专利名称：断路器电动底盘车的制作方法
技术领域：
本发明涉及电カ系统中的ー种断路器底盘车，尤其是ー种断路器电动底盘车。
背景技术：
在现有的绝缘开关柜中，为了使真空断路器能够方便的实现推进和退出功能(推进是指从试验位置推进到工作位置，退出是指从工作位置退出到试验位置)，一般采用ー个底盘车来承载真空断路器，并通过底盘车上安装的行车轮在开关柜内的轨道上前行或者后退。为实现底盘车在开关柜内的运动，可在底盘车上设置丝杆，丝杆上套设ー固定在底盘架上的丝母，将手柄套上丝杆端部，转动丝杆，使丝母带动底盘架前后移动，从而实现断路器底盘车的推进和退出。该底盘车因为采用人力操作手柄的手动方式，工作效率低下，与电カ自动化的发展不相符。
在另外ー种开关柜中，底盘车上増加了电动操作模块，其中，底盘车上安装电机总成，通过电机总成的正转、反转来控制底盘车的推进、退出运动，进而实现底盘车运动的电动化和自动化，称为电动底盘车。电动底盘车一般包括底盘车静车架，底盘车动车架上设置有电机总成、离合器和丝杆，电机总成与离合器相连接，离合器的另一端连接丝杆。底盘上还设置有为安全考虑的手动优先装置、试验位置切換装置和工作位置切換装置。手动优先装置具有微动开关和安装在微动开关下方的传动杆，传动杆的另一端与丝杆相连接。当进行手动操作时，手动优先装置上的微动开关立刻断开，切断电机总成回路，从而无法进行电动操作。该底盘车中的电机总成与丝杆之间可以采用锥齿轮传动方式，并配有专用离合器，在出现卡滞时，离合器自动脱开，电机总成空转，并依靠驱动模块的电流控制电动手车自动回复到“试验”位置。当电动操作时，丝杠不动，锥齿轮转动；当手动操作时，丝杠转动，锥齿轮不动。在现有技术中，电动底盘车均采用机械离合器。安装机械离合器的电动底盘车的不足之处在于，由于机械离合器零件多，加工精度要求高，从而导致电动底盘车尺寸很大，并且可靠性不够。此外，由于开关柜体积有限，电动底盘车及其离合器的尺寸不能设计得太大。同吋，由于电压越高，开关柜中的绝缘要求也高，从而断路器的体积和重量也相应増大。从而产生了底盘车承载能力和体积限制之间的矛盾。由于上述原因，当前只有12KV的断路器实现了底盘车的自动化。对于40. 5KV的断路器，如果采用过小的机械离合器将无法传输足够的カ矩以带动断路器，如果采用较大的机械离合器，却受到开关柜内的空间限制而无法有效安装，所以，至今为止，40. 5KV的断路器仍无法有效地实现电动化。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的缺陷，提供ー种结构简单、体积小巧并具有较大承载能力的断路器电动底盘车。本发明所述断路器电动底盘车包括静车架和可以相对该静车架移动的动车架，所述静车架上安装有丝杆，该丝杆上配装有与所述动车架相固定的丝杆块，所述动车架上还安装有电机总成，该电机总成的转动被通过传动机构传递至所述丝杆，从而带动丝杆块、动车架以及电机总成沿着丝杆的轴向移动，所述电机总成与传动机构之间安装有电磁离合器。由于该底盘车成功地使用了电磁离合器作为动カ传递的离合部件，本底盘车充分利用了电磁离合器体积小、结构简单的优点，从而可以显著地減少所需空间，彻底解决底盘车承载能力和空间限制之间的矛盾，从而实现断路器，尤其是40. 5kV电压等级的电动化，为自动控制创造了条件，进而解决 了对于40. 5KV的断路器底盘车一直以来无法实施自动化运行的技术难题。