永磁操作机构
永磁操作机构控制器使用说明书
永磁操作机构控制器使用说明书1．概述本控制器是专门为10KV真空断路器的单线圈永磁操作机构而设计的，本产品的型号为：PMC-S型。
控制器包含控制单元和分/合闸储能电容两部分。
控制单元内含有永磁操作机构的控制逻辑，分闸和合闸线圈驱动，储能电容充电恒压，过充电截压保护等。
控制器可实施近控操作分/合闸和远控分/合闸，分/合闸遥信输出，储能电容充电恒压指示和过充电指示。
可与电力系统自动综合保护联合实施各种保护分闸和重合闸操作。
控制器工作电源可以用220V交流或220V直流。
本控制器也可以免去储能电容，直接用直流屏电源（220V或110V）驱动分闸和合闸线圈。
2．使用条件海拔<2000m环境温度-10℃~ +55℃相对湿度 50%~95%大气压 66~108kPa运行环境中应无爆炸或可燃气体，无导电尘埃和腐蚀性气体，无剧烈振动。
交流电源电压单相220V±10%交流电源频率 50Hz±1Hz交流电源电压波形正弦畸变<10%直流电源电压 220V±10%纹波因数≤5%。
3．控制单元结构控制单元结构见图1。
图中储能电容，分闸和合闸线圈，真空断路器触头位置传感器是外接部件，其余的部分分三块印制板组装在一个箱体内。
SUP 供控制电路的稳压电源板；DRCH 储能电容充电稳压调节，过充电截压保护，分闸和合闸线圈驱动；LONCON 分闸和合闸脉冲发生，分/合闸信号输出，储能电容充电/过充电信号输出。
4．控制单元本机操作面板本机操作面板如图2。
图中拨动开关：近控/远控切换储能电容充/放电切换按钮：近控操作合闸（绿色）近控操作分闸（红色）指示灯：合闸操作指示（绿色），分闸操作指示（红色）充电指示/过充电（闪烁）指示充电电压调节孔：孔内是多圈电位器，用于设定充电电压值5．控制单元背面接线端子控制单元背面接线端子如图3. 各端子符号说明如下：220V/L 交流电源相线220V/N 交流电源零线CH- 储能电容充电直流电源负端CH+ 储能电容充电直流电源正端FG 接大地C/NEG 接储能电容负端，分闸和合闸线圈公共端L/OFF 接永磁机构分闸线圈C/OFF/A 接分闸储能电容A的正端C/OFF/B 接分闸储能电容B的正端L/ON 接永磁机构合闸线圈C/ON 接合闸储能电容正端SCH/O1，SCH/O2 储能电容充电遥信输出（常开触点）SCH/C3，SCH/C4 储能电容充电遥信输出（常闭触点）SP/O5，SP/O6 真空断路器分/合闸遥信输出（常开触点）SP/C7，SP/C8 真空断路器分/合闸遥信输出（常闭触点）P/B 接真空断路器合闸和分闸位置传感器兰色线P/R 接真空断路器合闸和分闸位置传感器红色线P/ON/Y 接真空断路器合闸位置传感器黄色线P/OFF/Y 接真空断路器分闸位置传感器黄色线R/ON 遥控合闸信号输入端R/OFF 遥控分闸信号输入端GND/R 遥控分/合闸信号输入公共端上述端子的外部接线见图4。
电磁操动机构、弹簧操动机构及永磁操动机构
真空断路器的操动机构主要有三种类型：电磁操动机构、弹簧操动机构及永磁操动机构。
电磁操动机构由一个电磁线圈和铁心，加上分闸弹簧和必要的机械锁扣系统组成，结构简单、零件数少、工作可靠、制造成本低。
同时螺管电磁铁的出力特性容易满足真空断路器合闸反力特性的要求。
其缺点是合闸线圈消耗的功率太大，因而要求配用昂贵的蓄电池，加上电磁机构的结构笨重，动作时间较长。
电磁操动机构出现最早，但目前用量趋于减少。
弹簧操动机构由弹簧贮存分合闸所需的所有能量，并通过凸轮机构和四连杆机构推动真空灭弧室触头动作。
其分合闸速度不受电源电压波动的影响，相当稳定，通过调整弹簧的压力能够获得满足要求的分合闸速度。
其缺点是机械零件多（达160多个），零件的材质、加工精度和装配精度都直接影响机构的可靠性。
弹簧机构的出力特性，基本上就是储能弹簧的释能下降特性，为改善匹配，设计中采用四连杆机构和凸轮机构来进行特性改变。
目前弹簧操动机构技术已经成熟，因此用量较大。
永磁机构是一种全新的操动机构，它利用永磁保持、电子控制、电容器储能。
其优势是结构简单、零件数目少，工作时的主要运动部件只有一个，无需机械脱扣、锁扣装置。
永磁机构分为两种类型：单稳态永磁机构和双稳态永磁机构。
永磁机构尚需经受考验，需解决好电容器的寿命问题、永久磁铁的保持力问题及电子器件的可靠性等问题。
目前其用量还不大。
真空断路器主要结构:真空断路器主要包含三大部分：真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其结构图他部件断路器采用三相支柱式结构，具有开断性能稳定可靠、无燃烧和爆炸危险、免维修、体积小、重量轻和使用寿命长等特点。
