永磁操动机构

摘要： 断路器是电力系统中常用的电力装置,它的主要功能是切断负载电流,及在供电系统发生故障时切断产生的短路电流,以此确保供电系统在电力运行中不发生损坏,因此,断路器的反应时间至关重要。大型断路器主要包含操动机构和断路器本体等两大组成部分。操动机构作为断路器分、合闸时的动力来源,主要决定了断路器开合的机械性能以及反应时间。目前,常用的操动机构根据动力来源分类,主要有弹簧操动机构、液压操动机构、电机操动机构和永磁操动机构等。其中,永磁操动机构具有结构简单、动作迅速、生命周期长等优点,针对该驱动形式,采用Matlab/Simulink仿真工具建立永磁操动机构的数学运动模型,对它的运动特性进行研究。

摘要： 永磁驱动机构运动部件少、可靠性高,用于剩余电流重合闸断路器是一种创新的探索.介绍了基于永磁机构的剩余电流重合闸断路器工作原理、结构、永磁机构类型及驱动方式的选择,采用MaxweⅡ软件进行合闸机械特性、分闸机械特性的仿真优化,调整分闸弹簧、触头弹簧,使该产品的触头压力、分断速度达到一个优良的组合.经试验验证,设计的重合闸剩余电流断路器达到了高分断、高可靠、长寿命的设计要求.

摘要： 基于永磁操动机构的真空开关被广泛应用在电力系统中,以确保真空开关在不同环境下操动的精度和动作时间稳定,可以有效提高电力系统的稳定性.该文首先对10kV真空开关操动机构的分合闸动态特性进行分析计算,并建立仿真实验模型;利用径向基函数(RBF)神经网络与模糊PID自适应控制相结合的技术设计算法控制器,对机构的线圈电流与位移特性进行实时检测控制;通过仿真实验证明了该控制器在提高机构动作稳定性上的可行性.搭建实验测试平台,进行合闸对比实验,未加入算法控制器时,操动机构总体合闸时间在22.7～31.8ms;加入算法控制器后,合闸时间稳定在25.5～26.1ms.同时该算法控制器将机构合闸时间分散性由原来的±1.5ms降低为±0.3ms左右,不同环境温度下分散性依然可以保持在±0.3ms左右,证明加入该控制系统后,提高了动作时间的稳定性和有效性.

摘要： 为了协调快速真空开关运动速度和使用寿命之间的矛盾,采用电磁斥力机构与永磁操动机构相结合的操动方式,其间采用弹簧驱动,能够减轻运动质量,从而减小刚分时间.针对电磁斥力机构驱动动触头快速分闸到位后反弹到闭合位置现象,分析了涡流及合闸线圈环流产生的会削弱永磁铁的磁场,从而对电磁斥力机构的运动特性产生较大的影响.在此基础上提出了3种改进措施,并通过试验验证了措施的有效性以及实际应用的可行性.

摘要： 近年来,永磁真空断路器尽管被公认为中压开关的换代产品,代表了中压开关发展的方向,但是由于存在着不同结构和原理的永磁机构真空断路器,因而在其应用过程中也存在着是是非非.本文结合35kV户木站的实例,对永磁真空断路器的发展过程及储能回路的可靠性进行了浅析,对多个电容器串联使用的均压问题进行了阐述,电容器模块的功耗进行了模拟试验,通过保护装置动作过程的分析提出了相对应的控制措施.

摘要： 为了协调快速真空开关运动速度和使用寿命之间的矛盾,采用电磁斥力机构与永磁操动机构相结合的操动方式,其间采用弹簧驱动,能够减轻运动质量,从而减小刚分时间。针对电磁斥力机构驱动动触头快速分闸到位后反弹到闭合位置现象,分析了涡流及合闸线圈环流产生的会削弱永磁铁的磁场,从而对电磁斥力机构的运动特性产生较大的影响。在此基础上提出了3种改进措施,并通过试验验证了措施的有效性以及实际应用的可行性。

摘要： 永磁机构真空断路器已运用于实际生产中,但目前还没有专门的针对永磁操动机构真空断路器的试验规定,当需对故障原因进行分析查找时,如何准确的找出故障位置就给试验人员带来一定难度,鉴于此种情况可采用类比法来进行故障分析,以快速准确的找出故障原因.

