直线电机驱动的真空断路器

空气断路器   目前交流高压断路器根据其使用要求，按合闸动力的不同，通常有气动操动机构，液压操动机构，弹簧操动机构，电磁操动机构和电动机操动机构。其中气动，液压和弹簧操动机构都很复杂，图10-15a）为非直线电机驱动的操动机构，加工部件多，加工精度和工艺要求高，制造成本远高于电磁操动机构，且不易实行智能化控制。而电磁操动机构虽简单，成本适宜，但需直流供电，且短时功率要求很大，有时电源系统比断路器自身价格还贵，还要对蓄电池日常维护，行程和速度又受到限制。至于电动机操动机构，由于其合闸功率和速度达不到要求已基本不用。此外，要在断路器实现灵活控制的动作要求，现有的机械操动机构也难以适应。新的办法是采用直线电机驱动的电气驱动机构。如图10-15b）所示。

   采用筒型交流直线电动机作为操动机构的优点是：①采用筒型直线电机后，原真空断路器的一整套复杂的连杆驱动机构全部由直线机构替代，新的驱动机构变得非常简单，体积大为缩小（如图10-12b）。②可以采用交流馈电，其电源功率不需很大，这样可为真空断路器在无直流电源场合的使用提供了方便。③直线电动机结构简单，主要原材料为硅钢片和漆包线等，成本低，加工制造方便，一般电器制造厂均能生产。④对低速直线电动机，其速度推力特性（如图10-16所示），适用于真空断路器的操作要求。在起动时（s=1），推力最大。而且，直线电动机的这种特性对于具有对接式触头的断路器而言，可以减少触头相碰时的撞击振动。⑤直线电动机完全能提供真空断路器所需的合闸功，而且其体积并不大。⑥直线电动机有较快的起动过程，较大的起动推力，并易于改变速度—推力特性。⑦用直线电机驱动，可根据在合闸和拉闸的需要，采用不同的驱动力和不同的速度。⑧它响应快速，可直接接受电气控制信号，易于实现快速多变的控制要求。 
   这种由直线电机驱动的真空断路器，我国西安交通大学和浙江大学分别以其横放直线电机与竖放直线电机驱动的方式获得成功。