断路器采用全封闭结构，密封性能好，有助于提高防潮、防凝露性能，特别适用于严寒或潮湿地区使用。
三相支柱及电流互感器采用进口户外环氧树脂固体绝缘，或采用户内环氧树脂外包有机硅橡胶固体绝缘；具有耐高低温、耐紫外线、耐老化等特点。
操动机构采用小型化弹簧操动机构，储能电机功率小，分合闸能耗低；机构传动采用直动传输方式，零部件数量少，可靠性高。
永磁机构原理介绍
永磁机构原理与性能随着电力系统的技术发展及智能化进程，用户对开关提出了更高的要求，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控制器的长足进步，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，使开关设备的性能达到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、钕铁硼稀土永久磁铁、工作线圈、驱动轴五部分组成双稳永磁机构态结构示意图主要由动铁心、定铁心、钕铁硼稀土永久磁铁、合闸线圈、分闸线圈、驱动轴6部分组成驱动轴合闸线永久磁铁动铁芯定铁芯分闸线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磁= B2S/2μ•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磁>F分簧•运动方程 F 磁-F 分簧 -（F 超程簧） =ma •机构闭合后F 磁= B 2S/2μ >F 分簧 +F 超程簧控制器控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断增大，磁场产生的驱动力F=0221 S B 逐渐变大。
当驱动力大于断路器提供的分闸保持力时，动铁心按照牛顿定律: F=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，两方面的缺陷部分，都会造成扣接失败，尤其在35KV 的断路器，因为驱动力大、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，大幅度提高了机构的寿命。
真空断路器 永磁操作机构
真空断路器永磁操作机构
真空断路器永磁操作机构是一种用于真空断路器的操作机构，它采用了永磁材料来实现断路器的合闸和分闸操作。
相比传统的弹簧操作机构和电磁操作机构，永磁操作机构具有以下优点：
1. 可靠性高：永磁操作机构不需要弹簧或电磁线圈等易损件，因此具有更高的可靠性和更长的使用寿命。
2. 操作速度快：永磁操作机构的合闸和分闸速度非常快，可以大大缩短断路器的动作时间，提高系统的响应速度。
3. 能耗低：永磁操作机构不需要外部能源来维持其工作状态，因此能耗非常低，可以降低系统的运行成本。
4. 体积小：永磁操作机构的结构简单，体积小，可以方便地安装在断路器内部，占用空间小。
5. 环保：永磁操作机构不需要使用弹簧或电磁线圈等易损件，因此减少了废弃物的产生，对环境更加友好。
总之，真空断路器永磁操作机构是一种高性能、高可靠性的操作机构，它可以提高断路器的操作性能和可靠性，降低系统的运行成本，是真空断路器的理想选择。
永磁机构工作原理
永磁机构工作原理随着电气化铁路运营里程的增长，高速、重载已成为电气化铁路发展的方向，这就要求牵引供电系统为电力机车提供更安全、经济、可靠和高质量的电能，自动过分相技术应运而生，但由于换相过程中极易产生过电压和合闸涌流，对牵引变压器的冲击很大，极大制约自动过分相技术的发展。
自动过分相转换装置的核心部件是真空负荷开关，而真空负荷开关的长寿命和可靠性是急需解决的问题。
从技术上讲，真空灭弧室技术的发展，使其电寿命大大增加。
其机械寿命从传统的两千次跃增为几万次，因此，与其配合的操动机构的机械寿命及可靠性成为较突出的问题。
传统的弹簧操动机构，结构复杂，零件数量多，且加工精度要求高；电磁机构虽然机构相对简单，零件数量少，但电源电压波动对合闸速度影响较大，操作电流大，无法调控分合闸速度和相位；使用寿命没有根本突破，对电力系统操作的过电压和合闸涌流的控制更无从谈起。
永磁机构采用一种全新的工作原理和结构，工作时主要运动部件只有一个，无需机械脱、锁扣装置，故障源少，可靠性较高，且使用寿命长，一般达十万次以上，同时控制分合闸相位，实现同步控制，从而减少过电压和涌流对系统的冲击，减少系统保护的投入，提高系统整体寿命。
