具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参见图1～4，本发明实施例提供了一种电控永磁双稳态操作机构，其包括：上吸力单元、下吸力单元、动铁芯7和传动杆。

上吸力单元和下吸力单元相对设置，如图1中，两者在竖直方向上上下相对设置，同时，两者作为向动铁芯7提供吸力的单元，需静止不动，即需要两者固定设置。各吸力单元均具有：轭铁、永磁铁和励磁线圈。永磁铁和励磁线圈均位于轭铁内。相应地，对于上吸力单元来说，其包括：上轭铁2、上永磁体(或称合闸永磁体4)和上励磁线圈(或称合闸励磁线圈5)。对于下吸力单元来说，其包括：下轭铁11、下永磁体(或称分闸永磁体9)和下励磁线圈(或称分闸励磁线圈10)。为了实现上吸力单元和下吸力单元同时提供相反方向的吸力，上吸力单元的励磁线圈与下吸力单元的励磁线圈反向串联连接或者并联连接。动铁芯7设置于上吸力单元和下吸力单元之间，相对上吸力单元或者下吸力单元可移动，移动方向为上吸力单元与下吸力单元的连接方向，如图1中的竖直方向。传动杆设置于动铁芯7上，并且穿设于上吸力单元，使得传动杆的一端露出于上吸力单元，以与绝缘连杆连接，进而可以在动铁芯7的带动下移动，从而带动绝缘连杆移动，实现动触头的移动，即实现合闸或分闸。永磁铁在吸力单元内的本身高度可以高于励磁线圈在吸力单元内的本身高度。永磁铁朝向动铁芯7一侧的端面与轭铁朝向动铁芯7一侧的端面齐平。

合闸操作时，合闸励磁线圈5和分闸励磁线圈10同时通入电流，合闸励磁线圈5通入正向电流，磁力线方向与合闸永磁铁4的磁力线方向相同，上部磁场增强，动铁芯7受到较强的向上吸合力。同时分闸励磁线圈10通入反向电流，磁力线方向与分闸永磁铁9的磁力线方向相反，下部磁场减弱，动铁芯7受到的向下吸合力大大减弱，甚至为零，在合闸励磁线圈5励磁和合闸永磁铁4吸力助力下，动铁芯7向上运动，通过传动杆带动绝缘连杆向上运动，进而带动灭弧室的动触头向上运动，合闸动作完成后，控制单元自动切断分闸励磁线圈10励磁电流和合闸励磁线圈5励磁电流，依靠合闸永磁铁4的吸力将动铁芯7保持在合闸位置上，这时虽然分闸永磁铁9也显示磁性，但由于其相对合闸永磁铁4距离动铁芯7较远，对动铁芯7的吸合力远小于合闸永磁铁4的吸合力，因此不会对动铁芯7的位置保持造成干扰。

分闸操作时，合闸励磁线圈5和分闸励磁线圈10同时通入电流，分闸励磁线圈10通入正向电流，磁力线方向与分闸永磁铁9的磁力线方向相同，下部磁场增强，动铁芯7受到较强的向下吸合力。同时合闸励磁线圈5通入反向电流，磁力线方向与合闸永磁铁4的磁力线方向相反，上部磁场减弱，动铁芯7受到的向上吸合力大大减弱，甚至为零，在分闸励磁线圈10励磁和分闸永磁铁9吸合力的助力下，动铁芯7向下运动，通过传动杆带动绝缘连杆向下移动，进而带动灭弧室的动触头向下运动，分闸动作完成后，控制单元自动切断分闸励磁线圈10和合闸励磁线圈5励磁电流，依靠分闸永磁铁9的吸力将动铁芯7保持在分闸位置上，这时虽然合闸永磁铁4也显示磁性，但是由于其距离动铁芯7相对分闸永磁铁9较远，对动铁芯7的吸合力远小于分闸永磁铁9的吸合力，因此不会对动铁芯7的位置保持造成干扰。

