CN107564749A - 一种高精度三工位电动操动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度三工位电动操动装置，包括外壳，还包括电机组件、传动组件、控制组件、位置及计数显示组件；所述外壳内部固定设有电机组件、传动组件、控制组件，外部设有位置及计数显示组件，所述控制组件与电机组件、传动组件电连接；所述外壳由箱体（15）、上安装板（25）、下安装板（27）组成；所述上安装板（25）、下安装板（27）通过支撑件a（23）、支撑件b（24）、两个蜗杆轴支撑（16）固定安装在箱体（15）上，其间设有电机组件、传动组件、控制组件。本发明可以保证中间位置的重复复位精度，以及合闸电接触行程，同时可以满足三位置机械定位，机械自锁以及机械电气联锁。并且本发明减少了控制驱动的直流源，减少了电力成本。
Description
技术领域
本发明涉及高压电器设备技术领域，特别涉及一种高精度三工位电动操动装置。
背景技术
GIS组合电器，又称气体绝缘金属封闭开关设备，它是由断路器、隔离开关、接地开关等元件直接联到一起，并全部封闭在接地的金属外壳内，壳内充以一定压力的SF6气体作为绝缘和灭弧介质。GIS组合电器以其占地面积小，可靠性高、安装周期短等许多优点，特别适合在用地紧张的城市变电站,企业变电站,山区水电站和污秽严重的地区使用。
高压GIS产品技术发展，从最初的隔离开关、接地开关单独各自实现功能，到简化结构由一个机构操动分别实现隔离及接地功能，且机械联锁。三工位机构也因此出现，由于三工位概念的实现是从低电压等级开始，因此，早期的三工位机构均使用高精度分度的机械传动满足，如：双电机拨叉结构，槽轮结构及圆柱凸轮结构等。随着电压等级提高，负载增大以及结构小型化的要求，由于传动间隙及受扭转输出轴变形等因素，机构在中位无法重复在同一位置，之前的各种高精度结构反而成了机构的缺陷，于是，机构设计增加了中间位置补偿，即刻意在向中间位置运动中增加了运动角度。鉴于上面结果，实际上高精度分度在实际工程实践中变成了伪概念，且工程实际上并不需要如此高的运动角度精度，而只是需要保证中间位置的重复复位精度，以及合闸插入深度（电接触行程），因此，研发一种不仅能保证以上要求，同时能满足三位置机械定位（防电气失灵），机械自锁以及机械电气联锁的三工位机构显得尤为重要。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种高精度三工位电动操动装置，以解决现有技术中存在的缺陷。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高精度三工位电动操动装置，包括外壳，还包括电机组件、传动组件、控制组件、位置及计数显示组件；所述外壳内部固定设有电机组件、传动组件、控制组件，外部设有位置及计数显示组件，所述控制组件与电机组件、传动组件电连接。
外壳由箱体15、上安装板25、下安装板27组成；所述上安装板25、下安装板27通过支撑件a23、支撑件b24、两个蜗杆轴支撑16固定安装在箱体15上，其间设有电机组件、传动组件、控制组件； 支撑件a23由两部分组成，通过螺纹连接，中间为轴结构。
电机组件包括电机1、电磁制动器14；电机1固定在外壳的箱体15上，电机1末端固定设有电磁制动器14；电机1动力轴上同轴设有齿轮，齿轮与传动组件传动连接。
传动组件包括第一级齿轮减速轮2、蜗杆3、蜗轮4、蜗轮轴8、凸轮9、输出齿轮组12、机械锁7及电磁脱扣6；所述第一级齿轮减速轮2与电机1动力轴上同轴设有的齿轮传动连接；蜗杆3转动连接在两个蜗杆轴支撑16间，其前端与第一级齿轮减速轮2键连接；蜗轮轴8安装在上安装板25、下安装板27之间，蜗轮轴8一端与输出齿轮组12键连接，中间与蜗轮4及齿轮26键连接；蜗轮轴8靠近上安装板25的一端为四方状，与凸轮9固定。
传动组件还包括微动开关5，微动开关5设置在固定在上安装板27上。
蜗轮轴8顶端固定有分合指示器28。
电磁脱扣6由弯板17、电磁铁18、支撑架19、轴c20、限位轴21、脱扣掣子22、复位扭簧a29、轴a30、锁扣掣子31、轴b32、滚子a33、复位扭簧b34、滚子b35组成；其中支撑架19固定在上安装板25、下安装板27侧面上，电磁铁18通过弯板17固定在支撑架19上，轴c20、限位轴21安装在支撑架19上，脱扣掣子22、复位扭簧a29装入轴c20；所述锁扣掣子31安装于支撑件a23的轴部分，复位扭簧b34装在撑件a23的上半部分，轴a30、轴b32安装在锁扣掣子31上，滚子b35、滚子a33分别装入轴a30、轴b32中。
