CN101707169A - 实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构，其包括：一盒体，在所述的盒体内部设置有：一控制电路板；一电机传动单元以及与所述的电机传动单元输出相连接的拨杆，其中所述的拨杆伸出盒体外与微型断路器的手柄相抵靠，通过所述控制电路板对所述的电机传动单元的控制，从而使所述的拨杆拨动所述微型断路器的手柄，最终实现所述的断路器的合闸动作。

Description

实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构

技术领域

本发明涉及的是一种电操机构，其对三相和单相微型断路器都适用，特别涉及的是一种实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构。

背景技术

对于电力部门而言开关断路设备，是保证用电安全、进行线路切换必不可少的设备，随着国家对智能电网计划的推出，断路器设备需要向智能话迈进是一个重要的方向。

请参阅图1所示，其为现有技术中的断路器，其可以是三相断路器也可以是单相断路器，此通过单相断路器为例进行阐述。

所述的断路器包括一盒体，盒体内部设有断路器动作机构以及进线端14和出线端15，用以实现所述的相线和零线接入和接出；所述的断路器动作机构是包括：一手柄12外露与盒体11外，内部有与之连接的联动块组13，其中一联动块下端铰接设置有动触臂，当所述的手柄12被拨动时，在所述联动块组13的带动下，所述的动触臂转动，使所述的动触臂上的动触点与所述的静触片上的静触点相接触，所述的静触片与所述的底箱上的进线端14相连接，从而实现将电流传出；在所述的动触点和静触点接触区域的下部设置有灭弧装置；同时在所述的联动块组下方设有脱扣器16；

其存在如下缺陷：在预付费系统中，用户补交电费后断路器不能够自动合闸，需要用电户自己处理，从而给用户带来不便；

虽然现有一些电操机构产生，但都是主要针对于大开关，对于微型断路器很少有见到；并且在发生短路故障的时候，没有自锁作保障，很容易造成事故。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构，用以克服上述缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构，其包括：一盒体，在所述的盒体内部设置有：

一控制电路板；

一电机传动单元以及与所述的电机传动单元输出相连接的拨杆，其中所述的拨杆伸出盒体外与微型断路器的手柄相抵靠，通过所述控制电路板对所述的电机传动单元的控制，从而使所述的拨杆拨动所述微型断路器的手柄，最终实现所述的断路器的合闸动作。

其中，所述的电机传动单元包括：一电机，

一减速器，所述的减速器与所述的电机相连接；

一螺纹传动杆，其与所述的减速器输出相连接；

一螺纹套，螺接于所述的螺纹传动杆上，所述的螺纹套具有一拨动口。

其中，所述的拨杆，铰接于盒体内，其下端置于所述的拨动口内，随着所述的螺纹套的运动，而绕绞轴转动.

较佳的，在所述的螺纹传动杆的行程指定位置处设置有行程开关。

较佳的，还包括：一支撑架用以设置所述的电机传动单元。

其中，所述的控制电路板上包括：

一电源采集子单元，其从所述的相线上获取电力信号，并进行整流滤波处理；

一电机动作控制子单元，获取所述的电力信号，并在接到合闸命令时，使所述的电机动作，最终实现所述的断路器的合闸动作。

较佳的，还包括：

一短路侦测电路，其用以检测是否有短路发生，当发生短路时产生一脱扣控制信号；

一自锁控制子单元，其与所述的电机动作控制子单元相连接，接收所述的短路侦测子单元输出一表征短路状况的自锁控制信号，从而使所述的电机动作控制子单元令所述的电机不产生动作。

较佳的，还包括：一外控单元，其与所述的电机动作控制子单元相连接，并接受外部控制信号，从而对所述的电机产生控制作用。

较佳的，所述的短路侦测电路包括：至少针对一条线引入所述盒体内的相线上设置的一短路侦测元件，其与一判断元件相连接，所述的判断元件根据在发生短路异常情况下所述短路侦测元件的状态，产生所述的自锁控制信号。

与现有技术比较本发明的有益效果在于，能够与微型断路器相结合，实现断路器的自动合闸，能够在发生如短路异常用电状况没有排除的情况下，不会自动合闸，适用于断路器的远程控制，是智能电网发展的基础产品。

附图说明

图1为现有断路器的内部结构立体示意图；

图2A为本发明实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构实施例的立体图；

图2B为本发明实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构实施例内部结构侧视图；

图2C为本发明实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构实施例内部结构分解示意图；

图3A-图3B为本发明实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构与微型断路器结合应用示意图；

图4A为本发明实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构的控制电路板电路示意图；

图4B为本发明具有自动合闸功能的内置式智能断路器的自动合闸控制子单元对电机实现往复运动控制电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图2A所示，其为本发明实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构实施例的立体图；所述的实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构2，在盒体上部延伸有一拨杆21.

