一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置及其方法，所述裝置包括斷路器和控制模塊；所述控制模塊包括步進(jìn)電機(jī)、傳動內(nèi)軸、轉(zhuǎn)盤、凸臺、渦輪、渦桿和控制電路；所述控制模塊通過傳動內(nèi)軸與斷路器連接。所述方法包括合閘方法和拉閘方法。本發(fā)明采用內(nèi)軸來帶動斷路器進(jìn)行拉合閘，斷路器觸頭閉合的同步性更好；拉合閘傳動系統(tǒng)具有封閉式結(jié)構(gòu)，防止固體顆粒進(jìn)入導(dǎo)致機(jī)構(gòu)卡死。本發(fā)明狀態(tài)指示，該功能可以直觀的顯示斷路器的工作狀態(tài)，使用戶清楚的看到斷路器是否正常運(yùn)行。本發(fā)明防止合閘功能，有效的防止了斷路器的誤操作。本發(fā)明模式切換功能可以支持用戶根據(jù)自身情況控制是否需要自動合閘。
【專利說明】一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種斷路器控制裝置，具體講涉及一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]斷路器是電源和負(fù)載單元之間的保護(hù)電動機(jī)、變壓器以及輸電線路的一種負(fù)載設(shè)備。用于保護(hù)配電電路免受電弧放電故障、接地故障、短路故障和/或過載。
[0003]斷路器在各行各業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，本發(fā)明人大量研究、觀察發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的自動拉合閘斷路器電機(jī)與斷路器之間的傳動裝置比較簡單，穩(wěn)定性不強(qiáng)，存在比較大的安全隱患。固體顆粒進(jìn)入導(dǎo)致機(jī)構(gòu)卡死，影響拉合閘的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置及其方法。本發(fā)明采用內(nèi)軸傳動的方式增加了斷路器觸頭閉合的同步性，同時，斷路器的傳動裝置具有封閉式結(jié)構(gòu)，防止固體顆粒進(jìn)入導(dǎo)致機(jī)構(gòu)卡死，影響拉合閘的功能。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)斷路器自動拉合閘，模式切換，工作狀態(tài)指示，斷路器狀態(tài)維持等功能。
[0005]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置，其改進(jìn)之處在于，所述裝置包括斷路器和控制|吳塊；
[0007]所述控制模塊包括步進(jìn)電機(jī)、傳動內(nèi)軸、轉(zhuǎn)盤、凸臺、渦輪、渦桿和控制電路；
[0008]所述控制模塊通過傳動內(nèi)軸與斷路器連接。
[0009]優(yōu)選的，所述傳動內(nèi)軸為金屬材質(zhì)的三角軸；所述步進(jìn)電機(jī)為開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件；所述控制電路中控制信號為Ov或220v的電平信號。
[0010]優(yōu)選的，所述控制模塊控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，所述渦桿與渦輪采用齒輪嚙合連接；所述步進(jìn)電機(jī)通過軸上安裝的渦桿帶動渦輪轉(zhuǎn)動，渦輪轉(zhuǎn)動時通過渦輪上的兩個凸臺推動轉(zhuǎn)盤，傳動內(nèi)軸固定在轉(zhuǎn)盤上，斷路器通過傳動內(nèi)軸的轉(zhuǎn)動來帶動。
[0011]優(yōu)選的，所述控制電路通過外部接收信號控制負(fù)荷開關(guān)的合閘和拉閘。
[0012]優(yōu)選的，所述斷路器包括觸頭系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、外殼和狀態(tài)指示燈，所述狀態(tài)指示燈為紅綠兩種顏色。
[0013]優(yōu)選的,所述電機(jī)通過潤桿轉(zhuǎn)動帶動潤輪，潤輪順時針轉(zhuǎn)動通過左邊的凸臺推動轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤順時針轉(zhuǎn)動通過三角軸帶動斷路器合閘。
[0014]優(yōu)選的，所述電機(jī)通過潤桿轉(zhuǎn)動帶動潤輪，潤輪逆時針轉(zhuǎn)動通過右邊的凸臺推動轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤逆時針轉(zhuǎn)動通過三角軸帶動斷路器拉閘。
[0015]進(jìn)一步地，所述斷路器到達(dá)合閘位置，電機(jī)開始逆時針轉(zhuǎn)回到初始位置。
