CN110364377A - 转换开关机构和包括该转换开关机构的双电源自动转换开关 - Google Patents

Abstract

一种转换开关机构，所述转换开关机构包括主轴、多连杆机构、弹性部件和动触头组件；其中所述主轴的旋转运动带动所述多连杆机构的运动，所述多连杆机构连接到所述动触头组件并且能够带动所述动触头组件运动，从而使得所述动触头组件的动触头能够在合闸位置与电源触头和负载触头接触并且在分闸位置与所述电源触头和所述负载触头断开；所述弹性部件的第一端安装于所述转换开关机构的机架上，所述弹性部件的第二端安装且作用于所述多连杆机构上，所述弹性部件用于在所述转换开关机构合闸时提供合闸保持力并且在所述转换开关机构分闸时提供分闸驱动力以加快分闸速度。一种双电源自动转换开关，其包括所上所述的转换开关机构。

Description

转换开关机构和包括该转换开关机构的双电源自动转换开关

技术领域

本公开内容涉及一种转换开关机构。本公开内容还涉及包括该转换开关机构的双电源自动转换开关。

背景技术

双电源自动转换开关(ATSE)的电气寿命是一个倍受用户关注的开关电气性能指标。它与开关的机械结构密切相关。然而，由于诸多方面的限制，很难将开关的机构参数专注于改善开关的电气性能指标，如触头的打开和闭合速度，在现有的机构中是很难得到优化的。以常见的电磁铁驱动的机构为例，通常在触头打开时，电磁力较小，因而打开的速度较慢。

又如，以弹簧储能过死点后驱动的无关人力操作开关为例，其结构比较复杂且触头的闭合速度也比较快。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，根据本公开内容的一个方面提供一种转换开关机构，所述转换开关机构包括主轴、多连杆机构、弹性部件和动触头组件。

所述主轴的旋转运动带动所述多连杆机构的运动，所述多连杆机构连接到所述动触头组件并且能够带动所述动触头组件运动，从而使得所述动触头组件的动触头能够在合闸位置与电源触头和负载触头接触并且在分闸位置与所述电源触头和所述负载触头断开。

所述弹性部件的第一端安装于所述转换开关机构的机架上，所述弹性部件的第二端安装且作用于所述多连杆机构上，所述弹性部件用于在所述转换开关机构合闸时提供合闸保持力并且在所述转换开关机构分闸时提供分闸驱动力以加快分闸速度。

根据本公开内容的上述方面，所述多连杆机构包括合闸保持杆和分闸驱动杆。

所述弹性部件的第一端安装在所述机架上，所述弹性部件的第二端安装且作用于所述分闸驱动杆的第一端，所述分闸驱动杆的第二端与所述合闸保持杆的第一端枢转连结。

所述分闸驱动杆通过在其两端之间的分闸驱动杆销枢转地安装在所述机架上。

根据本公开内容的上述各个方面，在所述转换开关机构分闸时，所述弹性部件向所述分闸驱动杆施加分闸驱动力，所述分闸驱动杆在第一方向上旋转直到所述分闸驱动杆抵靠设置在所述机架上的分闸驱动杆止档。

在所述转换开关机构合闸时，所述弹性部件向所述分闸驱动杆施加合闸保持力，所述分闸驱动杆在与第一方向相反的第二方向上旋转直到所述分闸驱动杆抵靠设置在所述机架上的所述分闸驱动杆止档，此时所述合闸保持杆和所述分闸驱动杆呈直线对齐。

