三稳态永磁操动机构原理与应用

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永磁机构原理与设计方案简介

智能真空电器
2010-09-03
永磁机构的早期资料 ---- ABB
真空断路器
真空接触器
智能真空电器
2010-09-03
智能真空电器
2010-09-03
永磁机构的控制
永磁机构的控制系统是用来接受电信号，并通过逻辑判断最终给出指令控制操动机构动作的装置。由于永磁机构和以往机构有很大的不同，所以控制部分也有较大的差异。首先，它的电源一般由电容组成，因此，和—般断路器相比较，永磁机构的控制部分还应多一个电容充电控制环节，用以稳定电容的电压值，保证整个系统性能的稳定。其次，永磁机构无脱扣装置，断路器的分合闸完全靠给分合闸线圈的通电来完成。电容器组作为永磁机构内分合闸线圈的电源，其充放电过程由逻辑部分来控制。互感器部分主要由电压互感器、电流互感器组成。逻辑分析判断部分是实现断路器控制的关键，它是通过对输入电压、电流量的比较分析来识别线路短路、欠电压、过电流等故障情况，当故障发生时，它发出的控制指令由永磁机构的执行机构来完成。
智能真空电器
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永磁机构的控制方式
1. 永磁机构的特点之—是采用电子控制，以实现断路器的所有功能，同时还可具有智能化功能，其中包括在线检测、同步关合技术的实现等，最大限度地体现永磁机构的优越性。但是，作为永磁机构真空断路器，其设计结构和原理决定了它可以采用多种控制技术，下面介绍几种控制方式的特点。
2. 目前，根据逻辑部分的元件的不同，永磁机构真空断路器机构控制的方式可分为如下3种：
3. 接触器控制方式；电子控制方式；
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永磁真空断路器的构成
1. 真空灭弧室（固封极柱）
2. 永磁操动系统 3. 开关本体

永磁机构断路器的工作原理

永磁机构断路器的工作原理时间:2009-01-14 来源:徐州机电工程高等职业学校编辑:朱思河自1961 年美国GE 公司研制成功第一台真空断路器以来,真空断路器的技术水平迅速得到提高。

随着新型触头结构和新材料的研制,真空断路器的开断能力不断提升。

而作为真空断路器的主要元件———操动机构,也历经了几代的发展,从最初的电磁机构,发展到现在广泛应用的弹簧操作机构,以及现阶段正迈向成熟并逐渐普及的永磁操作机构。

真空断路器及操动机构的分析真空断路器之所以如此迅速发展,在于其真空灭弧室优异的开断特性,使其电寿命大大增加。

真空断路器的灭弧室动触头行程小,要求分闸速度高。

动静触头合闸时为平面接触,为了防止真空断路器在短路时触头被强大的冲击力斥开,动静触头间要施以较大的触头压力,这样也有利于提高分闸速度。

真空灭弧室的优异性,使其机械及电寿命从传统的2000次跃增为上万次,沿用传统断路器操动机构电磁机构和弹簧机构很难体现出其高寿命、高可靠性的优点。

因此需要一结构高度简化、节能和高可靠的机构来满足真空断路器的驱动要求。

永磁机构以其结构简单、运行可靠、经久耐用等优点被广泛应用于真空断路器的驱动,它克服了传统机构的缺点,充分发挥了真空断路器的优点,为研制新一代免维护断路器奠定了基础。

它已成为电力系统选型热点,具有良好的经济效益和市场前景。

本文以ZNY1-10P630-12.5型永磁真空断路器为例来分析永磁断路器的结构及工作原理。

永磁机构断路器工作原理及主要技术参数主要技术参数该真空断路器采用双稳态内设欠压脱扣器永磁机构,并与机械手动脱扣器结为一体化设计,使手动分闸轻便可靠。

永磁机构分闸与弹簧分闸相结合,使分闸速度的分配更理想。

与弹簧操作机构断路器比较,可动部件大大减少,使其可靠性和机械寿命大幅提高,是弹簧操作机构类型断路器的理想替代产品。

ZNY1-10P630-12.5型永磁真空断路器的主要技术参数如下:额定电压PkV 10最高电压PkV 12额定电流PA 630额定频率PHz 50额定短路开断电流PkA 12. 5动稳定电流PkA 31.5热稳定电流PkA 12.5额定短路关合电流PkA 31. 5短路电流持续时间Ps 41min 工频耐压PkV 42雷电冲击耐压PkV 75永磁机构断路器工作原理永磁机构断路器的工作原理如图1 所示:图1 永磁机构断路器的工作原理图其工作过程如下:接通控制电源,首次接通电源要等待60s,此时储能电容已充满电(充电指示灯亮),同时欠压脱扣器电源也准备接通,断路器处在准备操作状态。

