一种两段位自动转换开关电器的动触头转换结构
技术领域
本发明属于机电制造领域,特别涉及一种两段位自动转换开关电器的动触头转换结构。
背景技术
为了使自动转换开关电器的使用类别提高至AC-33A,承受较高的短时耐受电流指标,需大幅度提高A、B电源动触头组件的分闸速度及合闸时动触头组件压力,因此一种新型的两段位自动转换开关电器的动触头转换结构应运而生。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的两段位自动转换开关电器的动触头转换结构,利用单根驱动方轴提供动触头组件分合闸的操作驱动力,动触头组件分合闸的驱动力为利用安装在其上的四连杆加拉簧储能实现动触头组件快速分闸及合闸时动触头组件保持较高的压力,连接板两端连接摆臂处椭圆型孔及四连杆过死点位置的设计能有效保持A、B电源转换时间稳定为50ms±5ms左右。另外其简单的机械互锁功能能可靠地防止AB电源动触头组件在正常使用过程中同时处于合闸状态导通引起AB电源窜相爆炸。
一种两段位自动转换开关电器的动触头转换结构,该转换结构包括:A电源动触头组件、A电源动触头组件安装方轴、驱动方轴、互锁连杆、B电源动触头组件安装方轴、B电源动触头组件、摆杆、摆杆连接轴、连接板;所述A电源动触头组件与B电源动触头组件以驱动方轴为中心对称设置;所述A电源动触头组件安装方轴与B电源动触头组件安装方轴也同样以驱动方轴为中心对称设置;所述互锁连杆为弧形结构,其一端与A电源动触头组件相连接,另一端与B电源动触头组件相连接;互锁连杆对A电源动触头组件、B电源动触头组件实现机械互锁;所述摆杆的一端套装在驱动方轴上,另一端通过摆杆连接轴与连接板铰接,摆杆、连接板可绕摆杆连接轴转动;
上述转换结构为利用对称布局的A、B电源动触头组件,通过驱动方轴旋转运动带动摆杆通过连接板传递至摆臂对A、B电源动触头组件动作进行操作,使A、B电源动触头组件位置实现A分B合及B分A合两种状态。
所述A电源动触头组件1包括:A电源拉簧固定销、A电源拉簧、A电源固定板、A电源旋转轴一、A电源位置限位轴、A电源曲柄A电源动触头组件连接轴、A电源中间连接板、A电源旋转轴二、A电源连接轴、A电源摆臂;A电源拉簧一端用A电源拉簧固定销连接在A电源摆臂,另一端挂在A电源旋转轴二上;A电源固定板通过A电源旋转轴一固定在A电源摆臂上并可绕A电源旋转轴一转动;A电源位置限位轴位于A电源固定板的凹槽处,对A电源固定板起限位作用;A电源曲柄的一端通过A电源旋转轴二与A电源中间连接板相连接,另一端与A电源固定板相连接;A电源中间连接板的一端通过A电源动触头组件连接轴与底座固定,另一端通过A电源旋转轴二与A电源曲柄相连接;A电源连接轴位于A电源摆臂的连接孔内。
所述B电源动触头组件包括:B电源拉簧固定销、B电源拉簧、B电源旋转轴二、B电源位置限位轴、B电源中间连接板、B电源动触头组件连接轴、B电源固定板、B电源曲柄、B电源旋转轴一、B电源摆臂、B电源连接轴;B电源拉簧一端用B电源拉簧固定销连接在B电源摆臂,另一端挂在B电源旋转轴二上;B电源固定板通过B电源旋转轴一固定在B电源摆臂上并可绕B电源旋转轴一转动;B电源位置限位轴位于B电源固定板的凹槽处,对B电源固定板起限位作用;B电源曲柄的一端通过B电源旋转轴二与B电源中间连接板(20)相连接,另一端与B电源固定板相连接;B电源中间连接板的一端通过B电源动触头组件连接轴与底座固定,另一端通过B电源旋转轴二与B电源曲柄相连接;B电源连接轴位于B电源摆臂的连接孔内。
所述连接板两端均设有椭圆型孔,可保证通过驱动方轴旋转运动时先带动处于合闸状态的一端动触头组件摆臂转动使其先分闸,后带动处于分闸状态的另一端动触头组件摆臂转动使其后合闸。
本发明动触头组件分断速度快(最高达到3m/s)、开距大(32mm)、可靠性高、动触头合闸时触头压力能取较大值、能承受较高短时耐受电流。
附图说明
图1为本发明动触头转换结构的立体结构示意图;
图2为本发明电源拉簧位置立体结构示意图;
图3为本发明四连杆位置立体结构示意图;
图4为本发明连接板椭圆型孔位置剖视图;
