新型四线圈双稳态永磁操作机构的研究.pdfVIP

第26卷第2期 电工电能新技术 V01．26，No．2 2007年4月 of 2007 ’Advanced Electrical and Technology EngineeringEnergy April 新型四线圈双稳态永磁操作机构的研究 张来福，杨 杰，胡晓岑 (山西电力科学研究院，山西太原030001) 摘要：为了解决大行程永磁操作机构设计时出现的分、合闸始动电流过大及刚分速度不满足要求 的问题，本文首次提出了四线圈双稳态永磁操作机构的概念。理论分析和试验证明，这是一种可 行的方法。关键在于要恰当设计分、合闸解锁线圈匝数的比例，不同的永磁操作机构需要的分、合 闸解锁线圈匝数的比例是不同的。另外，本文提出了一种很容易实现的四线圈双稳态永磁操作机 构的主回路控制方案。 关键词：永磁操作机构；大行程；四线圈；解锁线圈；控制 中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1003．3076(2007)02．0020-04 1 引言 2 四线圈双稳态永磁操作机构概念的提出 永磁操作机构作为中压真空断路器的驱动元 在为某型真空断路器设计双线圈双稳态永磁操 件，近年来，随着真空断路器在中压领域的广泛应 作机构进行电磁计算时，发现无论是合闸还是分闸， 用，特别是钕铁硼等高储能密度永磁材料制造技术 所需要的始动安匝数是相当大的，远远超出了合理 的发展和逐渐成熟以及在多种领域的成功应用，加 的数值范围。图1是动铁心在分闸位置，合闸侧线 之现代电力电子技术的进步，已引起了人们更多的 圈(匝数400)安匝数为一12000A时的磁场分布。 关注。与传统操作机构相比，永磁操作机构具有以 ●Z 下特点：(1)永磁操作机构的出力特性非常接近真 空断路器的负载特性，可以与真空灭弧室直接相连， 减少了传动机构的零部件数量，可以提高产品的结 构刚性，有助于减小触头弹跳，提高刚分速度。同时 由于零部件数量少，结构简单，使开关机械系统可靠 性大大提高；(2)永磁操作机构采用新的工作原理， 将电磁机构与永久磁铁有机地结合起来，避免了分 合闸位置机构脱扣、锁扣系统所造成的不利因素，无 图1动铁心在分闸位置，合闸侧线圈安匝数 需任何机械能而通过永久磁铁产生的保持力就可以 为一12000A时的磁场分布 distributionwith core 使真空断路器保持在分、合闸位置上，配置电子控制 Fig．1Magneticpotential moving in andwith motiveforce 系统可实现真空断路器的全部功能。可以预见，永 openingposition magnetic of sidecoil一12000A 磁操作机构中压真空断路器具有广阔的应用前景。 closing 目前，在结构上，永磁操作机构一般有双线圈双稳态 计算表明，虽然合闸侧线圈单匝中的电流大小 永磁操作机构和单稳态永磁操作机构。本文则提出