CN105575736A - 一种侧装电动操作模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低压电气中用于塑壳断路器的侧装电动操作模块，电机和连杆传动部件均位于手柄的同一侧方，电机在未通电状态时，手柄在脱扣位置，连杆传动部件在碰触第一位置信号触点的位置，手柄驱动件在未碰触到第二位置信号触点的位置；电机通电后且手柄在分闸位置时，第一位置信号触点在被释放的常开状态，手柄驱动件在未碰触第二位置信号触点的位置；电机继续转动后且手柄至合闸位置时，第一位置信号触点在未被碰触到的位置，第二位置信号触点被手柄驱动件碰触关闭；电机再继续转动后，连杆传动部件在碰触到第一位置信号触点的位置，电机在停转状态；本发明手动操作时不需要配备额外的零件来实现手动操作，手动操作与电动操作互不影响。

Description

一种侧装电动操作模块

技术领域

本发明涉及一种低压电气技术领域中的塑壳断路器，具体涉及用于塑壳断路器的电动操作模块。

背景技术

带电动操作模块的断路器，可以保证电力系统连续运行，带电动操作模块的断路器可以实现远程控制功能，方便操作人员远程控制断路器。目前现有的电动操作模块一般由外罩、电机、齿轮、偏心轮、连杆以及若干冲压件和若干标准件组成。其呈现上下安装的结构，最上部是电机，齿轮位于电机与偏心轮的中间位置，有6级齿轮位于不同的高度上，偏心轮和与其联动的连杆位于最下部，连杆用于固定安装手柄，手柄也在整个模块的最下部，外罩则将所有零件包裹在其内部。工作时，由电机带动齿轮传动，通过位于不同高度上的6级齿轮的传输将电机输出的扭矩传输到最下部的偏心轮上，偏心轮通过下部的连杆带动手柄动作，如此通过电机的转动带动手柄做往复运动，达到使断路器分合闸的目的。这种电动操作模块一般安装在塑壳低压断路器的顶部，安装时需要将手柄套在连杆内部，然后用螺钉将整个电动操作模块与断路器本体固定，在手动操作时需要额外配备零件来转动偏心轮带动手柄分合闸。从以上结构可以看出现有电动操作模块存在以下三方面缺点：

一、现有电动操作模块安装在断路器的顶部，这样断路器的整体高度增高，导致容纳断路器的开关柜的深度需要加深，增加了生产成本，且开关柜的防护性能要求提高。

二、现有电动操作模块由多级齿轮组成，齿轮加工困难，效率相对较低，增加了生产成本，而且是通过在不同高度上的6级齿轮传输扭矩的，导致电动操作模块本身的高度较高。

三．由于现有电动操作模块加装在断路器的外盖顶部上，手柄又处于电动操作模块的内部，安装时需要将手柄套在连杆内部，导致断路器的运行状态不能被直观、准确地显示。

发明内容

为了解决上述现有电动操作模块存在的问题，本发明提出一种结构简单、性能可靠、电动操作与手动操作互不影响的侧装电操模块。

本发明所述一种侧装电动操作模块采用的技术方案是：包括电机和手柄驱动件，手柄驱动件带动手柄向合闸或分闸方向转动，电机连接于连杆传动部件的下段，连杆传动部件的上端固定连接手柄驱动件的中间段，电机和连杆传动部件均位于手柄的同一侧方，在连杆传动部件旁设有第一位置信号触点，在手柄驱动件旁设有第二位置信号触点；电机在未通电状态时，手柄在脱扣位置，所述连杆传动部件在碰触第一位置信号触点的位置，手柄驱动件在未碰触到第二位置信号触点的位置；电机通电后且手柄在分闸位置时，第一位置信号触点在被释放的常开状态，手柄驱动件在未碰触第二位置信号触点的位置；电机继续转动后且手柄至合闸位置时，第一位置信号触点在未被碰触到的位置，第二位置信号触点被手柄驱动件碰触关闭；电机再继续转动后，连杆传动部件在碰触到第一位置信号触点的位置，电机在停转状态。

进一步地，所述连杆传动部件由第一连杆、第二连杆和台阶轴组成，第一连杆为长杆形状，其上端固定连接于手柄驱动件的中间段，下端设有腰形通槽，腰形通槽的长度方向与第一连杆的杆长方向一致；台阶轴穿过腰形通槽后连接第二连杆且台阶轴可沿腰形通槽的内表面一圈滑动，第二连杆固定连接于电机，电机的输出轴与台阶轴的中心轴平行，第二连杆碰触到第一位置信号触点时电机停转。

