CN104332346A - 高压开关用电机直驱操动机构及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明高压开关用电机直驱操动机构，包括驱动控制模块，以及依次连接在传动主轴上的开关状态显示模块，动力模块和断电保护模块；开关状态显示模块用于实时显示高压开关的分合闸状态；动力模块包括相互配合设置的转子和定子；断电保护模块包括沿轴向依次设置在传动主轴上的自锁蜗轮，电磁铁动铁芯和线圈安装板；驱动控制模块分别用于给动力模块提供驱动控制信号和电能，并给电磁铁线圈供电；当电磁铁线圈断电时，电磁铁动铁芯与自锁蜗轮固定；当电磁铁线圈通电时，电磁铁动铁芯与自锁蜗轮分离。对本发明所述的机构控制时，先给电磁铁线圈加电；然后给加载电机驱动电流；当位置控制和停止时，在定子加载电流并在转过角度后施加反向电流。

Description

高压开关用电机直驱操动机构及其控制方法

技术领域

本发明涉及高压开关的操动机构，具体为一种高压开关用电机直驱操动机构及其控制方法。

背景技术

无论高压开关隔离、接地开关还是多工位开关，其动触头的分合闸运动都是通过操动机构来实现的，操动机构的工作性能和可靠性，对高压隔离、接地、多工位开关的工作性能及可靠性起着极其重要的作用。目前，该类高压开关普遍使用的是电机操动机构。为实现大扭矩输出，将电机主轴通过机械变速传动装置与高压隔离/接地/多工位开关的转动轴连接；机械变速传动装置包含蜗轮或齿轮、拐臂、连杆等零部件，传动环节多、结构复杂，可靠性低，运动过程不可控。在高压开关智能化技术和高可靠性要求下：操动机构不仅需要提供足够的输出转矩，在规定的时间内完成分合闸操作；并需要进行分合闸过程的转矩、位置和速度精确控制和信息反馈；现有的操动机构存在零部件多，结构复杂、可靠性低，运动过程不可控的问题，无法满足实际的需求。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种提供结构简单、工作可靠，模块化设计制造；分合闸运动过程可控并实时采集的高压开关用电机直驱操动机构及其控制方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明高压开关用电机直驱操动机构，包括驱动控制模块，以及依次连接在传动主轴上的开关状态显示模块，动力模块和断电保护模块；开关状态显示模块用于实时显示高压开关的分合闸状态；动力模块包括固定在传动轴上的转子和设置在动力模块外壳内与转子配合的定子；断电保护模块包括沿轴向依次设置在传动主轴上的自锁蜗轮，电磁铁动铁芯和线圈安装板；线圈安装板套设在传动主轴上，靠近电磁动铁芯的一侧固定设置电磁铁线圈；自锁蜗轮通过轴承连接在传动主轴上，靠近电磁动铁芯的一侧设置有销孔和通过支架固定的电磁铁连接环；电磁铁连接环的内圈套设在电磁铁线圈外部，并固定设置与电磁体线圈电极；电磁铁连接环的端面通过端面轴承与线圈安装板转动连接；电磁铁动铁芯轴向滑动的设置在传动主轴上，一侧端面通过复位弹簧与线圈安装板连接，另一侧端面设置有与自锁蜗轮上销孔配合的定位销；驱动控制模块分别用于给动力模块提供驱动控制信号和电能，并给电磁铁线圈供电；当电磁铁线圈断电时，电磁铁动铁芯通过定位销与销孔的配合与自锁蜗轮固定；当电磁铁线圈通电时，电磁铁动铁芯吸合在电磁铁线圈上，电磁铁动铁芯与自锁蜗轮分离。

优选的，开关状态显示模块包括传动齿轮和分合闸指示器；传动齿轮采用行星齿轮或扇形齿轮的方式驱动分合闸指示器。

进一步，接上，所述的开关状态显示模块还包括安装基板和固定在安装基板上的状态观察窗，以及用于在对应的分合闸指示位置处设置的限位装置；传动主轴穿过安装基板与其通过轴承转动连接。