双稳态及单稳态永磁操动机构的研究

｛ＦｅｉＨＪ，ｚｈａ“ｇＧｓＡｎａｌｙ鼬９ａｎｄｃａｌｃＩｌｌａｔＩｏｎｏｆｄｙｎ枷ｉｃｂ
Ｉｎｄ∞时Ｂ００ｋ㈣ｍ，１９９３．）ｈａｖｉｏｒ０ｆｅｌｅｃｔｒｏ眦ｇⅡｅｔｊｃ舵ｔｕａｔｏｒ【Ｍ１Ｂｅｑｉ“Ｅ：Ｅｒ岈眦ｒ
【７］高会军中压断路器永磁操动机构的研制及动态特性计算与分析【Ｄ】沈阳：沈阳工业大学．２００ｌ
图１双稳态永磁操作机构的剖面简图ＦｉｇｌＳⅡｗ【ｕｒｅｏｆｂｌｓｔａｂｌｅＰＭＡ
ｉ一静铁芯；２一动铁芯；３，４一永磁体；５一舒闸线圈６一合闸线圈；７一出力杆
收稿日期：２００ｌ—０６ｌｌ作者筒介：卢芸Ｌ１９６３一），女，辽宁沈阳人、沈阳【．业大学寸｝师，博士生
万方数据
１０４
沈阳工业大学学报
吵＝五（ｉ，６）
Ｆ，。＝正（阢）
警＝一（～挑％，训
其中ｕ。为电容两端电压；ｋ哕分别为线圈电流和电磁系统全磁链；ｆ为时间；ｍ为系统运动部件归算为铁芯处的质量；ｚ为动铁芯位移；Ｆ。。ｎ分别为铁芯受到的电磁吸力和运动反力，弹簧负载反力是位移的＊函数，而空气阻力则是速度ｄｘ／ｄｆ的函数；矾为电磁系统的磁能，是妒，。的函数；毋，诜分别为线圈工作温度和周围环境温度；Ｊｐ为永磁机构的功耗；ｃ为电容的电容量；Ｄ。，Ｈ。分别为线圈外径和高度
４结论
通过计算和对比分析，总结出了双稳态和单稳态永磁操动机构的主要差别：在相同的传动机构条件下，单稳态永磁操动机构所需的保持力比双稳态永磁操动机构要大，不利于缩小机构和永磁体的尺寸．在合闸时动作特性上两种机构较为相似，分闸时特性存在较大差异双稳态永磁操动机构与断路器的负荷特性不相匹配，单稳态永磁操动机构的分闸速度特性与弹簧操动机构较为
上、下极限位置，而不需要任何机械联锁当有动作信号时，合闸或分闸线圈中的电流产生磁势，动、静铁芯中由线圈产生的磁场与永磁体产生的磁场叠加合成，动铁芯连同固定在上面的驱动杆．在台成磁场力的作用下，在规定的时间内以规定的速度驱动开关本体完成开合任务．此机构之所以被称为双稳态结构，是由于动铁芯在行程终止的两个位置，不需要消耗任何能量即可保持单稳态永磁操动机构与双稳态永磁操动机构的最大区别在于机构中设有分闸弹簧，并采用了单线圈结构在此单稳态永磁操动机构中分合闸采用同一个线圈，通过给线圈通不同方向的电流来实现分台闸操作．

永磁真空断路器研究与应用

永磁真空断路器研究与应用【摘要】永磁操动机构真空断路器越来越被公认为中压开关的换代产品，它代表了中压开关发展的方向。

分析了永磁真空断路器内部结构、工作原理，将永磁机构与真空断路器进行完美匹配，提高了断路器的可靠性及寿命。

【关键词】永磁真空断路器操作机构工作原理1 前言智能型永磁机构真空断路器是在上世纪90年代末吸取国际上先进的真空断路器技术而研制成功的新一代真空断路器，具有体积小、重量轻、结构简单、操作可靠、少维护、价格适中、使用寿命长等显著优点。

