CN107230569A - 一种带储能机构的pc级自动转换开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，包括底座、设置在底座上的触头系统、与触头系统传动连接的储能机构以及与储能机构传动连接的驱动电机，该驱动电机通过电机支架固定在底座上，储能机构包括与电机支架固定连接的储能支撑单元、设置在储能支撑单元中且与驱动电机传动连接的储能齿轮、设置在储能齿轮上方且底部与储能齿轮相啮合的储能手柄、与储能齿轮配合使用的储能弹簧组件以及与储能齿轮同轴设置且位于储能支撑单元外侧的储能凸轮，该储能凸轮与触头系统传动连接。与现有技术相比，本发明整体结构简单、紧凑，加工制造方便，设有储能机构，使得该自动装换开关在转动时不会出现卡滞或连锁失败的现象，安全可靠。

Description

一种带储能机构的PC级自动转换开关装置

技术领域

本发明属于电气开关技术领域，涉及一种带储能机构的PC级自动转换开关装置。

背景技术

众所周知，自动转换开关电器，即ATSE(Automatic TransferSwitchingEquipment)，主要适用于额定电压交流不超过1000V或直流不超过1500V的紧急供电系统，在转换电源期间中断向负载供电。ATSE可分为两个级别：PC级和CB级，其中，PC级ATSE只完成双电源自动转换的功能，不具备短路电流分断(仅能接通、承载)的功能；CB级ATSE既完成双电源自动转换的功能，又具有短路电流保护(能接通并分断)的功能。

目前，PC级自动转换开关电器，有一部分是由两台负荷隔离开关简化合一后并加机械联锁和控制器组合而成，其具有机械联锁与电气联锁。但其储能机构过于简单，产品的分闸与合闸速度完全取决于驱动电机的转换速度，电机转速快，产品的分合闸亦快，反之，驱动电机转速慢，产品的分合闸速度也慢。因此，此类结构产品的转换速度最快也要在0.8-1秒。这在产品接通与分断时，机构不能使触头快速接通和分断，导致产品的接通分断与电寿命都会很低，不利于提高产品的使用类别与电寿命。一旦电路产生大电流，产品在接通分断时会烧毁，造成供电间断等用电问题，造成损失。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单，无联锁失败、机构卡死等现象，操作简单方便，接通与分断响应更快，电寿命更长的带储能机构的PC级自动转换开关装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，该装置包括底座、设置在底座上的触头系统、与触头系统传动连接的储能机构以及与储能机构传动连接的驱动电机，该驱动电机通过电机支架固定在底座上，所述的储能机构包括与电机支架固定连接的储能支撑单元、设置在储能支撑单元中且与驱动电机传动连接的储能齿轮、设置在储能齿轮上方且底部与储能齿轮相啮合的储能手柄、与储能齿轮配合使用的储能弹簧组件以及与储能齿轮同轴设置且位于储能支撑单元外侧的储能凸轮，该储能凸轮与触头系统传动连接。

所述的储能支撑单元包括相互平行设置的第一储能支撑板及第二储能支撑板、将第一储能支撑板与第二储能支撑板固定在一起的支撑板支柱、用于安装储能手柄的手柄支柱、用于固定储能弹簧组件的弹簧支柱、一端插设在储能齿轮中并与储能齿轮固定连接而另一端与驱动电机传动连接的齿轮传动轴。

所述的储能凸轮可转动地设置在第一储能支撑板的外侧面上，所述的第二储能支撑板与电机支架固定连接。

所述的储能弹簧组件包括套设在齿轮传动轴上的联动板、一对对称设置且与联动板配合使用的储能弹簧单元，所述的联动板上开设有一对分别与相应一侧储能弹簧单元相适配的弧形镂空槽。

所述的储能弹簧单元包括一端插设在弧形镂空槽中而另一端穿过第一储能支撑板与储能凸轮相连接的联动轴、一端与联动轴固定连接而另一端套设有储能弹簧的连杆、套设在连杆上且位于储能弹簧两端的限位挡圈。

所述的连杆为锚型连杆，该锚型连杆上位于储能弹簧的一端开设有腰形镂空槽，所述的弹簧支柱插设在腰形镂空槽中并与位于外侧的限位挡圈接触连接。

所述的储能凸轮上开设有一对联动镂空槽，所述的联动轴穿过第一储能支撑板并插设在相应一侧的联动镂空槽中。

所述的底座上设有双分限位储能弹簧，该双分限位储能弹簧的顶端设有双分限位导向块，该双分限位导向块与储能凸轮接触连接。

所述的底座上还设有用于安装双分限位储能弹簧的双分限位导向槽，该双分限位导向槽与双分限位导向块相适配。

所述的第一储能支撑板上还设有一对微动开关，每个微动开关通过绝缘垫片与第一储能支撑板固定连接。

所述的触头系统包括设置在底座上的中间轴、沿中间轴长度方向布设在中间轴上的多个动触头单元、位于中间轴一侧且分别与动触头单元一一对应设置的进线端上静触头及进线端下静触头、位于中间轴另一侧且分别与动触头单元一一对应设置的出线端静触头；

