專利名稱：采用直線感應電機驅動高壓斷路器動觸頭的操動機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓斷路器動觸頭驅動機構，進一步說是采用直線感應電機驅動高壓斷 路器動觸頭的操動機構。
技術背景傳統的操動機構主要是由連桿、鎖扣以及能量供應系統等幾部分組成，環節多、累計運 動公差大，響應緩慢、可控性差、效率低、漏油漏氣，傳動部分運動狀況復雜。響應時間一 般要幾十毫秒。另外這些操動機構的動作時間分散性也比較大，對于交流控制信號甚至大于 10ms，即使采用直流操作，動作時間的分散性也在毫秒級。因此，當在斷路器向高電壓、大 容量、高可靠性發展的今天，為滿足電力系統對高可靠性要求，在致力于提高傳統操動機構 性能、質量和可靠性同時，有必要研究一種體積小、零部件少、結構簡單可靠、且運動過程 可控的操動機構。 發明內容為解決以上傳統斷路器操動機構的不足和滿足斷路器目前和未來的需要，本發明的目的 是提供一種采用直線感應電機驅動高壓斷路器動觸頭的操動機構，此機構可利用電機的直線 運動直接帶動高壓斷路器的觸頭分/合閘，大大簡化了傳統操動機構的結構部分，具有體積小， 零部件少，結構簡單可靠，運動過程可控的優點。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是運用圓筒型直線感應電機中初級鐵芯內的電樞繞組通入三相交流電產生行波磁場，使次級鐵芯上的感應電極產生感應電流，這個電流 在行波磁場中受到安培力的作用后，驅使感應電極帶動固定其內的次級鐵芯和固定在次級鐵 芯內的電機主軸移動原理，將高壓斷路器動觸頭直接與電機主軸相連，來完成分/合閘操作， 按上述原理所構想的機電結構是它包括真空滅弧室、靜觸頭、動觸頭，動觸頭與設在圓筒 形直線感應電機上的電機主軸相連，在動觸頭與電機主軸相連的傳動桿上設有觸頭彈簧，該 觸頭彈簧一端固定在真空滅弧室上,另一端固定在傳動桿上。圓筒形直線感應電機，它有一圓筒形外殼，殼內設有圓筒形初級鐵芯，圓筒形初級鐵芯 內壁上等距設有下線槽，槽內設有電樞繞組，圓筒形初級鐵芯內設有圓柱形次級鐵芯，該鐵 芯套裝在電機主軸上，圓柱形次級鐵芯表面套設有環形的感應電極。圓筒形初級鐵芯有若干個內徑不同的導磁片，相同內徑的導磁片組成片組，不同內徑的 片組交替組裝，形成具有等距下線槽的圓筒形初級磁芯。所說的感應電極為銅鋁合金環或鋁鐵合金環。所說的導磁片為硅鋼片，厚度為0. 25 0. 5ram。電樞繞組為單層餅式，每個下線槽內的線圈繞線方向都是順時針方向，設電樞繞組的輸 入端為"+"，輸出端為"-"，A相繞組依下列入、出端順序編號l-禾口4-， 4+禾口7+， 7-禾口 10—， 10+和13" 13—和16—， 16+和19+， 19—和22—連接; B相繞組依下列入、出端順序編號3-禾口6-， 6+禾口9" 9—和12—， 12+和15+， 15—和18—， 18+和21" 2L和24-連接; C相繞組依下列入、出端順序編號5-禾口2-， 2+和11+， 11-和8-， 8+和17+， 17-和14—， 14+和23+， 23—和20—連接； 當采用Y型接法時，20+， 22+， 24+端連接在一起；l+， 3+和5+的引出端與三相電源相連。本發明的有益效果是通過對電機次級速度控制，能優化觸頭運動速度及行程曲線，使 高壓斷路器動觸頭始終都能嚴格按照理想的特性曲線運動，從而能夠補償由于斷路器間差異 和斷路器系統內注入的變化對分/合閘操作的影響，如觸頭和機構磨損及外部環境因素所引 起的操動特性的改變。有利于提高斷路器的關合、開斷能力，以及斷路器機械、電氣的使用 壽命和可靠性。利用直線電機自身產生的電磁推力，直接帶動斷路器動觸頭的分/合閘，克服 了傳統操動機構體積較大、傳動機構復雜、響應時間長、精度不高及運動過程不可控等缺點。 采用圓筒型永磁直線電機做傳動機構，使操動機構質量小，動能小，能耗也小，效率提高。
圖1是本發明結構示意圖；圖2是圖1中圓筒型直線感應電機結構示意圖；圖3是圖2中電樞繞組接線原理示意圖；l.真空滅弧室，2.靜觸頭，3.動觸頭，4.觸頭彈簧，5.圓筒型直線感應電機，6.電機主軸， 7.感應電極，8.下線槽，9.電樞繞組，IO.初級鐵芯，ll.次級鐵芯，12.外殼；l+、 2+、 3+、 4+、 5+、 6+、 7+、 8+、 9+、 10+、 11+、 12+、 13+、 14+、 15+、 16+、 17+、 18+、 19+、 20+、 21+、 22+、 23+、 24+為電樞繞組輸入端順序編號；l-、 2—、 3—、 4—、 5—、 6—、 7—、 8—、 9—、 10—、 11—、 12—、 13-、 14一、 15-、 16—、 17—、 18-、 19-、 20—、 21—、 22-、 23-、 24—為電樞繞組輸出端順序編號。