用于高压断路器的执行机构的制作方法

本实用新型涉及一种执行机构，尤其涉及一种用于高压断路器的执行机构。

背景技术：

在高压电力系统中，通过高压断路器和隔离开关来切断一些设备与高压电力网络的导通。高压断路器用于切断高压线路，而高压线路的切断过程必须在非常短的时间内完成，因此高压断路器中用于对导体动触头进行驱动的组件需要在很短的时间内释放大量的机械能。

现有技术中的高压断路器通过一种预先储能的执行机构来驱动导体动触头，从而完成通电状态的高压线路的切断过程，通过电动机将电能转化成动能，并将这些动能以势能的形式储存，从而可以在需要执行操作的时候可以瞬间将动能释放。现有技术中的电动机在完成储能的过程之后会被关闭，并且传动结构与储能部件之间的能量传递被切断，但是在关闭的时刻，包括电动机在内的各个传动结构不会瞬间停止，而是在惯性的作用下继续减速运转直至最终停止。而在传动结构与储能部件之间的能量传递被切断之后，因为继续转动的角度被成为过冲角，当过冲角大于一定的阈值，就会引起下一次储能过程中的故障。

现有技术中，电动机采用的是串励电机，如图1所示，串励电机的一个特性是随着负载(te)的增加，转速(n)会下降，反之亦然。在储能的过程中，随着储存的势能越来越多，电动机的负载会越来越小，直到完成储能的时刻电动机的负载接近于零。因此，此时电动机的转速达到每分钟8500转，所以，此时传动结构和电动机所携带的动能也最大，其需要更长的时间和行程来完成减速到停止的过程，因此会造成很大的过冲角。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于高压断路器的执行机构，其在储能完成之后尽可能快地停止，从而将过冲角控制在允许的范围之内。这种用于高压断路器的执行机构具有一个用于存储机械能的储能组件，所述储能组件具有一个大齿轮，一个联动轮，一个复位件和一个联动件，所述大齿轮与所述联动轮同轴设置并且能够相对旋转，所述联动件通过一个销轴设置在所述大齿轮的侧面，与所述联动轮位于同一侧，并且能够围绕所述销轴在所述侧面上转动，所述联动轮在圆周外侧具有一个楔口，所述联动件被所述复位件压靠而紧贴所述联动轮的外圆周上；一个将电能转化成机械能的驱动电机；一个传动单元，将所述驱动电机产生的机械能传递到所述储能组件；以及，一个控制单元，用于在储能完成时关闭所述驱动电机，其中，所述传动单元包括传动轴和齿轮组，所述传动轴连接所述驱动电机的输出轴和所述齿轮组，所述齿轮组将所述传动轴的机械能减速放大之后传递到所述大齿轮，所述驱动电机的转速随着负载的增加而下降，所述转速的增长速率低于所述负载的下降速率。

依据本实用新型的执行机构的再一方面，其中，所述驱动电机为复励电机。

依据本实用新型的执行机构的再一方面，其中，所述传动轴上设有阻尼件，用于吸收所述传动单元在所述驱动电机关闭之后的残余动能。

依据本实用新型的执行机构的再一方面，其中，所述齿轮组包括至少一个第一减速齿轮和一个第二减速齿轮，所述第一减速齿轮具有同轴固定的第一小齿圈和第一大齿圈，第二减速齿轮具有同轴固定的第二小齿圈和第二大齿圈，其中所述第一大齿圈与所述传动轴垂直啮合，所述第一小齿圈与所述第二大齿圈联动，所述第二小齿圈与所述大齿轮啮合。

依据本实用新型的执行机构的再一方面，其中，所述齿轮组包括一个第三减速齿轮，其包括同轴固定的第三小齿圈和第三大齿圈，所述第三减速齿轮设置在所述第一减速齿轮和第二减速齿轮之间，所述第三小齿圈与所述第二大齿圈啮合，所述第三大齿圈与所述第一小齿圈啮合。

依据本实用新型的执行机构的再一方面，其中，所述联动件具有分列所述销轴两侧的联动头部和联动尾部，所述联动头部被所述复位件压靠而紧贴所述联动轮的外圆周上，而所述联动尾部在受到压块的推动时使所述联动件发生围绕所述销轴的旋转，所述联动尾部被推向所述联动轮，而所述联动头部远离联动轮。

依据本实用新型的执行机构的再一方面，其中，所述压块由所述控制单元控制。

附图说明

图1是现有技术中串励电机的特性曲线图；

图2是根据本实用新型的高压断路器执行机构的结构示意图；

图3是根据本实用新型的高压断路器执行机构的储能组件轴向示意图；

图4是根据本实用新型的高压断路器执行机构的储能组件径向示意图；

图5是根据本实用新型的高压断路器执行机构的驱动电机的特性曲线图。

标号说明

1储能组件

11大齿轮

12联动轮

121楔口

13复位件

14联动件

141联动头部

142联动尾部

15压块

2驱动电机

3传动单元

31传动轴

311阻尼件

32齿轮组

321第一减速齿轮

3211第一大齿圈

3212第一小齿圈

322第二减速齿轮

3221第二大齿圈

3222第二小齿圈

323第三减速齿轮

3231第三大齿圈

3232第三小齿圈

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行说明。

图2展示了本实用新型的用于高压断路器的执行机构。执行机构包括一个储能组件1，一个驱动电机2，一个传动单元3以及一个未在图中示出的控制单元，所述驱动电机2产生动能并通过所述传动单元3传递到所述储能组件1上并被其存储。

