一种双线圈单稳态磁控机构的制作方法

1.本发明属于电力开关技术领域，具体涉及一种双线圈单稳态磁控机构。


背景技术：

2.断路器是电力系统中重要的电器元件之一，其可以实现电力系统线路的断开与导通。断路器的组成部件中，比较常见的有永磁机构和真气泡，其中永磁机构包括分闸静铁芯、合闸静铁芯、动铁芯、永磁体以及设置在其两端的分闸线圈和合闸线圈，通过分闸线圈与分闸线圈可以控制动铁芯吸合到分闸静铁芯或合闸静铁芯处，实现动铁芯的上下运动。真空泡是集通断电路、灭弧和绝缘于一体的电气元件，其通过自身的电极拉杆与永磁机构连接，以使永磁机构的动铁芯上下运动时带动电极拉杆上下运动进而实现电力系统线路的导通与断开。
3.申请人设计了一种断路器的永磁机构并申请专利(公告号cn212392150u)，使用时，合闸线圈和分闸线圈电性连接外部电源，并受不同开关的控制。合闸时，动铁芯受合闸线圈的作用沿限位套筒向上运动到合闸静铁芯处，在此过程中动铁芯上端的动驱动杆一并向上运动，对真空泡的电极拉杆产生向上的推力，使电力系统线路的导通；分闸时，动铁芯受分闸线圈的作用沿限位套筒向下运动到分闸静铁芯处，在此过程中动铁芯上端的动驱动杆一并向下运动，对真空泡的电极拉杆产生向下的拉力，使电力系统线路的断开。另外，申请人还针对该部分的线路内容申请了一种永磁机构断路器控制汇率拓扑接线的专利，授权公告号cn212695075u。从上可以看出，动铁芯分别受合闸线圈和分闸线圈的单独作用，而动铁芯受力的大小与合闸线圈和分闸线圈的线圈匝数以及电流呈正比，在线圈匝数固定的情况下，想要对动铁芯产生较大的力，就需要通过增加电容器两端的电压来实现，这就需要较大体积的电容器，增加了制作成本。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种双线圈单稳态磁控机构，以解决依靠单个线圈对动铁芯产生力的作用时存在的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
7.一种双线圈单稳态磁控机构，包括：永磁体、上线圈、下线圈、限位套筒、永磁铁、动铁芯、电容器、第一igbt、第二igbt、第三igbt、第四igbt和控制模块，其中：
8.所述永磁体为中空圆柱形结构；
9.所述上线圈、下线圈、限位套筒和永磁铁均设置在所述永磁体内，其中上线圈和下线圈串联连接且分别位于所述永磁体的上端和下端；所述限位套筒上端抵接在上线圈上、下端抵接在下线圈上；所述永磁铁套设并固定在所述限位套筒上，且其侧壁贴合在所述永磁体的内壁；
10.所述动铁芯穿置在所述限位套筒内，其上下端分别一体成型有驱动杆，上下端上的驱动杆分别贯穿对应位置处的所述永磁体；
11.所述第一igbt的c极连接在所述电容器的i端、e极连接在所述上线圈远离所述下线圈的一端；
12.所述第二igbt的c极连接在所述下线圈远离所述上线圈的一端、e极连接在所述电容器的ii端；
13.所述第三igbt的c极连接在所述电容器的i端、e极连接在所述下线圈远离所述上线圈的一端；
14.所述第四igbt的c极连接在所述上线圈远离所述下线圈的一端、e极连接在所述电容器的ii端；
15.所述控制模块分别与所述所述第一igbt、所述第二igbt、所述第三igbt以及所述第四igbt的g极连接。
16.作为优选，所述永磁铁由多个扇环形磁铁本体组成，相邻2个扇环形磁铁本体之间留设间隙。
17.作为优选，所述永磁体侧壁的上下端上均开设有槽口以供对应位置处上线圈和下线圈伸出所述永磁体。
18.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
19.本发明在现有技术的基础上将上线圈和下线圈串联连接，并设置4个igbt，其中2个igbt为一组，形成2种回路，且这2种回路中流经线圈的电流反向相反。在需要进行合闸或分闸时，控制器控制对应的igbt导通，打开对应回路，这样上线圈和下线圈同时对动铁芯产生力的作用，与之前单线圈作用相比，增加了线圈的匝数，可以在相同电流作用下对动铁芯产生更大的力，有利于缩小电容器的体积，可以降低制作成本；另外，在整个电路中只使用1个电容器就可以完成合闸和分闸动作，可以进一步降低制作成本。