因此永磁操作机构是智能选相真空开关的必然选择.1 永磁机构工作原理当该机构处于合闸位时，线圈中无电流通过，由永磁作用保持动铁心在上端。
分闸时，特定方向的电流通过操作线圈，该电流在动铁心上端产生与永磁体磁场相反的磁场，使动铁心受到的磁吸力减小，当动铁心受到的向上的合力小于弹簧的拉力时，动铁心向下运动，实现分闸。
当处于分闸位置，操作线圈中通过与分闸操作相反的电流。
该电流在静铁心上部产生与永磁体磁场方向相同的磁场，在动铁心下部产生与永磁体磁场相反的磁场，使动铁心下端所受到的磁吸力减小。
当操作电流增大到一定值时，向上的电磁合力大于下端的吸力与弹簧的反力，动铁心向上运动，实现合闸。
2 智能选相原理智能选相（同步关合技术）就是开关在电流或电压的过零点进行分、合闸操作，断路器分合闸时间的稳定性是实现同步开断的基本要求.由于永磁机构的机构简单，传动部件少，相对弹簧机构而言，其分合闸时间的分散性较小，有利于发展为同步关合的断路器。
高压开关柜断路器(电磁、弹簧、永磁)操作机构工作原理、优缺点与选型计算方法
高压开关柜断路器（电磁、弹簧、永磁）操作机构工作原理、优缺点与选型计算方法（一）、电磁操作机构结构。
⑴、电磁操作机构原理：电磁操作机构结构比较简单，机械组成部件数量约120个，它是利用通过合闸线圈中的电流产生的电磁力驱动合闸铁芯，撞击合闸连杆机构进行合闸的，其合闸能量的大小完全取决于合闸电流的大小，因此需要很大的合闸电流。
⑵、电磁操作机构的优点主要有：①、结构比较简单，工作比较可靠，加工要求不是很高，制造容易，生产成本较低；②、可实现遥控操作和自动重合闸；③、有较好的合、分闸速度特性。
⑶、电磁操作机构的缺点主要有：①、合闸电流大，合闸线圈消耗的功率大，需要配大功率的直流操作电源；②、合闸电流大，一般的辅助开关、继电器触点不能满足要求，必须配专门的直流接触器，利用直流接触器带消弧线圈的触点来控制合闸电流，从而控制合、分闸线圈动作；③、操作机构动作速度低，触头的压力小，容易引起触头跳动，合闸时间长，电源电压变动对合闸速度影响大；④、耗费材料多，机构笨重；⑤、户外变电所断路器的本体和操作机构一般都组装在一起，这种一体式的断路器一般只具备电动合、电动分和手动分的功能，而不具备手动合的功能，当操作机构箱出现故障而使断路器拒绝电动时，就必须停电进行处理。
（二）、弹簧操作机构。
⑴、弹簧操作机构结构：①、弹簧操作机构由弹簧贮能、合闸维持、分闸维持、分闸4个部分组成，零部件数量较多，约200个，利用机构内弹簧拉伸和收缩所储存的能量进行断路器合、分闸控制操作。
②、弹簧能量的储存由储能电机减速机构的运行来实现，而断路器的合、分闸动作靠合、分闸线圈来控制，因此断路器合、分闸操作的能量取决于弹簧储存的能量而与电磁力的大小无关，不需太大的合、分闸电流。
⑵、弹簧操作机构的优点主要有：①、合与分闸电流不大，不需要大功率的操作电源；②、既可远方电动储能，电动合、分闸，也可就地手动储能，手动合、分闸，因此在操作电源消失或出现操作机构拒绝电动的情况下也可以进行手动合、分闸操作；③、合与分闸动作速度快，不受电源电压变动的影响，且能快速自动重合闸；④、储能电机功率小，可交直流两用；⑤、弹簧操作机构可使能量传递获得最佳匹配，并使各种开断电流规格的断路器通用同一种操作机构，选用不同的储能弹簧即可，性价比优。
永磁操作机构与弹簧操作机构的区别
永磁操动机构是一种用于高压真空断路器永磁保持，电磁控制的操作机构，是一种全新的工作原理和结构。
与传统操动机构相比较，具有主要部件少,是传统断路器操作机构零部件的7%,无需机械脱扣锁扣装置，故障点少,高可靠性，使用寿命长,其中永磁操作机构寿命可达10万次以上，适于频繁操作及高可靠变电站等场所的应用。
永磁机构克服了传统弹簧机构和电磁机构的不足，同时通过永磁材料实现真空断路器分、合闸位置的保持及操作过程，从而达到高可靠性和频繁操作以及恶劣环境场所的稳定的操作。
主要性能特点：1、提高真空断路器整体机械性能，使之能适应频繁开断和长寿命使用的要求，真空断路器的机械寿命高于10万次。
2、相比传统操动机构，无须机械脱、锁扣装置，零部件数量大为减少，工作时仅有一个运动部件，故障率极低，可实现少维护。
3、操动机构的性能与灭弧室开断、关合特性相吻合，延长真空灭弧室的使用寿命。
4、采用高可靠的双稳态操作机构设计。
通过分、合闸控制线圈产生的电磁力控制分、合闸操作，合闸和分闸位置均采用永磁保持。
5、永久磁材料与分闸、合闸控制线圈结合，解决了合闸时需要大功率能量的问题。
手动分闸与电动分闸速度相同，能够可靠开断短路电流。
6、具有防跳功能，设计软连接和触头辅助压簧，解决了合闸弹跳问题。