如图3和图4所示，所述储能组件又包括一个大齿轮11，一个于大齿轮11同轴设置并能够相对转动的联动轮12，一个设置在所述大齿轮11侧面的联动件14和复位件13，所述联动件14和所述复位件13位于所述联动轮12同一侧面，并且通过销轴可旋转地固定在所述大齿轮11上，在本实施例中，所述复位件13选用弹簧件，所述复位件13压靠在所述联动件14上，使所述联动件14的联动头部141贴靠在所述联动轮12的外圆周上。

所述联动轮12在其外圆周上具有一个楔口121，所述联动件14在所述复位件13的作用下贴靠所述联动轮12的外圆周，并随着大齿轮11一起相对于所述联动轮12转动，直到所述联动头部141进入所述楔口121并推动所述联动件14随着所述大齿轮11一同旋转。所述联动轮12随着大齿轮11转动并且将动能转化成为势能存储起来，而随着联动轮12的转动行程逐渐增加，所存储的势能越来越多，直至完成整个储能过程。

所述储能组件还具有一个压块15，当储能过程完成，控制单元关闭所述驱动电机2，同时也控制所述压块15沿径向推动所述联动件14的联动尾部142，所述联动尾部142和所述联动头部141分别位于所述销轴的两侧，所述联动尾部142受到径向从外向内的压力时，所述联动件14克服所述复位件13所提供的压力而发生转动，所述联动头部141向径向外部运动，直到移动到所述楔口121之外，从而所述联动轮12不再随着所述大齿轮11的转动而转动。

在所述控制单元关闭所述驱动电机2的时候，所述驱动电机2以及传动单元3和大齿轮11都具有一定的动能，所以会沿着原转动方向继续减速旋转一定角度，直到最终停止，并形成过冲角。

所述驱动电机2的特性曲线如图5所示，随着负载te的明显增加，转速n的在平稳中有小幅度的下降，其中所述负载te的增加速度明显大于所述转速n的下降速度。同样的，当所述驱动电机2的负载te逐渐下降甚至趋向于零，其转速n的增加也十分有限。所以随着储能过程的进行，所述驱动电机2的负载te逐渐下降，直到最终完成的储能过程的时刻趋向于零负载，而这个过程中所述驱动电机2的转速n始终稳定地被保持，只有少量的增加，大约为每分钟5000转，而经过传动单元3传递到储能组件上的转速只有大约每分钟3.73转。在被所述控制单元切断电源之后，由于转速始终未大幅度提高，所述驱动电机2就能够在很短的时间和行程之内停止。在本实施例中，驱动电机2采用复励电机，而其他具有相似的特性曲线的电动机也可以起到相似的作用。

本事实例中的传动单元3如图2所示，包括传动轴31和齿轮组32，所述齿轮组32包括一个第一减速齿轮321，一个第二减速齿轮322和一个第三减速齿轮323，三个减速齿轮均具有同轴固定的一个大齿圈和一个小齿圈，其中，所述第一减速齿轮321的第一小齿圈3212与所述第三减速齿轮323的第三大齿圈3231啮合，所述第三减速齿轮323的第三小齿圈3232所述第二减速齿轮322的第二大齿圈3221啮合，所述第二减速齿轮322的第二小齿圈3222与所述大齿轮11啮合，所述传动轴31的一端与所述驱动电机2的输出轴抗扭转连接，另一端与所述第一减速齿轮321的第一大齿轮3211啮合传动。当所述驱动电机2的动力被输出到所述传动单元3上之后，在经过所述第一减速齿轮321时经过第一次减速放大，经过第三减速齿轮323时被第二次减速放大，经过第二减速齿轮322时被第三次减速放大，最终被加载到大齿轮11上，因此驱动电机2的输出扭矩要求不太大的情况下驱动大齿轮11。在其他的实施例中，当驱动电机2具有较大的输出扭矩时，也可以仅采用第一减速齿轮和第二减速齿轮的两级减速，从而减小所述传动单元3的空间需求，在这种情况下，第一小齿圈直接与第二大齿圈啮合传动。

在本实施例中，所述传动轴31上还具有阻尼件311，所述阻尼件311为摩擦片，用于通过摩擦来吸收所述传动单元3上的动能，当所述驱动电机2还在运行的时候，阻尼件311所吸收的动能由驱动电机2的输出来补偿，而当所述驱动电机2被关停之后，阻尼件311通过摩擦作用吸传动轴31和齿轮组32上的惯性动能，从而帮助它们更快减速，以减小过冲角。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。“包括”一词不排除其它权利要求或说明书中未列出的装置或步骤；“第一”、“第二”等词语仅用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。在本文中，“平行”、“垂直”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。