一種電動機彈簧機構用電磁力操作裝置的研究及應用

劉偉杰　陳怡

摘要：本論文涉及一種電動機彈簧機構的分合閘電磁操作裝置和將電磁力作為驅動力的電磁控制裝置，尤其是涉及利用電磁力操作斷路器機構等電力設備操作開關的電磁操作裝置。

關鍵詞：電動機;彈簧機構;電磁力;操作裝置

1背景技術

隨著國家近幾年電力事業的發展，國產電動機彈簧操動機構在斷路器中的應用更加廣泛，電磁鐵作為電動機彈簧操動機構中分合閘操作的核心部件，其性能尤為重要。電磁鐵承載著整個機構分、合切換動作，可靠性要求比較高，尤其是分閘操作，關系著整個電網安全穩定的運行。在該電磁操作裝置未發明前，電動彈簧機構的分閘由一套電磁鐵（即單分電磁鐵）完成，在實際運行中存在由于分閘電磁鐵不能可靠吸合，而產生的電動機彈簧機構分閘不可靠的情況較為普遍。為保證電動機彈簧機構能夠可靠分閘操作，特研究設計了該電磁操作裝置，滿足電網用戶的雙分需求。

2研究內容

本論文的研究目的是：在于研究一種電動機彈簧操動機構分合閘用電磁力操作裝置，該電磁力操作裝置要求具有雙分功能，并且要求設計緊湊、結構簡單、易于操作，適用于其他產業中的電磁操作式開關裝置和將電磁力作為驅動力的電磁控制裝置。

3技術方案

本論文研究了一種電動機彈簧操動機構分合閘用電磁力操作裝置，該電磁操作裝置包括兩個相互獨立又彼此相關的電磁鐵，將一分電磁鐵和二分電磁鐵連接在一起的連板，以及裝在一分電磁鐵上用于調節電磁力操作裝置動作行程的觸發器，裝在二分電磁鐵上的手動觸發按鈕;所述一分電磁鐵和二分電磁鐵都包括一套具有相對配置的活動鐵芯和固定鐵芯，以及根據電磁力使上述活動鐵芯和固定鐵芯相互離開或接觸的用于控制電磁鐵性能的線圈，固定線圈用的線圈支座;和通過螺紋連接與上述活動鐵芯連接的，與上述電磁鐵產生的電磁力一起產生的驅動力傳遞給電動機彈簧操動機構的觸發桿，從而在電磁驅動力的作用下實現對電動機彈簧操動機構的操作。

（1）電動機彈簧操動機構用電磁力操作裝置，包括兩個相互獨立又彼此相關的電磁鐵，其中外側一分電磁鐵必須通過撞擊內側二分電磁鐵起作用，驅動電動機彈簧操動機構動作，而二分電磁鐵可以獨立驅動電動機彈簧操動機構動作。

（2）電動機彈簧操動機構用電磁力操作裝置，包括將外側一分電磁鐵和內側二分電磁鐵連接在一起的連扳，該連扳通過螺紋連接將一分電磁鐵和二分電磁鐵緊定相連，形成一種電動機彈簧操動機構用電磁力操作裝置。

（3）電動機彈簧操動機構用電磁力操作裝置，包括一套可用于調節電磁力操作裝置動作行程的觸發器，該觸發器通過螺紋連接和通過螺紋與活動鐵芯連接的觸發桿相連。

（4）電動機彈簧操動機構用電磁力操作裝置，包括兩個相互獨立又彼此相關的電磁鐵，該裝置所具有的一分電磁鐵和二分電磁鐵都包括一套具有相對配置的活動鐵芯和固定鐵芯，以及根據電磁力使上述活動鐵芯和固定鐵芯相互離開或接觸的用于控制電磁鐵性能的線圈，固定線圈用的線圈支座;和通過螺紋與上述活動鐵芯連接的，與上述電磁鐵產生的電磁力一起產生的驅動力傳遞給電動機彈簧操動機構的觸發桿。

（5）電動機彈簧操動機構用電磁力操作裝置，包括兩個相互獨立又彼此相關的電磁鐵，避免了一分電磁鐵由于控制電磁鐵性能的線圈和二分電磁鐵用于控制電磁鐵性能的線圈相互之間的電磁干涉。