进一步，传动齿轮采用行星齿轮时，太阳传动齿轮和位置指示架依次固定在传动主轴上，安装在位置指示架上的行星被动齿轮与太阳传动齿轮啮合；分合闸指示器设置在位置指示架上。

优选的，驱动控制模块通过设置的光电复合接口分与上位机连接通讯，与电力电缆连接供电。

优选的，动力模块还包括位置反馈装置，位置反馈装置的转动端固定在传动主轴上，静止端设置在动力模块外壳内部。

优选的，断电保护模块中，与自锁蜗轮配合设置的自锁蜗杆向外延伸设置有手动摇把；断电保护模块外壳一端与动力模块外壳固定，另一端设置连接法兰；连接法兰与传动主轴通过轴承转动连接。

优选的，还包括设置在传动主轴输出端的转接模块，转接模块采用三相机械联动的连接装置。

进一步，转接模块包括设置在传动主轴上的主动锥齿轮，分别与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮，以及分别与从动锥齿轮连接联动传动轴。

如本发明所述的高压开关用电机直驱操动机构的控制方法，包括如下步骤，先给电磁铁线圈加电，将制动解除；然后给动力模块中的转子和定子对应加载电机驱动电流驱动传动主轴转动；当动力模块进行位置控制和停止时，在定子加载电流并在转过角度后施加反向电流，进行转子制动，并将定子绕组上产生的电流通过制动电阻转变成热能。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明采用模块化设计、制造和装配，可用于隔离开关、接地开关以及多工位复合开关的智能控制；各模块的独立制造和调试，便于总装与维修，通过一根传动主轴将模块机械运动部分连接，减少运动件数量，提高传动效率，减少装配误差；利用动力模块能够直接对传动主轴实现驱动控制，通过断电保护模块中设置的电磁铁和涡轮蜗杆，不仅能够在断电状态下利用蜗轮蜗杆的自锁提供静止端，实现传动轴的定位，而且通过蜗轮蜗杆的设置提供手动操作单元实现手动对高压开关的分合闸控制；通过驱动控制模块，在进行供电控制的同时，能够对转子和定子的运动参数进行预先设定，相互配合完成开关动作。

进一步的，通过传动齿轮和分合闸指示器能够实时的对分合闸位置进行指示，并利用限位装置限定分合闸转角范围，无论手动还是电动到位后将不能继续转动，对开关进行保护。

进一步的，利用安装基板能够提供开关状态显示模块的安装和定位，同时经状态观察窗能够清晰准确的实现对开关状态的读取；采用行星齿轮进行传动时，限位准确，传动可靠，传动比调节方便，指示精准。

进一步的，通过光电复合接口将电力输送和信号的光缆传输集成传输，结构紧凑，维护简单；利用反馈装置能够实时的对传动主轴实时位置进行反馈。

进一步的，通过手动摇把的设置，能够提高机构的适应能力，通过手动也能够对开关进行控制，并且还能够继续与其他模块实现配合。

进一步的，通过转接模块的设置，能够满足操动机构三相开关的联动控制需求，经机械结构的联动设计，实现同步操作。

附图说明

图1本发明所述机构的模块化连接示意图。

图2本发明所述机构的内部结构示意图。

图3本发明所述机构合闸控制过程与驱动电流示意图。

图4本发明所述机构合闸控制过程与驱动电流示意图。

图中：M1为开关状态显示模块，M2为驱动控制模块，M3为动力模块，M4为断电保护模块，M5为转接模块，1为驱动控制模块外壳，2为光纤与电源复合电缆接口，3为动力模块外壳，4为手动摇把，5为连接法兰，6为传动主轴，7为断电保护模块外壳，8为安装基板，9为反馈装置，10为定子，11转子，12为线圈安装板，13为电磁铁线圈，14为电磁铁动铁芯，15为电磁铁连接环，16为自锁蜗杆，17为自锁蜗轮，18为复位弹簧，19为行星被动齿轮，20为位置指示架，21为分合闸指示器，22状态观察窗。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明高压开关用电机直驱操动机构，如图1所示，其包括驱动控制模块M2，以及依次连接在传动主轴6上的开关状态显示模块M1，动力模块M3和断电保护模块M4。