通过设置上吸力单元、下吸力单元、动铁芯7和传动杆，上吸力单元和下吸力单元固定设置且两者相对，动铁芯7位于上吸力单元和下吸力单元之间且相对上吸力单元或下吸力单元移动，传动杆设置于动铁芯7上以由动铁芯7带动移动，传动杆的一端穿设于上吸力单元以与绝缘连杆连接，使得本电控永磁双稳态操作机构的结构简单，易加工且成本低，控制方便，运行稳定。

当合闸时，瞬时冲击力较大，尤其是在接近合闸终了位置时，为了降低合闸速度，缓冲机械冲击力，本电控永磁双稳态操作机构还包括：合闸缓冲弹簧3，其设置于上吸力单元内，合闸缓冲弹簧3的一端与上吸力单元的轭铁连接，从而可以在合闸时，因传动杆的向上移动压缩合闸缓冲弹簧3。在合闸缓冲弹簧3的作用下，降低合闸速度。当由合闸状态切换为分闸状态时，传动杆会向下移动，此时合闸缓冲弹簧3会释放使动铁芯7向下移动的助力，即在分闸励磁线圈10励磁、分闸永磁铁9吸合力、以及合闸缓冲弹簧3的助力下，动铁芯7向下运动，提高了本机构运行的稳定性。具体地，可以是在传动杆的本体上形成上轴肩，在上轭铁2朝向动铁芯7的一侧形成上凹槽，上凹槽的底部开有贯穿上轭铁2的上通孔，轴肩移动地设置于上凹槽内，合闸缓冲弹簧3的一端与上凹槽的槽底连接，合闸缓冲弹簧3的外径大于上通孔的内径，传动杆的本体的上端穿过上通孔与绝缘连杆连接，传动杆的本体的下端与动铁芯7连接。在其他的实施例中，合闸缓冲弹簧3可以通过与传动杆连接实现位于上吸力单元内。当合闸缓冲弹簧3在分闸状态时，其自由长度可以小于上凹槽的槽底与上轴肩的上端面之间的距离。当分闸缓冲弹簧8在合闸状态时，其自由长度可以小于下轭铁11朝向动铁芯7的一侧所形成的下凹槽的槽底与传动杆的本体上所形成的下轴肩的下端面之间的距离，下轴肩与上轴肩分列于动铁芯7的两侧。

为了便于及时了解本机构所处状态是分闸状态还是合闸状态，传动杆的另一端穿设于下吸力单元，并与位置开关连接，位置开关用于表征断路器灭弧室的触头位置信息，当该另一端与第一位置开关接触时，可以表征处于合闸状态，当与第二位置开关接触时，可以表征处于分闸状态。

当分闸时，瞬时冲击力较大，尤其是在接近分闸终了位置时，为了降低分闸速度，缓冲机械冲击力，本电控永磁双稳态操作机构还包括：分闸缓冲弹簧8，其设置于下吸力单元内，分闸缓冲弹簧8的一端与下吸力单元的轭铁连接，从而可以在分闸时，因传动杆的向下移动压缩分闸缓冲弹簧8。在分闸缓冲弹簧8的作用下，降低分闸速度。当由分闸状态切换为合闸状态时，传动杆会向上移动，此时分闸缓冲弹簧8会释放使动铁芯7向上移动的助力，即在合闸励磁线圈5励磁、合闸永磁铁4吸合力、以及分闸缓冲弹簧8的助力下，动铁芯7向上运动，提高了本机构运行的稳定性。在其他的实施例中，分闸缓冲弹簧8可以通过与传动杆连接实现位于下吸力单元内。需要说明的是，分闸缓冲弹簧8在合闸状态时或者合闸缓冲弹簧3在分闸状态时，均可以处于自由状态，即处于未被压缩状态。合闸缓冲弹簧3与传动杆或上吸力单元的轭铁连接，分闸缓冲弹簧8与传动杆或下吸力单元的连接，可以是抵接连接，即接触式连接，还可以是焊接等连接，本实施例对此不进行限定。

