一种具有合闸自锁的三工位开关的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种具有合闸自锁的三工位开关。该开关具有三个固定的触头(1,2,5)，和一个活动触头(10)；活动触头(10)与固定触头(5)始终良好接触，并可以在固定触头(1)和固定触头(2)之间绕轴(O2)转动；活动触头(10)由一套连杆机构(3,4,6,7,8,9,11)驱动，动力轴为(O3)；固定触头(5)通过活动触头(10)分别与固定触头(1)和固定触头(2)进行连接；此三工位转换开关在合闸状态时，连杆机构中的一个拐臂和连板(3,4)或(6,7)成一直线，处于“死点”状态，活动触头(10)为主动件时不能使拐臂和连板(3,4)或(6,7)运动。
【专利说明】一种具有合闸自锁的三工位开关
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及中压和高压开关【技术领域】，特别涉及一种适用于大额定电流和大短路电流的具有合闸自锁的三工位开关。
【【背景技术】】
[0002]三工位开关，尤其是流过较大的额定电流和较大的短路电流的三工位开关。其在大电流的作用下需要承受很大的电动力。动触头在大电动力的作用下可能被弹开，在固定触头和活动触头间产生电弧，造成严重的事故。因此，动触头在位于合闸位置时必须可靠地被锁定。
[0003]三工位开关由其有两个合闸位置的特殊性，其锁定装置和传动装置的功能要互相转化，这给设计带来了很大的困难。
[0004]鉴于以上技术问题，实有必要提供一种具有合闸自锁的三工位开关，且适用于大额定电流和大短路电流。
【
【发明内容】
】
[0005]本发明提供了一种具有合闸自锁的三工位开关，利用一个动力源(电动机)，带动一套简单的连杆机构，使三工位开关在较小的操作功下实现分合闸操作，并且在两个合闸位置可靠地锁定。
[0006]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]一种具有合闸自锁的三工位开关，该开关具有一个动触头和三个静触头，所述三个静触头分别为第一、第二和第三静触头，所述动触头的一端与所述第三静触头始终良好接触，所述动触头的另外一端在第一和第二静触头之间绕轴O2转动，动触头分别与第一和第二静触头良好接触的两个位置分别为第一合闸位置和第二合闸位置；所述动触头由一套连杆机构驱动，所述连杆机构包括第一拐臂、第二拐臂、第一连板，以及第二连板，其中，所述第一拐臂的一端固定在轴01上，另外一端和第一连板枢轴连接，所述第二拐臂的一端固定在轴02上，另外一端和第二连板枢轴连接，第一连板和第二连板分别与动触头连接；当所述动触头处于任意一个合闸位置时，所述一个拐臂与其枢轴连接的连板处于“死点”状态。
[0008]所述枢轴连接的第一拐臂和第一连板与枢轴连接的第二拐臂和第二连板分别位于动触头的两侧。
[0009]所述三工位开关进一步包括有第三拐臂和第四拐臂，所述第三拐臂通过长连板与第四拐臂连接，所述第三拐臂固定在轴01上或者轴03上，所述第四拐臂固定在轴03上或轴01上。
[0010]当所述第三拐臂固定在轴01上时，所述第三拐臂的长度与第一拐臂的长度相同或不同，所述第三拐臂与第一拐臂形成的角度为零或者不为零。
[0011]所述第四拐臂上开设槽用以调整第四拐臂和第三拐臂与长连板连接点之间的距离。
[0012]所述长连板为多个连板拼接而成，保证长连板的长度根据第四拐臂和第二拐臂与长连板连接点之间的距离而调整。
[0013]所述长连板为弹簧，以保证长连板的长度根据第四拐臂和第二拐臂与长连板连接点之间的距离而调整。
[0014]所述驱动力仅通过轴03或轴01输入，或者驱动力由轴03和轴01同时输入。
[0015]与现有技术相比，本发明具有合闸自锁的三工位开关至少具有以下有益效果:本发明的连杆机构包括第一拐臂、第二拐臂、第一连板、第二连板，以及长连板，其中，所述第一拐臂和第一连板枢轴连接，所述第二拐臂和第二连板枢轴连接，第一连板和第二连板分别与动触头连接；当所述动触头处于任意一个合闸位置时，所述一个拐臂与其枢轴连接的连板处于“死点”状态。当三工位开关合闸到最后一段行程时，触头接触，由于触头弹簧力的作用，使此时的负载力矩显著增加。本发明的结构中，活动触头在任一合闸过程的末端和任一分闸过程的起始段，其对应的拐臂和连板的位置都在死点附近，因此此结构的使用可以大大减小操作功。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0016]图1为本发明三工位开关在第一合闸位置的结构示意图:
[0017]图2为本发明三工位开关在第二合闸位置的结构示意图。
[0018]其中:1.第一静触头2.第二静触头3.第一连板4.第一拐臂5.第三静触头6.第二拐臂7.第二连板8.第四拐臂9.长连板10.动触头11.第三拐臂分别为三个转轴。
【【具体实施方式】】
[0019]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0020]如图1和图2所示，本发明具有合闸自锁的三工位开关包括三个固定的静触头，分别为第一、第二和第三静触头1、2、5，一个动触头10，以及一套驱动动触头10运动的连杆机构；所述动触头10与第三静触头5始终良好接触好，所述动触头10与第一静触头1良好接触时，为第一合闸位置，所述动触头10与第二静触头2良好接触时，为第二合闸位置；所述动触头与第三静触头通过轴02固定连接，当动触头10在第一合闸位置和第二合闸位置之间转换时，动触头绕轴02转动。
[0021]所述连杆机构包括第一连板3、第一拐臂4、第三拐臂11、长连板9、第二拐臂6、第二连板7、第四拐臂8。其中，所述第一连板3的一端与动触头10连接，第一连板3的另一端与第一拐臂4枢轴连接；所述第一拐臂4的另一端通过轴01与第三拐臂11固定连接；所述第三拐臂11的另一端与长连杆9枢轴连接；所述第二拐臂6与第四拐臂8通过轴03固定连接，所述第二拐臂6的另一端与第二连板7枢轴连接，第二连板7的另一端连接在动触头10上。
[0022]所述枢轴连接的第一拐臂4和第一连板3与枢轴连接的第二拐臂6和第二连板7分别位于动触头10的两侧；所述第一拐臂4的长度与第三拐臂11的长度相同或不同，所述第一拐臂4与第三拐臂11在固定轴01上的固定角度相同或不同。
[0023]在连杆机构中，拐臂和连板成一直线，通过连板传递到拐臂上的转矩是无穷大。因此，当三工位开关合闸到最后一段行程时，触头接触，由于触头弹簧力的作用，使此时的负载力矩显著增加。此发明的结构中，活动触头在任一合闸过程的末端和任一分闸过程的起始段，其对应的拐臂和连板的位置都在死点附近，直到合闸成功达到死点，因此此结构的使用可以大大减小操作功。
[0024]本发明的三工位转换开关在任一合闸状态，都有一个拐臂和一个连板成“死点”状态以支撑着动触头10。当开关流过大电流时，作用在活动触头10上的电动力通过第一连板3或第二连板7传递到对应的第一拐臂4或第二拐臂6上，由于此时的连板和拐臂处于“死点”状态，电动力不能使拐臂转动，因此在任一合闸状态，此三工位开关都能在电动力的作用下实现自锁。特别需要指出，这里的“死点”状态，并不特指连板和拐臂成一直线。由于摩擦力的存在，当连板和拐臂成一小角度时，拐臂在电动力的作用下也能保持不动，即实现自锁。
[0025]本发明三工位开关分闸时，在其中一个合闸位置，电动机直接驱动轴O3，使支撑动触头10的第二拐臂6转动，此状态可以顺利实现分闸活动；而在另一个合闸位置，第一拐臂4的驱动力由动触头10提供，这与在电动力作用下的工作方式相同，因此整套连杆系统是不能动作的。为解决这个问题，需要给此状态的起支撑作用的第一拐臂4额外提供一个转矩来解锁“死点”状态。为了简单和节约成本，直接由主动的轴O3提供是较好的方法。因此，本发明在轴O3上新增了一个第四拐臂8，并通过长连板9与轴O1上的第三拐臂11相连来给轴O1提供一个转矩，从而使第一拐臂4转动达到解锁的目的。由于第三拐臂11的存在只是为了给轴O1传递转矩，因此如果结构允许，第三拐臂11可以与第一拐臂4同长度同方向，或者没有第三拐臂11，使长连板9直接与第一拐臂4连接。
[0026]活动触头10在两个合闸位置间运动时，第四拐臂8和第三拐臂11与长连板9连接点的距离是变化的，因此需要一个可动态调整的零件来适应这个变化。这个动态调节的零件必须能在动触头10从合闸位置一向合闸位置二运动时能持续地通过第三拐臂11给轴O1传递转矩。因为即使第一拐臂4被轴O1带动转过一个微小的角度,使第一拐臂4和第一连板3不再处于一条直线，动触头10此时能传递到第一拐臂4的转矩也是很小的，此转矩很有可能不能克服摩擦力产生的转矩从而使系统处于卡死状态。因此为了使整个连杆系统可以运动，可动态调整的零件必须能在运动阶段持续地传递转矩。图中在拐臂8上开曲线形槽来使距离可动态调节的做法是其中一个实施例。可能的实施例还有:1)第四拐臂8上开直线形槽；2)长连板9的长度可调节；3)第四拐臂8和第三拐臂11的位置互换；4)使轴O1成为主动轴(包括但不限于给三工位开关额外增加一个动力源)。