大屯公司在110KV变电站在2010年投用使用该机构的开关3年多，运行平稳、安全可靠，受到运行值班人员及检修人员的好评。

2 永磁真空断路器结构断路器配用的双稳态永磁操动机构，该机构由一种双稳态的磁路系统，使用一个一体化分、合闸线圈驱动动铁芯运动到相应的极限位置，并利用永磁体所提供的磁场能量，使之保持在极限位置。

当激励线圈通过不同方向电流时，使线圈磁场产生大于剩余磁保持力的驱动力，即可使永磁操动机构的动铁芯动作。

动铁芯通过主轴直接驱动真空灭弧室的动触头，从而使断路器进行分、合闸动作。

这种机械的传送方式，可使断路器的机械磨损小到可以忽略不计，使断路器在使用寿命期内基本很少维护。

当控制系统出现故障时，可用手动分闸装置操作，使断路器进行分断操作（如图1）。

3 永磁真空断路器工作原理永磁真空断路器开断部分和其他断路器一样，区别在操作机构部分。

永磁机构的原理基本上是一块铁片两边有磁铁和线圈，哪边的线圈通电了就会产生比令一边更大的磁力从而带动铁片往磁力大的一边运动。

当铁片运动到和某一边磁铁接触是线圈断电，铁片靠磁铁吸住达到保持的目的。

铁片两边运动能带动断路器分合。

3.1 合闸操作将断路器送入柜体的试验或工作位置，合上控制电源和合闸电源，断路器处在分闸位置，合闸操作回路沟通，为合闸操作作好准备。

就地按动合闸按钮启动合闸回路，使操动机构的线圈激励，克服分闸侧永磁体的保持力，使动铁芯驱动断路器的动触头按规定速度合闸。

断路器永磁机构特点及原理

断路器永磁机构特点及原理摘要：断路器，作为电力系统中重要的操纵、爱惜设备。

需要借助操动机构来靠得住地完成断路器的分合闸操作。

最近几年来显现了一种新型的操作机构—永磁机构。

它采纳了一种全新的工作原理和结构，相对传统的操动机构来讲，具有更高的靠得住性，因此备受关注。

关键词：断路器；永磁机构引言为了保证电力系统的安全运行，作为操纵、爱惜元件的断路器必需能切断额定电流，开断关合短路电流，开合各类空载和负荷电路。

为了完成这些任务，断路器必需能及时靠得住地分合动静触头，这要借助于操作机构来完成。

因此，操作机构的工作性能和质量好坏，直接决定了断路器的工作性能和靠得住性。

最近几年来，伴随着电力电子技术的进展，显现了一种新型的操作机构—永磁机构。

它采纳了一种全新的工作原理和结构，工作时要紧运动部件只有一个，具有较高的靠得住性，因此备受关注。

1 永磁机构的组成传统的操作机构有电磁操作机构和弹簧操作机构。

电磁操作机构结构较简单，但结构笨重，合闸线圈消耗功率专门大。

弹簧操作机构由弹簧储能、合闸、维持合闸和分闸几个部份组成。

优势是不需要大功率的电源，缺点是结构复杂，制造工艺复杂，本钱高，靠得住性较难保证。

在借鉴了以上两种操作机构的优缺点的基础上，永磁机构进行了改良设计。

设计中使真空断路器分合闸位置的维持通过永久磁铁实现，取代了传统的机械锁扣装置。

这种磁力机构要紧由永久磁铁和分闸、合闸操纵线圈组成，当合闸操纵线圈通电后，它使动铁心向下运动，并由永久磁铁维持在合闸位置；当分闸操纵线圈通电，动铁心向反方向运动，一样由永久磁铁将它保待在另一个工作位置即分闸位置上，也确实是说，该机构在操纵线圈不通电流时它的动铁心有两个稳固工作状态，（合闸和分闸）。

也称双稳态电磁机构[1]。

永磁操动机构作为替代传统操动机构的一种新型机构，组成单元超级简单。

要紧由极化电磁铁、智能操纵器、储能电容器、电源模块、位置传感器等五部份组成。

图1 系统连接组成工作原理框图2 永磁机构动作原理、双线圈电磁铁结构极化电磁铁是永磁机构的要紧执行部件。

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产生磁场的装置，它可以将磁场用于各种应用，如电机、发电机、传感器等。