控制组件由接触器13、辅助开关111组成；接触器13与辅助开关111电连接。
位置及计数显示组件设置在辅助开关111轴端，为鱼眼半球形指示器；计数通过辅助开关111轴的转动连接传动装置完成。
电机1为交直流两用电机。
本发明具有以下的优点和有益效果：
本发明可以保证中间位置的重复复位精度，以及合闸电接触行程，同时可以满足三位置机械定位，机械自锁以及机械电气联锁。并且本发明减少了控制驱动的直流源，减少了电力成本，而且在中位可以补偿，而且在行程上也可以在一定范围进行调整，同时补偿角度也可以在一定范围调整。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的正视图；
图3是本发明的俯视图；
图4是本发明的侧视图。
具体实施例
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围 。
同时，在本发明的描述中，还需要说明的是除非另有明确的规定和限定，术语“加设”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者一体相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
参照图1～4，本发明的一种高精度三工位电动操动装置，包括外壳，还包括电机组件、传动组件、控制组件、位置及计数显示组件；所述外壳内部固定设有电机组件、传动组件、控制组件，外部设有位置及计数显示组件，所述控制组件与电机组件、传动组件电连接。
外壳由箱体15、上安装板25、下安装板27组成；所述上安装板25、下安装板27通过支撑件a23、支撑件b24、两个蜗杆轴支撑16固定安装在箱体15上，其间设有电机组件、传动组件、控制组件； 支撑件a23由两部分组成，通过螺纹连接，中间为轴结构。
电机组件包括电机1、电磁制动器14；电机1固定在外壳的箱体15上，电机1末端固定设有电磁制动器14；电机1动力轴上同轴设有齿轮，齿轮与传动组件传动连接。
传动组件包括第一级齿轮减速轮2、蜗杆3、蜗轮4、蜗轮轴8、凸轮9、输出齿轮组12、机械锁7及电磁脱扣6；所述第一级齿轮减速轮2与电机1动力轴上同轴设有的齿轮传动连接；蜗杆3转动连接在两个蜗杆轴支撑16间，其前端与第一级齿轮减速轮2键连接；蜗轮轴8安装在上安装板25、下安装板27之间，蜗轮轴8一端与输出齿轮组12键连接，中间与蜗轮4及齿轮26键连接；蜗轮轴8靠近上安装板25的一端为四方状，与凸轮9固定。
传动组件还包括微动开关5，微动开关5设置在固定在上安装板27上。
蜗轮轴8顶端固定有分合指示器28。
电磁脱扣6由弯板17、电磁铁18、支撑架19、轴c20、限位轴21、脱扣掣子22、复位扭簧a29、轴a30、锁扣掣子31、轴b32、滚子a33、复位扭簧b34、滚子b35组成；其中支撑架19固定在上安装板25、下安装板27侧面上，电磁铁18通过弯板17固定在支撑架19上，轴c20、限位轴21安装在支撑架19上，脱扣掣子22、复位扭簧a29装入轴c20；所述锁扣掣子31安装于支撑件a23的轴部分，复位扭簧b34装在撑件a23的上半部分，轴a30、轴b32安装在锁扣掣子31上，滚子b35、滚子a33分别装入轴a30、轴b32中。
控制组件由接触器13、辅助开关111组成；接触器13与辅助开关111电连接。
位置及计数显示组件设置在辅助开关111轴端，为鱼眼半球形指示器；计数通过辅助开关111轴的转动连接传动装置完成。
电机1为交直流两用电机，使用交直流两用电机，减少了控制驱动的直流源，减少了企业的电力成本。
机构合闸：首先电机1上电磁制动器14处于失磁抱紧状态，锁扣掣子31在复位扭簧b34作用下落入蜗轮4槽中。加入合闸信号时，接触器13励磁，同时接通电磁制动器14、电机1及电磁铁18回路，电磁制动器14励磁脱开对电机1转子约束，电机1转动，同时电磁铁18触发脱扣掣子22，通过第一级齿轮减速轮2带动蜗杆3转动，蜗轮4转动，至蜗轮4右侧小槽的一边接触锁扣掣子31、滚子a33，槽边与滚子作用力矩使锁扣掣子31顺时针转动，由于脱扣掣子22被触发，锁扣掣子31、滚子b35沿脱扣掣子22下边滑出，滚子a33脱出槽外沿蜗轮4右侧外圆弧面运动，凸轮9随后转出微动开关5，切断电磁铁18回路，电磁铁18失电；凸轮9转至合闸位置微动开关5时，切换微动开关接点，切断接触器13回路，接触器失电，电磁制动器14、电机1失电，电磁制动器14对电机1转子约束，电机1止转，全过程蜗轮轴9随蜗轮4转动，通过输出齿轮组12完成本体要求的转动角度，完成合闸操作。位置指示及计数显示在此过程同时完成。