图5为本发明A电源合闸B电源分闸状态简化示意图;
图6为本发明B电源合闸A电源分闸状态简化示意图;
图中:1.A电源动触头组件2.A电源动触头组件安装方轴3.驱动方轴4.互锁连杆5.B电源动触头组件安装方轴6.B电源动触头组件7.A电源拉簧固定销8.A电源拉簧9.B电源拉簧固定销10.B电源拉簧11.A电源固定板12.A电源旋转轴一13.A电源位置限位轴14.A电源曲柄15.A电源动触头组件连接轴16.A电源中间连接板17.A电源旋转轴二18.B电源旋转轴二19.B电源位置限位轴20.B电源中间连接板21.B电源动触头组件连接轴22.B电源固定板23.B电源曲柄24.B电源旋转轴一25.B电源摆臂26.B电源连接轴27.摆杆28.摆杆连接轴29.连接板30.A电源连接轴31.A电源摆臂。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详述。
如图1、图2、图3所示,一种两段位自动转换开关电器的动触头转换结构,该转换结构包括:A电源动触头组件1、A电源动触头组件安装方轴2、驱动方轴3、互锁连杆4、B电源动触头组件安装方轴5、B电源动触头组件6、摆杆27、摆杆连接轴28、连接板29。A电源动触头组件1与B电源动触头组件6以驱动方轴3为中心对称设置。A电源动触头组件安装方轴2与B电源动触头组件安装方轴5也同样以驱动方轴3为中心对称设置。互锁连杆4为弧形结构,其一端与A电源动触头组件1相连接,另一端与B电源动触头组件6相连接;互锁连杆4对A电源动触头组件1、B电源动触头组件6实现机械互锁,确保只能有一侧闭合的情况,防止A、B电源动触头组件同时处于闭合状态引起A、B电源窜相引起事故。摆杆24的一端套装在驱动方轴3上,另一端通过摆杆连接轴28与连接板29铰接,摆杆27、连接板29可绕摆杆连接轴28转动。
A电源动触头组件1包括:A电源拉簧固定销7、A电源拉簧8、A电源固定板11、A电源旋转轴一12、A电源位置限位轴13、A电源曲柄14、A电源动触头组件连接轴15、A电源中间连接板16、A电源旋转轴二17、A电源连接轴30、A电源摆臂31。A电源拉簧8一端用A电源拉簧固定销7连接在A电源摆臂31,另一端挂在A电源旋转轴二17上;A电源固定板11通过A电源旋转轴一12固定在A电源摆臂31上并可绕A电源旋转轴一12转动;A电源位置限位轴13位于A电源固定板11的凹槽处,对A电源固定板11起限位作用。A电源曲柄14的一端通过A电源旋转轴二17与A电源中间连接板16相连接,另一端与A电源固定板11相连接。A电源中间连接板16的一端通过A电源动触头组件连接轴15与底座固定,另一端通过A电源旋转轴二17与A电源曲柄14相连接。A电源连接轴30位于A电源摆臂31的连接孔内。
B电源动触头组件6包括:B电源拉簧固定销9、B电源拉簧10、B电源旋转轴二18、B电源位置限位轴19、B电源中间连接板20、B电源动触头组件连接轴21、B电源固定板22、B电源曲柄23、B电源旋转轴一24、B电源摆臂25、B电源连接轴26。B电源拉簧10一端用B电源拉簧固定销9连接在B电源摆臂25,另一端挂在B电源旋转轴二18上;B电源固定板22通过B电源旋转轴一24固定在B电源摆臂25上并可绕B电源旋转轴一24转动;B电源位置限位轴19位于B电源固定板22的凹槽处,对B电源固定板22起限位作用。B电源曲柄23的一端通过B电源旋转轴二18与B电源中间连接板20相连接,另一端与B电源固定板22相连接。B电源中间连接板20的一端通过B电源动触头组件连接轴21与底座固定,另一端通过B电源旋转轴二18与B电源曲柄23相连接。B电源连接轴26位于B电源摆臂25的连接孔内。
本发明所述的两段位自动转换开关电器的动触头转换结构为利用对称布局的A、B电源动触头组件,通过驱动方轴旋转运动带动摆杆通过连接板传递至摆臂对A、B电源动触头组件动作进行操作,使A、B电源动触头组件位置实现A分B合及B分A合两种状态。