7、采用智能化控制和液晶显示，能直观显示断路器各种工作状态。
同时具有低电压拒合报警功能。
8、交直流储能操作，停电2后小时内可做一次分、合、分操作。
9、具有可靠的操作控制电路模块，可耐受雷击、电涌等严酷条件。
永磁材料采用钕铁硼材料，其每一百年退磁为千分之0.5。
10、该断路器具有免检修、少维护、无污染、无爆炸危险、噪音低等特点，并且适应频繁操作等苛刻的工作条件。
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研发永磁操动机构的意义
与电磁操动机构和弹簧操动机构相比，永磁操动机构具有如下优 点： ? 结构简单，运动部件少，机械可靠性大大提高。（国际大电网会 议组织的国际调查表明，机械故障高达总故障的70. 3%，如果包 括辅助电器和控制回路的故障，则为89.4％ ） ? 采用永磁作为保持力，不会产生传统机构的操作失误，方便实现 免维护运行。 ? 输出特性和真空断路器的开关机械特性相匹配，能够达到良好的 速度特性。 ? 传动机构十分简单，由分合闸线圈的励磁电流产生的磁场直接驱 动动铁芯，动铁芯又直接和主轴相连。由于动作部件少，具有更 好的可控性， ? 为断路器实现智能控制打下了基础。
? ABB公司的VM1型开关的机构即采用此种结构。
双线圈永磁机构的结构简图 1、驱动杆 2、工作气隙I 3、合闸线圈 4、永磁体 5、动铁芯 6、静铁芯 7、分闸线圈 8、工作气隙II
双线圈式永磁操动机构
? 当断路器处于合闸位置时，如图(a)所示，永久磁铁利用动、静铁 芯及工作气隙I提供的低磁阻抗通道将动铁芯保持在合闸位置。当 机构接到分闸命令时，分闸线圈7通电。分闸线圈在工作气隙I产 生的磁感应强度的方向与永磁材料所产生的磁感应强度的方向相 反。当分闸线圈的电流达到某一值时，使动铁芯在工作气隙 II处 产生的向下的吸力大于在工作气隙 I处向上的吸力时，动铁芯开始 向下运动，并且随着位移的增加，工作气隙II的磁阻逐渐减小， 磁感应强度越来越大，动铁芯向下呈加速运动。当动铁芯运动至 超过运动行程一半以后，如图 (b)所示，永磁体在工作气隙II处产 生的磁感应强度大于在工作气隙I处的磁感应强度，于是进一步加 速了动铁芯的运动速度，直到分闸到位，如图 (c)所示。当切断 分闸线圈中的电流后，动铁芯在永磁体的单独作用下将自动保持 在分闸位置上。
永磁操动机构真空断路器的特点
永磁操动机构真空断路器的特点断路器操动机构的性能好坏对电力系统是否能可靠、安全供电具有决定性作用；永磁操作机构由永久磁铁、合闸线圈和分闸线圈组成，取消了弹簧操作机构中的运动连杆、脱扣、锁扣、电机，结构简单，零部件很少，工作时主要运动部件只有一个，具有很高的可靠性。
它利用永久磁铁进行断路器位置保持，属于电磁操动、永磁保持、电子控制。
由于分合闸时需要较大电磁能量，一般需配备一个大容量储能电容。
永磁机构划分为不同的类型，主要有单稳态和双稳态、单线圈和双线圈之分，它们之间没有明显的优劣之分。
所谓双稳态永磁机构，指的是在合闸端、分闸端均采用永久磁铁保持，分、合闸的动作是分别通过两个激磁线圈通电驱动动铁心来完成。
在同样条件下，双稳态永磁机构合闸电流峰值较小，对于控制部分而言，电流越小，意味着控制越简单可靠，控制器损坏的几率也越小。
另外，分合闸电流较小，放电电容不用太大，一般用一个100V/10万微法的电解电容就可以实现断路器的重合闸操作。
双稳态真空断路器永磁机构的刚分速度低于全开距平均速度。
所谓单稳态永磁机构，指的是在合闸端采用永久磁铁保持，在分闸端则采用弹簧保持，合闸动作是通过合闸激磁线圈通电驱动动铁心来完成，同时在合闸的过程中对分闸保持弹簧储能，分闸动作是靠释放分闸保持弹簧来完成。
由于单稳态永磁机构的分闸动作是靠分闸弹簧来完成，因此其分闸的刚分速度和平均分闸速度优于双稳态真空断路器永磁机构，与断路器的分闸反力特性曲线能较好匹配。
由于单稳态永磁机构在合闸时同时要给分闸保持弹簧储能，因此同样条件下，合闸电流峰值比双稳态永磁机构大很多。
双稳态永磁操动机构在处理好真空灭弧室分断能力与刚分速度之间的关系后，可以是完美的真空断路器。
永磁操动机构断路器由于运动部件少，结构简单，电磁驱动力更加符合真空灭弧室是需要的操作，机械寿命10万次以上，相比较于弹簧操动机构3万次机械寿命来说，性能大幅提升，适用于频繁操作、操作次数要求高的场所，同时电子控制更易实现自动化操作，因此高质量的永磁机构真空断路器的价格也比较高，在国外，很多高端客户，如石化、海洋平台上都会使用，免维护，高可靠性，提高供电连续性、可靠性。
XGM系列永磁操动机构.
