术：

2.目前，传统快速开关使用的电磁斥力操作机构，通过大容量储能电容向分合闸线圈放电，利用电磁感应原理在金属斥力盘中感应出较大幅值的涡流，从而在斥力盘与分合闸线圈之间产生电磁斥力，实现机械开关的快速分合闸动作。
3.基于电磁感应原理的传统电磁斥力机构中，分合闸线圈与斥力盘之间多为空气和非导磁材料，空间漏感严重，有效用于电磁感应的磁通量不足，效率偏低，导致驱动单元的体积和成本居高不下，不利于快速开关产品的应用普及和推广。虽然已经有一些研究提出采用导磁材料以提高效率，但多布置于分合闸线圈的上下端面以及外侧，无法形成闭合的磁路，整体磁路磁阻仍然较大，电磁感应效率提高不明显。
4.因此，开发一款实现成本低、体积小且能快速通断的电磁开关，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。


技术实现要素：

5.基于此，本技术提供了一种电磁斥力操作机构及电气设备，此操作设备包括第一结构件，第二结构件，导磁单元和驱动单元，可实现快速通断，成本低，可靠性高，适用多种电气设备。
6.本公开的其该用户特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
7.根据本技术提供一种结构对称的变流器功率模组，包括：
8.第一结构件；第二结构件；驱动单元，包括分闸线圈、合闸线圈、斥力盘和动拉杆；导磁单元，包括分闸线圈盘、合闸线圈盘、导磁棒和所述动拉杆，所述分闸线圈盘设置于所述第一结构件，所述合闸线圈盘设置于所述第二结构件，所述分闸线圈与所述分闸线圈盘同轴设置，所述合闸线圈与所述合闸线圈盘同轴设置，所述斥力盘、所述分闸线圈盘和所述合闸线圈盘同轴设置，所述斥力盘设置于所述分闸线圈盘与所述合闸线圈盘之间，所述动拉杆与所述斥力盘连接，所述导磁棒设置于所述合闸线圈盘的中心位置所述斥力盘和所述动拉杆可移动的同轴设置于所述导磁棒上，所述导磁棒穿过所述斥力盘进入所述动拉杆内部，所述导磁棒上端面高度不低于所述分闸线圈盘内侧的下端面，所述导磁单元构成一个接近完全闭合的磁轭结构，在运动与静止的所述导磁单元的运动部分与静止部分之间留有空气间隙。
9.根据一些示例实施例，所述分闸线圈盘具有第一凹槽，所述分闸线圈设置于所述第一凹槽，所述分闸线圈与所述分闸线圈盘之间浇筑有绝缘材料。
10.根据一些示例实施例，所述合闸线圈盘具有第二凹槽，所述合闸线圈设置于所述第二凹槽，所述合闸线圈与所述合闸线圈盘之间浇筑有绝缘材料。
11.根据一些示例实施例，所述分闸线圈盘具有贯穿中间位置的圆孔，所述斥力盘与所述动拉杆同轴设置，所述动拉杆穿过所述圆孔。
12.根据一些示例实施例，所述合闸线圈盘具有位于中间位置的安装孔，所述导磁棒设置于所述安装孔。
13.根据一些示例实施例，所述分闸线圈盘和所述合闸线圈盘均为高磁导率材料。
14.根据一些示例实施例，所述分闸线圈和所述合闸线圈均为高电导率材料。
15.根据一些示例实施例，所述斥力盘材料为高电导率非导磁材料。
16.根据一些示例实施例，所述导磁棒材料为高磁导率材料。
17.根据一些示例实施例，所述动拉杆为高强度、高磁导率材料。
18.根据一些示例实施例，所述操作机构，还包括缓冲单元，设置于所述导磁棒上。
19.根据本技术提供的一种电气设备，包括上述实施例中任一项所述的操作机构。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本技术要求保护的范围。
21.图1示出根据本技术示例实施例的电磁斥力操作机构的分闸位置示意图。
22.图2示出根据本技术示例实施例的电磁斥力操作机构的合闸位置示意图。