优选地，本发明所述的电动底盘车是通过如下简单而可靠的结构将电磁离合器安装运用于断路器底盘车上的所述传动机构为链传动机构，包括通过轴承支撑在电机总成输出轴上的第一链轮和可沿丝杆轴向移动地安装在丝杆上的第二链轮以及与所述第一链轮和第二链轮相配合的传动链，工作时，第一链轮在电磁离合器的带动下绕输出轴转动并通过传动链带动第二链轮和丝杆转动，与此同时，第二链轮将沿丝杆轴向移动。其中，所述电磁离合器包括离合器主体和吸盘，所述离合器主体和吸盘上分別设置有相対的摩擦面，所述吸盘支撑在电机总成输出轴上并可在离合器主体的磁力作用下沿该电机总成输出轴的轴向移动，其中，在吸盘沿电机总成输出轴轴向移动的过程中该吸盘始終与第一链轮以可传递转矩的方式接合。优选地，所述吸盘与第一链轮在相对面上分别设有相互配合且抵挡的第一凸台和第二凸台，当吸盘转动时第一凸台将接合并推动第二凸台从而使第一链轮转动，该第一凸台和第二凸台的可接合面沿电机总成输出轴的长度均大于该吸盘与离合器主体的相对摩擦面沿电机总成输出轴的距离。“接合面”指的是第一凸台和第二凸台在相互接合时的接触面，该接合面将随着吸盘沿着输出轴的移动而发生变化。“接合面沿电机总成输出轴的长度”指的是接合面在输出轴上的投影长度，当吸盘沿输出轴移动至最远离电磁离合器位置时具有最大的接合面沿电机总成输出轴长度。优选地，所述第一凸台和第二凸台分别沿吸盘和第一链轮的轴孔的周边设置。沿吸盘和第一链轮的轴孔的周边设置凸台的的好处在于増加了电机总成输出轴对吸盘和第ー链轮的支撑，同时可以有效减小吸盘和第一链轮的整体体积，从而更加方便布置。优选地，所述吸盘与离合器主体的相对摩擦面上设置有摩擦增强结构。该摩擦增强结构优选为凸点或凸纹。优选地，所述电机总成包括变速装置，以将电机转速调整转换为断路器底盘车的具体工作环境所需的运行速度。优选地，所述电动底盘车还包括控制系统，所述电机总成的起停以及电磁离合器的离合均受该控制系统的控制。其中，所述控制系统优选包括动车架的移动终点位置开关，该移动終点位置开关为常闭开关，当动车架到达终点时该常闭开关传送信号至控制系统以停止电机总成工作。
图I为根据本发明所述断路器底盘车的ー种具体实施例的示意图；图2a和2b为图I所示断路器底盘车中的电机总成I的示意图；图3a和3b为图I所示断路器底盘车中的离合器主体2的示意图4a和4b为图I所示断路器底盘车的吸盘3的示意图；图5a和5b为图I所示断路器底盘车的第一链轮4的示意图；图6a和6b为图I所示断路器底盘车的第二链轮6的示意图；
图7a和7b为图I所述断路器底盘车中的电机总成I、离合器主体、吸盘3和第一链轮4的组装示意图。在本说明书和附图中，相同的附图标记表示相同的或相似的特征或元件。本文中所使用的附图标记分别如下I-电机总成；11_电机；12_减速器；13_输出轴；2_离合器主体；3_吸盘；31_第ー凸台；4_第一链轮；41_第二凸台；5_传动链；6_第二链轮；7_丝杆块；8_丝杆；9-动车架
具体实施例方式现參考以下的说明以及附图，详细说明本发明的示意性方案。该申请的附图不完全是按具体实施方案的实际尺寸绘制，且在尺寸方面的变化都不应解释为使对本发明的限制。下文中“如图......所示”或类似表述，是指參考某附图对特定技术特征进行描