永磁机构的原理是基于永磁材料的磁性特性和磁场的作用原理。

首先，永磁机构的核心是永磁材料。

永磁材料是一种具有自发磁化特性的材料，它可以在没有外部磁场的情况下产生磁场，并且可以保持这种磁场长时间不衰减。

常见的永磁材料有铁氧体、钕铁硼、钴磁铁等。

这些材料具有较高的矫顽力和剩磁，使得它们可以产生较强的磁场。

其次，永磁机构利用永磁材料产生的磁场来实现各种功能。

在电机中，永磁机构可以产生旋转磁场，从而驱动电机转动；在发电机中，永磁机构可以产生感应磁场，从而将机械能转化为电能；在传感器中，永磁机构可以产生静态磁场，从而实现对磁场变化的敏感检测。

这些功能都是基于永磁材料产生的磁场所实现的。

另外，永磁机构的工作原理还与磁场的作用原理密切相关。

磁场是一种具有方向和大小的物理场，它可以对磁性物质和电流产生作用。

在永磁机构中，磁场可以通过永磁材料的磁化产生，并且可
以对周围的物质和电流产生作用。

这种作用可以通过磁力线的分布
和磁场的能量来描述，从而实现对物理过程的控制和转换。

总的来说，永磁机构的原理是基于永磁材料的磁性特性和磁场
的作用原理。

它利用永磁材料产生的磁场来实现各种功能，如驱动、转换和检测等。

因此，永磁机构在电机、发电机、传感器等领域具
有重要的应用价值，对于提高能源利用率和提升设备性能具有重要
意义。

磁控操作机构的工程应用分析

磁控操作机构的工程应用分析摘要：本文对比了弹簧、永磁、电磁和磁控等几种典型操作机构的动作原理和技术特点，优选磁控操作机构进行工程实用化应用分析，剖析磁控机构的结构组成、工作原理和技术优点，基于磁控操作机构的速动性展开磁控开关的五级级差保护方案研究与工程应用分析。

关键词：磁控操作机构；速动性；磁控开关；五级级差保护0 引言随着经济的高速发展，配电网负荷越来越大，配电线路的停电所带来的经济损失以及社会影响越来越严重，如何提升配网供电可靠性，减少线路故障停电时间，成为了电网公司的迫切需求。

文章对比弹簧、永磁、电磁和磁控等几种典型配电开关操作机构的动作原理和技术特点，重点针对新型磁控操作机构展开工程应用分析，提出基于磁控开关的五级级差保护应用方案，对磁控开关的推广应用，提升配网线路的供电可靠性具有重要的指导意义。

1 配电开关典型操作机构对比1.1弹簧操作机构弹簧操作机构合闸时，先通过储能电机对合闸弹簧进行储能，再由合闸脱扣器解锁机械锁扣装置，释放合闸弹簧中能量，通过输出凸轮驱动开关合闸，合闸完成后由合闸锁扣装置实现保持；分闸时由分闸脱扣器解锁机械锁扣装置，开关将在分闸弹簧、触头弹簧的作用力驱动下完成分闸动作。

优点是合分闸电流较小，操作功耗小；缺点是结构复杂，传动、锁扣、脱扣装置多，机械零部件数量多，易损坏，机械寿命一般在1万次。

1.2永磁操作机构永磁操作机构由于采用永磁体实现合分闸位置的保持，取消了机械锁扣装置，进一步简化了结构，由合闸电流通过合闸线圈产生电磁力驱动动铁芯，完成合闸动作后，由永磁体的磁力吸附动铁芯，实现合闸保持。

分闸时，在合闸线圈或者中通以反向电流，产生分闸方向的电磁力，抵消永磁体磁力，驱动动铁芯，完成分闸动作后，利用分闸弹簧或者分闸端永磁体实现分闸保持。

优点是结构简单，体积小，可靠性高，机械寿命一般在3万次以上；缺点操作电流大，操作功耗高，操作高度依赖控制系统。

1.3电磁操作机构电磁操作机构结构也比较简单，合闸时由合闸电流在合闸线圈中产生的电磁力来驱动动铁芯，动铁芯推动运动支架带动开关进行合闸，当合闸完成后由维持线圈中的电磁力实现保持。

管理资料永磁操动机构汇编

2）单稳态永磁机构是指开关在合闸位置，其保持力由永久磁铁提供，而在分闸位置则由分闸弹簧提供。
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。

10kVSF6全绝缘断路器柜的永磁操作机构应用

10kV SF6全绝缘断路器柜的永磁操作机构应用[摘要]10kV SF6全绝缘断路器柜内部以往所用的传统弹簧操作机构的断路器往往潜在较多缺陷问题，已经无法满足实际的操作需求。