其中，开关状态显示模块M1用于实时显示高压开关的分合闸状态；如图2所示，动力模块M3包括固定在传动轴6上的转子11和设置在动力模块外壳3内与转子11配合的定子10。

如图2所示，动力模块M3采用低速大扭矩电磁装置，定子10采用线圈绕组，转子11采用永磁体或永磁体加线圈绕组的复合方式，在高电压大电流的电磁场作用环境下，能够通过控制定子10和转子11上加载的电压、电流及脉宽调制相位进行低速大扭矩转动，并精确控制转轴的转动角度、转动过程的速度变化和停止位置。

如图2所示，断电保护模块M4包括沿轴向依次设置在传动主轴6上的自锁蜗轮17，电磁铁动铁芯14和线圈安装板12；线圈安装板12套设在传动主轴6上，靠近电磁动铁芯14的一侧固定设置电磁铁线圈13；自锁蜗轮17通过轴承连接在传动主轴6上，靠近电磁动铁芯14的一侧设置有销孔和通过支架固定的电磁铁连接环15；电磁铁连接环15的内圈套设在电磁铁线圈13外部，并固定设置与电磁体线圈13的电极；电磁铁连接环15的端面通过端面轴承与线圈安装板12转动连接；电磁铁动铁芯14轴向滑动的设置在传动主轴6上，一侧端面通过复位弹簧18与线圈安装板12连接，另一侧端面设置有与自锁蜗轮17上销孔配合的定位销；能够在断电后保持传动主轴的位置。当电磁铁线圈13断电时，电磁铁动铁芯14通过定位销与销孔的配合与自锁蜗轮17固定；当电磁铁线圈13通电时，电磁铁动铁芯14吸合在电磁铁线圈13上，电磁铁动铁芯14与自锁蜗轮17分离。

如图1所示，驱动控制模块M2分别用于给动力模块M3提供驱动控制信号和电能，并给电磁铁线圈13供电；其能够根据变电站的电源输入进行电力转换，为电机定子10和转子11提供驱动和控制电流，按照预设的转角和速度驱动传动主轴转动，通过实时反馈的传动主轴转角位置和速度进行转角和转速的调整，按照一定频率采集整个分合闸过程的电机转速、驱动电流和转角的变化值，并进行传输。驱动控制模块M2作为独立模块，能够直接安装在操动机构的动力模块M3上通过光纤电源复合电缆接口2与汇控柜中的上位机通讯，还可与其它智能控制模块集中安装在开关的智能汇控柜中，通过复合电缆控制操动机构。

工作时，电磁铁线圈13将套装在传动主轴6上的电磁铁动铁芯14吸合与自锁涡轮17脱离，使传动主轴带动电磁铁动铁芯14与电磁铁线圈13以及线圈安装板12一起运动，调试和停电状态下，断电保护模块M4的电磁铁线段13停电，电磁铁动铁芯14在复位弹簧18的作用下与其分离，并与自锁蜗轮17贴合固定，能够通过定位销与销孔的配合贴合固定，也能够通过配合的卡槽贴合固定，从而将传动主轴6与自锁涡轮17固定在一起，自锁作用的蜗轮蜗杆结构对传动主轴具有限制转动的作用。

本优选实施例中，动力模块M3和断电保护模块M4可以采用单独主轴，并通过花键将两个模块的主轴连接，动力模块M3配驱动控制模块M2可直接用于驱动高压开关，断电保护模块M4能够根据高压开关的布局和操作空间，选择布置在动力模块M3的前端或后端，即安装在动力模块M3与转接模块M5之间或在动力模块M3与开关状态显示模块M1之间。