述，但是，不应理解为，该特定技术特征或其等同内容仅仅包括在该附图中。在下文中某些方向性术语，例如“上端”和其它方向性术语，是面对附图时该特征所处或所指的方向。但在应用场合改变时，则这些方向性术语表示的方向也会相应地改变。图I示出了依照本发明的ー种具体的断路器电动底盘车。该装置包括静车架和可以与该静车架相对移动的动车架9。其中，静车架为固定安装从而按照特定的要求保持与开关柜不移动。所述静车架上安装有丝杆8，该丝杆8上配装有与所述动车架9相固定的丝杆块7。所述动车架上安装有电机总成1，该电机总成I的运动被通过链轮传动机构传递至所述丝杆8从而带动丝杆块7、动车架9以及电机总成和链传动机构沿着丝杆8的轴向移动，所述电机总成I与链轮传动机构之间安装有电磁离合器。下文将对该底盘车的各个组成部件或构件分别进行详细介绍。应当明白，本文中所有的介绍内容均仅作为举例之用，本领域技术人员在阅读本发明内容之后可以对本文介绍的内容做出各种变化或变更。为叙述之简洁起见，本文不将对所有可能的变化、变更或等同方式予以列举，但是，这些变化、变更或等同方式当然均包括在本发明的公开内容和保护范围之内。本文所指断路器电动底盘车，是为通过电动方式使断路器位置按照需要发生移动的装置。在图I所示实施例中，该装置包括固定的静车架，该静车架可以通过本领域所共知的任何方式固定在开关柜中保持不动，静车架上支撑有方形的动车架9。其中，静车架上支撑有丝杆8，同时，动车架9固定安装有与该丝杆8相配合的丝杆块7。丝杆8可以在传动装置的作用下转动，从而使该丝杆8相配合的丝杆块7沿丝杆8轴向移动，进而带动动车架9及断路器沿丝杆8轴向移动，比如在实验位置和工作位置之间移动。本实施例中所述电机总成I可以为各种合适的电机，优选直流正反转储能电机11，其可以在控制下正转和反转。电机总成I作为ー个总成部件，还可以包括減速器12，如图2所示，从而使电机总成I的输出轴13的转速符合规定要求。电机总成I的输出轴13可以采用各种合适的轴系形式，比如在图中所示，电机总成I的输出轴13为阶梯轴，其中靠内的大径部分安装离合器主体2，靠外的小径部分安装第一链轮4和吸盘3。上述丝杆8的转动是通过传动装置得以实现的。本图I所示实施例中，该传动装置为链传动机构。当然，该传动装置也可为其它传动机构，比如锥齿轮传动机构、带传动机构等。该链传动机构包括通过轴承支撑在电机总成I输出轴13上的第一链轮4(如图5所示)和固定安装在丝杆8上的第二链轮6 (如图6所示)以及与所述第一链轮4和第二链轮6相配合的传动链5。所述第一链轮4可以通过各种合适的方式支撑在电机总成I输出轴13上，比如角接触球轴承、深沟球轴承、滚针轴承、滑动轴承等。该第一链轮4相对电机总成I输出轴13可转动且第一链轮4在轴向上不能移动。所述第二链轮6可沿丝杆8轴向移动地安装在丝杆8上，从而使得丝杆8可在该第二链轮6的带动下转动。第二链轮6位于丝杆块7和动车架9的一根横梁之间。为了使第二链轮6可以沿丝杆8的轴向移动，丝杆8的表面上沿丝杆8轴向设有凹槽，同时，第二链轮6的轴孔侧壁上设置有与该凹槽适配的凸台。第二链轮6套装在丝杆8上，凸台嵌入丝杆8表面的凹槽中。当第二链轮6在传动链5的带动下转动时,第二链轮6通过其轴孔上的凸台带动丝杆8转动,从而安装在丝杆 8上的丝杆块7将沿丝杆8的轴向移动，进而带动与丝杆块7相连接的动车架9、电机总成I一起移动。同时，由于第二链轮6安装于动车架9的一根横梁和丝杆块7组件,第二链轮6也将沿着丝杆8的轴向与电机总成I以及第ー链轮4和传动链5等部件一起同步移动。