永磁机构原理介绍

1、实用标准文案 永磁机构原理与性能 随着电力系统的技术开展及智能化进程,用户对开关提由了更高的要求,作为开关心脏的真空灭弧室、 作为开关动力来源脉的操作机构、 作为智能化开关大脑的限制器的长足进步,必将使开关面临一场令人激动的革命,以智能化的永磁真空断路器为代表、将这三者有机的整合,使开关设备的性能到达了前所末有的高度 永磁机构结构图: 我们的单稳态永磁机构 主要由动铁心、 定铁心、 铉铁硼稀土永久磁铁、 工作线圈、 驱动轴五局部组成 精彩文档 实用标准文案 配用单稳态永磁机构断路器的总体配置方案示意图 双稳永磁机构态结构示意图 主要由动铁心、 定铁心、 铉铁硼稀土永久 磁铁、 合闸线圈、 分闸

2、线圈、 驱动轴6局部组成 精彩文档 实用标准文案 配用双稳态永磁机构断路器的总体配置方案示意图 单稳态永磁机构断路器的工作原理: 合闸： ?磁场产生的驱动力F!声B2S/2以 ?合闸阻力：分闸簧F分簧=F分簧, 在主回路闭合后+F超程簧(=k2X) ?合闸运动条件：F F分簧 精彩文档 实用标准文案 ?运动方程F磁-F分簧-F超程簧=ma?机构闭合后F乖kB2S/2以F分簧+F超程簧 限制器限制外部电路向线圈提供驱动电流,线圈电流产生的磁场 与永久磁铁产生的磁场方向一致,相互叠加,随着线圈驱动电流的不 2 断增大,磁场产生的驱动力F=1BS逐渐变大. 2. 当驱动力大于断路器提供的分闸保持力时

3、,动铁心根据牛顿定律 F=maF=ma向合闸方向运动,并且驱动力随着磁隙的减小而急剧增大,该特点与断路器的机械特性完全吻合,最终将动铁心推到合闸位置. 此时切断线圈电源.由于铁磁回路已经闭合,磁阻非常小,永磁驱动的磁场力已足以克服断路器的合闸保持力,无须线圈电流的磁场而完成合闸的锁扣过程. 永磁机构之前的操作机构依靠机械闭锁,半轴处的材料与扣接量对性能影响很大,目前尚无满意的解决方案.材质硬；耐磨、易碎,材质软；不易碎、不耐磨,两方面的缺陷局部,都会造成扣接失败,尤其在35KV的断路器,由于驱动力大、速度高,及操作频繁的场合,机构的可靠性已经使得用户苦不堪言.由永磁机构原理图显而易见,永磁机构

4、通过平面磁力 吸合,从原理上彻底消除了该类问题,大幅度提升了机构的寿命. 精彩文档 实用标准文案 分闸： 单稳态永磁机构 向线圈施加一个小电流,该电流产生的磁场与永磁体产生的磁场方向相反,削弱了铁磁回路的磁场,当磁力小于断路器的合闸保持力时,断路器合力推动机构动铁心向分闸方向运动,完成分闸过程. 双稳态永磁机构 向分闸线圈施加电流,该电流产生的磁场与永磁体产生的磁场方向相同,当磁力大于断路器的合闸保持力时,断路器合力推动机构动铁心向分闸方向运动,完成分闸过程. 与双稳态永磁机构断路器的比拟 共同点 需要相同截面积、相同大小的磁场,以产生相同合闸保持力 单独一个磁回路需要占用一个固定的空间,单独

5、两个磁回路需要占用两个固定的空间 相同驱动功率的线圈占有相同的体积与窗口面积 任何一个磁回路可以是矩形,也可以是圆柱形等 优缺点比拟 单稳态优点； 减少一个磁回路及驱动线圈,即体积可以小近 50%50%即体积为双稳 态机构的一半 分闸靠分闸簧力,与原弹簧、电磁机构相同,且不会停在中间状态, 分闸所需能量很少,可以轻松完成重合闸或合分,这点很重要,因 精彩文档 实用标准文案 为断路器就是要在合一个故障线路时立即切除 可以手动分闸,且性能不降低 单稳态缺点 分闸通电时,线圈磁场方向与永磁体方向相反,这一反向磁场到达一定程度会产生质变-反向退磁 双稳态优点 分闸、合闸是从两个线圈分别驱动,所以线圈磁