摘要： 永磁真空断路器运动过程中,驱动线圈电感具有非线性变化特点,给永磁真空断路器智能控制带来困难.在Maxwell上搭建实际单稳态永磁真空断路器操动机构的电磁模型,利用有限元法计算机构在分、合闸过程中线圈电流、电容电压等参数的变化情况并作分析;在Matlab上分别应用磁链电流法与微分方程法对分、合闸过程中线圈等效电感进行辨识;比较两种方法的辨识结果,验证两种方法在实现线圈等效电感辨识上的可行性与可靠性,为进一步的单稳态永磁真空断路器的智能控制研究打下基础.

摘要： The structural parameters design of permanent magnet actuators is the key to the performance of circuit breakers. In research and development of 40 kA vacuum circuit breaker permanent magnet actuator, production efficiency and operational reliability of permanent magnetic vacuum circuit breaker have been taken as the targets,and its finite element model has been established. To avoid the unreasonable design of single parameter analysis,the number of permanent magnets,turns of excitation circuit coil and capacitance capacity are optimized to determine the optimum parameters of the permanent magnet operating mechanism. The results show that the simulation model of permanent magnet operation mechanism based on finite element method can maintain a high consistency with the actual model, and this parameter design method can be applied in practical engineering easily.%永磁操动机构结构参数设计是影响断路器性能的关键,公司在40 kA真空断路器永磁机构的研发中,以永磁真空断路器生产投入经济性、运行可靠性为目标,建立永磁操动机构有限元模型对永磁体块数、激磁回路线圈匝数及电容容量三个参数进行优化研究,以确定最优化的永磁操动机构参数组合,避免单一参数分析导致的设计不合理.研究结果表明,基于有限元的永磁操动机构仿真模型与实际模型能保持较高的一致性,且该参数设计方法易于实际工程应用.

摘要： 根据国际大电网会议关于在运行SF6断路器调查报告结论,总结分析操动机构故障对断路器故障的影响;根据操动机构故障的主要诱因,从机构、工艺及维护等方面提出针对降低操动机构故障的建议;介绍了现今主要操动机构——弹簧操动机构以及新型操动机构:永磁操动机构与涡流斥力机构的研究现状与应用情况,并与传统操动机构进行对比.最后,立足于今后电网安全运行与智能化发展的需求,对操动机构的发展趋势进行了展望.

摘要： 本文针对一种新型单线圈双稳态真空断路器永磁操动机构,建立电磁场数学模型,采用有限元法仿真分析.通过求解线圈瞬态电流与动铁芯闭合动作特性之间的关系,探讨储能电容容量、电源电压、线圈匝数和负载质量等主要参数对断路器闭合动作特性的影响.研究结果表明,仿真计算与试验测试吻合,优化参数可对永磁操动机构的位移检测、系统故障诊断、结构改进及性能优化提供理论依据.

摘要： 为了提高真空断路器永磁操动机构性能,本文对单稳态永磁操动机构动态性能进行了实验研究与仿真分析.考虑了不同的底台高度和外磁轭大小对永磁机构合闸保持力的影响并对特定单稳态永磁机构动态特性进行了仿真,在仿真过程中改变机构的线圈参数,即线圈线径、线圈匝数、线圈电感、线圈电阻,获得线圈参数对分合闸动态过程的影响,同时,得到了电流、位移、速度、铁心受力的仿真曲线,并与实验进行了对比校正,仿真计算结果准确可靠.结果表明:通过合理设计,改变线圈参数,与机构尺寸可以提高真空断路器机构性能,改变线径对提高分、合闸速度,减小触动时间有重要作用,另更改分闸簧参数会使位移动态曲线平移.