而永磁操作机构，则能够有效弥补传统弹簧操作机构各种缺陷，达到良好应用效果。

故本文主要探讨10kV SF6全绝缘断路器柜永磁操作机构的有效应用。

[关键词]全绝缘；10kV SF6；断路器柜；永磁操作机构；应用；前言：10kV SF6全绝缘断路器柜当中，永磁操作机构属于重要的一类机构，相比较传统弹簧操作机构的断路器而言，其应用优势相对较多。

因而，综合分析10kV SF6全绝缘断路器柜当中永磁操作机构的有效应用，其现实意义较为显著。

1、关于全绝缘断路器柜的概述针对10kV SF6全绝缘断路器柜，它是应用至建设地缆网当中二次配电所用的断路器柜。

此断路器柜类型断路器柜开关具备着小体积、全绝缘及全密封、安全可靠性、免于维护、便捷化安装及操作、占地面积较小等各项优势。

能够从应用至变压器设施设备控制及保护、母线分断及联络、进线间隔、开关控制装置配置分界等当中[1]。

在一定程度上，10kV SF6全绝缘断路器柜有着故障检测、保护控制、通信等各项功能，呈较高科技含量，且市场应用发展前景较为乐观。

2、应用分析2.1应用永磁操作机构之必要性的产生传统弹簧操作机构的断路器，其在实际应用过程当中所表现出的缺陷问题详细如下：分合闸操作速度缓慢，多极差式控制无法实现，连跳及越级跳闸现象极易出现，停电面积相对较大，准确做好故障定位难度相对较大；较大合闸功率，较难储备更多的外部电源，停送电具体时间无法得到保证；分合闸具备较高的随机离散特性，分合闸位置线圈极易有烧坏情况出现，受机构影响，电网停电；合闸较长时间弹跳，灭弧室内部触头产生反复拉弧情况下，严重冲击着电网；机构体积相对较大，呈现较差的密封性，极易受周边环境所影响，部件易发生锈蚀现象，机构功能无法得到保证，老化及卡涩问题出现后，引发更多严重的故障问题；此外，传统弹簧操作机构的断路器总体结构极具复杂性，内部有较多的零部件过多，增加了维修难度系数及总体成本，且磨损及机械疲劳等各类故障问题发生概率相对较高，总体应用可靠性及使用寿命均无法得到保证。

VS1真空断路器原理图及两种VS1真空断路器的介绍

一、VS1真空断路器原理图二、以下是两种vs1真空断路器介绍：VS1真空断路器- 西安森源珠海自动化公司西安森源配电自动化设备有限公司提供的VS1真空断路器是空气绝缘的户内式开关设备元件。

断路器符合GB1984、DL/T403及IEC60056等标准的规定。

在正常使用条件下，只要在断路器的技术参数范围内，它就可以保证安全、可靠地运行于相应电压等级的电网中。

VS1真空断路器可在工作电流范围内进行频繁的操作或多次开断短路电流；机械寿命可高达30,000次，满容量短路电流开断次数可达50次。

VS1真空断路器适于重合闸操作并有极高的操作可靠性与使用寿命。

VS1真空断路器（普通型）采用了立式的绝缘筒防御各种气候的影响；且在维护和保养方面，通常仅需对操作机构做间或性的清扫或润滑。

VS1真空断路器（极柱型）采用了固体绝缘结构—集成固封极柱，实现了免维护。

VS1真空断路器在开关柜内的安装形式既可以是固定式，也可以是可抽出式的，还可安装于框架上使用。

一、断路器主体结构●普通型断路器主体部分导电回路设置在用绝缘材料制成的圆柱状绝缘筒内。

这种结构可以使得真空灭弧室免受外界环境影响和机械的损害。

断路器主体安装在做成托架状的断路器操动机构外壳的后部。

视使用场所情况，可在绝缘筒上增装一个防尘盖（作为附加装置），这种设计有助于防止闪络的发生，并作为断路器内部污秽的附加保护。

在实际使用当中，额定电流1250A 及以下等级在运行时可不必去除，额定电流1600A及以上等级运行时则必须去除。

●极柱型断路器极柱设计为圆柱形，安装在作成托架状的操作机构外壳的后部。

断路器极柱的导电部分封闭在环氧树脂套筒内，以免受冲击和外部环境影响。

二、断路器操动机构的结构操动机构为弹簧储能操作机构，一台操动机构操作三相真空灭弧室。

操动机构主要包括两个储能用拉伸弹簧、合闸储能装置、传力至各相灭弧室的连板、拐臂以及分闸脱扣装置，此外，在框架前方还装有诸如储能电动机、脱扣器、辅助开关、控制设备、分合闸按钮、手动储能轴、储能状态指示牌、合分闸指示牌等部件。