6、场始终与永磁体产生的磁场方向一致,没有退磁的隐患 由于上述优点,可以不用限制器,而用直流接触器直接限制线圈的通断 双稳态缺点 机构体积大近一倍,铁、铜、重量大一倍,特别是运动部件质量也变大了 分闸由于速度要求高,线圈功率比合闸大一倍,完成重合闸或合分,对储能电容要求太高,后边的两个动作会在电压较低的条件下操作,速度达不到要求,特别是最后的一个动作一分 当能量缺乏时有可能机构停留在既不是合闸也不是分闸的一个中 间位置,这个缺陷对断路器也是致命的, 手动分闸难或复杂 两种机构缺陷的弥补 单稳态机构：为了克服反向退磁缺陷,需要配一个能够限制磁场范围的限制器, 精彩文档 实用标准文案 双稳态机构：为了

7、克服停留在中间位置的缺陷,需要配一个辅助分 闸簧 永磁机构的优越性能 长寿命 为您在频繁操作场合节省了 4 4 倍以上的投资费用,涉及到维修与调试,节省的费用更大 永磁机构 1010 万次以上的寿命已为大多数人所信服.而通常的 1010 万次的机构寿命,并不能代表 1010 万次的断路器寿命.将包括灭弧室在内的断路器寿命提升到相匹配的 1010 万次寿命,所花费的代价,所采用的技术复杂度,所要克服的难题,远非单纯的将机构寿命提升到 1010 万次可比,它必须从限制原理出发,借助强大的智能限制器功能,使机械特性全程受控,使它既要符合断路器所要求的真空灭弧,绝缘恢复的原理,又要符合瞬态机械过程的受

8、力原理,包括紧固件的松动等.对每一台断路器的位移曲线、受力曲线、电流波形等参数由微机进行采集,进行人工智能分析处理,将结果通过通讯接口传到永磁机构智能限制器进行修正,获得最正确机械特性,对每个细节都做专业的处理,可以实现从机构寿命 1010 万次向断路器寿命 1010 万次的历史性的跨越. 免维修、少维护 为您免除了麻烦及效劳 精彩文档 实用标准文案 高可靠 为您节约了珍贵的有效工作时间 有时人们为了克服弹簧机构半轴的上述问题,常常调整较大的扣接量,以对付磨损,但脱扣需要更大的驱动力,常有脱扣电磁铁动作后没有驱动半轴,造成辅助开关没有转换,无法切断脱扣线圈的供电回路,而烧毁线圈的事故.永磁机构

9、通过位置开关信号与程序保护结合,可以保证线圈永不烧毁. 弹簧机构为了满足断路器的根本要求,设计了近200200个零件,且对很多零件精度要求都较高,常因一个小零件而使整个机构功能失效,可靠性难以进一步提升.永磁机构结构简洁明了,约由 1010 个左右零件构成,所以可靠性很高. 由力特性： 真空断路器在合闸位置,根据所承受的短路电流大小,通常要求机构为每极触头提供 3000500030005000N N 的压力以克服短路电流的电动排斥力,同时为分闸簧提供 10001000 多 N N 的分闸力.弹簧储能原理决定了：初始出力大,随着弹簧能量的释放,出力逐渐减少,生产中常在没有核对弹簧寿命的情况下,通

10、过增大弹簧拉伸量的方法提升出力.而对于永磁机构的断路器来说,随着运动过程磁间隙的不断减小,出力逐渐增大,与真空断路器所需的理想特性根本吻合. 智能化 一简化了您的继电保护,并为您扩充功能留下了广阔的空间 精彩文档 实用标准文案 宽广的电源适应范围: 电磁机构合闸时需要电源提供约 50120A50120A 的直流电流,弹簧机构通过弹簧储能系统电机、减速箱等,低速储能,瞬间释放,因而只需 5A5A 以内的电源容量. 永磁机构通过电解电容储能,对电源容量的需求象弹簧机构一 样,限制器通过现代电源技术的处理,用极高的效率,灵活的将外部不同上下、不同性质的电源,变换为设定的单一电源,使之适应同一种永磁机构.而不需要用不同的机构线圈去适应不同的电源,便于现 代化的生产,便于调试的一致性. 机械特性与在线检测： 永磁机构配置限制器,可以对断路器速度进行调控.且通过调速可以方便的消除弹跳,通过调速可以提升构件及灭弧室的寿命,加设传感器,可以实现参数的实时检测,如机械特性、触头磨损