XGM系列永磁操动机构
1、概述：
XGM系列永磁操动机构主要应用于永磁真空断路器中，用于驱动真空灭弧室进行分/合操作。
本机构采用全新的原理和结构，工作时的负载特性与真空灭弧室运动特性相吻合；主要运动部件只有一个，具有高可靠性、寿命长、体积小、驱动力大的特点。
2、类型及主要元件：
永磁操动机构按保持类型分为单稳态和双稳态，按驱动方式分为单线圈和双线圈，按外形分为圆型和方型。
其内部主要由铁心、永磁体、驱动杆、线圈、安装板及辅助零件等组成。
3、工作原理：
铁心通过低磁阻通道所产生强大的磁力，将铁心保持在下端或上端位置，通过电流的合/分闸线圈产生的磁力使铁心上下运动，完成分/合闸。
3.1单稳态：
当在线圈瞬间通电产生磁力作用下，快速分/合闸并靠永磁力保持合闸状态，在储能弹簧的帮助下快速分闸，并保持在分闸的位置上。
3.2双稳态：
在分闸或合闸线圈通电瞬间所产生的磁力作用下，迅速分闸或合闸并靠永磁力保持在合闸或分闸的位置上。
3、主要技术指标：
4、注意事项：
4.1 根据断路器的技术要求，对永磁操动机构进行选型。
4.2 如果发现永磁操动机构使用出现问题，首先检查接线是否有误。
确属操动机构自身问题，请于供方厂家联系处理。
4.3用户不能私自拆卸，否则发生问题，供方不负担任何责任。
5、订货须知：
5.1请明确所需产品型号、数量、安装方式、交货期等。
5.2如有特殊要求也请一并注明。
5.3 也可根据需方产品要求，承接永磁操动机构的设计、制造。
第05讲 永磁操动机构
充电控制 单元
STC89C516 RD+单片机
合/分闸储能 电容
驱动 电路
数据 显示 通信 模块
IGBT 模块
永 磁 机 构
-ni_1C+ni_1C K 2 7 R4048FRI1evirdTEF 3 Q F u K8.1 0 3 1 2 R C2 3 D 3CA1CA
电容器充电和控制电路
交流电压经过D3整流滤波后，对C1进行充电。此时触发信号FETdrive1为高电 平，功率场效应管Q3导通形成充电回路，同时合闸回路断开。根据充电的快速 性要求来确定时间常数τ=RC中的限流电阻R3的数值。
• 电磁操动机构在真空断路器发展的初期得到了广泛的应用，这是由于 电磁操动机构较好的迎合了真空灭弧室的要求：一是行程短（812mm），二是合闸位置需要很大的保持力（2000-4000N/相）。但 是电磁机构本身的缺点限制了合闸速度的提高而且合闸时间较长，电 压波动对合闸速度影响较大。因此一般用于对分合闸速度要求较低的 10KV等级及分合闸速度要求不太高的35KV等级的真空断路器中。
局限性
• 相对高的复杂性。 • 对于不同的操作，灭弧室运动的灵活有限。 • 给元件施加影响的面向操作的趋势，通常
要用缓冲器控制能量； • 额外的操动能量。 • 较高的瞬态辅助能量要求。 • 状态监测范围有限。
电动机直接驱动
• 采用由电动机直接驱动触头提升机构的方式，取 消了传动部件，操作平稳。减少断路器开断时的 冲击力和机械磨损,不仅可减少机械故障和提高可 靠性,还能提高断路器的操作使用寿命.