在图6a和6b所示出的第二链轮的内轴孔上设置有相対的两个凸台，相应地，丝杆的表面上设置有与其相适配的两条凹槽，从而使第二链轮对丝杆的转矩传递更为均衡，进而使丝杆的转动更为平稳，并减少丝杆所受到的应力，延长丝杆寿命。所述电磁离合器包括电磁离合器离合器主体(如图3所示)和吸盘3 (如图4所示)，所述离合器主体固定安装于电机总成I输出轴13上。对此,本领域技术人员可以想至IJ，该离合器主体可以整体地固定在输出轴上，从而整体地随着输出轴转动，也可以设计成离合器主体的壳体与电机总成的壳体相固定，只有壳体内的可转动部分随输出轴转动，t匕如摩擦盘，从而减小输出轴的负载。所述吸盘3支撑在电机总成I输出轴13上并可在离合器主体的磁力作用下沿该电机总成I输出轴13的轴向移动和绕电机总成I的轴线转动，其中，在吸盘3沿电机总成I输出轴13的轴线转动的过程中该吸盘3始终与第一链轮4以可传递转矩的方式接合。在所述具体实施中，所述吸盘3与第一链轮4在相对面上分别设有相互配合且抵挡的第一凸台和第二凸台，当吸盘3转动时第一凸台将推动第二凸台从而使第一链轮4转动,该第一凸台和第二凸台沿电机总成I输出轴13的长度均大于该吸盘3与离合器主体的相对摩擦面沿电机总成I输出轴13的距离。所述第一凸台和第二凸台可以为各种合适的形状和结构。在所述实施例中，所述第一凸台和第二凸台分别为沿吸盘3和第一链轮4的轴孔的周边设置的环形凸台。沿吸盘3和第一链轮4的轴孔的周边设置的结构的好处在于增加了电机总成I输出轴13对吸盘3和第一链轮4的支撑，同时可以有效减小吸盘3和第一链轮4的整体体积,从而更加方便布置。 本实施例所述电磁离合器可以为本领域内的各种类型的电磁离合器。电磁离合器通常包括具有提供磁力作用的离合器主体2以及吸盘3，离合器主体2和吸盘3具有相对的摩擦面，吸盘3可以在离合器主体2的磁场作用下与离合器主体2上的摩擦面吸合或分开。电磁离合器靠内部线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。为了本发明的紧凑型要求，该离合器必须在具备设计功率的条件同时具有较小的体积，从而便于在有限的空间内得以布置。在本发明中可以选用干式单片电磁离合器、干式多片电磁离合器、湿式多片电磁离合器、磁粉离合器、转差式电磁离合器等。该电磁离合器的工作方式可为通电结合或断电结合。所述干式单片电磁离合器在线圈通电时产生磁力吸合吸盘3，离合器处于接合状态；线圈断电时吸盘3分开，离合器处于分离状态。干式多片湿式多片电磁离合器原理与干式单片电磁离合器相同，另外增加几个摩擦副，同等体积转矩比干式单片电磁离合器大，湿式多片电磁离合器工作时必须有油液或其它冷却液冷却。在本实施例中，该电磁离合器包括离合器主体2 (如图3)和吸盘3 (如图4)。所述离合器主体2在底盘车控制系统的控制下通电产生磁场，吸盘3在磁场作用下与离合器主体2吸合。离合器主体2与吸盘3的相对面上分别设有摩擦面。在吸合的状态下，与电机总成I输出轴13固定连接的离合器主体2将在电机总成I的带动下转动，并借由摩擦带动吸盘3转动,从而通过吸盘3将转动传递至第一链轮4。当所述离合器主体2在底盘车控制系统的控制下断电时，不再存有吸合作用的磁场，吸盘3与离合器主体2分开,与电机总成I输出轴13固定连接的离合器主体2将在电机总成I的带动下空转，吸盘3转动不再转动，从而第一链轮4也停止转动。