进一步地，电机停转后，台阶轴停止在腰形通槽的中间位置，可手动操作手柄。

进一步地，第二连杆的下端延伸有第二折弯凸台，第二折弯凸台碰触到第一微动开关时电机停转；第二折弯凸台中心、第二连杆与电机的连接处中心、第二连杆与台阶轴的连接处中心呈三角布置。

进一步地，台阶轴由外径依次减小且同轴的第一圆柱体、第二圆柱体和第三圆柱体组成，台阶轴通过第三圆柱体固定连接第二连杆，第二圆柱体穿过第一连杆的腰形通槽且可沿腰形通槽内表面一圈滑动，第一圆柱体外径大于腰形通槽的宽度。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过连杆和轴类部件取代现有电动操作模块中的6级齿轮和偏心轮等部件来完成断路器的合分闸操作，能有效地提高零件成产效率，降低生产成本。

2、本发明由于安装在断路器的侧方，手柄置于外部，所以手动操作时不需要配备额外的零件来实现手动操作，手动操作与电动操作互不影响。

3、本发明无需增加断路器的高度，所以不用增加柜体的整体深度，从而降低了柜体的成本。

4、本发明采用侧装结构，可以直观地看到断路器的手柄位置，这样断路器的运行状态就可以准确显示。

附图说明

图1是本发明提供的一种实施例，但并非唯一实施例的侧装电动操作模块的整体结构安装示意图；

图2是图1中隐藏电机4后的侧视图；

图3是图1中手柄驱动件2的结构放大图；

图4是图1中连杆传动部件中的第二连杆7的结构放大图；

图5是图1中连杆传动部件中的台阶轴9的结构放大图；

图6是断路器本体处于脱扣状态时本发明电动操作模块的状态图；

图7是断路器本体处于再扣状态时本发明电动操作模块的状态图；

图8是断路器本体处于合闸状态时本发明电动操作模块的状态图；

图9是断路器本体处于合闸状态后本发明电动操作模块最终停止不动的状态图。

图中：1.转动杠杆；2.手柄驱动件；3.侧板；4.电机；5第一位置信号触点；6.第二位置信号触点；7.第二连杆；8.第一连杆；9.台阶轴；10.手柄；11.支架；12.手柄驱动件转轴；

21.U型通槽；22.第一折弯凸台；23.第一通孔；24.第二通孔；

71.半圆通孔；72.第三通孔；73.第二折弯凸台；

81.腰形通槽；

91.第一圆柱体；92.第二圆柱体；93.第三圆柱体。

具体实施方式

参见图1-2所示，断路器本身包括手柄10、支架11和转动杠杆1，手柄10向上突出于断路器顶部外，手柄10下方安装有支架11和转动杠杆1，支架11下部分与断路器底部固定连接，支架11支撑转动杠杆1，手柄10与转动杠杆1固定连接，手柄10可绕着转动杠杆1的轴心可朝断路器的进线端或出线端方向转动。如图1中的以左侧为进线端，以右侧为出线端。

本发明包括侧板3、连杆传动部件、电机4和手柄驱动件2等。电机4单向转动一圈。电机4和连杆传动部件均位于手柄10的同一侧方。侧板3与断路器刚性连接且与电机4和连杆传动部件一样也位于手柄10的同一侧方。侧板3用以支撑电机4和手柄驱动件2。电机4连接于连杆传动部件的下段，带动整个连杆传动部件旋转，连杆传动部件的上端连接手柄驱动件2的中间段，由连杆传动部件驱动手柄驱动件2转动，手柄驱动件2上部分套在手柄10外，由手柄驱动件2带动手柄10在进线端与出线端之间运动，即向合闸或者分闸方向运动。手柄驱动件2运动时，沿手柄驱动件转轴12的中心旋转，手柄驱动件转轴12可旋转地连接在侧板3上，手柄驱动件转轴12的中心与转动杠杆1的中心同轴，也可将转动杠杆1与手柄驱动件转轴12做成一个整件。