（6）電動機彈簧操動機構用電磁力操作裝置，包括有回復彈簧，該回復彈簧分別配置在一分電磁鐵和二分電磁鐵相對配置的活動鐵芯和固定鐵芯中的固定鐵芯中，用于對同上述活動鐵芯連接的觸發桿施加使上述活動鐵芯離開上述固定鐵芯方向的彈性力。

（7）所述電動機彈簧操動機構用電磁力操作裝置，包括用于固定控制電磁鐵性能線圈的安裝位置所用的彎板，該彎板通過螺紋緊固，將上述線圈固定在電磁鐵相對配置的活動鐵芯和固定鐵芯中的固定鐵芯上。

4實施方式

本論文研究了一種電動機彈簧操動機構分合閘用電磁力操作裝置，結合附圖及實施例對本技術方案進一步說明。如圖1所示，該電動機彈簧操動機構用電磁力操作裝置，包括一套可以獨立驅動電動機彈簧操動機構動作的二分電磁鐵1，通過連扳4與二分電磁鐵相連，從而通過二分電磁鐵的觸發桿1-1驅動電動機彈簧操動機構動作。一分電磁鐵2，裝在二分電磁鐵1上用于調節電磁力操作裝置動作行程的觸發器5，與裝在一分電磁鐵觸發桿上的手動觸發按鈕3相對;本技術原理是：通過兩個獨立線圈和獨立的觸發桿分別產生電磁感應使靜鐵芯與動鐵芯吸合動作，動、靜鐵芯吸合過程中所產生的驅動力作用在電動機彈簧操動機構摯子上，從而實現電動機彈簧操動機構的分合閘。該項技術不僅限于電動機彈簧操動機構用電磁力操作裝置，也適用于其他類似的電磁力操作裝置。

5實施效果

1）將一組雙分線圈分為兩個相互獨立又彼此相關的兩個單分線圈，從而實現一分電磁鐵和二分電磁鐵在相互不影響彼此動作特性時的調整，滿足電動機彈簧操動機構雙分特性的要求。

2）一分電磁鐵中的線圈通過電磁力以及彈簧的回復力促使具有相對配置的活動鐵芯和固定鐵芯相互離開或接觸，從而促使觸發桿往復，實現電動機彈簧操動機構的分合閘動作。

3）一分電磁鐵驅動無法直接驅動電動機彈簧操動機構實現分合閘動作，該電磁鐵必須通過驅動一分電磁鐵的觸發桿動作從而實現對電動機彈簧操動機構分合閘動作。

4）二分電磁鐵的動作過程與一分電磁鐵類似，可直接驅動電動機彈簧操動機構實現分合閘動作控制，并可以通過調整兩個觸發桿之間的間隙來控制一分電磁鐵的動作時間，滿足斷路器分合閘特性需求。

本論文研究了一種電動機彈簧操動機構用電磁力操作裝置，該裝置增大了電動機彈簧操動機構所配置的電磁力操作裝置對動作時間的調整幅度，滿足了電動機彈簧操動機構將動作時間控制在一定范圍內的要求。該電磁力操作裝置能夠滿足電動機彈簧操動機構動作時間的特性要求，適于在行業內推廣使用。

6附圖說明

結束語：

通過本裝置的研究，解決了目前126kV高壓斷路器用電動機彈簧操動機構單分獨立電磁鐵分閘動作不可靠的缺陷，同時也解決了國內外252kV高壓斷路器彈簧機構不同位置分別設立兩個獨立電磁鐵而帶來故障率和增加生產成本的問題。實現了國家電網對于電動機彈簧操動機構分閘電磁鐵具有可換性的要求，滿足斷路器機構主線圈出現故障不能使用時備用線圈必須可靠接入，實現斷路器正常分閘的特性需求。目前已成功用于多個工程投入使用。

參考文獻：

[1]劉力，張帆，陸靜.彈簧操動機構電動機參數選擇[J].科技傳播，2011（5）：210-211.

[2]馬博，邊鑫，馬德安.彈簧操動機構分閘電磁鐵的改進設計 高壓電器2016.02.028

[3]佚名.一種彈簧操動機構用單向離合器的保護電路和保護方法：，CN107154318A[P].2017.