为了更好地传递转矩，所述吸盘3与离合器主体的相对摩擦面上设置有摩擦增强结构。本领域任何合 适的摩擦增强结构均可得以选用，比如在离合器主体2和吸盘3的摩擦面上涂覆具有更加优良摩擦效果的涂层，再如在离合器主体2和吸盘3的摩擦面上设置凸点或凸纹等结构以增加摩擦。本发明所述的电动底盘车还包括控制系统，所述电机总成I的起停以及电磁离合器的离合，以及本电动底盘车的各个部件或机构的动作均受该控制系统的控制，从而实现电站的无人值守或远程控制的目的，以满足智能电网等需求。所述控制系统包括动车架9的移动终点位置开关，该移动终点位置开关为常闭开关，当动车架9到达终点时该常闭开关传送信号至控制系统以停止电机总成I工作。本发明所述的电动底盘车可适用于不同电压等级的断路器，比如12kV的断路器，尤其适用于40. 5KV断路器。由于电压越高，其绝缘要求也越高，断路器的体积和重量也就越大，从而底盘车所需的承载功率也就越大。在现有技术中，电动底盘车均采用机械离合器。安装机械离合器的电动底盘车的不足之处在于，从而导致电动底盘车尺寸很大，并且可靠性不够。此外，由于开关柜体积有限，电动底盘车及其离合器的尺寸不能设计得太大。同吋，由于电压越高，开关柜中的绝缘要求也高，从而断路器的体积和重量也相应増大。从而产生了底盘车承载能力和体积限制之间的矛盾。对于40. 5KV的断路器，如果采用过小的机械离合器将无法传输足够的カ矩以带动断路器，如果采用较大的机械离合器，却受到开关柜内的空间限制而无法有效安装。本发明所述的底盘车成功地使用了电磁离合器作为动カ传递的离合部件。由于电磁离合器体积小、结构简单，从而可以显著地減少所需空间，彻底解决底盘车承载能力和空间限制之间的矛盾，从而实现40. 5kV电压等级的断路器的电动化和自动控制。下面简要对本发明的断路器底盘车的操作过程进行描述。在需要操作本发明的底盘车时，通过控制系统给电机11通电，电机11转动并通过其中的減速装置调整为较低的操作转速从电机总成I输出轴13输出。电机总成I输出轴13带动电磁离合器转动。在控制系统的控制下，电磁离合器产生磁场，吸盘3在该磁场的作用下与电磁离合器吸合并在两者的相対的摩擦面的摩擦力作用下随着电磁离合器转动。由于吸盘3与第一链轮4的相对面上具有相互接合抵挡的凸台，吸盘3带动第一链轮4转动并通过传动链5带动第二链轮6转动。第二链轮6转动通过其中间轴孔的凸台带动丝杆8转动，进而套装在丝杆8上的丝杆块7沿着丝杆8的轴向移动。由于电机总成I和丝杆块7均固定安装在动车架9上，电机总成I和动车架9在丝杆块7的牵动下也随着丝杆8的轴向移动，同时，由于第二链轮6夹设于丝杆块7和动车架9的一根横梁之间,该第二链轮6也在丝杆块7和动车架9的牵动下并在丝杆8表面上的轴向凹槽的导引下沿丝杆8轴向与丝杆块7和动车架9以及电机总成I等部件同步移动。尽管本发明示出了多个实施例并且同时通过这些实施例描述了本发明的底盘车的许多细节，但不应该将上述细节解释为将本发明的范围局限于或以任何形式限制到这些 细节。在阅读本发明的公开内容之后，本发明其它的优点和改变对于本领域技术人员来说很容易明白。因此，可以在不脱离申请人所要求的本发明的思想和范围的情况下做出改变。
权利要求