23.图3示出根据本技术示例实施例的电磁斥力操作机构选配缓冲机构的示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.以下将结合附图，对本技术的技术方案进行详细说明。
26.图1示出根据本技术示例实施例的电磁斥力操作机构的分闸位置组成示意图。
27.参见图1，所述电磁斥力操作机构可包括结构件100，所述结构件100包括第一结构件110和第二结构件130。所述操作机构还包括导磁单元200，所述导磁单元200包括分闸线圈盘210、合闸线圈盘230、导磁棒250和动拉杆370。
28.所述操作机构还包括驱动组件300，所述驱动组件300包括分闸线圈310、合闸线圈330、斥力盘350和动拉杆370。
29.所述分闸线圈盘210设置于所述第一结构件110，所述合闸线圈盘230设置于所述第二结构件130，所述导磁棒250设置于所述合闸线圈盘230的中心位置。
30.所述分闸线圈310与所述分闸线圈盘210同轴设置，所述合闸线圈330与所述合闸线圈盘230同轴设置，所述斥力盘350、所述分闸线圈盘210和所述合闸线圈盘230同轴设置，所述斥力盘350设置于所述分闸线圈盘210与所述合闸线圈盘230之间。
31.所述动拉杆370与所述斥力盘350连接，所述斥力盘350和所述动拉杆370可移动的
同轴设置于所述导磁棒250上，所述动拉杆370中部具有与导磁棒250配合的通孔371。所述导磁棒250穿过所述斥力盘350进入所述动拉杆370内部的通孔371，所述导磁棒250上端面高度不低于所述分闸线圈盘210内侧的下端面。
32.所述导磁单元200构成一个接近完全闭合的磁轭结构，同时为了保证动拉杆370与斥力盘350的可靠运动以及避免导磁材料饱和，在运动与静止的所述导磁单元200的运动部分与静止部分之间留有空气间隙。在本技术中，在动拉杆370与分闸线圈盘的内侧之间留有所述空气间隙。
33.根据本技术的示例实施例，所述分闸线圈盘210的一端与所述第一结构件110连接，所述合闸线圈盘230的一端与所述第二结构件130连接，所述分闸线圈盘210另一端与所述合闸线圈盘230另一端连接，所述分闸线圈盘与合闸线圈盘之间具有空腔220。所述斥力盘350设置于所述分闸线圈盘210与所述合闸线圈盘230之间的所述空腔220。
34.所述分闸线圈盘210具有第一凹槽，所述分闸线圈310设置于所述第一凹槽，所述分闸线圈310与所述分闸线圈盘210之间浇注有绝缘材料，以使所述分闸线圈310与所述分闸线圈盘210固定。
35.所述合闸线圈盘230具有第二凹槽，所述合闸线圈330设置于所述第二凹槽，所述合闸线圈230与所述合闸线圈盘330之间浇注有绝缘材料，以使所述合闸线圈230与所述合闸线圈盘330固定。
36.所述分闸线圈盘210具有贯穿中间位置的圆孔211，所述第一结构件110具有通孔111，所述斥力盘350、所述动拉杆370、所述第一结构件110与所述分闸线圈盘210同心设置，所述动拉杆370穿过所述圆孔211。所述合闸线圈盘230具有位于中间位置的安装孔，所述导磁棒250设置于所述安装孔。
37.根据本技术的示例实施例，所述导磁棒250、所述分闸线圈310、所述合闸线圈330、所述分闸线圈盘210和所述合闸线圈盘230均为高磁导率材料。例如可以是磁导率大于100的硅钢或软铁材料。所述动拉杆370为高强度、高磁导率材料，例如可以是硅钢材料。
38.根据一些示例实施例，所述分闸线圈310与所述分闸线圈盘210同轴布置，所述合闸线圈330与所述合闸线圈盘230同轴布置，所述斥力盘350同轴设置于所述分闸线圈盘210与所述合闸线圈盘230之间的空腔220，即所述分闸线圈310、所述分闸线圈盘210、所述合闸线圈330、所述合闸线圈盘230与所述斥力盘350同轴设置。