如图2所示，开关状态显示模块M1包括传动齿轮和分合闸指示器21；传动齿轮采用行星齿轮或扇形齿轮的方式驱动分合闸指示器21；开关状态显示模块M1还包括安装基板8和固定在安装基板8上的状态观察窗22，以及用于在对应的分合闸指示位置处设置的限位装置；传动主轴6穿过安装基板8与其通过轴承转动连接。如图2所示，传动齿轮采用行星齿轮时，太阳传动齿轮和位置指示架20依次固定在传动主轴6上，安装在位置指示架20上的行星被动齿轮19与太阳传动齿轮啮合；分合闸指示器21设置在位置指示架20上。无论是电动还是手动操作，开关状态显示模块M1的分合闸指示器21在传动主轴6的带动下，经过一定的传动比变换后转动，显示分合闸位置状态；同时对传动主轴6转角提供了分合闸到位的限制功能，传动主轴6驱动的分合闸指示器21被限定在分合闸转角范围内转动，无论手动还是电动到位后将不能继续转动，对开关进行保护，该结构的限位范围，可根据所配开关所需的传动主轴6转角不同而设定。

分合闸状态指示器21与限位装置通常安装在本发明所述机构的后端以便提供明显可供观察的分合闸状态指示，状态观察窗22开在后端，若机构的安装位置离地过高，则可以采用下端安装观察窗的形式。分合闸指示器21通过直齿轮或锥齿轮与传动主轴6连接，根据传动主轴6的转动角度与分合闸指示器21转过的角度形成的传动比，确定采用行星齿轮或扇形齿轮的方式驱动分合闸指示器转动；为防止在手动操作时出现分合闸转动超行程，进而对开关触头造成损坏现象的发生，对行星齿轮结构的分合闸指示器21通过转动限位销与连接法兰5面上的槽口限制转动角度；对于扇形齿轮结构的分合闸指示器21则在扇形齿轮上设置异形齿，限制传动主轴6的转动角度。

如图1所示，驱动控制模块M2通过设置的光电复合接口2分与上位机连接通讯，与电力电缆连接供电；通过对转动信号的输出，实现控制逻辑，接收分合闸动作信号，对断电保护模块的电磁铁进行吸合，直到分合闸到位后停止，使电磁铁复位并将到位信号通过光纤通讯反馈到上位机。

如图2所示，动力模块M3还包括位置反馈装置9，位置反馈装置9的转动端固定在传动主轴6上，静止端设置在动力模块外壳3内部，从而能够实时的反馈传动主轴旋转角度。

如图1所示，断电保护模块M4中，与自锁蜗轮17配合设置的自锁蜗杆16向外延伸设置有手动摇把4；断电保护模块外壳7一端与动力模块外壳3固定，另一端设置连接法兰5；连接法兰5与传动主轴6通过轴承转动连接。自锁作用的蜗轮蜗杆结构对传动主轴具有限制转动的作用，仅能通过手动摇把4带动蜗杆驱动蜗轮转动，从而带动传动主轴6旋转进行开关的手动分合闸动作，完成操作后，将手动摇把4从机构上取下。断电保护模块M4的手动摇把4通常不安装在机构上，只有需要进行手动分合闸操作时才使用。

如图1所示，本发明还能够在传动主轴6输出端的转接模块M5，转接模块M5采用三相机械联动的连接装置。本发明能够用于驱动单相的隔离或接地开关，三相之间通过电气控制实现同步操作，也可以通过机械连接装置进行动力分解传递，同时驱动三相开关实现机械同步操作。本优选实例中，如图1所示，转接模块M5包括设置在传动主轴6上的主动锥齿轮，分别与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮，以及分别与从动锥齿轮连接联动传动轴。转接模块M5在一台操动机构带动一相开关的结构中不需要进行使用；整个机构通过安装法兰5与高压开关的本体连接，传动主轴6进行动力的输出。