请参阅图2B和图2C所示，其分别为本发明实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构实施例内部结构侧视图和内部结构分解示意图；在所述的盒体20内部设置有：

一控制电路板4，其用于发出控制信号以及进行相应的检测；

一电机传动单元以及与所述的电机传动单元输出相连接的拨杆21，其中所述的拨杆21伸出盒体外，用以与微型断路器的手柄12相抵靠，通过所述控制电路板4对所述的电机传动单元的控制，从而使所述的拨杆21拨动所述微型断路器的手柄12，最终实现所述的断路器1的合闸动作。

其中，所述的电机传动单元包括：一电机23，其为本发明的动力来源，

一减速器，所述的减速器与所述的电机23相连接，当然有些电机23本身就是减速处理过的，因此可以不加所述的减速器；

一螺纹传动杆22，其与所述的减速器输出相连接，在所述电机23带动下转动；

一螺纹套24，其螺接于所述的螺纹传动杆22上，所述的螺纹套24具有一拨动口，所述的螺纹传动杆22转动，从而引起所述的螺纹套24沿所述的螺纹传动杆22轴向的平动。

其中，所述的拨杆21，铰接于盒体内，其下端置于所述的拨动口内，随着所述的螺纹套24的运动，而绕绞轴转动。

在所述的螺纹传动杆22的行程指定位置处设置有行程开关31，当所述的螺纹套24达到指定位置时，触动所述的形成开关，从而所述的电机可以反向转动复位，再碰到另一个行程开关从而停止转动。

较佳的，还包括：一支撑架用以设置所述的电机传动单元。

请参阅图3A-图3B所示，其为本发明实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构与微型断路器结合应用示意图；所述的实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构2与所述的微型断路器1结合在一起，通常是通过螺钉结合在一起(图中未示)，所述的拨杆21顶靠在所述的手柄12的一侧，当需要合闸时，所述的拨杆21将手柄12推至合闸位置。

请参阅图4A所示，其为本发明实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构的自动合闸控制单元示意图一，本实施例以三相为例的，所述的控制电路包括：一电源采集子单元，其从所述的相线上获取电流信号，所述的电源采集子单元主要涉及对相线电流的整流滤波作用，这里采用三个二极管D1～D3分别与相线A～C相连接，并采用电容C3进行滤波；

一稳压电路，其包括：一稳压管DW1以及与之并联的电容C1、C2，其中所述的电容C1的负极接地，其正极与所述的电源采集子单元的输出端相连接；

一短路侦测电路，其用以检测是否有短路发生，当发生短路时输出一控制信号，所述的短路侦测电路包括：三组短路侦测元件以及判断元件，所述的短路侦测元件用以在发生短路异常时产生一变化量(这里以干簧管Sa、Sb、Sc为例)，所述的判定元件(这里采用比较器IC1-1～IC1-3为例)由所述的短路侦测元件处获取一变化量并与一预先设定的基准进行比较，(两者的数量和相线数目一致)，所述的干簧管Sa、Sb、Sc的一端与所述的比较器IC1-1～IC1-3的同相端相连接；所述干簧管Sa、Sb、Sc的另一端，与所述的电源采集子单元的输出端相连接，作为所述的比较器IC1-1～IC1-3的比较信号；所述的比较器IC1-1～IC1-3的反相端获取一稳定的电压信号，作为基准电压；本实施例里是通过一组分压电阻R3、R4获取的，其中，所述分压电阻R3的一端与所述的稳压电路中的电容C1阴极相连接，另一端与所述的电源采集子单元的输出端相连接；每一比较器IC1-1～IC1-3的输出端和正相端之间设置有二极管D7、D10、D13；

一自锁控制子单元，其接收所述的短路侦测子单元的输出的表征短路状况的信号，从而使所述的电机不产生动作；其包括：一第一三极管Q2，所述第一三极管Q2的集电极与所述的电源采集子单元的输出端相连接，所述第一三极管Q2的发射极接地，一上拉电阻R5获取所述的比较器IC1-1～IC1-3的输出信号，并有所述的第一三极管Q2的基极相连接，且所述的基极通过电阻R6与地相连，所述的第一三极管Q2的发射极和集电极之间连接有一电阻R7；