所述的动触头单元包括套设在中间轴上动触头支撑件、与动触头支撑件固定连接的弹簧片以及与弹簧片固定连接的动触头；

所述的中间轴为方轴，该方轴与储能凸轮固定连接。

在实际应用时，将装置处于双分位置，控制器给出指令，驱动电机根据控制器指令顺时针旋转时，电机轴带动储能齿轮转动，储能齿轮带动左侧储能弹簧单元，左侧储能弹簧单元储能，当左侧储能弹簧单元达到死点时，储能完成，驱动电机进一步旋转时，左侧储能弹簧单元储能释放，左侧储能弹簧单元带动左侧联动轴，左侧联动轴带动储能凸轮，储能凸轮带动触头系统，从而实现装置一路电源的快速接通。反之，装置在一路电源合闸时，驱动电机根据控制器指令逆时针旋转，电机轴带动储能齿轮，储能齿轮带动左侧储能弹簧单元，左侧储能弹簧单元储能，当左侧储能弹簧单元达到死点时，储能完成，驱动电机进一步旋转时，左侧储能弹簧单元储能释放，左侧储能弹簧单元带动左侧联动轴，左侧联动轴带动储能凸轮，储能凸轮带动触头系统，从而实现装置分闸。在此过程中，右侧储能弹簧单元不动。

同理，装置在双分位置时，驱动电机根据控制器指令逆时针旋转时，电机轴带动储能齿轮，储能齿轮带动右侧储能弹簧单元，右侧储能弹簧单元储能，当右侧储能弹簧单元达到死点时，储能完成，驱动电机进一步旋转时，右侧储能弹簧单元储能释放，右侧储能弹簧单元带动右侧联动轴，右侧联动轴带动储能凸轮，储能凸轮带动触头系统，从而实现装置第二路电源的快带接通。反之，装置在第二路电源合闸时，驱动电机根据控制器指令顺时针旋转时，电机轴带动储能齿轮，储能齿轮带动右侧储能弹簧单元，右侧储能弹簧单元储能，当右侧储能弹簧单元达到死点时，储能完成，驱动电机进一步旋转时，右侧储能弹簧单元储能释放，右侧储能弹簧单元带动右侧联动轴，右侧联动轴带动储能凸轮，储能凸轮带动触头系统，从而实现装置分闸。在此过程中，左侧储能弹簧单元不动。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)整体结构简单、紧凑，加工制造方便，设有储能机构，使得该自动装换开关在转动时不会出现卡滞或连锁失败的现象，安全可靠；

2)将操作机构优化，装置在储能机构储能完成后可以快速地分闸与合闸，从达到储能死点到分闸或合闸基本可以在10毫秒以内完成，不但能有效提高装置的接通与分断能力，还可以提高装置的电寿命，保证用户用电安全，具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明去掉上盖与小盖的结构示意图；

图3为本发明中储能机构与驱动电机的装配结构示意图；

图4为本发明底座结构示意图；

图5为本发明储能机构结构示意图；

图6为本发明储能机构轴测图；

图7为本发明储能机构左视爆炸示意图；

图8为本发明储能机构右视爆炸示意图；

图9为本发明储能机构中左侧储能弹簧单元储能到死点位状态示意图；

图10为本发明储能机构中左侧储能弹簧单元储能释放状态示意图；

图11为本发明储能机构中右侧储能弹簧单元储能到死点位状态示意图；

图12为本发明储能机构中右侧储能弹簧单元储能释放状态示意图；

图13为本发明触头系统结构示意图；

图14为本发明触头系统轴测图；

图15为本发明动触头单元轴侧图；

图16为储能弹簧单元拆解结构示意图；

图中标记说明：

1、底座，21、电机支架，22、驱动电机，3、储能机构，31、储能手柄，311、第一储能支撑板，312、第二储能支撑板，32、联动板，321、弧形镂空槽，33、储能弹簧单元，331、连杆，332、限位挡圈，333、储能弹簧，334、弹簧支柱，335、腰形镂空槽，34、储能齿轮，35、支撑板支柱，36、联动轴，37、储能凸轮，371、联动镂空槽，4、触头系统，41、进线端下静触头，42、进线端上静触头，43、出线端静触头，44、动触头单元，441、动触头，442、触头支持件，443、弹簧片，444、中间轴，5、双分限位储能弹簧，6、双分限位导向件，7、双分限位导向槽，8、绝缘垫片，9、微动开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例：