合闸末期：微动开关5不能正常切换时，蜗轮4右侧大槽斜面（该两斜面角度通过设计标准转角确定）通过支撑件a23、支撑件b24完成逆顺时针止位，满足本体要求，以不使本体受到损坏。
机构分闸：加入分闸信号，接触器13励磁，同时接通电磁制动器14、电机1回路，电磁制动器14励磁脱开对电机1转子约束，电机1转动，其后运动过程与合闸相同，方向相反，通过微动开关5切换，电机止转，完成分闸操作。
分闸末期：蜗轮4右侧小槽转至中间位置，锁扣掣子31在复位扭簧b34作用下逆时针转动，滚子a33落入小槽中，锁扣掣子31滚子b35同时转动滑出，脱扣掣子22在复位扭簧a29作用下逆时针转动，由限位轴21限位落入位置上。当微动开关不能正常切换时，蜗轮4继续转动，其右侧小槽的一边与锁扣掣子31、滚子a33接触，推动锁扣掣子31顺时针转动，但由于脱扣掣子22与锁扣掣子31、滚子b35形成力平衡，锁扣掣子31不能转动，使蜗轮4不能继续转动，实现了本体中间位置的限位，避免产生误操作。
微动开关5安装板上有长槽设计，可以对输出角度进行微调，因空程或加工偏差导致的全行程变小或偏移，可通过调整微动开关5满足。同时，因空程原因导致的中位重复复位困难，可通过调整微动开关5满足。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种高精度三工位电动操动装置，包括外壳，其特征在于：还包括电机组件、传动组件、控制组件、位置及计数显示组件；所述外壳内部固定设有电机组件、传动组件、控制组件，外部设有位置及计数显示组件，所述控制组件与电机组件、传动组件电连接；
所述外壳由箱体（15）、上安装板（25）、下安装板（27）组成；所述上安装板（25）、下安装板（27）通过支撑件a（23）、支撑件b（24）、两个蜗杆轴支撑（16）固定安装在箱体（15）上，其间设有电机组件、传动组件、控制组件； 所述支撑件a（23）由两部分组成，通过螺纹连接，中间为轴结构；
所述电机组件包括电机（1）、电磁制动器（14）；所述电机（1）固定在外壳的箱体（15）上，电机（1）末端固定设有电磁制动器（14）；所述电机（1）动力轴上同轴设有齿轮，齿轮与传动组件传动连接。
2.如权利要求1所述的一种高精度三工位电动操动装置，其特征在于：所述传动组件包括第一级齿轮减速轮（2）、蜗杆（3）、蜗轮（4）、蜗轮轴（8）、凸轮（9）、输出齿轮组（12）、机械锁（7）及电磁脱扣（6）；所述第一级齿轮减速轮（2）与电机（1）动力轴上同轴设有的齿轮传动连接；所述蜗杆（3）转动连接在两个蜗杆轴支撑（16）间，其前端与第一级齿轮减速轮（2）键连接；蜗轮轴（8）安装在上安装板（25）、下安装板（27）之间，蜗轮轴（8）一端与输出齿轮组（12）键连接，中间与蜗轮（4）及齿轮（26）键连接；所述蜗轮轴（8）靠近上安装板（25）的一端为四方状，与凸轮（9）固定。
3.如权利要求2 所述的一种高精度三工位电动操动装置，其特征在于：所述传动组件还包括微动开关（5），微动开关（5）设置在固定在上安装板（27）上。
4.如权利要求2或3任一所述的一种高精度三工位电动操动装置，其特征在于：蜗轮轴（8）顶端固定有分合指示器（28）。
5.如权利要求2或3任一所述的一种高精度三工位电动操动装置，其特征在于：电磁脱扣（6）由弯板（17）、电磁铁（18）、支撑架（19）、轴c（20）、限位轴（21）、脱扣掣子（22）、复位扭簧a（29）、轴a（30）、锁扣掣子（31）、轴b（32）、滚子a（33）、复位扭簧b（34）、滚子b（35）组成；其中支撑架（19）固定在上安装板（25）、下安装板（27）侧面上，电磁铁（18）通过弯板（17）固定在支撑架（19）上，轴c（20）、限位轴（21）安装在支撑架（19）上，脱扣掣子（22）、复位扭簧a（29）装入轴c（20）；所述锁扣掣子（31）安装于支撑件a（23）的轴部分，复位扭簧b（34）装在撑件a（23）的上半部分，轴a（30）、轴b（32）安装在锁扣掣子（31）上，滚子b（35）、滚子a（33）分别装入轴a（30）、轴b（32）中。
6.如权利要求1所述的一种高精度三工位电动操动装置，其特征在于：所述控制组件由接触器（13）、辅助开关（111）组成；接触器（13）与辅助开关（111）电连接。
7.如权利要求1所述的一种高精度三工位电动操动装置，其特征在于：所述位置及计数显示组件设置在辅助开关（111）轴端，为鱼眼半球形指示器；计数通过辅助开关（111）轴的转动连接传动装置完成。
8.如权利要求1或2任一所述的一种高精度三工位电动操动装置，其特征在于：所述电机（1）为交直流两用电机。
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