在连杆传动部件旁安装第一位置信号触点5，在手柄驱动件2旁安装第二位置信号触点6。将第一位置信号触点5和第二位置信号触点6均固定在侧板3上。当断路器处于合闸状态时，即手柄驱动件2带动手柄10转动至图1的进线端一侧时，手柄驱动件2碰触到第二位置信号触点6，第二位置信号触点6关闭，输出断路器合闸信号。当手柄驱动件2旋转脱离了第二位置信号触点6时，第二位置信号触点6打开，输出断路器分闸信号，也就是当手柄10在合闸位置时，手柄驱动件2碰触到第二位置信号触点6使第二位置信号触点关闭。当电机4转动到最终位置时，连杆传动部件碰触到第一位置信号触点5，第一位置信号触点5关闭，电机4停转。

电机4在未通电、通电转动直至停转整个过程中，连杆传动部件的位置和手柄驱动件2的位置要满足：电机4在未通电状态时，手柄驱动件2和手柄10在脱扣位置，连杆传动部件在碰触第一位置信号触点5的位置，手柄驱动件2在未碰触到第二位置信号触点6的位置。电机4通电转动后且手柄驱动件2和手柄10在分闸位置时，第一位置信号触点5在被释放的常开状态，手柄驱动件2在未碰触第二位置信号触点6的位置。电机4继续转动后且手柄10至合闸位置时，第一位置信号触点5在未被碰触到的位置，第二位置信号触点6被手柄驱动件2碰触关闭；电机4再继续转动后，连杆传动部件在碰触到第一位置信号触点5的位置，电机4在停转状态。

参见图2，所述的连杆传动部件位于手柄驱动件2的旁侧，由第一连杆8、第二连杆7和台阶轴9组成。第一连杆8为长杆形状，其上端固定连接于手柄驱动件2的中间段，下端设置有腰形通槽81，腰形通槽81的长度方向与第一连杆8的杆长方向一致，在腰形通槽81处安装台阶轴9，台阶轴9穿过腰形通槽81后连接第二连杆7，台阶轴9同时可沿腰形通槽81的内表面一圈滑动。第二连杆7同时固定连接于电机4。电机4的输出轴与台阶轴9的中心轴平行。电机4的输出轴、台阶轴9、手柄转动轴12与转动杠杆1四者的中心线均平行，并且都垂直于侧板3。当电机4转动到最终位置时，第二连杆7碰触到第一位置信号触点5使第一位置信号触点5关闭，电机4停转。

参见图3所示，手柄驱动件2呈L型折弯结构，上部分是L型的水平板，下部分是L型的竖直板。在L型的水平板上设置U型通槽21，U型通槽21套在手柄10外与手柄10相配，或者固定住手柄10，使手柄10与手柄驱动件2之间无相对运动。手柄驱动件2带动手柄10在进线端与出线端之间做往复运动。在手柄驱动件2的L型的竖直板的下端延伸出第一折弯凸台22，当断路器处于合闸状态时，由第一折弯凸台22碰触到第二位置信号触点6，使第二位置信号触点6关闭。在手柄驱动件2的L型的竖直板的中间段开有上下两个通孔，分别是第二通孔24和第一通孔23，第二通孔24用以安装一销轴，手柄驱动件2通过该销轴固定连接第一连杆8的上端。在第二通孔24的下方是第一通孔23，第一通孔23用于安装手柄驱动件转轴12，手柄驱动件转轴12连接于侧板3，并且手柄驱动件转轴12与断路器的转动杠杆1同轴，通过手柄驱动件转轴12使手柄驱动件2转动。

参见图4所示，第二连杆7上设有一个半圆通孔71和第三通孔72，第三通孔72用以固定安装台阶轴9，半圆通孔71用以固定安装电机4的输出轴，使电机4与第二连杆7刚性连接，电机4转动带动第二连杆7转动。电机4的壳体固定在侧板3上。在第二连杆7的下端延伸出第二折弯凸台73，当电机4转动到最终位置时第二折弯凸台73碰触到第一位置信号触点5时，电机4停转。半圆通孔71、第三通孔72以及第二折弯凸台73的中心不在一条直线上，三者的中心呈三角布置，位于三角形的顶点处，即第二折弯凸台73中心、第二连杆7和电机4的连接处中心（半圆通孔71中心）、台阶轴9中心（第三通孔72中心）三者呈三角布置。

参见图5所示，台阶轴9由三个连续的同轴心的圆柱体组成，这三个圆柱体是第一圆柱体91、第二圆柱体92和第三圆柱体93，三个圆柱体的外径依次减小。台阶轴9一端是第三圆柱体93，第三圆柱体93与第二连杆7上的第三通孔72相配，台阶轴9通过该第三圆柱体93固定连接第二连杆7，使第二连杆7位于第一连杆8的一侧。台阶轴9中间的第二圆柱体92穿过第一连杆8的腰形通槽81，第二圆柱体92空套在腰形通槽81内，可以沿腰形通槽81内表面一圈滑动。台阶轴9另一端的第一圆柱体91外径大于腰形通槽81的宽度，且与第二连杆7位置相对，位于第一连杆8的另一侧，与第一连杆8的后侧表面贴合，用以限制台阶轴9的轴向移动。