[0016]進(jìn)一步地，所述斷路器到達(dá)拉閘位置，電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。
[0017]本發(fā)明基于另一目的提供的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括合閘方法和拉閘方法。
[0018]優(yōu)選的，所述合閘方法包括:
[0019](11.1)接收合閘命令；
[0020](11.2)電平信號由OV跳變至220V ；
[0021](11.3)控制模塊內(nèi)部機(jī)構(gòu)帶動傳動內(nèi)軸正向轉(zhuǎn)動直至斷路器合閘。
[0022]優(yōu)選的，所述拉閘方法包括:
[0023](12.1)接收拉閘命令；
[0024](12.2)電平信號由220V跳變至OV ；
[0025](12.3)控制模塊內(nèi)部機(jī)構(gòu)帶動傳動內(nèi)軸反向轉(zhuǎn)動直至斷路器拉閘。
[0026]優(yōu)選的，所述方法包括手動模式和自動模式；
[0027]在自動模式下，收到合閘和跳閘命令時由控制模塊帶動斷路器執(zhí)行合閘和拉閘命令；
[0028]在手動模式下，收到拉閘時控制模塊帶動斷路器拉閘；當(dāng)收到合閘命令時，斷路器不自動合閘，等待用戶手動合閘。
[0029]進(jìn)一步地，所述斷路器到達(dá)合閘位置時，電機(jī)開始逆時針轉(zhuǎn)初始位置，不影響斷路器的自由脫扣。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為:
[0031]1、本發(fā)明采用三角內(nèi)軸來帶動斷路器進(jìn)行拉合閘，斷路器觸頭閉合的同步性更好；拉合閘傳動系統(tǒng)具有封閉式結(jié)構(gòu)，防止固體顆粒進(jìn)入導(dǎo)致機(jī)構(gòu)卡死。
[0032]2、本發(fā)明狀態(tài)指示，該功能可以直觀的顯示斷路器的工作狀態(tài)，使用戶清楚的看到斷路器是否正常運(yùn)行。
[0033]3、本發(fā)明防止合閘功能，有效的防止了斷路器的誤操作。
[0034]4、本發(fā)明模式切換功能可以支持用戶根據(jù)自身情況控制是否需要自動合閘。
[0035]5、本發(fā)明控制模塊采用簡單的Ov和220v電平信號控制，簡單便捷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明提供的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置示意圖。
[0037]圖2為本發(fā)明提供的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置連接示意圖。
[0038]圖3為本發(fā)明提供的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置控制模塊外觀示意圖。
[0039]圖4為本發(fā)明提供的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置控制模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0041]斷路器也稱為自動空氣開關(guān)，可用來接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路，也可用來控制不頻繁起動的電動機(jī)。它功能相當(dāng)于閘刀開關(guān)、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護(hù)器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網(wǎng)中一種重要的保護(hù)電器。
[0042]斷路器的主觸點(diǎn)是靠手動操作或電動合閘的。主觸點(diǎn)閉合后，自由脫扣機(jī)構(gòu)將主觸點(diǎn)鎖在合閘位置上。[0043]本發(fā)明一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置由斷路器和控制模塊構(gòu)成。其中，斷路器具有保護(hù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)過流脫扣和過載脫扣；控制模塊由①一步進(jìn)電機(jī)、②一傳動內(nèi)軸、③一轉(zhuǎn)盤、④一凸臺、⑤一潤輪、⑥一潤桿和控制電路構(gòu)成。米用傳動內(nèi)軸來帶動斷路器進(jìn)行拉合閘，斷路器觸頭閉合的同步性更好，傳動內(nèi)軸為金屬材質(zhì)的三角軸。