为了进一步提高合闸状态时的助力，本电控永磁双稳态操作机构的动铁芯7朝向上吸力单元的一侧设置有第一凹槽，其用于容纳上吸力单元的励磁线圈的一部分，换言之，该励磁线圈的另一部分位于上轭铁2内，在图1中，该励磁线圈的下部位于第一凹槽内。可以是，在合闸状态时，该励磁线圈的下端位于第一凹槽内；在分闸状态时，励磁线圈的下端也可以位于第一凹槽内或者与第一凹槽的槽口所在端面有间隔。

为了进一步提高分闸状态时的助力，本电控永磁双稳态操作机构的动铁芯7朝向下吸力单元的一侧设置有第二凹槽，其用于容纳下吸力单元的励磁线圈的一部分，换言之，该励磁线圈的另一部分位于下轭铁11内，在图1中，该励磁线圈的下部位于第二凹槽内。可以是，在分闸状态时，该励磁线圈的上端位于第二凹槽内；在合闸状态时，励磁线圈的上端也可以位于第二凹槽内或者与第二凹槽的槽口所在端面有间隔。第二凹槽和第一凹槽的位置相对以提供运行的稳定性。两者均呈环状。

永磁铁套设于传动杆和励磁线圈之间，也就是说，沿径向方向由内向外依次为传动杆、永磁铁和励磁线圈。

传动杆分为上传动杆1和下传动杆12。上传动杆1设置于动铁芯7的上端面上，即动铁芯7朝向上吸力单元的一侧上，上传动杆1的一端(或称顶端)穿设于上吸力单元。下传动杆12设置于动铁芯7的下端面上，即动铁芯7朝向下吸力单元的一侧上，下传动杆12的下端穿设于下吸力单元，并且两个传动杆之间无连接，即与上传动杆1之间有间隔，使得上传杆1和下传动杆12是两个独立的杆件，如此利于本机构的组装。在其他的实施例中，上传动杆1和下传动杆12可以是一整根传动杆。下传动杆12的另一端穿设于下吸力单元。上传动杆1和下传动杆12相对设置，进一步提高了移动的稳定性。具体地，在动铁芯7上设置第一通孔，上传动杆1和下传动杆12均设置于第一通孔内。可以是在下传动杆12的本体上形成下轴肩，在下轭铁11朝向动铁芯7的一侧形成下凹槽，下凹槽的底部开有贯穿下轭铁11的下通孔，下轴肩移动地设置于下凹槽内，下轴肩的下端面与分闸缓冲弹簧8的一端连接，分闸缓冲弹簧8的另一端与下凹槽的槽底连接，分闸缓冲弹簧8的外径大于下通孔的内径，下传动杆12的本体的下端穿过下通孔与绝缘连杆连接，下传动杆12的本体的上端与动铁芯7连接。

为了便于固定上吸力单元和下吸力单元，本电控永磁双稳态操作机构还包括：连接套6，其呈环状，套设于上吸力单元和下吸力单元外侧，并位于两个吸力单元之间。具体地，在上吸力单元的轭铁边缘和下吸力单元的轭铁边缘均形成有安装端，即上安装端和下安装端，相应地，轭铁形成有相对安装端靠近中心的吸力部，吸力部朝动铁芯7一侧凸起的高度(或称本身的高度)高于安装端本身的高度，连接套6的上下两端位于两个安装端之间，连接方式可以是螺栓连接，还可以是螺钉13连接，如图1中，使用了螺钉13。连接套6在径向上与轭铁的吸力部之间有间隔，连接套的材质与轭铁的材质不同，可以是不锈钢以提高支撑强度。

本发明另一个实施例提供了一种真空断路器，其包括：永磁机构和绝缘拉杆。永磁机构为上述的电控永磁双稳态操作机构。绝缘拉杆的一端与永磁机构连接，另一端与真空断路器的灭弧室的动触头连接，带动灭弧室完成分合动作。

由真空断路器的灭弧室的触头压力弹簧代替位于上吸力单元内的合闸缓冲弹簧3，也就是说，当电控永磁双稳态操作机构使用于真空断路器时，可不设合闸缓冲弹簧3，其所起的作用由真空断路器的灭弧室的触头压力弹簧代替。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。