CN101064220A - 快速电动操纵机构 - Google Patents

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Abstract

本快速电动操纵机构包括支撑架、电机、减速装置、动力输出轴和传动轴，在动力输出轴上设置有大半齿轮和与大半齿轮相对应的凹板，在传动轴上设置有小半齿轮和与小半齿轮相对应的凸板，凸板与凹板相配合。本发明采用了大、小半齿轮在动力输出轴与传动轴之间传递动力，并通过凹板和凸板相配合来实现锁止，从而达到控制半齿轮输出角度的目的。本机构转速高，能为具有切合母线转换电流能力的隔离开关用，且速度平稳可调，可机械锁死、输出角度误差小、行程不会过限，从而使隔离开关的分、合闸能准确定时到位。该装置结构简单，可靠性好，操作维护方便，能同时适用于GIS中的快速隔离开关与普通隔离开关。

Description

快速电动操纵机构
技术领域：
本发明涉及一种配电设备上的控制装置，尤其涉及一种用于气体绝缘金属封闭开关设备中的隔离开关用的快速电动操纵机构。
背景技术
电力系统中的气体绝缘金属封闭开关设备(下称GIS)产品上的隔离开关通常分为具有切合母线转换电流的能力的快速隔离开关和普通隔离开关。已知的GIS中的快速隔离开关所配操纵机构大多采用电机带动储能弹簧进行储能，通过弹簧释放的能量带动输出机构完成对分合闸动作的操作。此种弹簧机构虽然速度高但不可控制，易产生较大的冲击力而直接影响隔离开关自身元件的寿命。在普通隔离开关中一般采用电机带动齿轮副或涡轮涡杆实现两个位置(开关分合闸)的操作，此种电动机构输出速度较低，且输出角度误差大，易造成隔离开关分合不到位，直接影响到隔离开关工作的可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种既适用于GIS中的快速隔离开关、又适用于普通隔离开关的快速电动操纵机构，该机构不但速度快、而且具有可靠性好、传动平稳、输出角度准确、行程不会过限等优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：该快速电动操纵机构包括支撑架和设置在支撑架上的电机、与电机相连接的减速装置和动力输出轴，在减速装置和动力输出轴之间设置有传动轴，在动力输出轴和传动轴上分别设置有相啮合的大半齿轮和小半齿轮，在动力输出轴上还设置有与大半齿轮相对应的凹板，在传动轴上设置有与小半齿轮相对应的凸板，凸板与凹板相配合。
所述大、小半齿轮为有一定齿数的直齿轮；所述设置在动力输出轴上的凹板有两个凹面，两个凹面的位置与大半齿轮的有齿段及机构的输出角度相对应；设置在传动轴上的凸板有两个凸面，两个凸面的位置与小半齿轮有齿段的两侧相对应，凸板上的两个凸面分别与凹板上的两个凹面相配合。
所述减速装置包括链轮、齿轮和减速轴，减速轴的一端通过链轮与电机相连接，减速轴的另一端通过齿轮副与传动轴相连接。
所述支撑架包括底板和垂直固定在底板上的前、后立板，电机通过螺栓固定在前立板上，前、后立板与底板通过螺栓互相连接；减速轴、传动轴以及动力输出轴的两端分别通过滑动轴承铰接在前、后立板上。
动力输出轴在位于前立板的外伸端还设置有指示盘和四连杆机构，四连杆机构的输出端与设置在前立板上的辅助开关相连接；传动轴在位于前立板的外伸端设置有偏心轮，偏心轮可分别与设置在前立板上的两个行程开关相接触。
所述的凹板与大半齿轮设置为一体，通过花键与动力输出轴相连接；所述凸板与小半齿轮设置为一体，通过花键与传动轴相连接。
所述大半齿轮设置为扇形，设置在减速轴和传动轴上的齿轮副分别与两轴通过键连接。
由于本发明采用了大、小半齿轮在动力输出轴与传动轴之间传递动力，并通过分别固定在两个半齿轮上的凹板和凸板相配合来实现锁止，从而达到控制半齿轮输出角度的目的。由于本机构输出转速高，因此能为具有切合母线转换电流能力的快速隔离开关使用。而且与弹簧机构相比，其速度平稳可调；与一般电动机构相比，其速度高、可机械锁死、输出角度误差小、行程不会过限，从而使隔离开关的分、合闸能定时准确到位。该机构的元件少，结构简单，整体体积小，可靠性好，操作维护更加方便，能同时适用于GIS中的快速隔离开关与普通隔离开关。
附图说明：
图1是本发明主视图；
图2是图1的A-A剖面视图；
图3是图1的B-B剖面视图。
具体实施方式：
本发明的主要结构包括支撑架和设置在支撑架上的电机5、与电机5相连接的减速装置和动力输出轴1，在减速装置和动力输出轴1之间还设置有传动轴2。支撑架包括底板4和垂直固定在底板上的前立板11与后立板12，减速轴3、传动轴2和动力输出轴1按照一定的间距、轴线互相平行的安装在前立板11与后立板12之间。减速装置包括链轮13与15、链条14、齿轮副16与17以及减速轴3，设置在减速轴3和传动轴2上的齿轮副16、17分别与两轴通过键连接。装在电机5输出轴上的链轮15通过链条14与减速轴3上的链轮13连接，起着一级减速和传动缓冲的作用。减速轴3上装有直齿轮16，直齿轮16与直齿轮17形成一对齿轮副，起二级减速作用。传动轴2通过小半齿轮19与动力输出轴1上的大半齿轮20啮合传递转矩，并起三级减速作用。电机5通过螺栓固定在前立板11上，前立板11和后立板12通过四个螺柱连接在一起并通过螺栓固定在底板4上。减速轴3、传动轴2以及动力输出轴1的两端分别通过滑动轴承铰接在前立板11与后立板12上。在动力输出轴1上设置有大半齿轮20，在传动轴2上设置有与大半齿轮20相啮合的小半齿轮19，大、小半齿轮分别为只有一段齿的直齿轮。在动力输出轴1上还设置有与大半齿轮20相对应的凹板21，在传动轴2上设置有与小半齿轮19相对应的凸板18，凸板18与凹板21相配合。在本实施例中，大半齿轮20设置为扇形，凹板21与大半齿轮20设置为一体，通过花键与动力输出轴相连接；凸板18与小半齿轮19设置为一体，通过花键与传动轴2相连接。凸板18有两个凸面，两个凸面的位置与小半齿轮19有齿段的两侧相对应。凹板21有两个凹面，两个凹面的位置与大半齿轮有齿段中控制机构输出的两个位置相对应，即两凹面的中心线夹角为设计的机构输出角度。其中一个凹面用于限制动力输出轴1的分闸位置，并与凸板18与之相对应的一个圆弧凸面相配合，另一个凹面用于限制动力输出轴1的合闸位置，并与凸板18的另一个与之相对应的圆弧凸面相配合。
除此之外，也可将凸、凹板和两个半齿轮分别设置为分体式的，通过螺钉、销钉或焊接等方式固定连接。也可将传动轴以及动力输出轴与大、小半齿轮之间设置为键连接。还可将大、小半齿轮、凹板和凸板的形状设置为其它形状，只要保证两齿轮的工作齿分别与凹、凸板相对应、以及保证凹、凸板的凹面和凸面形状相互配合即可。
动力输出轴1在位于前立板的外伸端还连接有一个用于显示分合位置的指示盘10和一个四连杆机构9，四连杆机构9的输出端与设置在前立板11上的辅助开关8相接触，用于切换辅助开关，辅助开关8安装在前立板11的内壁上。传动轴2在位于前立板11的外伸端连接有偏心轮7，偏心轮7可分别与设置在前立板11上的两个行程开关6相接触。两个行程开关在圆周上成一定夹角布置，并分别对应分、合闸位置。动力输出轴1位于后立板处的外伸端作为机构的输出轴与GIS设备中的隔离开关(未标出)相连接。
通过改变凸板18、凹板21、只有一段齿的小半齿轮19、大半齿轮20的结构形式，就可实现不同的输出角度的机构设计。
其工作原理为：电机通过减速装置将动力传递给动力输出轴，动力输出轴通过在一定角度范围内的顺时针或逆时针转动，将动作传递给GIS设备中的隔离开关，最终达到分闸位置或合闸位置。当动力输出轴1的输出角度到位时，凸板18的圆弧凸面进入与之相配合的凹板21的圆弧凹面内，将凹板21锁死，同时使动力输出轴1停止转动，防止因行程过限造成的隔离开关分、合闸不到位，从而保证了隔离开关工作的可靠性。