如图1所示,此时为A电源合闸B电源分闸状态各零件的相对位置,A电源动触头组件1、B电源动触头组件6的分合闸各自独立由两套四连杆结构控制,其有利条件为可使四极电源动触头受力平衡,分合闸同步性好,极间相差3ms左右。如图2所示A、B电源四连杆结构上的拉簧位置,A电源拉簧8一端用A电源拉簧固定销7连接在A电源摆臂31,另一端挂在A电源旋转轴二17上,A电源拉簧8在一个四连杆结构上有两根以A电源固定板11对称布局。B电源拉簧10与A电源拉簧8的安装结构布局一样,如图3所示。如图4连接板29椭圆型孔的位置,其作用为当摆杆27带动连接板29运动时,连接板29会先带动合闸的一侧摆臂先运动,然后才推动分闸一侧的摆臂后运动,利用此椭圆型孔打A分B合、B分A合运动的时间差,结合四连杆结构过死点位置的设计能有效保持A、B电源转换时间稳定为50ms±5ms左右。如图5所示,动触头组件结构处于A电源合闸B电源分闸的初始状态,A电源的四连杆结构加拉簧使A电源动触头组件1合闸位置状态由A电源固定板11对A电源位置限位轴13限位。当驱动方轴3通过旋转运动将驱动力经摆杆27、连接板29传递至A电源摆臂31,通过A电源摆臂31的如图顺时针旋转运动拉伸连接在A电源摆臂31及A电源曲柄14、A电源中间连接板16相连接的A电源旋转轴二17上的A电源拉簧8积储能量,当A电源摆臂31旋转运动通过处于由A电源固定板11、A电源旋转轴一12、A电源曲柄14、A电源中间连接板16、A电源拉簧8、A电源动触头组件1所组成的四连杆结构中分闸位置对应的死点位置后,A电源拉簧8通过先前A电源摆臂31旋转运动所积累的能量瞬间释放,带动A电源曲柄14、A电源中间连接板16、A电源动触头组件1执行分闸运动,使A电源动触头组件1瞬间打开。其运动结束后状态由A电源拉簧8施加在A电源曲柄14、A电源中间连接板16、A电源动触头组件1上的预拉力保持,分闸结束时A电源动触头组件1的位置限制由A电源固定轴19限位。在此运动过程中,当驱动方轴3通过旋转运动经摆杆27带动连接板29消除图示连接板29上的右侧椭圆型孔间隙后推动B电源摆臂25顺时针转动,拉伸连接在B电源摆臂25及B电源曲柄23、B电源中间连接板20相连接的B电源旋转轴二18上的B电源拉簧10积储能量,当B电源摆臂25顺时针旋转运动通过处于由B电源固定板22、B电源旋转轴二18、B电源曲柄23、B电源中间连接板20、B电源拉簧10、B电源动触头组件6所组成的四连杆结构中合闸位置对应的死点位置后,B电源拉簧10通过先前B电源摆臂25旋转运动所积累的能量瞬间释放,带动B电源曲柄23、B电源中间连接板20、B电源动触头组件6执行合闸运动,使B电源动触头组件6瞬间合闸。A电源分闸B电源合闸运动完成状态,如图6所示。
因A电源动触头组件1与B电源动触头组件6为对称布局结构,因此,B电源分闸A电源合闸的运动过程与上述相反。
本发明利用四连杆加拉簧结构,其动触头组件的分合闸驱动力不是直接来源于驱动方轴传递的驱动力,此驱动力仅起一个提供操作力的作用,动触头组件的分合闸的驱动力为利用拉簧储能进行瞬间释放,因此其动触头组件分合闸速度快,动触头组件与静触头组件间可以设计更大的开距,能更好的拉断电弧,适用于使用类别AC-33A的场合,动触头组件合闸位置的保持力由拉簧通过曲柄、中间连接板及动触头组件组成一个省力力臂,利用拉簧较少的力保持对动触头较大的出力,从而可以提高触头压力,得到较少的回路电阻,降低温升,较高的短时耐受电流指标,先前结构单个触头压力15N左右,现可提高至22N左右,而且对提供驱动方轴驱动力的结构无反作用力。另外通过四连杆结构各零件相对位置进行调整可容易调整摆臂过死点的位置,使动触头组件合闸时摆臂过死点旋转的角度大,合闸速度慢,减少动触头组件对静触头组件的撞击力,可减少或消除弹跳。分闸时摆臂过死点旋转的角度小,可提高动触头组件瞬间分闸时的分闸速度,提高产品的分断能力。另外因A、B电源动触头组件为对称布局,可比较容易设计防止动触头组件同时合闸的机械互锁结构。连接板两端椭圆型孔的设计可保证通过驱动方轴旋转运动时先带动处于合闸状态的一端动触头组件摆臂转动使其先分闸,后带动处于分闸状态的另一端动触头组件摆臂转动使其后合闸,这样结合四连杆死点位置调整使A、B电源转换时间稳定为50ms±5ms左右。