如图1-16所示，一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，该装置包括底座1、设置在底座1上的触头系统4、与触头系统4传动连接的储能机构3以及与储能机构3传动连接的驱动电机22，该驱动电机22通过电机21支架固定在底座1上，储能机构3包括与电机支架21固定连接的储能支撑单元、设置在储能支撑单元中且与驱动电机22传动连接的储能齿轮34、设置在储能齿轮34上方且底部与储能齿轮34相啮合的储能手柄31、与储能齿轮34配合使用的储能弹簧组件以及与储能齿轮34同轴设置且位于储能支撑单元外侧的储能凸轮37，该储能凸轮37与触头系统4传动连接。

其中，储能支撑单元包括相互平行设置的第一储能支撑板311及第二储能支撑板312、将第一储能支撑板311与第二储能支撑板312固定在一起的支撑板支柱35、用于安装储能手柄31的手柄支柱、用于固定储能弹簧组件的弹簧支柱334、一端插设在储能齿轮34中并与储能齿轮34固定连接而另一端与驱动电机22传动连接的齿轮传动轴。储能凸轮37可转动地设置在第一储能支撑板311的外侧面上，第二储能支撑板312与电机支架21固定连接。

储能弹簧组件包括套设在齿轮传动轴上的联动板32、一对对称设置且与联动板32配合使用的储能弹簧单元33，联动板32上开设有一对分别与相应一侧储能弹簧单元33相适配的弧形镂空槽321。

储能弹簧单元33包括一端插设在弧形镂空槽321中而另一端穿过第一储能支撑板311与储能凸轮37相连接的联动轴36、一端与联动轴36固定连接而另一端套设有储能弹簧333的连杆331、套设在连杆331上且位于储能弹簧333两端的限位挡圈332。连杆331为锚型连杆，该锚型连杆上位于储能弹簧333的一端开设有腰形镂空槽335，弹簧支柱334插设在腰形镂空槽335中并与位于外侧的限位挡圈332接触连接。储能凸轮37上开设有一对联动镂空槽371，联动轴36穿过第一储能支撑板311并插设在相应一侧的联动镂空槽371中。

底座1上设有双分限位储能弹簧5，该双分限位储能弹簧5的顶端设有双分限位导向块6，该双分限位导向块6与储能凸轮37接触连接。底座1上还设有用于安装双分限位储能弹簧5的双分限位导向槽7，该双分限位导向槽7与双分限位导向块6相适配。

第一储能支撑板311上还设有一对微动开关9，每个微动开关9通过绝缘垫片8与第一储能支撑板311固定连接。

触头系统4包括设置在底座1上的中间轴444、沿中间轴444长度方向布设在中间轴444上的多个动触头单元44、位于中间轴444一侧且分别与动触头单元44一一对应设置的进线端上静触头41及进线端下静触头42、位于中间轴444另一侧且分别与动触头单元44一一对应设置的出线端静触头43；动触头单元44包括套设在中间轴444上动触头支撑件442、与动触头支撑件442固定连接的弹簧片443以及与弹簧片443固定连接的动触头441；中间轴444为方轴，该方轴与储能凸轮37固定连接。

在实际应用时，将装置处于双分位置，控制器给出指令，驱动电机22根据控制器指令顺时针旋转时，电机轴带动储能齿轮34转动，储能齿轮34带动左侧储能弹簧单元33，左侧储能弹簧单元33储能，当左侧储能弹簧单元33达到死点时，储能完成，驱动电机22进一步旋转时，左侧储能弹簧单元33储能释放，左侧储能弹簧单元33带动左侧联动轴36，左侧联动轴36带动储能凸轮37，储能凸轮37带动触头系统4，从而实现装置一路电源的快速接通，如图10所示。反之，装置在一路电源合闸时，驱动电机22根据控制器指令逆时针旋转，电机轴带动储能齿轮34，储能齿轮34带动左侧储能弹簧单元33，左侧储能弹簧单元33储能，当左侧储能弹簧单元33达到死点时，储能完成，驱动电机22进一步旋转时，左侧储能弹簧单元33储能释放，左侧储能弹簧单元33带动左侧联动轴36，左侧联动轴36带动储能凸轮37，储能凸轮37带动触头系统4，从而实现装置分闸。在此过程中，右侧储能弹簧单元33不动。