永磁操动机构
permanent magnetic actuator
中压断路器的现状
• 断路器属于保护类电器，归根结底是体现在触头的分合动 作上，而分合动作又是通过操动机构来实现的，因此操动 机构的工作性能和质量的好坏直接影响断路器的工作性能 和可靠性。
永磁操作机构
一、概述随着电力法的贯彻实施，更要求供电部门提供安全、经济、可靠和高质量的电力。
对于中压电力系统的保护核心--真空断路器而言，除真空灭弧室开断的高可靠性外，更需要操作机构的高可靠性。
而现在普遍使用的弹簧机构，由于零件较多，在实际应用中，每合分一千次或是运行较短时间就得检修，很难达到免维护，且有70.3%的故障来自它，大大的影响了供电可靠性。
这就有必要发展新的操作机构，永磁机构就应运而生了。
永磁机构的性能能与真空断路器很好配合，而且其零部件少、结构简单、可靠性高、寿命长（机械寿命长达10万次）、免维护、可用电子软件控制，因而其前景非常广阔。
永磁机构按照在分闸操作时的不同，可分为单稳态永磁机构和双稳态永磁机构；按线圈的使用数目的不同，分为双线圈永磁机构和单线圈永磁机构；按外形结构的不同，可分为方形永磁机构、圆形永磁机构和半方半圆形永磁机构。
二、永磁机构的参数三、永磁机构的结构与工作原理：1.永磁机构的结构一般来讲，永磁机构主要由以下零件组成：图1所示为双稳态永磁机构，图2为单稳态永磁机构。
图1：双稳态永磁机构图2：单稳态永磁机构1-静铁心2-动铁心3-合闸线圈1-静铁心2-动铁心3-操作线圈4-分闸线圈5、6-永磁体7-驱动杆4-永磁体5-驱动杆2.双稳态永磁机构原理如图1所示，当永磁机构处于合闸位置时，在分闸线圈中通以直流电流，该电流所产生的磁场使动铁心所受的吸力减小，当此电流增大到一定值时，动铁心所受的吸力之和小于动铁心上的机械负载，此时动铁心向下运动。
动铁心向下运动过程中，上端的磁阻增大，下端的磁阻减小。
静铁心的上磁极对动铁心的吸力减小，下磁极对动铁心的吸力增大。
动铁心向下的合力增大，使动铁心加速向下运动。
这一过程一直持续到分闸动作结束为止。
此时，永磁机构在永磁体磁力的作用下，一直保持在分闸位置。
合闸过程与分闸过程正好相反：在合闸线圈中通电，线圈电流在下部间隙中产生反磁场，动铁心上受到的总吸力减小，当吸力小于动铁心上的机械负荷时动铁心向上运动，最后达到合闸位置，合闸过程结束。
永磁机构原理
永磁机构原理
永磁机构是一种利用永磁材料的磁力作用实现机械运动的技术装置。
其原理是通过永磁材料的磁力特性，使得构件之间产生磁力耦合作用，从而实现运动传递。
永磁机构的基本原理可以简单描述为：通过永磁体的磁力作用，将运动能量从一个构件传递到另一个构件。
永磁材料通常是由稀土磁体或钕铁硼等高磁性材料制成，具有较强的磁力。
在永磁机构中，通常会使用多个永磁体构成磁回路，以达到所需的磁力效果。
当永磁机构中的两个构件靠近时，由于永磁材料的磁力特性，它们之间会产生磁力作用。
这种磁力作用可以用来拉扯、推动或旋转构件，实现不同的运动功能。
通过控制永磁材料的磁场分布，可以调节磁力的大小和方向，从而实现不同的机械运动。
永磁机构的应用非常广泛，例如在电机、传感器、开关等领域。
相比传统的电动机，永磁机构具有结构简单、效率高、功率密度大等优点。
此外，由于永磁体自身具有较长的使用寿命，永磁机构还具有较高的可靠性和稳定性。
总之，永磁机构是一种利用永磁材料的磁力作用实现机械运动的技术装置。
通过永磁体的磁力作用，可以实现构件之间的能量传递和运动控制。
永磁机构具有结构简单、效率高、功率密度大等优点，广泛应用于各个领域。
简要说明永磁机构的特点
