本发明涉及磁场断路器，更具体地讲，涉及一种直流磁场断路器永磁机构。
背景技术：
1、直流磁场断路器是励磁系统的关键设备之一，在发电机组事故灭磁时起到关键作用；随着水电、火电和核电新建发电机组容量不断增大，目前已经达到1000mw级别，励磁电流接近8000a，因此目前直流磁场断路器的额定电流应当定位在不低于8000a，以满足当前励磁需求。
2、对于直流磁场断路器而言，其触头系统必须具有良好的开断能力以及短时耐受能力，要能够承受几十千安级短路电流的冲击，为了满足直流磁场断路器可靠合、分闸以及快速建立弧压的要求，磁场断路器的操作机构必须具备合闸保持力大、响应速度快以及在复杂电磁环境下具备高可靠性的特点。
3、当前直流断路器领域使用的永磁操作机构多为圆柱型结构，此种形状的永磁操作机构在提高合闸保持力时往往会出现机构过重，分闸响应速度减慢、空间利用率较低等问题。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种直流磁场断路器永磁机构；
2、本发明解决技术问题所采用的解决方案是：
3、一种直流磁场断路器永磁机构，包括呈方形结构且具有u型安装腔的磁屏蔽外壳、安装在u型安装腔的永磁保持组件、套装在永磁保持组件内且与其形成环形腔室的铁芯组件、位于环形腔室内且套装在铁芯组件外侧的电磁线圈；所述永磁保持组件与铁芯组件配合形成闭合磁回路；
4、所述铁芯组件包括与电磁线圈同轴设置的驱动轴、套装在驱动轴外侧的静铁芯和动铁芯；所述静铁芯固定安装在磁屏蔽外壳内且与动铁芯弹性连接；所述驱动轴的两端贯穿磁屏蔽外壳；
5、处于分闸状态时，动铁芯与顶部磁轭顶部之间形成气隙一；所述动铁芯与所述静铁芯之间存在气隙二。
6、在一些可能的实施方式中，所述永磁保持组件包括两组固定在安装磁屏蔽外壳内且呈对称设置的侧面磁轭、安装在侧面磁轭顶部且套装在铁芯外侧的顶部磁轭、两组分别安装在侧面磁轭的内侧面上且位于电磁线圈下方的永磁体、以及套装在静铁芯外侧且与永磁体连接的内磁轭；所述永磁体、侧面磁轭、顶部磁轭、气隙一、动铁芯、气隙二、静铁芯、内磁轭形成闭合磁回路。
7、在一些可能的实施方式中，所述动铁芯固定套装在驱动轴的外侧且截面呈t型结构，包括位于顶部磁轭上方的大端、与大端同轴连接且位于磁屏蔽外壳内的小端；所述小端与静铁芯相互弹性连接；
8、合闸时，动铁芯在电磁线圈产生的磁场和永磁体产生的磁场共同作用下受到吸引力，动铁芯带动驱动轴向靠近静铁芯的一侧运动，直至动铁芯大端底部与顶部磁轭上表面搭接，为与驱动轴连接的触头系统提供合闸保持力，合闸过程完成。
9、在一些可能的实施方式中，在所述静铁芯上设置有与驱动轴同轴的凹槽，在所述凹槽内安装有弹簧，所述弹簧套装在驱动轴的外侧且一端与穿过凹槽与动铁芯的底部抵接。
10、在一些可能的实施方式中，在所述顶部磁轭的上方还设置有盖板；所述驱动轴的一端穿过盖板；
11、所述盖板与顶部磁轭形成供动铁芯沿驱动轴轴向伸缩的空间；
12、在所述盖板、磁屏蔽外壳上分别设置有供驱动轴穿过的通孔。
13、在一些可能的实施方式中，所述电磁线圈包括套装在铁芯组件外侧且与分别顶部磁轭的下表面、内磁轭的上表面抵接配合的框架、以及套装在框架外侧的绕组；所述框架与侧面磁轭的内侧面形成有间隙。
14、在一些可能的实施方式中，所述绕组的外径小于两组侧面磁轭之间的距离。