39.导磁棒250同轴设置于合闸线圈盘230的中心位置，动拉杆370通过通孔371同轴设置于所述导磁棒250上，动拉杆370与斥力盘350同轴设置且固定连接。
40.根据一些示例实施例，导磁棒250向上穿过斥力盘350并进入动拉杆370的通孔371中，导磁棒250上端面高度与分闸线圈盘210上端面齐平。
41.所述电磁斥力操作机构在工作时，分闸线圈310中通过预设电流，同时斥力盘350产生感应电流，分闸线圈310与斥力盘350之间产生斥力，斥力盘350带动动拉杆370相对于第一结构件110沿导磁棒250向下做机械运动，动拉杆370进一步带动快速开关动触头完成分闸动作，运动过程中空气间隙距离不发生变化。
42.根据一些示例实施例，所述分闸线圈盘210外侧向下延伸长度超过分闸线圈310的下表面，并与所述合闸线圈盘230外侧向上延伸部分贴合；所述分闸线圈盘210的第一凹槽低于分闸线圈下表面，所述斥力盘350与所述分闸线圈盘210贴合时不与所述分闸线圈310
接触。
43.所述合闸线圈盘230外侧向上延伸长度超过合闸线圈330的上表面，并与所述分闸线圈盘210外侧向下延伸部分贴合；所述合闸线圈盘230的第二凹槽高于合闸线圈上表面，所述斥力盘350与所述合闸线圈盘230贴合时不与所述合闸线圈330接触。
44.图2示出根据本技术示例实施例的电磁斥力操作机构的合闸位置组成示意图。
45.参见图2，当合闸线圈330中通过预设电流时，同时斥力盘350产生感应电流，合闸线圈330与斥力盘350之间产生电磁斥力，斥力盘350带动动拉杆370相对于第二结构件130向上做机械运动，动拉杆370进一步带动快速开关动触头完成合闸动作，运动过程中空气间隙距离不发生变化。
46.根据本技术的示例实施例，对合闸线圈330通电，合闸线圈330与斥力盘350之间产生电磁斥力，所述斥力克服所述斥力盘350与动拉杆370的重力，使斥力盘350带动动拉杆370相对于第二结构件130沿导磁棒250向上快速运动，实现合闸的动作。
47.图3示出根据本技术示例实施例的电磁斥力操作机构选配缓冲机构的组成示意图。
48.参见图3，所述电磁斥力操作机构可还包括缓冲组件，所述缓冲组件包括弹簧410，所述弹簧设置于所述导磁棒250上；还包括限位块430，所述限位块430固定在所述导磁棒250上，
49.根据本技术的示例实施例，所述缓冲组件可以是螺旋弹簧，所述弹簧套设于所述导磁棒250上，用于克服所述斥力盘350与所述动拉杆370的重力。所述导磁棒250上设置有限位块430，所述限位块430对弹簧410进行限位，同时给弹簧410施加预紧力。
50.根据一些示例实施例，可对所述弹簧410预设一预紧力，当对所述电磁斥力操作机构没有通电时，所述弹簧410的预紧力克服所述斥力盘350与所述动拉杆370的重力，使开关处于分闸位置。
51.根据本技术的另一些示例实施例，所述斥力盘350与所述动拉杆370由于本身的重力作用，当分闸线圈通电时，动拉杆370在受到电磁斥力的作用的同时，还会承受本身的重力和斥力盘350的重力作用，缓冲组件可以起到平衡斥力盘350与所述动拉杆370本身的重力的作用。
52.以上对本技术实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本技术的思想，基于本技术的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本技术保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。