其实，世上最温暖的语言，“ 不是我爱你，而是在一起。” 所以懂得才是最美的相遇！只有彼此以诚相待，彼此尊重， 相互包容，相互懂得，才能走的更远。 相遇是缘，相守是爱。缘是多么的妙不可言，而懂得又是多么的难能可贵。否则就会错过一时，错过一世！ 择一人深爱，陪一人到老。一路相扶相持，一路心手相牵，一路笑对风雨。在平凡的世界，不求爱的轰轰烈烈；不求誓 言多么美丽；唯愿简单的相处，真心地付出，平淡地相守，才不负最美的人生；不负善良的自己。 人海茫茫，不求人人都能刻骨铭心，但求对人对己问心无愧，无怨无悔足矣。大千世界，与万千人中遇见，只是相识的 开始，只有彼此真心付出，以心交心，以情换情，相知相惜，才能相伴美好的一生，一路同行。 然而，生活不仅是诗和远方，更要面对现实。如果曾经的拥有，不能天长地久，那么就要学会华丽地转身，学会忘记。 忘记该忘记的人，忘记该忘记的事儿，忘记苦乐年华的悲喜交集。 人有悲欢离合，月有阴晴圆缺。对于离开的人，不必折磨自己脆弱的生命，虚度了美好的朝夕；不必让心灵痛苦不堪， 弄丢了快乐的自己。擦汗眼泪，告诉自己，日子还得继续，谁都不是谁的唯一，相信最美的风景一直在路上。 人生，就是一场修行。你路过我，我忘记你；你有情，他无意。谁都希望在正确的时间遇见对的人，然而事与愿违时， 你越渴望的东西，也许越是无情无义地弃你而去。所以美好的愿望，就会像肥皂泡一样破灭，只能在错误的时间遇到错的人。 岁月匆匆像一阵风，有多少故事留下感动。愿曾经的相遇，无论是锦上添花，还是追悔莫及；无论是青涩年华的懵懂赏 识，还是成长岁月无法躲避的经历……愿曾经的过往，依然如花芬芳四溢，永远无悔岁月赐予的美好相遇。 其实，人生之路的每一段相遇，都是一笔财富，尤其亲情、友情和爱情。在漫长的旅途上，他们都会丰富你的生命，使 你的生命更充实，更真实；丰盈你的内心，使你的内心更慈悲，更善良。所以生活的美好，缘于一颗善良的心，愿我们都能 善待自己和他人。 一路走来，愿相亲相爱的人，相濡以沫，同甘共苦，百年好合。愿有情有意的人，不离不弃，相惜相守，共度人生的每 一个朝夕……直到老得哪也去不了，依然是彼此手心里的宝，感恩一路有你！
永磁机构工作原理
永磁机构工作原理随着电气化铁路运营里程的增长，高速、重载已成为电气化铁路发展的方向，这就要求牵引供电系统为电力机车提供更安全、经济、可靠和高质量的电能，自动过分相技术应运而生，但由于换相过程中极易产生过电压和合闸涌流，对牵引变压器的冲击很大，极大制约自动过分相技术的发展。
自动过分相转换装置的核心部件是真空负荷开关，而真空负荷开关的长寿命和可靠性是急需解决的问题。
从技术上讲，真空灭弧室技术的发展，使其电寿命大大增加。
其机械寿命从传统的两千次跃增为几万次，因此，与其配合的操动机构的机械寿命及可靠性成为较突出的问题。
传统的弹簧操动机构，结构复杂，零件数量多，且加工精度要求高；电磁机构虽然机构相对简单，零件数量少，但电源电压波动对合闸速度影响较大，操作电流大，无法调控分合闸速度和相位；使用寿命没有根本突破，对电力系统操作的过电压和合闸涌流的控制更无从谈起。
永磁机构采用一种全新的工作原理和结构，工作时主要运动部件只有一个，无需机械脱、锁扣装置，故障源少，可靠性较高，且使用寿命长，一般达十万次以上，同时控制分合闸相位，实现同步控制，从而减少过电压和涌流对系统的冲击，减少系统保护的投入，提高系统整体寿命。
因此永磁操作机构是智能选相真空开关的必然选择.1 永磁机构工作原理当该机构处于合闸位时，线圈中无电流通过，由永磁作用保持动铁心在上端。
分闸时，特定方向的电流通过操作线圈，该电流在动铁心上端产生与永磁体磁场相反的磁场，使动铁心受到的磁吸力减小，当动铁心受到的向上的合力小于弹簧的拉力时，动铁心向下运动，实现分闸。
当处于分闸位置，操作线圈中通过与分闸操作相反的电流。
该电流在静铁心上部产生与永磁体磁场方向相同的磁场，在动铁心下部产生与永磁体磁场相反的磁场，使动铁心下端所受到的磁吸力减小。
当操作电流增大到一定值时，向上的电磁合力大于下端的吸力与弹簧的反力，动铁心向上运动，实现合闸。
2 智能选相原理智能选相（同步关合技术）就是开关在电流或电压的过零点进行分、合闸操作，断路器分合闸时间的稳定性是实现同步开断的基本要求.由于永磁机构的机构简单，传动部件少，相对弹簧机构而言，其分合闸时间的分散性较小，有利于发展为同步关合的断路器。