永磁调速器电动执行机构工作原理

永磁调速器电动执行机构工作原理随着科技的发展，电动执行机构在工业自动化控制中扮演着越来越重要的角色。

而永磁调速器电动执行机构则是电动执行机构中的一种重要形式，具有高效、稳定、精准、响应速度快等特点，在工业自动化领域得到了广泛的应用。

永磁调速器电动执行机构的工作原理是指，在控制系统的控制下，通过永磁调速器对电动执行机构进行调速，从而实现对执行机构的精准操控。

下面，我们将详细介绍永磁调速器电动执行机构的工作原理。

1.永磁调速器的工作原理永磁调速器是利用永磁同步电机的特性进行调速的一种装置。

永磁同步电机是一种将永磁体作为励磁源的同步电机，其转子上的励磁磁场是由永磁体产生的，因此具有良好的稳态特性和较高的效率。

通过对永磁调速器中的永磁体磁场进行控制，可以实现对电机的转速调节，从而达到调速的目的。

2.电动执行机构的工作原理电动执行机构通常由电动机、减速机、传动机构和执行机构等部分组成。

其中，电动机负责驱动执行机构的运动，减速机负责将电动机的高速转动转换为执行机构所需的低速高扭矩输出，传动机构负责将减速机的输出传递给执行机构，执行机构则负责完成所需的动作。

在实际应用中，电动执行机构的工作原理是通过对电动机的控制，来实现对执行机构的精准操控。

3.永磁调速器电动执行机构的工作原理永磁调速器电动执行机构是将永磁调速器与电动执行机构相结合的一种机电一体化装置。

在工作时，永磁调速器首先对永磁同步电机的励磁磁场进行调节，实现对电机的转速调节。

然后，通过传动机构将电机的转动传递给执行机构，从而实现对执行机构的精准操控。

4.工作原理分析永磁调速器电动执行机构在工作时，通过控制永磁调速器来实现对电机的转速调节，从而精准地控制执行机构的运动。

这种机电一体化的设计，使得永磁调速器电动执行机构具有高效、稳定、精准、响应速度快等特点。

同时，由于永磁调速器具有高效、稳定的特性，能够提高整个系统的工作效率，降低能耗，从而在工业自动化领域得到了广泛的应用。

第05讲永磁操动机构

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。
• 在中压领域，目前使用的断路器主要有三种类型：少油断路器、SF6断路器、真空断路器。少油断路器采用变压器油作为灭弧介质，10KV级的行程为 150mm左右，由于开端时油会被碳化，且燃弧时间稍长、动静触头烧损严重，所以不能频繁开端，而且需要经常检修；SF6断路器采用具有特殊灭弧性能的SF6气体作为灭弧介质，加上灭弧方式的独特设计，具有电寿命长、开断性能好的优点；真空断路器是利用真空作为灭弧介质和绝缘保护的一种断路器，绝缘强度高，灭弧性能强，10KV的开距可控制在10mm左右，消耗功率小，开断可靠性高。
• 2、永磁操动机构采用永磁来产生保持力，由于永磁材料的良好工作性能，不会产生传统操动机构的漏油、失效等故障，易实现免维护运行。
• 3、永磁操动机构输出特性和真空断路器的开关机械负载特性吻合，从而能够达到良好的速度特性。
• 4、永磁操动机构传动机构非常简单，由分合闸线圈的励磁电流产生的磁场直接驱动动铁心，动铁心又直接和断路器的主轴相连。由于运动部件少和中间传动部件少，使其具有更好的可控性，为断路器实现智能控制打下基础。
永磁操动机构和液压式、电磁式、弹簧式等
传统的断路器相比具有以下优点
• 1、永磁操动机构结构简单，运动部件只有一个动铁心，零部件也很少。和传统的弹簧机构相比，永磁操动机构的零部件减少了大约百分之四十，这就使它的可靠性大大提高。同时由于它没有容易出现机械故障的锁扣装置，所以其机械可靠性非常高，发生机械故障的概率几乎为零。