摘要： 永磁操动机构的动态特性是优化设计中的关键问题,本文针对单稳态永磁操动机构动态性能进行了实验研究与仿真分析.对特定单稳态永磁机构动态特性进行了仿真,在仿真过程中改变机构的线圈参数,即线圈线径、线圈匝数、线圈电感、线圈电阻,获得线圈参数对分合闸动态过程的影响,同时,得到了电流、位移、速度、铁心受力的仿真曲线,并与实验进行了对比校正,仿真计算结果准确可靠.结果表明:通过合理设计,改变线圈参数,与机构尺寸可以提高真空断路器机构性能,对设计、优化结构更合理的永磁机构具有指导作用.

摘要： 本文介绍了一种具有分离磁路的126kV真空断路器永磁操动机构.本文所述的新型永磁机构为双稳态机构,具有磁路分离的永磁保持部分及驱动部分.本文采用有限元软件与多体动力学软件耦合仿真方法对该永磁机构的静态特性及动态特性进行了计算,并根据计算结果试制了样机.样机的实验结果证明该新型永磁机构的速度特性可满足126kV真空断路器的要求,实验结果与仿真结果具有较好的一致性.

摘要： 结合国内20kV配电网建设，根据新型结构理论分析及24kV真空断路器的机械特性及智能电网对开关特殊要求，本文开发设计一台具有高寿命、小的时间分散性、快速反应能力24kV高压真空断路器新型永磁操动机构。基于有限元分析的方法，对两种结构的永磁操动机构进行了动态分析。依据设计结果，加工一台新型永磁操动机构样机，试验结果为20kV电网要求下的永磁操动机构真空断路提供参考。

摘要： 针对新型永磁操动机构交流接触器，进行了智能控制单元的研究。该智能控制单元除实现控制接触器的接通和分断作用外，还检测主电路的运行状况，实现漏电，欠压等故障保护，并可与上位机通信，有着较高的智能化水平。

摘要： 本文介绍了基于TI公司的16位FLASH型单片机MSP430F149的双线圈双稳态永磁操动机构控制器的原理工作、应用环境、设计难点和控制器的实现方案,及配合户内永磁操动机构真空断路器完成型式试验的情况.

摘要： 作为一种新型的操动机构,永磁操动机构具有零部件数量少、可靠性高、免维护等传统断路器操动机构所无法比拟的优点,受到了世界各国的普遍关注.本文采用单片机来控制高压开关的永磁操动机构.介绍了永磁操动机构及其控制器的基本结构和原理.控制器采用PIC16F877 配外围电路实现智能控制,使控制器实现永磁操动机构的关合和开断更加可靠.用储能电容器提供永磁操动机构合/分闸线圈的激励电流,完成合分闸操作.采用IGBT为主组成的电子开关通断合/分闸线圈电流,并且设计了远程输入输出电路实现远程控制.

摘要： 本文简单地叙述了单稳态永磁机构的基本原理，介绍了德国特瑞德公司的ISM单稳态永磁机构真窄断路器及永磁操动机构，并对其特点进行了肯定，对其存在的问题进行了评论。

摘要： 配永磁机构的真空断路器广泛应用于中压等级电力系统中,操动机构动作特性是影响真空断路器与其开断能力的重要因素之一，本文基于ANSYS软件对真空断路器的永磁机构进行了二维静态特性仿真,分析了操动机构静态保持力特性,建立了机构动作特性数学模型,计算了永磁体和线圈通电时产生的电磁力的大小,将力施加到断路器ADAMS模型得到其动作特性.最后根据断路器开断电流能力的需求,对操动机构参数进行了优化,确定了永磁机构中永磁体的最佳厚度、高度、与磁轭间气隙宽度等结构。

