一种采用内轴传动的自动拉合闸装置及其方法
【专利摘要】本发明提供一种采用内轴传动的自动拉合闸装置及其方法，所述装置包括断路器和控制模块；所述控制模块包括步进电机、传动内轴、转盘、凸台、涡轮、涡杆和控制电路；所述控制模块通过传动内轴与断路器连接。所述方法包括合闸方法和拉闸方法。本发明采用内轴来带动断路器进行拉合闸，断路器触头闭合的同步性更好；拉合闸传动系统具有封闭式结构，防止固体颗粒进入导致机构卡死。本发明状态指示，该功能可以直观的显示断路器的工作状态，使用户清楚的看到断路器是否正常运行。本发明防止合闸功能，有效的防止了断路器的误操作。本发明模式切换功能可以支持用户根据自身情况控制是否需要自动合闸。
【专利说明】一种采用内轴传动的自动拉合闸装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种断路器控制装置，具体讲涉及一种采用内轴传动的自动拉合闸装置及其方法。
【背景技术】
[0002]断路器是电源和负载单元之间的保护电动机、变压器以及输电线路的一种负载设备。用于保护配电电路免受电弧放电故障、接地故障、短路故障和/或过载。
[0003]断路器在各行各业中的应用十分广泛，本发明人大量研究、观察发现，传统的自动拉合闸断路器电机与断路器之间的传动装置比较简单，稳定性不强，存在比较大的安全隐患。固体颗粒进入导致机构卡死，影响拉合闸的功能。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供一种采用内轴传动的自动拉合闸装置及其方法。本发明采用内轴传动的方式增加了断路器触头闭合的同步性，同时，断路器的传动装置具有封闭式结构，防止固体颗粒进入导致机构卡死，影响拉合闸的功能。本发明可以实现断路器自动拉合闸，模式切换，工作状态指示，断路器状态维持等功能。
[0005]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0006]一种采用内轴传动的自动拉合闸装置，其改进之处在于，所述装置包括断路器和控制|吴块；
[0007]所述控制模块包括步进电机、传动内轴、转盘、凸台、涡轮、涡杆和控制电路；
[0008]所述控制模块通过传动内轴与断路器连接。
[0009]优选的，所述传动内轴为金属材质的三角轴；所述步进电机为开环控制元步进电机件；所述控制电路中控制信号为Ov或220v的电平信号。
[0010]优选的，所述控制模块控制步进电机正转或反转，所述涡杆与涡轮采用齿轮啮合连接；所述步进电机通过轴上安装的涡杆带动涡轮转动，涡轮转动时通过涡轮上的两个凸台推动转盘，传动内轴固定在转盘上，断路器通过传动内轴的转动来带动。
[0011]优选的，所述控制电路通过外部接收信号控制负荷开关的合闸和拉闸。
[0012]优选的，所述断路器包括触头系统、操作机构、脱扣器、外壳和状态指示灯，所述状态指示灯为红绿两种颜色。
[0013]优选的,所述电机通过润杆转动带动润轮，润轮顺时针转动通过左边的凸台推动转盘，转盘顺时针转动通过三角轴带动断路器合闸。
[0014]优选的，所述电机通过润杆转动带动润轮，润轮逆时针转动通过右边的凸台推动转盘，转盘逆时针转动通过三角轴带动断路器拉闸。
[0015]进一步地，所述断路器到达合闸位置，电机开始逆时针转回到初始位置。
[0016]进一步地，所述断路器到达拉闸位置，电机停止旋转。
[0017]本发明基于另一目的提供的一种采用内轴传动的自动拉合闸方法，其改进之处在于，所述方法包括合闸方法和拉闸方法。
[0018]优选的，所述合闸方法包括:
[0019](11.1)接收合闸命令；
[0020](11.2)电平信号由OV跳变至220V ；
[0021](11.3)控制模块内部机构带动传动内轴正向转动直至断路器合闸。
[0022]优选的，所述拉闸方法包括:
[0023](12.1)接收拉闸命令；
[0024](12.2)电平信号由220V跳变至OV ；
[0025](12.3)控制模块内部机构带动传动内轴反向转动直至断路器拉闸。
[0026]优选的，所述方法包括手动模式和自动模式；
[0027]在自动模式下，收到合闸和跳闸命令时由控制模块带动断路器执行合闸和拉闸命令；