[0027]图1、图2分别为本发明三工位开关在两个合闸位置时的位置图。在图1所示的合闸位置一时，第一连板3和第一拐臂4成一条直线。动触头10、第一连板3、第一拐臂4和机架组成的四连杆机构处于死点状态，动触头10反向(以动触头的合闸方向为正向)不能推动第一拐臂4转动，且第一连板3和第一拐臂4已经处于物理最大的延伸状态，动触头10正向也不能运动。因此，此合闸位置，动触头10处于锁定状态，不能在电动力作用下运动。
[0028]当动触头10需要从合闸位置一向合闸位置二转动时，动力轴O3同时带动第二拐臂6和第四拐臂8转动。第二拐臂6此时为主动臂，其通过第二连板7向动触头10传递转矩。相当于由动触头10、第一连板3和第一拐臂4和机架组成的在四连杆机构中，动触头10为主动件，因此第二拐臂6不能带动动触头10转动。第四拐臂8通过长连板9、第三拐臂11向轴Oi传递转矩。轴Oi带动第一拐臂4转动，从而使由动触头10、第一连板3和第一拐臂4和机架组成的四连杆机构中，第一拐臂4成为主动臂，第一拐臂4通过第一连板3向动触头10传递转矩，从而使整套连杆系统运动。
[0029]在图2所示的合闸位置二时，第二连板7和第二拐臂6成一条直线。动触头10、第二连板7和第二拐臂6和机架组成的四连杆机构处于死点状态，动触头10反向(以动触头的合闸方向为正向)不能推动第二拐臂6转动，且第二连板7和第二拐臂6已经处于物理最大的延伸状态，动触头10正向也不能运动。因此,此合闸位置,动触头10处于锁定状态，也不能在电动力作用下运动。
[0030]当活动触头10需要从合闸位置二向合闸位置一转动时，第二拐臂(6)为主动臂，此套连杆系统可以运动。
【权利要求】
1.一种具有合闸自锁的三工位开关，其特征在于，该开关具有一个动触头(10)和三个静触头(1,2,5),所述三个静触头分别为第一、第二和第三静触头，所述动触头(10)的一端与所述第三静触头始终良好接触，所述动触头(10)的另外一端在第一和第二静触头之间绕轴02转动，动触头(10)分别与第一和第二静触头(1,2)良好接触的两个位置分别为第一合闸位置和第二合闸位置；所述动触头(10)由一套连杆机构驱动，所述连杆机构包括第一拐臂(4)、第二拐臂(6)、第一连板(3),以及第二连板(7),其中，所述第一拐臂(4)的一端固定在轴01上，另外一端和第一连板(3)枢轴连接，所述第二拐臂￠)的一端固定在轴02上，另外一端和第二连板(7)枢轴连接，第一连板(3)和第二连板(7)分别与动触头(10)连接；当所述动触头(10)处于任意一个合闸位置时，所述一个拐臂与其枢轴连接的连板处于“死点”状态。
2.根据权利要求1所述的一种具有合闸自锁的三工位开关，其特征在于，所述枢轴连接的第一拐臂(4)和第一连板(3)与枢轴连接的第二拐臂(6)和第二连板(7)分别位于动触头的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种具有合闸自锁的三工位开关，其特征在于，所述三工位开关进一步包括有第三拐臂(11)和第四拐臂(8),所述第三拐臂(11)通过长连板(9)与第四拐臂(8)连接，所述第三拐臂(11)固定在轴01上或者轴03上，所述第四拐臂(8)固定在轴03上或轴01上。
4.根据权利要求3所述的一种具有合闸自锁的三工位开关，其特征在于，当所述第三拐臂(11)固定在轴01上时，所述第三拐臂(11)的长度与第一拐臂(4)的长度相同或不同，所述第三拐臂(11)与第一拐臂(4)形成的角度为零或者不为零。
5.根据权利要求3或4所述的一种具有合闸自锁的三工位开关，其特征在于，所述第四拐臂⑶上开设槽用以调整第四拐臂⑶和第三拐臂(11)与长连板⑶连接点之间的距离。
6.根据权利要求3或4所述的一种具有合闸自锁的三工位开关，其特征在于，所述长连板为多个连板拼接而成，保证长连板的长度根据第四拐臂(8)和第二拐臂(6)与长连板(9)连接点之间的距离而调整。
7.根据权利要求3或4所述的一种具有合闸自锁的三工位开关，其特征在于，所述长连板为弹簧，以保证长连板的长度根据第四拐臂(8)和第二拐臂(6)与长连板(9)连接点之间的距离而调整。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种具有合闸自锁的三工位开关，其特征在于，所述驱动力仅通过轴03或轴01输入，或者驱动力由轴03和轴01同时输入。
【文档编号】H01H9/24GK104465163SQ201410826491
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】严旭 申请人:中国西电电气股份有限公司