手柄10高出侧板3的顶面，第一连杆8固定于手柄驱动件2上，与侧板3无连接。第二连杆7与侧板3也无连接。在连杆传动部件与手柄驱动件2运动时，侧板3要与连杆传动部件和手柄驱动件2均不发生干涉，第一位置信号触点5和第二位置信号触点6的安装位置要对连杆传动部件不产生干涉，要调整好第一位置信号触点5和第二位置信号触点6的位置。手柄驱动件2的运动与连杆传动部件、第一位置信号触点5、第二位置信号触点6也不发生干涉，要调整好手柄驱动件2和连杆传动部件的位置和角度。

本发明工作时的各种运动状态如图6-9所示。图6中，当断路器处于脱扣状态时，手柄10在脱扣位置，此时电机4未通电，第二连杆7上的第二折弯凸台73碰触到第一位置信号触点5。台阶轴9的第二圆柱体92位于第一连杆8的腰形通槽81的一侧槽边上。手柄驱动件2的第一折弯凸台22未碰触到第二位置信号触点6，第二位置信号触点6处于常开状态，此时，通过第一位置信号触点5与第二位置信号触点6状态判定断路器处于分闸状态。

当给电机4通电后，电机4的输出轴的转动方向如图6中箭头所示，沿逆时针方向转动。电机4转动，带动固定在第二连杆7上的台阶轴9滑动，第二圆柱体92沿腰形通槽81的一侧槽边向上滑动，直至第二圆柱体92滑动到腰形通槽81的上端中心，此时，第二圆柱体92中心位于手柄驱动件2的第二通孔24中心与第二连杆7的第一半圆通孔71中心的连线上，断路器到达再扣位置，如图7所示，此时第一位置信号触点5已被释放，处于常开状态，所以电机4未收到停转信号，继续转动，带动手柄10至分闸位置。手柄驱动件2的第一折弯凸台22未碰触到第二位置信号触点6，第二位置信号触点6处于常开状态，通过第一位置信号触点5与第二位置信号触点6状态判定断路器处于分闸状态。

电机4继续转动后，带动固定在第二连杆7上的台阶轴9的第二圆柱体92从第一连杆8的腰形通槽81上端沿着腰形通槽81的另一侧槽边向下滑动，直至台阶轴9滑动到其第二圆柱体92中心接近手柄驱动件2的第二通孔24中心与第二连杆7的第一半圆通孔71中心的连线上一点时，带动手柄10至合闸位置，断路器合闸，如图8所示。从图6所示的状态到图8所示的状态，本发明电动操作模块带动断路器完成一次合闸操作。此时第一位置信号触点5未被碰触到，处于常开状态，电机4仍未接受到停转信号，继续转动。第二位置信号触点6被手柄驱动件2上的第一折弯凸台22碰触，处于常闭状态，通过第一位置信号触点5与第二位置信号触点6状态判定断路器处于合闸状态。

断路器合闸后由于电机4还未接受到停转信号，所以电机4依旧转动。此时台阶轴9的第二圆柱体92从第一连杆8的腰形通槽81继续滑动，直至第二连杆7的第二折弯凸台73碰触到第一位置信号触点5，电机4停止转动，如图9所示。此时第一位置信号触点5被第二连杆7的第二折弯凸台73碰触到，处于常闭状态，电机4停止转动。第二位置信号触点6被手柄驱动件2的第一折弯凸台22碰触，处于常闭状态，通过第一位置信号触点5与第二位置信号触点6状态判定断路器处于合闸状态。

电机4停止转动后，台阶轴9的第二圆柱体92最终停止在第一连杆8的腰形通槽81的中间位置一点上,所以此时第一连杆8的运动并不受电机4转动的影响，两者是分离的，从而手柄驱动件2的动作也不受电机4运动的影响，可手动操作手柄10，手动操作手柄10时，由手柄10带动手柄驱动件2转动，从而手柄驱动件2带动第一连杆8动作，台阶轴9在腰形通槽81内上下滑动。