本发明针对高压隔离、接地及多工位复合开关用操动机构采用模块化设计和电机直驱技术，结构简单，工作可靠，且对运动过程可实现闭环控制。

具体的，根据高压开关所需的扭矩和分合闸速度需求，动力模块M3采用永磁驱动装置或复合励磁驱动装置，两种结构的定子10铁芯均采用硅钢片叠压而成的槽形结构，并有电枢绕组，定子10内嵌在动力模块外壳3内；动力模块M3的转子11与传动主轴6采用一体结构，转子11上安装永磁体或永磁体加电枢励磁绕组的复合结构，各永磁体之间设置有隔磁片，转子11动作直接带动传动主轴6转动。动力模块M3按照驱动控制模块M2提供的控制和驱动电流进行转子的启动、旋转和停止，转动过程的位置由安装在转子11后端的位置传感器按照一定的采样频率获取，并通过通讯线路传递到驱动控制模块M2，驱动控制模块M2中的控制电路进行逻辑运算后，通过改变驱动电流和电压相位角进行转子11的转速和转角位置控制。动力模块外壳3可采用铝制型材，前后连接法兰为其它模块的安装提供基础。

驱动控制模块M2的拓扑结构的硬件电路设计，包括电力转换单元、控制单元和驱动单元，电力转换单元实现交-直-交的电力转换，将变电站的低压工频交流电转换成高压直流，然后通过直流母线提供给驱动单元；驱动单元通过逆变器的脉宽调制将直流母线上的高压直流电进行高频变换，按照控制单元的时序和相位输送给动力模块M3的定子10，从而驱动永磁体的转子11转动，对于复合励磁的转子11，还需要提供转子11的励磁电流；控制单元采用数字信号处理芯片通过对获取的传动主轴6转动位置、电流参数与预先设定的目标值进行PID运算，为驱动单元提供控制信息。如果驱动控制模块M2安装到动力模块M3上，那么驱动控制模块外壳1采用电磁兼容性强的金属材料，通过外壳间的通道与动力模块M3之间进行控制信号和电力传递，信号传递的通讯口设置光电转换模块，通过光纤复合电缆进行信号与电流的传递与输送；如果驱动控制模块M2安装到开关的汇控柜中，则不需要独立的抗电磁干扰外壳，仅通过光纤复合电缆与动力模块进行信号与电力的传递和输送。

断电保护模块M4包括手动操作单元和制动单元两个部分，其中手动单元提供断电条件下的手动分合闸操作，制动单元提供电机主轴的失电制动功能。手动操作单元通常采用具有较大传动比和自锁功能的蜗轮蜗杆结构；自锁蜗轮17同时还具有制动单元的静止端功能，采用电磁铁动铁芯14作为制动片装在传动主轴6上的花键部分，通过复位弹簧18与自锁蜗轮17的相邻侧面贴合，实现对传动主轴6的制动功能，当制动单元的电磁铁加电后，吸合制动片，使其脱离自锁蜗轮17，则可以转动传动主轴6。断电保护模块M4的外壳上具有与制动单元的电磁铁的电极连接的电刷，以连接控制电源。同时为安装自锁蜗轮17和自锁蜗杆16，通常采用铸铝壳体，然后加工轴承等定位安装面。其中电磁铁包括固定有电磁铁线圈13的线圈安装板12和电磁铁动铁芯14，固定在自锁蜗轮17上的电磁铁连接环15套设在电磁铁线圈13上，并通过端面轴承与线圈安装板14连接，实现对电磁铁的安装和配合。

驱动控制模块M2对动力模块M3采用伺服控制方式之前，上位机首先给出的分合闸信号使电磁铁线圈13通电，以确保制动单元的电磁铁动铁芯14完全与自锁蜗轮17脱开后，动力模块M3的定子10上才加载能够驱动转子转动的大电流；当转子11没有转动到预订的位置或设定的角度，电磁铁线圈13将一直带电，转子11及传动主轴6的停止主要依靠驱动控制模块M2上提供的反向电流，电磁铁线圈13在转子11到位后断电，通过复位弹簧的回复力与自锁涡轮17贴合并经定位销固定，实现转动位置的保持。

