斷路器永磁機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及原理摘要：斷路器，作為電力系統(tǒng)中重要的控制、保護(hù)設(shè)備。需要借助操動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)可靠地完成斷路器的分合閘操作。近年來(lái)出現(xiàn)了一種新型的操作機(jī)構(gòu)—永磁機(jī)構(gòu)。它采用了一種全新的工作原理和結(jié)構(gòu)，相對(duì)傳統(tǒng)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，具有更高的可靠性，因此備受關(guān)注。關(guān)鍵詞：斷路器；永磁機(jī)構(gòu)引言為了保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，作為控制、保護(hù)元件的斷路器必須能切斷額定電流，開斷關(guān)合短路電流，開合各種空載和負(fù)荷電路。為了完成這些任務(wù)，斷路器必須能及時(shí)可靠地分合動(dòng)靜觸頭，這要借助于操作機(jī)構(gòu)來(lái)完成。因此，操作機(jī)構(gòu)的工作性能和質(zhì)量?jī)?yōu)劣，直接決定了斷路器的工作性能和可靠性。近年來(lái)，伴隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一種新型的操作機(jī)構(gòu)—永磁機(jī)構(gòu)。它采用了一種全新的工作原理和結(jié)構(gòu)，工作時(shí)主要運(yùn)動(dòng)部件只有一個(gè)，具有較高的可靠性，因此備受關(guān)注。1永磁機(jī)構(gòu)的構(gòu)成傳統(tǒng)的操作機(jī)構(gòu)有電磁操作機(jī)構(gòu)和彈簧操作機(jī)構(gòu)。電磁操作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但結(jié)構(gòu)笨重，合閘線圈消耗功率很大。彈簧操作機(jī)構(gòu)由彈簧儲(chǔ)能、合閘、保持合閘和分閘幾個(gè)部分組成。優(yōu)點(diǎn)是不需要大功率的電源，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝復(fù)雜，成本高，可靠性較難保證。在借鑒了以上兩種操作機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，永磁機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中使真空斷路器分合閘位置的保持通過(guò)永久磁鐵實(shí)現(xiàn)，取代了傳統(tǒng)的機(jī)械鎖扣裝置。這種磁力機(jī)構(gòu)主要由永久磁鐵和分閘、合閘控制線圈組成，當(dāng)合閘控制線圈通電后，它使動(dòng)鐵心向下運(yùn)動(dòng)，并由永久磁鐵保持在合閘位置；當(dāng)分閘控制線圈通電，動(dòng)鐵心向反方向運(yùn)動(dòng)，同樣由永久磁鐵將它保待在另一個(gè)工作位置即分閘位置上，也就是說(shuō)，該機(jī)構(gòu)在控制線圈不通電流時(shí)它的動(dòng)鐵心有兩個(gè)穩(wěn)定工作狀態(tài)，（合閘和分閘）。也稱雙穩(wěn)態(tài)電磁機(jī)構(gòu)[1]。永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)作為替代傳統(tǒng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種新型機(jī)構(gòu)，構(gòu)成單元非常簡(jiǎn)單。主要由極化電磁鐵、智能控制器、儲(chǔ)能電容器、電源模塊、位置傳感器等五部分組成。圖1系統(tǒng)連接組成工作原理框圖2永磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作原理2.1、雙線圈電磁鐵結(jié)構(gòu)極化電磁鐵是永磁機(jī)構(gòu)的主要執(zhí)行部件。它由靜鐵心、動(dòng)鐵心、永磁體和激勵(lì)線圈組成,雙線圈電磁鐵具有合閘和分閘兩個(gè)勵(lì)磁線圈，如圖2所示[2]。圖2雙線圈電磁鐵結(jié)構(gòu)2.2、雙穩(wěn)態(tài)電磁鐵的工作原理永磁機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)的電磁機(jī)構(gòu)工作原理基本相似，所不同的是分合閘狀態(tài)前者是通過(guò)現(xiàn)代新型稀土永磁體的強(qiáng)大永磁吸力保持狀態(tài)；后者是靠機(jī)械連鎖保持狀態(tài)。因此，永磁機(jī)構(gòu)（分、合）動(dòng)作過(guò)程是啟動(dòng)初始靠電磁力Fs克服永磁反力Fm及機(jī)械摩擦力f。動(dòng)鐵心所受的合力F為：ΣF=Fs–Fm–f當(dāng)ΣF〉0時(shí)動(dòng)鐵心開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)鐵心移動(dòng)到某一臨界間隙時(shí)，永磁體磁力Fm由反力變?yōu)橹鷦?dòng)力：ΣF=Fs+Fm–f由此可見，電磁合力增大，迅速完成（分、合）過(guò)程，此后線圈斷電由永磁吸力保持（分、合）狀態(tài)，如圖三所示，應(yīng)用于真空斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)使分合閘動(dòng)作迅速，且分合閘時(shí)間一仍能保持很高的抗爬電性能及絕緣性能。本產(chǎn)品無(wú)爆炸、無(wú)污染、噪音低、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)。參考文獻(xiàn)：[1]林莘。永磁機(jī)構(gòu)與真空斷路器[M].北京：機(jī)