根据本公开内容的上述各个方面，所述弹性部件是扭簧或者线性弹簧。

根据本公开内容的上述各个方面，所述多连杆机构还包括合闸驱动杆和主轴连杆。

所述合闸驱动杆的第一端设置有长槽，该长槽设置成不妨碍所述动触头的分闸运动。

所述主轴连杆受所述主轴的驱动而旋转。

所述主轴连杆的第一端与所述合闸驱动杆的第二端枢转连接。

所述主轴连杆的第二端在分闸过程中推动所述分闸驱动杆的第一端。

根据本公开内容的上述各个方面，所述动触头组件包括动触头支架和至少一个动触头支架连杆。

所述动触头由所述动触头支架保持且在它们之间弹性加载。

所述动触头支架连杆连接且穿过所述动触头支架。

所述动触头支架连杆连接且穿过所述合闸保持杆的第二端以及所述合闸驱动杆的长槽，从而所述合闸驱动杆的第一端与所述合闸保持杆的第二端可枢转且可滑动地连接。

所述动触头支架和所述动触头以相同的旋转轴线安装。

根据本公开内容的上述各个方面，所述动触头组件还包括枢转安装在所述机架上的动触头连接件。

两个所述动触头支架连杆分别连接且穿过所述动触头连接件的两个端部，从而所述动触头连接件和所述动触头支架能够以相同的旋转轴线共同旋转。

根据本公开内容的上述各个方面，在所述转换开关机构分闸时，所述合闸保持杆在所述分闸驱动杆的带动下相对于所述合闸驱动杆滑动且旋转，同时也相对于所述分闸驱动杆旋转，直至所述合闸保持杆的第二端抵靠设置在所述机架上的合闸保持杆止档。

根据本公开内容的上述各个方面，在所述转换开关机构从合闸状态到分闸状态变化的过程中，所述主轴连杆在所述主轴的驱动下旋转，所述主轴连杆的旋转带动所述合闸驱动杆运动，所述长槽相对于所述动触头支架连杆滑动，此时所述动触头支架连杆、所述动触头连接件和所述合闸保持杆维持不动并且所述合闸保持杆和所述分闸驱动杆保持直线对齐，直至所述长槽的内边缘抵靠着所述动触头支架连杆。

随着所述主轴连杆的进一步旋转，所述主轴连杆的第二端开始推动所述分闸驱动杆的第一端，从而使得所述分闸驱动杆在所述第一方向上旋转，所述分闸驱动杆在所述第一方向上的旋转进一步导致所述合闸保持杆和所述分闸驱动杆无法保持直线对齐并且所述弹性部件开始向所述分闸驱动杆施加使得所述分闸驱动杆在第一方向上加速旋转的力矩，所述分闸驱动杆的加速旋转带动所述合闸保持杆、所述动触头支架连杆和所述动触头连接件的加速转动，从而使得所述转换开关机构加速分闸。

根据本公开内容的上述各个方面，在所述转换开关机构从分闸状态到合闸状态变化的过程中，所述主轴连杆在所述主轴的驱动下旋转，所述主轴连杆的旋转带动所述合闸驱动杆运动，所述长槽的内边缘抵靠着所述动触头支架连杆并且推动所述动触头支架连杆转动，此时所述动触头支架连杆、所述动触头连接件和所述合闸保持杆共同转动并且所述合闸保持杆和所述分闸驱动杆相对于彼此转动。

随着所述主轴连杆的进一步旋转，所述合闸保持杆和所述分闸驱动杆相对于彼此呈直线对齐，此时所述弹性部件向所述分闸驱动杆施加使得所述分闸驱动杆在所述第二方向上旋转的力矩。

在该力矩的作用下，所述动触头分别与所述电源触头和所述负载触头的合闸力得以保持。

根据本公开内容的另一个方面提供一种双电源自动转换开关，所述双电源自动转换开关用于在第一电源和第二电源之间切换。所述双电源自动转换开关包括分别对应于所述第一电源和第二电源的上述转换开关机构。

根据本公开内容的上述另一个方面，所述转换开关机构在所述动触头支架连杆的长度方向上相对于所述动触头组件对称设置。

根据本公开内容的上述另一个方面，所述转换开关机构在分闸状态下相对于所述主轴连杆上下对称设置。

本公开内容提供了一种简单可靠的转换开关机构，其能有效地据开关电气性能的要求定义触头的合闸保持力和分闸速度，从而使得包括了该机构的双电源自动转换开关在具有优异的机械性能同时，获到优异的电气性能。

至此，为了本公开内容在此的详细描述可以得到更好的理解，以及为了本公开内容对现有技术的贡献可以更好地被认识到，本公开已经相当广泛地概述了本公开内容的内容。当然，本公开内容的实施方式将在下面进行描述并且将形成所附权利要求的主题。