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。

断路器操动机构的发展与应用

断路器操动机构的发展与应用教程来源：网络作者：未知点击：76 更新时间：2009-8-13 9:39:17摘要：概述了断路器操动机构的分类，分析了CY3型液压机构运行中的问题，提出了处理其常见问题的方法，阐述了应用于CY3液压机构的故障诊断系统。

展望了永磁操动机构的发展动态。

0 断路器操动机构断路器由三部分组成：断路器本体、操动机构、电源。

作为断路器主要部件的断路器本体，它的功能是切断负载或短路电流。

按其灭弧所采用的介质来分，可分为油断路器，真空断路器和SF6断路器。

操动机构的功能是通过电动方式或手动方式实现断路器触头的开合及满足触头开合特性的各种要求。

因此，虽然操动机构在断路器总造价中占较低的比率，但其在断路器的开合特性起着至关重要的位置。

电源部件的功能是为断路器以电动方式开合提供足够的能源。

就真空断路器而言，目前真空技术已很“成熟”，世界上已经有了可断开100kA短路电流的真空断路器。

因此，对配电网开关设备而言，人们关心的技术参数，已不是它的开断容量，而更主要的是关注高可靠性和免维护设计。

而对于真空断路器而言，就目前的制造水平，包括我国自行设计和生产的产品，真空灭弧室的可靠性已经达到相当高的水平，它的平均无故障时间已可达到25年，然而在实际运行中，配电网开关设备的可靠性却并不乐观，远远低于真空无弧室已达到的可靠性水平。

统计资料表明：设备故障中有70%～90%以上为操动机构的机械故障。

传统的真空断路器，其操动机构主要是电动弹簧机构和电磁操动机构。

对于机械电动弹簧机构，它所暴露出来的缺点是机械结构十分复杂，零件数量多，且要求加工精度高，制造工艺复杂，成本高，产品的可靠性不易保证。

对于电磁操动机构，其结构复杂程度和工作可靠性比电动—弹簧储能机构要有所改善，但其致命的问题是合闸线圈消耗功率太大，要求配置价格昂贵的蓄电池组，以及电磁机构结构笨重，动作时间较长。

因此想依靠这两种操动机构的改进，来提高断路器的可靠性和免维护水平，以及实现开关设备的自动化、运动化和智能化。

ABB VSC 真空接触器说明书

VSC 真空接触器配双稳态永磁操动机构3.6 ...12kV, ...400A总则VSC 中压真空接触器是适用于交流配电系统的电气开关设备，尤其是适合于频繁操作场合的理想电器。

VSC 真空接触器配置的永磁操动机构，已在 ABB 中压真空断路器上得到了广泛的应用。

这些积累的成熟经验，将使 VSC 真空接触器有着更广阔的发展前景。

ABB 凭借在中压真空断路器中使用“ MABS ”型永磁操动机构取得的成功经验，开发出了性能更优异的中压接触器用双稳态“ MAC ”型永磁操动机构。

永磁操动机构由宽电源稳压模块供电。

不同的电源模块可根据功能模块及辅助电源电压的要求选择。

电源电压可以选择在其工作频率下允许范围内的任意值。

可选型号VSC 接触器有以下型号：以上可选用的型号，均包括以下述两种操作模式。

●SCO (单命令操作):当辅助电源向接触器供电时合闸；当接触器接到分闸命令时辅助电源被切断或辅助电源电压不足时分闸。

●DCO (双命令操作)：接触器接收以脉冲方式发出的合闸命令时合闸；同样,接触器接收以脉冲方式发出的分闸命令时分闸。

应用范围VSC 真空接触器作为电气控制开关设备，可广泛应用于发电厂、工业、服务、海运等行业中。

真空灭弧室优异的开断性能，使得 VSC 接触器能在特别恶劣的条件下运行。

接触器适合控制和保护电动机、变压器、电容器组、开关系统等。

配合适当的熔断器，能在短路容量高达1000MV A 的网络中使用。

11概述2依据标准VSC 真空接触器符合大部分工业国家标准，完全满足以下国内及国际标准：国际电工委员会标准IEC 60470中国国家标准GB/T 14808认证通过了 DNV , RINA 等主要船级社规定的试验及认证。