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明進行詳細說明實施例h它包括真空滅弧室l、靜觸頭2、動觸頭3，動觸頭3與設在圓筒形直線感應電機5上的電機主軸6相連，在動觸頭3與電機主軸6相連的傳動桿上設有觸頭彈簧4，該觸頭彈簧4 一端固定在真空滅弧室1上，另一端固定在傳動桿上。圓筒形直線感應電機5，它有一圓筒形外殼12，殼內設有圓筒形初級鐵芯10，圓筒形初 級鐵芯10內壁上等距設有下線槽8，槽內設有電樞繞組9，圓筒形初級鐵芯10內設有圓柱形 次級鐵芯11，該鐵芯套裝在電機主軸6上，圓柱形次級鐵芯11表面套設有環形的感應電極7。圓筒形初級鐵芯10有若干個內徑不同的導磁片，相同內徑的導磁片組成片組，不同內徑 的片組交替組裝，形成具有等距下線槽8的圓筒形初級磁芯10。所說的感應電極7為銅鋁合金環。所說的導磁片為硅鋼片，厚度為0. 25mra。電樞繞組9為單層餅式，輝個下線槽8內的線圈繞線方向都是順時針方向，設電樞繞組 的輸入端為"+ "，輸出端為"-"，A相繞組依下列入、出端順序編號1—和4-， 4+和7" 7—和10-， 10+和13" 13-和16—， 16+和19" 19—禾口 22—連接; B相繞組依下列入、出端順序編號3一禾口6—, 6+禾口9" 9—和12—， 12+和15+， 15—和18—， 18+和21+， 21—和24—連接； C相繞組依下列入、出端順序編號5-禾口2-， 2+和11" 11-和8-， 8+和17+， 17-和14—， 14+和23" 23—和20—連接； 當采用Y型接法時，20+， 22+， 24+端連接在一起；l+， 3+和5+的引出端與三相電源相連。實施例2結構與例l基本相同，其中 所說的感應電極7為鋁鐵合金環。 所說的導磁片為硅鋼片，厚度為0.3mm。 實施例3結構與例l基本相同，其中 所說的感應電極7為鋁鐵合金環。 所說的導磁片為硅鋼片，厚度為0.5mm。
權利要求
1. 采用直線感應電機驅動高壓斷路器動觸頭的操動機構，它包括真空滅弧室、靜觸頭、動觸頭，其特征是動觸頭與設在圓筒形直線感應電機上的電機主軸相連，在動觸頭與電機主軸相連的傳動桿上設有觸頭彈簧，該觸頭彈簧一端固定在真空滅弧室上，另一端固定在傳動桿上。
2、 根據權利要求1所述的采用直線感應電機驅動高壓斷路器動觸頭的操動機構，其特征在于 所說的圓筒形直線感應電機，它有一圓筒形外殼，殼內設有圓筒形初級鐵芯，圓筒形初級 鐵芯內壁上等距設有下線槽，槽內設有電樞繞組，圓筒形初級鐵芯內設有圓柱形次級鐵芯， 該鐵芯套裝在電機主軸上，圓柱形次級鐵芯表面套設有環形的感應電極。
3、 根據權利要求2所述的采用直線感應電機驅動高壓斷路器動觸頭的操動機構，其特征在于 所說的圓筒形初級鐵芯有若干個內徑不同的導磁片，相同內徑的導磁片組成片組，不同內 徑的片組交替組裝，形成具有等距下線槽的圓筒形初級磁芯。
4、 根據權利要求2所述的采用直線感應電機驅動高壓斷路器動觸頭的操動機構，其特征在于 所說的感應電極為銅鋁合金環或鋁鐵合金環。
5、 根據權利要求3所述的采用直線感應電機驅動高壓斷路器動觸頭的操動機構，其特征在于 所說的導磁片為硅鋼片，厚度為0. 25 0. 5mm。
6、 根據權利要求2所述的采用直線感應電機驅動高壓斷路器動觸頭的操動機構，其特征在于 所說的電樞繞組為單層餅式，每個下線槽內的線圈繞線方向都是順時針方向，設電樞繞組 的輸入端為"+ "，輸出端為"-"，A相繞組依下列入、出端順序編號1—和4_， 4+和7+， 7—禾口 10-， 10+和13+， 13—和16—， 16+和19" 19—和22—連接; B相繞組依下列入、出端順序編號3—和6—， 6+和9" 9—和12-， 12+和15" 15—和18—， 18+和21" 21—和24—連接； C相繞組依下列入、出端順序編號05-禾口2-， 2+和ll+， 11—和8—， 8+和17" 17-和14—， 14+和23+， 23—和20—連接; 當采用Y型接法時，20+， 22+, 24+端連接在一起；l+， 3+和5+的引出端與三相電源相連。
全文摘要
采用直線感應電機驅動高壓斷路器動觸頭的操動機構，運用圓筒型直線感應電機中初級鐵芯內的電樞繞組通入三相交流電產生行波磁場，使次級鐵芯上的感應電極產生感應電流，這個電流在行波磁場中受到安培力的作用后，驅使感應電極帶動固定其內的次級鐵芯和固定在次級鐵芯內的電機主軸移動原理，將高壓斷路器動觸頭直接與電機主軸相連，來完成分/合閘操作，它包括真空滅弧室、靜觸頭、動觸頭，動觸頭與設在圓筒形直線感應電機上的電機主軸相連，在動觸頭與電機主軸相連的傳動桿上設有觸頭彈簧，該觸頭彈簧一端固定在真空滅弧室上，另一端固定在傳動桿上。采用圓筒型永磁直線電機做傳動機構，使操動機構質量小，動能小，能耗也小，效率提高。
文檔編號H01H33/36GK101266893SQ20081001123
公開日2008年9月17日 申請日期2008年4月30日 優先權日2008年4月30日
發明者劉愛民, 張小玲, 莘 林, 梁亞茹 申請人:沈陽工業大學