[0028]在手动模式下，收到拉闸时控制模块带动断路器拉闸；当收到合闸命令时，断路器不自动合闸，等待用户手动合闸。
[0029]进一步地，所述断路器到达合闸位置时，电机开始逆时针转初始位置，不影响断路器的自由脱扣。
[0030]与现有技术比，本发明的有益效果为:
[0031]1、本发明采用三角内轴来带动断路器进行拉合闸，断路器触头闭合的同步性更好；拉合闸传动系统具有封闭式结构，防止固体颗粒进入导致机构卡死。
[0032]2、本发明状态指示，该功能可以直观的显示断路器的工作状态，使用户清楚的看到断路器是否正常运行。
[0033]3、本发明防止合闸功能，有效的防止了断路器的误操作。
[0034]4、本发明模式切换功能可以支持用户根据自身情况控制是否需要自动合闸。
[0035]5、本发明控制模块采用简单的Ov和220v电平信号控制，简单便捷。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1为本发明提供的一种采用内轴传动的自动拉合闸装置示意图。
[0037]图2为本发明提供的一种采用内轴传动的自动拉合闸装置连接示意图。
[0038]图3为本发明提供的一种采用内轴传动的自动拉合闸装置控制模块外观示意图。
[0039]图4为本发明提供的一种采用内轴传动的自动拉合闸装置控制模块内部结构示意图不意图。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0041]断路器也称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。
[0042]断路器的主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。[0043]本发明一种采用内轴传动的自动拉合闸装置由断路器和控制模块构成。其中，断路器具有保护功能，能够实现过流脱扣和过载脱扣；控制模块由①一步进电机、②一传动内轴、③一转盘、④一凸台、⑤一润轮、⑥一润杆和控制电路构成。米用传动内轴来带动断路器进行拉合闸，断路器触头闭合的同步性更好，传动内轴为金属材质的三角轴。
[0044]本发明控制模块内部的动力源为步进电机，通过电路可以控制步进电机正转或反转，涡杆与涡轮采用齿轮啮合连接，步进电机通过轴上安装的涡杆可以带动涡轮转动，涡轮转动时通过涡轮上的两个凸台可以推动转盘，三角轴是固定在转盘上的，断路器通过三角轴的转动来带动。负荷开关的合闸和拉闸通过外部信号来控制。
[0045]合闸过程:步进电机通过涡杆转动带动涡轮，涡轮顺时针转动通过左边的凸台推动转盘，转盘顺时针转动通过三角轴带动断路器合闸。当断路器到达合闸位置时，步进电机开始逆时针转回到如图所示位置，不影响断路器的自由脱扣。
[0046]拉闸过程:步进电机通过涡杆转动带动涡轮，涡轮逆时针转动通过右边的凸台推动转盘，转盘逆时针转动通过三角轴带动断路器拉闸。当断路器到达拉闸位置时，步进电机停止旋转。
[0047]传动内轴是金属材质的三角轴，具有足够的强度；步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的；控制电路由一个输入信号控制，可以控制模块具有自动拉合闸，防止合闸，模式切换，状态指不等功能。
[0048]本发明自动拉合闸功能是指当断路器收到拉闸或者合闸命令时，由步进电机控制带动传动内轴控制断路器拉闸或者合闸。
[0049]防止合闸是指在断路器收到拉闸命令后，步进电机锁死，防止断路器手动合闸。
[0050]本发明的工作模式分为手动模式和自动模式，断路器工作在自动模式时，收到合闸和拉闸命令时由控制模块中步进电机带动断路器执行合闸和拉闸命令；断路器工作在手动模式下，收到拉闸时步进电机带动断路器拉闸，当收到合闸命令时，断路器不自动合闸，等待用户手动合闸。
[0051]断路器上有状态指示灯，正常工作时指示灯颜色为绿色，以IHz的频率闪烁，出现工作异常时，指示灯为红色，长亮。控制信号为Ov或220v的电平信号。
[0052]实施例
[0053]本发明一种采用内轴传动的自动拉合闸方法具体如下:
[0054]合闸过程:
[0055]电平信号由OV跳变至220V ；
[0056]控制模块内部机构带动三角轴正向转动直到断路器合闸；
[0057]内部合闸机构反转一定角度，以使断路器回到可脱扣状态。
[0058]拉闸过程:
[0059]电平信号由220V跳变至OV ；[0060]控制模块内部机构带动三角轴反向转动一定角度，断路器拉闸；
[0061]此时断路器应无法通过人工合闸(防合闸保护)。
[0062]合闸允许:
[0063]在手动模式下，电平信号由OV跳变至220V ；
[0064]控制模块内部机构带动三角轴正向转动一定角度，消除防合闸保护，进入合闸允许状态，可以手动合闸。
[0065]表1为工作模式说明
[0066]
【权利要求】
1.一种采用内轴传动的自动拉合闸装置，其特征在于，所述装置包括断路器和控制模块； 所述控制模块包括步进电机、传动内轴、转盘、凸台、涡轮、涡杆和控制电路； 所述控制模块通过传动内轴与断路器连接。
2.如权利要求1所述的一种采用内轴传动的自动拉合闸装置，其特征在于，所述传动内轴为金属材质的三角轴；所述步进电机为开环控制元步进电机件；所述控制电路中控制信号为Ov或220v的电平信号。
3.如权利要求1所述的一种采用内轴传动的自动拉合闸装置，其特征在于，所述控制模块控制步进电机正转或反转，所述涡杆与涡轮采用齿轮啮合连接；所述步进电机通过轴上安装的涡杆带动涡轮转动，涡轮转动时通过涡轮上的两个凸台推动转盘，传动内轴固定在转盘上，断路器通过传动内轴的转动来带动。
4.如权利要求1所述的一种采用内轴传动的自动拉合闸装置，其特征在于，所述控制电路通过外部接收信号控制负荷开关的合闸和拉闸。
5.如权利要求1 所述的一种采用内轴传动的自动拉合闸装置，其特征在于，所述断路器包括触头系统、操作机构、脱扣器、外壳和状态指示灯，所述状态指示灯为红绿两种颜色。
6.如权利要求1所述的一种采用内轴传动的自动拉合闸装置，其特征在于，所述电机通过涡杆转动带动涡轮，涡轮顺时针转动通过左边的凸台推动转盘，转盘顺时针转动通过三角轴带动断路器合闸。
7.如权利要求1所述的一种采用内轴传动的自动拉合闸装置，其特征在于，所述电机通过涡杆转动带动涡轮，涡轮逆时针转动通过右边的凸台推动转盘，转盘逆时针转动通过三角轴带动断路器拉闸。
8.如权利要求6所述的一种采用内轴传动的自动拉合闸装置，其特征在于，所述断路器到达合闸位置，电机开始逆时针转回到初始位置。
9.如权利要求7所述的一种采用内轴传动的自动拉合闸装置，其特征在于，所述断路器到达拉闸位置，电机停止旋转。
10.一种采用内轴传动的自动拉合闸方法，其特征在于，所述方法包括合闸方法和拉闸方法。
11.如权利要求10所述的一种采用内轴传动的自动拉合闸方法，其特征在于，所述合闸方法包括: (11.1)接收合闸命令； (11.2)电平信号由OV跳变至220V ； (11.3)控制模块内部机构带动传动内轴正向转动直至断路器合闸。
12.如权利要求10所述的一种采用内轴传动的自动拉合闸方法，其特征在于，所述拉闸方法包括: (12.1)接收拉闸命令； (12.2)电平信号由220V跳变至OV ； (12.3)控制模块内部机构带动传动内轴反向转动直至断路器拉闸。
13.如权利要求10所述的一种采用内轴传动的自动拉合闸方法，其特征在于，所述方法包括手动模式和自动模式；在自动模式下，收到合闸和跳闸命令时由控制模块带动断路器执行合闸和拉闸命令；在手动模式下，收到拉闸时控制模块带动断路器拉闸；当收到合闸命令时，断路器不自动合闸，等待用户手动合闸。
14.如权利要求11所述的一种采用内轴传动的自动拉合闸方法，其特征在于，所述断路器到达 合闸位置时，电机开始逆时针转初始位置，不影响断路器的自由脱扣。
【文档编号】H01H3/40GK104036983SQ201410277422
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】赵兵, 曹永峰, 翟峰, 刘鹰, 吕英杰, 付义伦, 李保丰, 岑炜, 孙志强, 梁晓兵, 徐文静 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院