本发明在进行装配时，动力模块M3的动力模块外壳3与断电保护模块M4的外壳，分别采用铸造形式，通过螺栓连接在一起；动力模块的定子10设计有许多绕满导线的槽，并安装固定在壳体3的内部，然后安装传动主轴6转动实时位置的反馈装置9的静止端。在断电保护模块M4上安装轴承和用于手动的具有自锁功能的自锁蜗杆16，以及与电磁铁的电极连接的电刷；将动力模块M3和断电保护模块M4的传动主轴6作为安装基础进行轴上组件的安装，从动力模块M3端依次装入动力模块M3的转子11的永磁体支架和永磁体等附件，传动主轴6转动实时位置反馈装置9的转动端及带有轴承的开关状态显示模块的安装基板8；从断电包括模块M4端依次装入线圈安装板12，确保线圈安装板12上的电极与断电保护模块壳体7内的电刷接触，然后安装电磁铁线圈13、复位弹簧18和带定位销的电磁铁动铁芯14；线圈安装板12与带有端面轴承的电磁铁连接环15以及自锁蜗轮17固定在同一轴向上，确认电磁铁动铁芯14在复位弹簧18压力下能够与自锁蜗轮17侧面贴合并能够配合插入定位销；插入手动摇把4，转动蜗杆16驱动自锁蜗轮17转动，并通过电磁铁动铁芯14带动传动主轴6转动后，安装带有轴承的用于机构与开关本体连接的连接法兰5。对于开关分合闸状态显示和限位的开关状态显示模块M1，需将分合闸位置的位置指示架20与用于传动分合闸位置的行星被动齿轮19分装，在传动主轴6的末端安装传动齿轮后，安装上分装模块，并确保分合闸位置的位置指示架20卡入安装基板8的卡槽中，之后安装分合闸指示器21，通过螺栓安装带有分合闸指示观察窗21的保护外壳。将安装有驱动电路的驱动控制模块M2通过螺栓固定到动力模块M3上，连接相关的通讯与电力电缆。对于有三相联动的高压开关，则需要在断电保护模块M4前安装转接模块M5，为另外两相提供动力转换。

本发明的控制依靠上位机或汇控柜中给出的分合闸动作信号实现，在机构内部执行分合闸动作时，控制方法分两个层面，一个是电磁铁与电机主轴的控制方法，另一个是动力模块M3内部转子11和定子10上各绕组的相位和转角底层驱动控制方法，其主要采用伺服控制以满足时间、扭矩和速度的参数指标。电极主轴也就是传动主轴6在动力模块M3中的部分。图3、图4是本发明分合闸过程控制与驱动电流的控制逻辑示意图，无论分闸过程还是合闸过程，都需要先给电磁铁线圈加电，将制动解除，然后驱动主轴转动，因此电磁铁线圈的带电时间比动力模块M3上的转子11和定子10的带电时间长。为确保动力模块能够实现准确的位置控制和停止，在定子10上的加载电流转过一定角度后，需施加反向电流，进行转子11制动，并将定子10绕组上产生的电流通过制动电阻转变成热能。

Claims (10)

1.高压开关用电机直驱操动机构，其特征在于，包括驱动控制模块(M2)，以及依次连接在传动主轴(6)上的开关状态显示模块(M1)，动力模块(M3)和断电保护模块(M4)；