1.ー种断路器电动底盘车，包括静车架和可以相对该静车架移动的动车架(9)，所述静车架上安装有丝杆(8)，该丝杆(8)上配装有与所述动车架(9)相固定的丝杆块(7)，所述动车架(9)上还安装有电机总成(I)，该电机总成(I)的转动被通过传动机构传递至所述丝杆(8)从而带动丝杆块(7)、动车架(9)以及电机总成(I)沿着丝杆(8)的轴向移动，其特征在于，所述电机总成(I)与传动机构之间安装有电磁离合器。
2.根据权利要求(I)所述的电动底盘车，其特征在于，所述传动机构为链传动机构，包括可绕输出轴(13)转动地安装在电机总成(I)输出轴(13)上的第一链轮(4)和可沿丝杆(8)轴向移动地安装在丝杆(8)上的第二链轮(6)以及与所述 第一链轮(4)和第二链轮(6)相配合的传动链(5)，工作时，第一链轮(4)在电磁离合器的带动下绕输出轴(13)转动并通过传动链(5)带动第二链轮(6)和丝杆(8)转动，与此同时，第二链轮将沿丝杆(8)轴向移动。
3.根据权利要求2所述的电动底盘车，其特征在于，所述电磁离合器包括离合器主体(2)和吸盘(3)，所述离合器主体(2)和吸盘(3)上分別设置有相対的摩擦面，所述吸盘(3)支撑在电机总成⑴输出轴(13)上并可在离合器主体(2)的磁力作用下沿该电机总成(I)输出轴(13)的轴向移动，其中，在吸盘(3)沿电机总成⑴输出轴(13)轴向移动的过程中该吸盘(3)始终与第一链轮(4)以可传递转矩的方式接合。
4.根据权利要求3所述的电动底盘车，其特征在于，所述吸盘(3)与第一链轮(4)在相对面上分别设有相互配合且抵挡的第一凸台(31)和第二凸台(41)，当吸盘(3)转动时第一凸台(31)将接合并推动第二凸台(41)从而使第一链轮(4)转动，该第一凸台(31)和第二凸台(41)接合面沿电机总成(I)输出轴(13)的长度大于该吸盘(3)与离合器主体的相对摩擦面沿电机总成⑴输出轴(13)的距离。
5.根据权利要求4所述的电动底盘车，其特征在于，所述第一凸台(31)和第二凸台(41)分别沿吸盘(3)和第一链轮(4)的轴孔的周边设置。
6.根据权利要求4所述的电动底盘车，其特征在于，所述吸盘(3)与离合器主体的相对摩擦面上设置有摩擦增强结构。
7.根据权利要求I所述的电动底盘车，其特征在于，所述电机总成(I)包括变速装置(12)。
8.根据上述权利要求之任一所述的电动底盘车，其特征在于，还包括控制系统，所述电机总成(I)的起停以及电磁离合器的离合均受该控制系统的控制。
9.根据权利要求8所述的电动底盘车，其特征在于，所述控制系统包括动车架(9)的移动终点位置开关，该移动终点位置开关为常闭开关，当动车架(9)到达终点时该常闭开关传送信号至控制系统以停止电机总成(I)工作。
10.根据权利要求I所述的电动底盘车，其特征在于，所述断路器为40.5KV断路器。
全文摘要
本发明涉及一种断路器电动底盘车，包括静车架和可以与该静车架相对移动的动车架，所述静车架上安装有丝杆，该丝杆上配装有与所述动车架相固定的丝杆块，所述动车架上还安装有电机总成，该电机总成的转动被通过传动机构传递至所述丝杆从而带动丝杆块、动车架以及电机总成沿着丝杆的轴向移动，所述电机总成与传动机构之间安装有电磁离合器。
文档编号H02B11/167GK102723676SQ201210085240
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者B·R·莱齐亚, F·J·马尚, 汤民, 鲍丽华 申请人:伊顿电气有限公司