[0044]本發(fā)明控制模塊內(nèi)部的動力源為步進(jìn)電機(jī)，通過電路可以控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，渦桿與渦輪采用齒輪嚙合連接，步進(jìn)電機(jī)通過軸上安裝的渦桿可以帶動渦輪轉(zhuǎn)動，渦輪轉(zhuǎn)動時通過渦輪上的兩個凸臺可以推動轉(zhuǎn)盤，三角軸是固定在轉(zhuǎn)盤上的，斷路器通過三角軸的轉(zhuǎn)動來帶動。負(fù)荷開關(guān)的合閘和拉閘通過外部信號來控制。
[0045]合閘過程:步進(jìn)電機(jī)通過渦桿轉(zhuǎn)動帶動渦輪，渦輪順時針轉(zhuǎn)動通過左邊的凸臺推動轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤順時針轉(zhuǎn)動通過三角軸帶動斷路器合閘。當(dāng)斷路器到達(dá)合閘位置時，步進(jìn)電機(jī)開始逆時針轉(zhuǎn)回到如圖所示位置，不影響斷路器的自由脫扣。
[0046]拉閘過程:步進(jìn)電機(jī)通過渦桿轉(zhuǎn)動帶動渦輪，渦輪逆時針轉(zhuǎn)動通過右邊的凸臺推動轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤逆時針轉(zhuǎn)動通過三角軸帶動斷路器拉閘。當(dāng)斷路器到達(dá)拉閘位置時，步進(jìn)電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。
[0047]傳動內(nèi)軸是金屬材質(zhì)的三角軸，具有足夠的強(qiáng)度；步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的；控制電路由一個輸入信號控制，可以控制模塊具有自動拉合閘，防止合閘，模式切換，狀態(tài)指不等功能。
[0048]本發(fā)明自動拉合閘功能是指當(dāng)斷路器收到拉閘或者合閘命令時，由步進(jìn)電機(jī)控制帶動傳動內(nèi)軸控制斷路器拉閘或者合閘。
[0049]防止合閘是指在斷路器收到拉閘命令后，步進(jìn)電機(jī)鎖死，防止斷路器手動合閘。
[0050]本發(fā)明的工作模式分為手動模式和自動模式，斷路器工作在自動模式時，收到合閘和拉閘命令時由控制模塊中步進(jìn)電機(jī)帶動斷路器執(zhí)行合閘和拉閘命令；斷路器工作在手動模式下，收到拉閘時步進(jìn)電機(jī)帶動斷路器拉閘，當(dāng)收到合閘命令時，斷路器不自動合閘，等待用戶手動合閘。
[0051]斷路器上有狀態(tài)指示燈，正常工作時指示燈顏色為綠色，以IHz的頻率閃爍，出現(xiàn)工作異常時，指示燈為紅色，長亮?？刂菩盘枮镺v或220v的電平信號。
[0052]實(shí)施例
[0053]本發(fā)明一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘方法具體如下:
[0054]合閘過程:
[0055]電平信號由OV跳變至220V ；
[0056]控制模塊內(nèi)部機(jī)構(gòu)帶動三角軸正向轉(zhuǎn)動直到斷路器合閘；
[0057]內(nèi)部合閘機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)一定角度，以使斷路器回到可脫扣狀態(tài)。
[0058]拉閘過程:
[0059]電平信號由220V跳變至OV ；[0060]控制模塊內(nèi)部機(jī)構(gòu)帶動三角軸反向轉(zhuǎn)動一定角度，斷路器拉閘；
[0061]此時斷路器應(yīng)無法通過人工合閘(防合閘保護(hù))。
[0062]合閘允許:
[0063]在手動模式下，電平信號由OV跳變至220V ；
[0064]控制模塊內(nèi)部機(jī)構(gòu)帶動三角軸正向轉(zhuǎn)動一定角度，消除防合閘保護(hù)，進(jìn)入合閘允許狀態(tài)，可以手動合閘。
[0065]表1為工作模式說明
[0066]
【權(quán)利要求】
1.一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置，其特征在于，所述裝置包括斷路器和控制模塊； 所述控制模塊包括步進(jìn)電機(jī)、傳動內(nèi)軸、轉(zhuǎn)盤、凸臺、渦輪、渦桿和控制電路； 所述控制模塊通過傳動內(nèi)軸與斷路器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置，其特征在于，所述傳動內(nèi)軸為金屬材質(zhì)的三角軸；所述步進(jìn)電機(jī)為開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件；所述控制電路中控制信號為Ov或220v的電平信號。