摘要： 本发明的技术方案是这样实现的：具备永磁和弹簧机构特性的真空断路器自适应操动机构，其主要由弹簧操作装置、柔性连接器和永磁机构通过可连接的驱动杆和主轴联接构成，弹簧操作装置中的凸轮通过凸轮驱动杆连杆端通过转轴与柔性连接器一端联接，柔性连接器另外一端通过主轴与永磁机构连接。本发明当外界失去电源或者永磁控制器故障时，通过手动为弹簧机构进行储能，弹簧储能部分通过与柔性连接器连接驱动主轴进行合闸操作。柔性连接器吸收了弹簧部分的过盈部分能量。完成与永磁机构的连接。正常情况永磁机构通过永磁控制器完成正常合分闸过程。

摘要： 本发明的技术方案是这样实现的：具备永磁和弹簧机构特性的真空断路器自适应操动机构，其主要由弹簧操作装置、柔性连接器和永磁机构通过可连接的驱动杆和主轴联接构成，弹簧操作装置中的凸轮通过凸轮驱动杆连杆端通过转轴与柔性连接器一端联接，柔性连接器另外一端通过主轴与永磁机构连接。本发明当外界失去电源或者永磁控制器故障时，通过手动为弹簧机构进行储能，弹簧储能部分通过与柔性连接器连接驱动主轴进行合闸操作。柔性连接器吸收了弹簧部分的过盈部分能量。完成与永磁机构的连接。正常情况永磁机构通过永磁控制器完成正常合分闸过程。

摘要： 本实用新型涉及永磁保持模块、快速操动机构及使用该机构的快速开关。其中永磁保持模块包括保持用静铁芯和永磁体，所述永磁体设置在保持用静铁芯上的凹槽内，所述保持用静铁芯背向凹槽的槽口的一侧设有模块底板，所述保持用静铁芯设置在所述模块底板上。这样，模块底板、保持用静铁芯和永磁体形成一个整体，整体结构强度高，能够承受更多、更强的冲击，使用寿命长，可靠性高。

摘要： 本实用新型的技术方案是这样实现的：具备永磁和弹簧机构特性的真空断路器自适应操动机构，其主要由弹簧操作装置、柔性连接器和永磁机构通过可连接的驱动杆和主轴联接构成，弹簧操作装置中的凸轮通过凸轮驱动杆连杆端通过转轴与柔性连接器一端联接，柔性连接器另外一端通过主轴与永磁机构连接。本实用新型当外界失去电源或者永磁控制器故障时，通过手动为弹簧机构进行储能，弹簧储能部分通过与柔性连接器连接驱动主轴进行合闸操作。柔性连接器吸收了弹簧部分的过盈部分能量。完成与永磁机构的连接。正常情况永磁机构通过永磁控制器完成正常合分闸过程。

摘要： 本发明公开了一种利用斥力机构具有短时闭合功能的永磁操动机构及方法。包括设置在该非导磁外壳(2)内部的斥力驱动机构(17)、非导磁材料垫块一(7)、非导磁材料垫块二(11)、磁路分离永磁操动机构(18)，以及贯穿于非导磁外壳(2)并与其滑动连接的导杆(1)。本发明增加斥力驱动机构(17)，并提供合闸、分闸、短时闭合三种命令模式。合闸、分闸操作采用传统方式，短时闭合操作采用新型方式，并设有斥力驱动机构(17)辅助此操作，大大缩短了合闸保持时间，提高了短时闭合操作中分闸阶段初速度，缩短了机构分闸动作时间，最终实现短时闭合的效果。

摘要： 本发明公开了一种带有手动紧急分闸机构的多出力气隙单稳态永磁操动机构，该永磁操动机构包括有动铁心、静铁心、分合闸线圈、分闸弹簧、传动杆、支撑板、固定板、紧急分闸机构、连接件、转轴、A永磁体、B永磁体；A永磁体与B永磁体结构相同；动铁心放置于静铁心的下方，且动铁心与静铁心之间留有A间隙、C间隙、B间隙；支撑板的一侧板面上安装有固定板，支撑板安装在静铁心的C压片的A凸台、D压片的B凸台上；分闸弹簧的一端安装在固定板上，分闸弹簧的另一端安装在转轴的角板的挂钩上；紧急分闸机构设置在静铁心的C压片、D压片之间；连接件的一端安装在传动杆上，连接件的另一端安装在转轴的凸耳上。本发明的操动机构使用较少的运动部件，获得了比较理想的机构操动性能，且在动作过程中，机械部件的磨损小，故障率低，方便工艺制造，适用于航空和地面中低压电气开关领域，实现快速分合闸动作、节能降耗的目的。