附图说明
20.图1为本发明的永磁体机器内部结构示意图；
21.图2为图1的剖视图；
22.图3为去掉图1中永磁体后的内部示意图；
23.图4为本发明电容器、线圈、igbt和控制模块的连接示意图。
24.关于附图标记的说明：
25.1、永磁体；2、上线圈；3、下线圈；4、套筒；5、永磁铁；51、扇环形磁铁本体51；6、动铁芯；61、驱动杆；7、电容器；8、第一igbt；9、第二igbt；10、第三igbt；11、第四igbt；12、控制模块；13、外部电源；14、槽口。
具体实施方式
26.下面结合对本发明专利的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域所属的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，都属于本发明保护的范围。
27.实施例
28.参阅附图1-4，一种双线圈单稳态磁控机构，包括：永磁体1、上线圈2、下线圈3、限位套筒4、永磁铁5、动铁芯6、电容器7、第一igbt8、第二igbt9、第三igbt10、第四igbt11和控制模块12，其中：
29.永磁体1为中空圆柱形结构；
30.上线圈2、下线圈3、限位套筒4和永磁铁5均设置在永磁体1内，其中上线圈2和下线圈3串联连接且分别位于永磁体1的上端和下端；限位套筒4上端抵接在上线圈2上、下端抵接在下线圈3上；永磁铁5套设并固定在限位套筒4上，且其侧壁贴合在永磁体1的内壁；
31.动铁芯6穿置在限位套筒4内，其上下端分别一体成型有驱动杆61，上下端上的驱动杆61分别贯穿对应位置处的永磁体1；此处需要说明的是，动铁芯6的长度小于永磁体1中空结构的长度，这样可以保证动铁芯6受上线圈2和下线圈3作用是能产生移动；
32.第一igbt8的c极连接在电容器7的i端、e极连接在上线圈2远离下线圈3的一端；
33.第二igbt9的c极连接在下线圈3远离上线圈2的一端、e极连接在电容器7的ii端；
34.第三igbt10的c极连接在电容器7的i端、e极连接在下线圈3远离上线圈2的一端；
35.第四igbt11的c极连接在上线圈2远离下线圈3的一端、e极连接在电容器7的ii端；
36.控制模块12分别与第一igbt8、第二igbt9、第三igbt10以及第四igbt11的g极连接，控制模块12还连接有外部电源13，需要说明的是图4中的2个控制模块12为同一个控制模块12，2个外部电源13为同一个外部电源13。
37.在本实施例中，永磁铁5由多个扇环形磁铁本体51组成，相邻2个扇环形磁铁本体51之间留设间隙；永磁体1侧壁的上下端上均开设有槽口14以供对应位置处上线圈2和下线圈3伸出永磁体1。
38.需要说明的是，本实施例中控制模块405连接有外部电源和外部控制开关，外部控制开关用于向控制模块405发送合闸和分闸的信息。
39.合闸时，控制模块12控制第一igbt8和第二igbt9导通形成一个回路，电容器7的电压加载到上线圈2和下线圈3串联的线路上，动铁芯6受上线圈2和下线圈3的作用沿限位套筒4向上运动到永磁体1的顶部，在此过程中动铁芯6上端的动驱动杆61一并向上运动，对真空泡的电极拉杆产生向上的推力，使电力系统线路的导通。
40.分闸时，控制模块12控制第三igbt10和第四igbt11导通形成一个回路，电容器7的电压加载到上线圈2和下线圈3串联的线路上，此时的流经上线圈2和下线圈3的电流方向和合闸时的电流方向相反，动铁芯6受上线圈2和下线圈3的作用沿限位套筒4向下运动到永磁体1的底部，在此过程中动铁芯6上端的动驱动杆61一并向下运动，对真空泡的电极拉杆产生向下的拉力，使电力系统线路的断开。
41.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。