同样地，本领域技术人员将认识到，本公开所基于的构思可以容易地用作设计其它结构、方法和系统的基础，用于实施本公开内容的数个目的。因此，重要的是，所附权利要求应当认为包括这样的等效结构，只要它们没有超出本公开内容的实质和范围。

附图说明

通过下面的附图本领域技术人员将对本公开内容有更好的理解，并且更能清楚地体现出本公开内容的优点。这里描述的附图仅为了所选实施例的说明目的，而不是全部可能的实施方式并且旨在不限定本公开内容的范围。

图1示出根据本公开内容的双电源自动转换开关的内部构造的装配图，其包括根据本公开内容的转换开关机构；

图2示出根据本公开内容的双电源自动转换开关的内部构造的分解图，其包括根据本公开内容的转换开关机构；

图3示出根据本公开内容的下部电源开关处于分闸状态下的转换开关机构；

图4示出根据本公开内容的下部电源开关处于合闸状态下的转换开关机构；

图5示出根据本公开内容的下部电源开关处于准备分闸状态下的转换开关机构。

具体实施方式

下面结合附图具体说明根据本公开内容的转换开关机构和包括该转换开关机构的双电源自动转换开关。

图1和图2分别示出根据本公开内容的双电源自动转换开关的内部构造的装配图和分解图，其包括根据本公开内容的转换开关机构。

如图1和图2所示，根据本公开内容的一个实施例所提供的一种转换开关机构包括主轴1、多连杆机构2、弹性部件3和动触头组件4。

所述主轴1的旋转运动带动所述多连杆机构2的运动，所述多连杆机构2连接到所述动触头组件4并且能够带动所述动触头组件4运动，从而使得所述动触头组件4的动触头5能够在合闸位置与电源触头6和负载触头7接触并且在分闸位置与所述电源触头6和所述负载触头7断开。

所述弹性部件3的第一端3-1安装于所述转换开关机构的机架8上，所述弹性部件3的第二端3-2安装且作用于所述多连杆机构2上，所述弹性部件3用于在所述转换开关机构合闸时提供合闸保持力并且在所述转换开关机构分闸时提供分闸驱动力以加快分闸速度。

根据本公开内容的上述实施例，所述多连杆机构2包括合闸保持杆9和分闸驱动杆10。

所述弹性部件3的第一端3-1安装在所述机架8上，所述弹性部件3的第二端3-2安装且作用于所述分闸驱动杆10的第一端10-1，所述分闸驱动杆10的第二端10-2与所述合闸保持杆9的第一端9-1枢转连结。

所述分闸驱动杆10通过在其两端之间的分闸驱动杆销10-3枢转地安装在所述机架8上。

根据本公开内容的上述实施例，在所述转换开关机构分闸时，所述弹性部件3向所述分闸驱动杆10施加分闸驱动力，所述分闸驱动杆10在第一方向(在图1中是顺时针方向)上旋转直到所述分闸驱动杆10的第一端10-1抵靠设置在所述机架8上的分闸驱动杆止档8-1。

在所述转换开关机构合闸时，所述弹性部件3向所述分闸驱动杆10施加合闸保持力，所述分闸驱动杆10在与第一方向相反的第二方向(在图3中是逆时针方向)上旋转直到所述分闸驱动杆10的第二端10-2抵靠设置在所述机架8上的所述分闸驱动杆止档8-1，此时所述合闸保持杆9和所述分闸驱动杆10呈直线对齐。

根据本公开内容的上述实施例，所述弹性部件3是扭簧或者线性弹簧。

根据本公开内容的上述实施例，所述多连杆机构2还包括合闸驱动杆11和主轴连杆12。

所述合闸驱动杆11的第一端11-1设置有长槽11-3，该长槽1-3设置成不妨碍所述动触头5的分闸运动。

所述主轴连杆12受所述主轴1的驱动而旋转。

所述主轴连杆12的第一端12-1与所述合闸驱动杆11的第二端11-2枢转连接。

所述主轴连杆12的第二端12-2在分闸过程中能够推动所述分闸驱动杆10的第一端10-1。

根据本公开内容的上述实施例，所述动触头组件4包括动触头支架4-1和至少一个动触头支架连杆4-2。

所述动触头5由所述动触头支架4-1保持且在它们之间弹性加载，例如在它们之间设置弹簧(未示出)。

所述动触头支架连杆4-2连接且穿过所述动触头支架4-1，所述动触头支架连杆4-2安装到所述机架8并且能够相对于所述机架8运动。

所述动触头支架连杆4-2还连接且穿过所述合闸保持杆9的第二端9-2以及所述合闸驱动杆11的长槽11-3，从而所述合闸驱动杆11的第一端11-1与所述合闸保持杆9的第二端9-2可枢转且可滑动地连接。