摘要： 本发明公开一种永磁置于动铁芯中的高压双稳态永磁操动机构及其分闸方法，包括上端静铁芯、下端静铁芯、设置在上、下端静铁芯内部的合、分闸线圈和设置在上、下端静铁芯外部的辅助分、合闸线圈、内动铁芯、永磁体、外动铁芯、以及与动铁芯固定连接并滑动贯穿于上下静铁芯的导杆，内外动铁芯用固定销固定，永磁体嵌于内外动铁芯间。本发明将永磁保持部分设置在机构侧面，大大减小了高度而直径增加相对较小，从而减小了机构的整体尺寸。通过增加辅助分合闸线圈缩短分合闸的反应时间。动铁芯采用对称U型结构，分合闸启动后，磁路气隙以两倍于行程减小的速率减小，提高了分合闸加速度。

摘要： 本发明公开了一种利用斥力机构具有短时闭合功能的永磁操动机构及方法。包括设置在该非导磁外壳(2)内部的斥力驱动机构(17)、非导磁材料垫块一(7)、非导磁材料垫块二(11)、磁路分离永磁操动机构(18)，以及贯穿于非导磁外壳(2)并与其滑动连接的导杆(1)。本发明增加斥力驱动机构(17)，并提供合闸、分闸、短时闭合三种命令模式。合闸、分闸操作采用传统方式，短时闭合操作采用新型方式，并设有斥力驱动机构(17)辅助此操作，大大缩短了合闸保持时间，提高了短时闭合操作中分闸阶段初速度，缩短了机构分闸动作时间，最终实现短时闭合的效果。

摘要： 本发明公开了一种带有手动紧急分闸机构的多出力气隙单稳态永磁操动机构，该永磁操动机构包括有动铁心、静铁心、分合闸线圈、分闸弹簧、传动杆、支撑板、固定板、紧急分闸机构、连接件、转轴、A永磁体、B永磁体；A永磁体与B永磁体结构相同；动铁心放置于静铁心的下方，且动铁心与静铁心之间留有A间隙、C间隙、B间隙；支撑板的一侧板面上安装有固定板，支撑板安装在静铁心的C压片的A凸台、D压片的B凸台上；分闸弹簧的一端安装在固定板上，分闸弹簧的另一端安装在转轴的角板的挂钩上；紧急分闸机构设置在静铁心的C压片、D压片之间；连接件的一端安装在传动杆上，连接件的另一端安装在转轴的凸耳上。本发明的操动机构使用较少的运动部件，获得了比较理想的机构操动性能，且在动作过程中，机械部件的磨损小，故障率低，方便工艺制造，适用于航空和地面中低压电气开关领域，实现快速分合闸动作、节能降耗的目的。

摘要： 本实用新型公开了一种模块化永磁操动机构及使用该操动机构的断路器，永磁操动机构包括壳体以及转动装配在壳体内的轴线沿前后方向延伸的机构输出轴，还包括分别通过各自的传动机构驱动所述机构输出轴旋转的永磁机构和手动控制机构，手动控制机构包括转动装配在壳体内的手柄操作轴，手柄操作轴与机构输出轴平行设置，所述壳体内固定有前后间隔布置的前、后支撑板，所述机构输出轴和手柄操作轴均转动装配在前、后支撑板上，所述永磁机构固定装配在其中一个支撑板上。永磁机构、手动控制机构、机构输出轴以及永磁机构的传动机构、手动控制机构的传动机构集成一体形成模块化，有效的解决了结构布局不紧凑的问题，提高了断路器的可靠性。