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一、概述
随着电力法的贯彻实施，更要求供电部门提供安全、经济、可靠和高质量的电力。
对于中压电力系统的保护核心--真空断路器而言，除真空灭弧室开断的高可靠性外，更需要操作机构的高可靠性。
而现在普遍使用的弹簧机构，由于零件较多，在实际应用中，每合分一千次或是运行较短时间就得检修，很难达到免维护，且有70.3%的故障来自它，大大的影响了
供电可靠性。
这就有必要发展新的操作机构，永磁机构就应运而生了。
永磁机构的性能能与真空断路器很好配合，而且其零部件少、结构简单、可靠性高、寿命长（机械寿命长达10 万次）、免维护、可用电子软件控制，因而其前景非常广阔。
永磁机构按照在分闸操作时的不同，可分为单稳态永磁机构和双稳态永磁机构；按线圈的使用数目的不同，分为双线圈永磁机构和单线圈永磁机构；按外形结构的不同，可分为方形永磁机构、圆形永磁机构和半方半圆形永磁机构。
、永磁机构的参数
序号名称参数备注
1操作电源DC220V方形、圆形、半方半圆形
2静态保持力<3500N适合于20kA 、25kA 、31.5kA ；方形、圆
形、半方半圆形
<8000N适合于40kA ；方形
3机构行程25—27mm方形、圆形、半方半圆形
4机械寿命10 万次方形、圆形、半方半圆形、永磁机构的结构与工作原理：
1. 永磁机构的结构
一般来讲，永磁机构主要由以下零件组成：永
磁机构。
2. 双稳态永磁机构原理
如图1 所示，当永磁机构处于合闸位置时，在分闸线圈中通以直流电流，该电流所产生的磁场使动铁心所受的吸力减小，当此电流增大到一定值时，动铁心所受的吸力之和小于动铁心上的机械负载，此时动铁心向下运动。
动铁心向下运动过程中，上端的磁阻增大，下端的磁阻减小。
静铁心的上磁极对动铁心的吸力减小，下磁极对动铁心的吸力增大。
动铁心向下的合力增大，使动铁心加速向下运动。
这一过程一直持续到分闸动作结束为止。
此时，永磁机构在永磁体磁力的作用下，一直保持在分闸位置。
图1所示为双稳态永磁机构，图2 为单稳态
图1 ：双稳态永磁机构
1-静铁心2-动铁心3- 合闸线圈4-
分闸线圈5、6-永磁体7-驱动杆
图2：单稳态永磁机构
1-静铁心2- 动铁心3-操作线圈
4-永磁体5- 驱动杆
合闸过程与分闸过程正好相反：在合闸线圈中通电，线圈电流在下部间隙中产生反磁场，动铁心上受到的总吸力减小，当吸力小于动铁心上的机械负荷时动铁心向上运动，最后达到合闸位置，合闸过程结束。
在永磁体磁力的作用下，永磁机构保持在合闸位置。
3. 单稳态永磁机构原理
如图2 所示，当永磁机构处于合闸位置时，在永磁体磁力作用下，动铁心保持在上端。
分闸时，在操作线圈中通以特定方向的电流，该电流在动铁心上端产生与永磁体磁场相反方向的磁场，使动铁心受到的磁吸力减小，当动铁心向上的合力小于弹簧的拉力时，动铁心向下运动，实现永磁机构的分闸。
当永磁机构处于分闸位置时，在操作线圈中通以与分闸操作时方向相反的电流。
这一电流在静铁心上部产生与永磁体磁场方向相同的磁场，在动铁心下部产生与永磁体磁场方向相反的磁场，使动铁心下端所受的磁吸力减小，当操作电流增大到一定值时，向上的电磁合力大于下端的吸力与弹簧的反力，动铁心便向上运动，实现合闸，并给分闸弹簧储能。
四、永磁机构外形与安装尺寸
方形永磁机构外形与安装尺寸见图3，半方半圆形永磁机构外形与安装尺寸见图4。
圆
形永磁机构外形与安装尺寸见图5，
图3c ：方形
（配
半方半圆形外形与安装尺寸（合闸位置）
图 5 ：圆形（配VS1-31.5kA ，分闸状
态）
五、典型应用方案
六、订货须知：
1. 请确定机构是单稳态或双稳态。
2. 请确定机构是方形、圆形或半方半圆形。
3. 请确定机构的
操作电压是否是DC220V 。
4. 请确定机构的行程。
图7 ：应用方案示意图2图 6 ：应用方案示意图
1
图8：应用方案示意图3。