3.如權(quán)利要求1所述的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置，其特征在于，所述控制模塊控制步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，所述渦桿與渦輪采用齒輪嚙合連接；所述步進(jìn)電機(jī)通過軸上安裝的渦桿帶動渦輪轉(zhuǎn)動，渦輪轉(zhuǎn)動時通過渦輪上的兩個凸臺推動轉(zhuǎn)盤，傳動內(nèi)軸固定在轉(zhuǎn)盤上，斷路器通過傳動內(nèi)軸的轉(zhuǎn)動來帶動。
4.如權(quán)利要求1所述的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置，其特征在于，所述控制電路通過外部接收信號控制負(fù)荷開關(guān)的合閘和拉閘。
5.如權(quán)利要求1 所述的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置，其特征在于，所述斷路器包括觸頭系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、脫扣器、外殼和狀態(tài)指示燈，所述狀態(tài)指示燈為紅綠兩種顏色。
6.如權(quán)利要求1所述的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置，其特征在于，所述電機(jī)通過渦桿轉(zhuǎn)動帶動渦輪，渦輪順時針轉(zhuǎn)動通過左邊的凸臺推動轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤順時針轉(zhuǎn)動通過三角軸帶動斷路器合閘。
7.如權(quán)利要求1所述的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置，其特征在于，所述電機(jī)通過渦桿轉(zhuǎn)動帶動渦輪，渦輪逆時針轉(zhuǎn)動通過右邊的凸臺推動轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤逆時針轉(zhuǎn)動通過三角軸帶動斷路器拉閘。
8.如權(quán)利要求6所述的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置，其特征在于，所述斷路器到達(dá)合閘位置，電機(jī)開始逆時針轉(zhuǎn)回到初始位置。
9.如權(quán)利要求7所述的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘裝置，其特征在于，所述斷路器到達(dá)拉閘位置，電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。
10.一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘方法，其特征在于，所述方法包括合閘方法和拉閘方法。
11.如權(quán)利要求10所述的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘方法，其特征在于，所述合閘方法包括: (11.1)接收合閘命令； (11.2)電平信號由OV跳變至220V ； (11.3)控制模塊內(nèi)部機(jī)構(gòu)帶動傳動內(nèi)軸正向轉(zhuǎn)動直至斷路器合閘。
12.如權(quán)利要求10所述的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘方法，其特征在于，所述拉閘方法包括: (12.1)接收拉閘命令； (12.2)電平信號由220V跳變至OV ； (12.3)控制模塊內(nèi)部機(jī)構(gòu)帶動傳動內(nèi)軸反向轉(zhuǎn)動直至斷路器拉閘。
13.如權(quán)利要求10所述的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘方法，其特征在于，所述方法包括手動模式和自動模式；在自動模式下，收到合閘和跳閘命令時由控制模塊帶動斷路器執(zhí)行合閘和拉閘命令；在手動模式下，收到拉閘時控制模塊帶動斷路器拉閘；當(dāng)收到合閘命令時，斷路器不自動合閘，等待用戶手動合閘。
14.如權(quán)利要求11所述的一種采用內(nèi)軸傳動的自動拉合閘方法，其特征在于，所述斷路器到達(dá) 合閘位置時，電機(jī)開始逆時針轉(zhuǎn)初始位置，不影響斷路器的自由脫扣。
【文檔編號】H01H3/40GK104036983SQ201410277422
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】趙兵, 曹永峰, 翟峰, 劉鷹, 呂英杰, 付義倫, 李保豐, 岑煒, 孫志強(qiáng), 梁曉兵, 徐文靜 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院