所述的开关状态显示模块(M1)用于实时显示高压开关的分合闸状态；

所述的动力模块(M3)包括固定在传动轴(6)上的转子(11)和设置在动力模块外壳(3)内与转子(11)配合的定子(10)；

所述的断电保护模块(M4)包括沿轴向依次设置在传动主轴(6)上的自锁蜗轮(17)，电磁铁动铁芯(14)和线圈安装板(12)；线圈安装板(12)套设在传动主轴(6)上，靠近电磁动铁芯(14)的一侧固定设置电磁铁线圈(13)；自锁蜗轮(17)通过轴承连接在传动主轴(6)上，靠近电磁动铁芯(14)的一侧设置有销孔和通过支架固定的电磁铁连接环(15)；电磁铁连接环(15)的内圈套设在电磁铁线圈(13)外部，并固定设置与电磁体线圈(13)电极；电磁铁连接环(15)的端面通过端面轴承与线圈安装板(12)转动连接；电磁铁动铁芯(14)轴向滑动的设置在传动主轴(6)上，一侧端面通过复位弹簧(18)与线圈安装板(12)连接，另一侧端面设置有与自锁蜗轮(17)上销孔配合的定位销；

所述的驱动控制模块(M2)分别用于给动力模块(M3)提供驱动控制信号和电能，并给电磁铁线圈(13)供电；

当电磁铁线圈(13)断电时，电磁铁动铁芯(14)通过定位销与销孔的配合与自锁蜗轮(17)固定；当电磁铁线圈(13)通电时，电磁铁动铁芯(14)吸合在电磁铁线圈(13)上，电磁铁动铁芯(14)与自锁蜗轮(17)分离。

2.根据权利要求1所述的高压开关用电机直驱操动机构，其特征在于，所述的开关状态显示模块(M1)包括传动齿轮和分合闸指示器(21)；传动齿轮采用行星齿轮或扇形齿轮的方式驱动分合闸指示器(21)。

3.根据权利要求2所述的高压开关用电机直驱操动机构，其特征在于，接上，所述的开关状态显示模块(M1)还包括安装基板(8)和固定在安装基板(8)上的状态观察窗(22)，以及用于在对应的分合闸指示位置处设置的限位装置；传动主轴(6)穿过安装基板(8)与其通过轴承转动连接。

4.根据权利要求2所述的高压开关用电机直驱操动机构，其特征在于，传动齿轮采用行星齿轮时，太阳传动齿轮和位置指示架(20)依次固定在传动主轴(6)上，安装在位置指示架(20)上的行星被动齿轮(19)与太阳传动齿轮啮合；分合闸指示器(21)设置在位置指示架(20)上。

5.根据权利要求1所述的高压开关用电机直驱操动机构，其特征在于，所述的驱动控制模块(M2)通过设置的光电复合接口(2)分与上位机连接通讯，与电力电缆连接供电。

6.根据权利要求1所述的高压开关用电机直驱操动机构，其特征在于，所述的动力模块(M3)还包括位置反馈装置(9)，位置反馈装置(9)的转动端固定在传动主轴(6)上，静止端设置在动力模块外壳(3)内部。

7.根据权利要求1所述的高压开关用电机直驱操动机构，其特征在于，所述的断电保护模块(M4)中，与自锁蜗轮(17)配合设置的自锁蜗杆(16)向外延伸设置有手动摇把(4)；断电保护模块外壳(7)一端与动力模块外壳(3)固定，另一端设置连接法兰(5)；连接法兰(5)与传动主轴(6)通过轴承转动连接。

8.根据权利要求1所述的高压开关用电机直驱操动机构，其特征在于，还包括设置在传动主轴(6)输出端的转接模块(M5)，转接模块(M5)采用三相机械联动的连接装置。

9.根据权利要求8所述的高压开关用电机直驱操动机构，其特征在于，转接模块(M5)包括设置在传动主轴(6)上的主动锥齿轮，分别与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮，以及分别与从动锥齿轮连接联动传动轴。

10.如权利要求1所述的高压开关用电机直驱操动机构的控制方法，其特征在于，包括如下步骤，先给电磁铁线圈(13)加电，将制动解除；然后给动力模块(M3)中的转子(11)和定子(10)对应加载电机驱动电流驱动传动主轴(6)转动；当动力模块(M3)进行位置控制和停止时，在定子(10)加载电流并在转过角度后施加反向电流，进行转子(11)制动，并将定子(10)绕组上产生的电流通过制动电阻转变成热能。