Claims (7)

1、一种快速电动操纵机构，包括支撑架和设置在支撑架上的电机、与电机相连接的减速装置和动力输出轴，其特征在于：在减速装置和动力输出轴之间设置有传动轴，在动力输出轴和传动轴上分别设置有相啮合的大半齿轮和小半齿轮，在动力输出轴上还设置有与大半齿轮相对应的凹板，在传动轴上设置有与小半齿轮相对应的凸板，凸板与凹板相配合。
2、根据权利要求1所述的快速电动操纵机构，其特征在于：所述大、小半齿轮为有一定齿数的直齿轮；所述设置在动力输出轴上的凹板有两个凹面，两个凹面的位置与大半齿轮的有齿段及机构的输出角度相对应；设置在传动轴上的凸板有两个凸面，两个凸面的位置与小半齿轮有齿段的两侧相对应，凸板上的两个凸面分别与凹板上的两个凹面相配合。
3、根据权利要求2所述的快速电动操纵机构，其特征在于：所述减速装置包括链轮、齿轮和减速轴，减速轴的一端通过链轮与电机相连接，减速轴的另一端通过齿轮副与传动轴相连接。
4、根据权利要求3所述的快速电动操纵机构，其特征在于：所述支撑架包括底板和垂直固定在底板上的前、后立板，电机通过螺栓固定在前立板上，前、后立板与底板通过螺栓互相连接；减速轴、传动轴以及动力输出轴的两端分别通过滑动轴承铰接在前、后立板上。
5、根据权利要求4所述的快速电动操纵机构，其特征在于：动力输出轴在位于前立板的外伸端还设置有指示盘和四连杆机构，四连杆机构的输出端与设置在前立板上的辅助开关相连接；传动轴在位于前立板的外伸端设置有偏心轮，偏心轮可分别与设置在前立板上的两个行程开关相接触。
6、根据权利要求1或2或3或4或5所述的快速电动操纵机构，其特征在于：所述的凹板与大半齿轮设置为一体，通过花键与动力输出轴相连接；所述凸板与小半齿轮设置为一体，通过花键与传动轴相连接。
7、根据权利要求6所述的快速电动操纵机构，其特征在于：所述大半齿轮设置为扇形，设置在减速轴和传动轴上的齿轮副分别与两轴通过键连接。
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