一电机自动合闸控制子单元，其包括：一第二三极管Q1，所述第二三极管Q1的基极与所述的第一二极管Q2的集电极相连接，所述第二三极管Q1的发射极接地；所述的电机M一端与所述的电源采集子单元的输出端相连接，另一端与所述的第二三极管Q1的集电极相连接；

较佳的，为了与机械结构中的结果相吻合，在所述的电机自动合闸控制子单元的线路上设置有限位开关K1，用以控制电机M达到预定位置后停转，从而确保断路器合闸位置；

请参阅图4B所示，其为本发明具有自动合闸功能的内置式智能断路器的自动合闸控制子单元对电机实现往复运动控制电路示意图，本示意图中，有四组PNP的三极管Q5、Q6、Q8、Q9和保护二极管D10、D11、D13、D14，其集电极和保护二极管的阳极相连接，其发射极和二极管的阴极相连接，并且电机的正相端连接有两组PNP的三极管Q6、Q9和保护二极管D11、D14集电极，且两组的之间的发射极连接在一起；所述的电机的反相端连接有另外两组PNP的三极管Q5、Q8和保护二极管D10、D13集电极，且两组的之间的发射极连接在一起；一第一单向二极管D9，其阳极与所述的电机的正相端相连接，其阴极与处理器一控制端PX.2相连接；一第二单向二极管D12，其阳极与所述的电机的反相端相连接，其阴极与处理器一控制端PX.1相连接(请参阅图9G所示)，所述的PNP三极管Q9的基极与一PNP三极管Q7的发射极相连接，所述的PNP三极管Q7的基极与所述控制端PX.1相连接；所述的PNP三极管Q8的基极与一PNP三极管Q4的发射极相连接，所述的PNP三极管Q4的基极与所述的控制端PX.2相连接，所述的PNP三极管Q4的集电极极与所述的PNP三极管Q6基极相连接；所述的PNP三极管Q5基极与所述的PNP三极管Q7集电极相连接；同时所述的PNP三极管Q6基极与所述的PNP三极管Q4集电极相连接。因此可以设置一个处理器，通过所述处理器控制端PX.1和PX.2的输出信号，从而控制电机的正反转，从而实现相应动作机构的往复运动，这对本领域普通技术人员而言是显而易见的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而并非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内，可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构，其特征在于：其包括：一盒体，在所述的盒体内部设置有：

一控制电路板；

一电机传动单元以及与所述的电机传动单元输出相连接的拨杆，其中所述的拨杆伸出盒体外与微型断路器的手柄相抵靠，通过所述控制电路板对所述的电机传动单元的控制，从而使所述的拨杆拨动所述微型断路器的手柄，最终实现所述的断路器的合闸动作。

2.根据权利要求1所述的实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构，其特征在于，所述的电机传动单元包括：一电机，

一减速器，所述的减速器与所述的电机相连接；

一螺纹传动杆，其与所述的减速器输出相连接；

一螺纹套，螺接于所述的螺纹传动杆上，所述的螺纹套具有一拨动口。

3.根据权利要求2所述的实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构，其特征在于，所述的拨杆，铰接于盒体内，其下端置于所述的拨动口内，随着所述的螺纹套的运动，而绕绞轴转动。

4.根据权利要求3所述的实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构，其特征在于，在所述的螺纹传动杆的行程指定位置处设置有行程开关。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构，其特征在于，还包括：一支撑架用以设置所述的电机传动单元。

6.根据权利要求1-4任一权利要求所述的实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构，其特征在于，所述的控制电路板上包括：

一电源采集子单元，其从所述的相线上获取电力信号，并进行整流滤波处理；

一电机动作控制子单元，获取所述的电力信号，并在接到合闸命令时，使所述的电机动作，最终实现所述的断路器的合闸动作。

7.根据权利要求6所述的实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构，其特征在于，还包括：

一短路侦测电路，其用以检测是否有短路发生，当发生短路时产生一脱扣控制信号；

一自锁控制子单元，其与所述的电机动作控制子单元相连接，接收所述的短路侦测子单元输出一表征短路状况的自锁控制信号，从而使所述的电机动作控制子单元令所述的电机不产生动作。

8.根据权利要求7所述的实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构，其特征在于，还包括：一外控单元，其与所述的电机动作控制子单元相连接，并接受外部控制信号，从而对所述的电机产生控制作用。

9.根据权利要求8所述的实现微型断路器自动合闸功能的电动操作机构，其特征在于，所述的短路侦测电路包括：至少针对一条线引入所述盒体内的相线上设置的一短路侦测元件，其与一判断元件相连接，所述的判断元件根据在发生短路异常情况下所述短路侦测元件的状态，产生所述的自锁控制信号。

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