15、在一些可能的实施方式中，在所述磁屏蔽外壳内安装有采用非导磁材料制成的底板，所述永磁体、侧面磁轭、静铁芯安装在底板上；侧面磁轭上设置有防止对应的永磁体位置偏移的限位件。
16、在一些可能的实施方式中，所述磁屏蔽外壳呈三层结构，包括内层、中间层和外层，所述底板安装在内层内；相邻两层之间设置有导磁平垫。
17、在一些可能的实施方式中，在所述内层、中间层上分别设置有电磁线圈的引出线通过的槽，在所述外层上设置有安装孔，在所述外层上设置有引出线安装座。
18、与现有技术相比，本发明的有益效果：
19、本发明通过改变永磁机构的形状，合理安排永磁机构中永磁体、侧面磁轭、顶部磁轭、动铁芯、静铁芯、内磁轭的布置方式，使得永磁机构内部存在双向闭合磁回路，提供了满足磁场断路器要求的合闸保持力，同时由于对内部空间的充分利用，使得分闸过程中电磁线圈可快速进行去磁，提高了永磁机构的响应速度；
20、本发明通过设置的磁屏蔽外壳，不仅可以有效防止漏磁，还可降低外部复杂电磁环境对永磁机构的影响，提高了永磁机构的可靠性。
1.一种直流磁场断路器永磁机构，其特征在于，包括呈方形结构且具有u型安装腔的磁屏蔽外壳、安装在u型安装腔的永磁保持组件、套装在永磁保持组件内且与其形成环形腔室的铁芯组件、位于环形腔室内且套装在铁芯组件外侧的电磁线圈；所述永磁保持组件与铁芯组件配合形成闭合磁回路；
2.根据权利要求1所述的一种直流磁场断路器永磁机构，其特征在于，所述永磁保持组件包括两组固定在安装磁屏蔽外壳内且呈对称设置的侧面磁轭、安装在侧面磁轭顶部且套装在铁芯外侧的顶部磁轭、两组分别安装在侧面磁轭的内侧面上且位于电磁线圈下方的永磁体、以及套装在静铁芯外侧且与永磁体连接的内磁轭；所述永磁体、侧面磁轭、顶部磁轭、气隙一、动铁芯、气隙二、静铁芯、内磁轭形成闭合磁回路。
3.根据权利要求2所述的一种直流磁场断路器永磁机构，其特征在于，所述动铁芯固定套装在驱动轴的外侧且截面呈t型结构，包括位于顶部磁轭上方的大端、与大端同轴连接且位于磁屏蔽外壳内的小端；所述小端与静铁芯相互弹性连接；
4.根据权利要求2所述的一种直流磁场断路器永磁机构，其特征在于，在所述静铁芯上设置有与驱动轴同轴的凹槽，在所述凹槽内安装有弹簧，所述弹簧套装在驱动轴的外侧且一端与穿过凹槽与动铁芯的底部抵接。
5.根据权利要求2所述的一种直流磁场断路器永磁机构，其特征在于，在所述顶部磁轭的上方还设置有盖板；所述驱动轴的一端穿过盖板；
6.根据权利要求2所述的一种直流磁场断路器永磁机构，其特征在于，所述电磁线圈包括套装在铁芯组件外侧且与分别顶部磁轭的下表面、内磁轭的上表面抵接配合的框架、以及套装在框架外侧的绕组；所述框架与侧面磁轭的内侧面形成有间隙。
7.根据权利要求6所述的一种直流磁场断路器永磁机构，其特征在于，所述绕组的外径小于两组侧面磁轭之间的距离。
8.根据权利要求2-6任一项所述的一种直流磁场断路器永磁机构，其特征在于，在所述磁屏蔽外壳内安装有采用非导磁材料制成的底板，所述永磁体、侧面磁轭、静铁芯安装在底板上；侧面磁轭上设置有防止对应的永磁体位置偏移的限位件。
9.根据权利要求8所述的一种直流磁场断路器永磁机构，其特征在于，所述磁屏蔽外壳呈三层结构，包括内层、中间层和外层，所述底板安装在内层内；相邻两层之间设置有导磁平垫。
10.根据权利要求9所述的一种直流磁场断路器永磁机构，其特征在于，在所述内层、中间层上分别设置有电磁线圈的引出线通过的槽，在所述外层上设置有安装孔，在所述外层上设置有引出线安装座。