以上为本发明的一实施例，但并非为唯一实施例的具体方案。以断路器的进线端和出线端方向为基准，连杆传动部件要能带动手柄驱动件2使手柄10向断路器进线端和出线端方向运动，因此，对于断路器而言，本发明侧装电动操作模块并不局限于安装在断路器本体的外侧或内侧。

Claims (8)

1.一种侧装电动操作模块，包括电机（4）和手柄驱动件（2），手柄驱动件（2）带动手柄（10）向合闸或分闸方向转动，其特征是：电机（4）连接于连杆传动部件的下段，连杆传动部件的上端固定连接手柄驱动件（2）的中间段，电机（4）和连杆传动部件均位于手柄（10）的同一侧方，在连杆传动部件旁设有第一位置信号触点（5），在手柄驱动件（2）旁设有第二位置信号触点（6）；电机（4）在未通电状态时，手柄（10）在脱扣位置，所述连杆传动部件在碰触第一位置信号触点（5）的位置、手柄驱动件（2）在未碰触到第二位置信号触点（6）的位置；电机（4）通电后且手柄（10）在分闸位置时，第一位置信号触点（5）在被释放的常开状态、手柄驱动件（2）在未碰触第二位置信号触点（6）的位置；电机（4）继续转动后且手柄（10）至合闸位置时，第一位置信号触点（5）在未被碰触到的位置、第二位置信号触点（6）被手柄驱动件（2）碰触关闭；电机（4）再继续转动后，连杆传动部件在碰触到第一位置信号触点（5）的位置，电机（4）在停转状态。

2.根据权利要求1所述用于断路器的通用型侧装电动操作模块，其特征是：所述连杆传动部件由第一连杆（8）、第二连杆（7）和台阶轴（9）组成，第一连杆（8）为长杆形状，其上端固定连接于手柄驱动件（2）中间段，下端设有腰形通槽（81），腰形通槽（81）的长度方向与第一连杆（8）的杆长方向一致；台阶轴（9）穿过腰形通槽（81）后连接第二连杆（7）且台阶轴（9）可沿腰形通槽（81）的内表面一圈滑动，第二连杆（7）固定连接于电机（4），电机（4）的输出轴与台阶轴（9）的中心轴平行，第二连杆（7）碰触到第一位置信号触点（5）时电机（4）停转。

3.根据权利要求2所述用于断路器的通用型侧装电动操作模块，其特征是：电机（4）停转后，台阶轴（9）停止在腰形通槽（81）的中间位置，可手动操作手柄（10）。

4.根据权利要求2所述用于断路器的通用型侧装电动操作模块，其特征是：第二连杆（7）的下端延伸有第二折弯凸台（73），第二折弯凸台（73）碰触到第一微动开关（5）时电机（4）停转；第二折弯凸台（73）中心、第二连杆（7）与电机（4）的连接处中心、第二连杆（7）与台阶轴（9）的连接处中心呈三角布置。

5.根据权利要求2所述用于断路器的通用型侧装电动操作模块，其特征是：台阶轴（9）由外径依次减小且同轴的第一圆柱体（91）、第二圆柱体（92）和第三圆柱体（93）组成，台阶轴（9）通过第三圆柱体（93）固定连接第二连杆（7），第二圆柱体（92）穿过第一连杆（8）的腰形通槽（81）且可沿腰形通槽（81）内表面一圈滑动，第一圆柱体（91）外径大于腰形通槽（81）的宽度。

6.根据权利要求1所述用于断路器的通用型侧装电动操作模块，其特征是：手柄驱动件（2）呈L型折弯结构，上部分是L型的水平板，下部分是L型的竖直板，在L型的水平板上设置U型通槽（21），U型通槽（21）与手柄（10）相配；在L型的竖直板的下端延伸第一折弯凸台（22），第一折弯凸台（22）碰触到第二位置信号触点（6），第二位置信号触点（6）关闭。

7.根据权利要求1所述用于断路器的通用型侧装电动操作模块，其特征是：所述电机（4）、第一位置信号触点（5）和第二位置信号触点（6）均固定连接侧板（3），侧板（3）与电机（4）、连杆传动部件均位于手柄（10）的同一侧方。

8.根据权利要求1所述用于断路器的通用型侧装电动操作模块，其特征是：手柄（10）下方设有转动杠杆（1），手柄（10）与转动杠杆（1）固定连接且绕转动杠杆（1）的轴心转动，手柄驱动件（2）绕手柄驱动件转轴（12）的轴心转动，所述转动杠杆（1）和手柄驱动件转轴（12）同轴。