同理，装置在双分位置时，驱动电机22根据控制器指令逆时针旋转时，电机轴带动储能齿轮34，储能齿轮34带动右侧储能弹簧单元33，右侧储能弹簧单元33储能，当右侧储能弹簧单元33达到死点时，储能完成，驱动电机22进一步旋转时，右侧储能弹簧单元33储能释放，右侧储能弹簧单元33带动右侧联动轴36，右侧联动轴36带动储能凸轮37，储能凸轮37带动触头系统4，从而实现装置第二路电源的快带接通，如图12所示。反之，装置在第二路电源合闸时，驱动电机22根据控制器指令顺时针旋转时，电机轴带动储能齿轮34，储能齿轮34带动右侧储能弹簧单元33，右侧储能弹簧单元33储能，当右侧储能弹簧单元33达到死点时，储能完成，驱动电机22进一步旋转时，右侧储能弹簧单元33储能释放，右侧储能弹簧单元33带动右侧联动轴36，右侧联动轴36带动储能凸轮37，储能凸轮37带动触头系统4，从而实现装置分闸。在此过程中，左侧储能弹簧单元33不动。

以上动作循环往复动作，分别为装置双分、装置一路电源合闸、装置二路电源合闸。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，其特征在于，该装置包括底座(1)、设置在底座(1)上的触头系统(4)、与触头系统(4)传动连接的储能机构(3)以及与储能机构(3)传动连接的驱动电机(22)，该驱动电机(22)通过电机(21)支架固定在底座(1)上，所述的储能机构(3)包括与电机支架(21)固定连接的储能支撑单元、设置在储能支撑单元中且与驱动电机(22)传动连接的储能齿轮(34)、设置在储能齿轮(34)上方且底部与储能齿轮(34)相啮合的储能手柄(31)、与储能齿轮(34)配合使用的储能弹簧组件以及与储能齿轮(34)同轴设置且位于储能支撑单元外侧的储能凸轮(37)，该储能凸轮(37)与触头系统(4)传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，其特征在于，所述的储能支撑单元包括相互平行设置的第一储能支撑板(311)及第二储能支撑板(312)、将第一储能支撑板(311)与第二储能支撑板(312)固定在一起的支撑板支柱(35)、用于安装储能手柄(31)的手柄支柱、用于固定储能弹簧组件的弹簧支柱(334)、一端插设在储能齿轮(34)中并与储能齿轮(34)固定连接而另一端与驱动电机(22)传动连接的齿轮传动轴。

3.根据权利要求2所述的一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，其特征在于，所述的储能凸轮(37)可转动地设置在第一储能支撑板(311)的外侧面上，所述的第二储能支撑板(312)与电机支架(21)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，其特征在于，所述的储能弹簧组件包括套设在齿轮传动轴上的联动板(32)、一对对称设置且与联动板(32)配合使用的储能弹簧单元(33)，所述的联动板(32)上开设有一对分别与相应一侧储能弹簧单元(33)相适配的弧形镂空槽(321)。

5.根据权利要求4所述的一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，其特征在于，所述的储能弹簧单元(33)包括一端插设在弧形镂空槽(321)中而另一端穿过第一储能支撑板(311)与储能凸轮(37)相连接的联动轴(36)、一端与联动轴(36)固定连接而另一端套设有储能弹簧(333)的连杆(331)、套设在连杆(331)上且位于储能弹簧(333)两端的限位挡圈(332)。

6.根据权利要求5所述的一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，其特征在于，所述的连杆(331)为锚型连杆，该锚型连杆上位于储能弹簧(333)的一端开设有腰形镂空槽(335)，所述的弹簧支柱(334)插设在腰形镂空槽(335)中并与位于外侧的限位挡圈(332)接触连接。

7.根据权利要求5所述的一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，其特征在于，所述的储能凸轮(37)上开设有一对联动镂空槽(371)，所述的联动轴(36)穿过第一储能支撑板(311)并插设在相应一侧的联动镂空槽(371)中。

8.根据权利要求7所述的一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，其特征在于，所述的底座(1)上设有双分限位储能弹簧(5)，该双分限位储能弹簧(5)的顶端设有双分限位导向块(6)，该双分限位导向块(6)与储能凸轮(37)接触连接。

9.根据权利要求2所述的一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，其特征在于，所述的第一储能支撑板(311)上还设有一对微动开关(9)，每个微动开关(9)通过绝缘垫片(8)与第一储能支撑板(311)固定连接。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种带储能机构的PC级自动转换开关装置，其特征在于，所述的触头系统(4)包括设置在底座(1)上的中间轴(444)、沿中间轴(444)长度方向布设在中间轴(444)上的多个动触头单元(44)、位于中间轴(444)一侧且分别与动触头单元(44)一一对应设置的进线端上静触头(41)及进线端下静触头(42)、位于中间轴(444)另一侧且分别与动触头单元(44)一一对应设置的出线端静触头(43)；

所述的动触头单元(44)包括套设在中间轴(444)上动触头支撑件(442)、与动触头支撑件(442)固定连接的弹簧片(443)以及与弹簧片(443)固定连接的动触头(441)；

所述的中间轴(444)为方轴，该方轴与储能凸轮(37)固定连接。