如需以上文件请与厦门 ABB 开关有限公司联系。

使用条件●环境温度：-15℃ ... +40℃●相对湿度：< 95％●海拔 < 1000m 如有其他条件下要求，请与厦门 ABB 开关有限公司联系。

永磁同步电机工作原理

永磁同步电机工作原理
永磁同步电机是一种应用广泛的电动机，它具有高效率、高功率密度、响应速
度快等优点，被广泛应用于电动汽车、工业生产设备、家用电器等领域。

那么，永磁同步电机是如何工作的呢？接下来，我们将详细介绍永磁同步电机的工作原理。

首先，永磁同步电机的工作原理基于电磁感应定律和洛伦兹力原理。

当电机通
电时，电流在电机的定子线圈中产生磁场，而永磁体产生的恒定磁场与定子磁场相互作用，形成旋转磁场。

这个旋转磁场会作用于转子上的导体，从而产生电磁力，推动转子旋转。

其次，永磁同步电机的转子结构通常采用铁芯绕线的形式，通过控制定子电流
的大小和相位，可以实现对转子的精准控制。

这种控制方式称为磁场定向控制，通过调节定子电流，可以使电机在不同负载下保持恒定的转速和扭矩输出。

另外，永磁同步电机通常配备了传感器，用于实时监测转子位置和转速。

传感
器检测到的信号通过控制器进行处理，从而实现对电机的闭环控制。

闭环控制可以提高电机的稳定性和动态响应性能，使其更适合于高精度的应用场景。

此外，永磁同步电机还可以通过矢量控制技术实现对电机的精准控制。

矢量控
制技术可以实现对电机的磁场和电流的独立控制，从而提高电机的效率和动态性能。

同时，矢量控制技术还可以实现电机的无传感器控制，减少了传感器的成本和维护成本。

总的来说，永磁同步电机的工作原理是基于电磁感应和洛伦兹力原理，通过控
制定子电流和转子位置实现对电机的精准控制。

同时，配备了传感器和采用矢量控制技术可以进一步提高电机的性能和可靠性。

希望通过本文的介绍，读者对永磁同步电机的工作原理有了更深入的了解。

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微持电棚２ｏ１４年第４２卷第３期
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闵
三稳态永磁操动机构原理与应用
闵伟，黄志军，李建兵，史政凯，郭国领
（天津平高智能电气有限公司，天津３００３００）
摘
要：三工位操动机构在三工位开关、自动转换开关电器、液压阀等设备中应用广泛。提出了一种新型三稳
态永磁操动机构，给出了其工作原理，并采用有限元法计算了该操动机构的动铁心在第三稳态位置附近所受的磁场力，证明了动铁心能够稳定在该位置。最后，本文还给出了该机构的应用案例。关键词：永磁操动机构；三稳态；三工位开关；自动转换开关电器
ＭＩＮＷｅｉ，ＨＵＡＮＧ
ｎ，ＬＩＪｉａｎ — ｂｉｎｇ，ＳＨＩＺｈｅｎｇ — ｋａｉ，ＧＵＯｇｕｏ — ｌｉｎｇ
（ＴｉａｎｊｉｎＰｉｎｇｇａｏＳｍａｒｔＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３００，Ｃｈｉｎａ）
中图分类号：ＴＭ３５９．９文献标志码：Ａ文章编号：１００４－７０１８（２０１４）０３－００３６－０４
ＴｈｅＰｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔＡｃｔｕａｔｏｒｗｉｔｈＴｈｒｅｅＳｔｅａｄｙＰｏｓｉｔｉｏｎｓ
问题，沈阳工业大学提出了一种三稳态差动式永
磁操动机构。该机构通过在现有双稳态永磁操动机构的两端加装弹簧来实现第三个稳态位置，结构简单，可控性好，但是该机构其它两个位置的保持力需要额外克服弹簧的拉力，这将增加永磁材料的
ｍＰｎｔ一０来自引言三工位隔离一接地开关１－３］、液压阀、自动转换开关电器（ＡＴＳＥ）等设备都有三个工作位置，需
要相应的三工位操动机构来操动。现有三工位隔离一接地开关和液压阀的三工位操动机构主要采用电磁铁与弹簧操动机构，通过机械和电气的互锁
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｅｍａｒｎｅｎｔｍａｇｎｅｔａｃｔｕａｔｏｒ；ｔｈｒｅｅｓｔｅａｄｙｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｔｈｒｅｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓｗｉｔｃｈ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｔｒａｎｓｆｅｒｓｗｉｔｃｈｉｎｇｅｑｕｉｐ —