所述动触头支架和所述动触头以相同的旋转轴线安装。

根据本公开内容的另一个实施例，所述动触头组件4还包括枢转安装在所述机架8上的动触头连接件4-3。

两个所述动触头支架连杆4-2分别连接且穿过所述动触头连接件4-3的两个端部，从而所述动触头连接件4-3和所述动触头支架4-1能够以相同的旋转轴线共同旋转。

根据本公开内容的上述各个实施例，在所述转换开关机构分闸时，所述合闸保持杆9在所述分闸驱动杆10的带动下相对于所述合闸驱动杆11滑动且旋转，同时也相对于所述分闸驱动杆10旋转，直至所述合闸保持杆9的第二端9-2抵靠设置在所述机架8上的合闸保持杆止档8-2，所述分闸驱动杆10的第一端10-1抵靠设置在所述机架8上的所述分闸驱动杆止档8-1(见图3)。

下面结合图3至图5详细说明根据本公开内容的转换开关机构的操作(以各图中对应于下部电源的机构为例)，其中图3示出根据本公开内容的下部电源开关处于分闸状态下的转换开关机构；图4示出根据本公开内容的下部电源开关处于合闸状态下的转换开关机构；图5示出根据本公开内容的下部电源开关处于准备分闸状态下的转换开关机构。

根据本公开内容的上述各个实施例，在所述转换开关机构从合闸状态到分闸状态变化的过程中(从如图4所示的合闸状态向如图5所示的准备分闸状态变化直至向图3所示的分闸状态变化)，所述主轴连杆12在所述主轴1的驱动下旋转(在图4中是顺时针方向旋转)，所述主轴连杆12的旋转带动所述合闸驱动杆11运动，所述主轴连杆12的第二端12-2开始朝向所述分闸驱动杆10的第一端10-1运动，所述长槽11-3相对于所述动触头支架连杆4-2滑动，此时所述动触头支架连杆4-2、所述动触头连接件4-3和所述合闸保持杆9维持不动并且所述合闸保持杆9和所述分闸驱动杆10保持直线对齐(所述弹性部件3向所述分闸驱动杆10施加逆时针方向力矩)，直至所述长槽11-3的内边缘抵靠着所述动触头支架连杆4-2(如图5所示)。

如图5所示，随着所述主轴连杆12的进一步旋转，所述主轴连杆12的第二端12-2开始推动所述分闸驱动杆10的第一端10-1，从而使得所述分闸驱动杆10在所述第一方向(在图5中是顺时针方向)上旋转，所述分闸驱动杆10在所述第一方向上的旋转进一步导致所述合闸保持杆9和所述分闸驱动杆10无法保持直线对齐并且所述弹性部件3开始向所述分闸驱动杆10施加使得所述分闸驱动杆10在第一方向上加速旋转的力矩(所述弹性部件3向所述分闸驱动杆10施加顺时针方向力矩)，所述分闸驱动杆10的加速旋转带动所述合闸保持杆9、所述动触头支架连杆4-2和所述动触头连接件4-3的加速转动，从而使得所述转换开关机构加速分闸，此时所述分闸驱动杆10抵靠设置在所述机架8上的所述分闸驱动杆止档8-1，所述合闸保持杆9的第二端9-2抵靠设置在所述机架8上的合闸保持杆止档8-2。

根据本公开内容的上述各个实施例，在所述转换开关机构从分闸状态到合闸状态变化的过程中(从如图3所示的分闸状态向如图4所示的合闸状态变化)，所述主轴连杆12在所述主轴1的驱动下旋转，所述主轴连杆12的旋转(在图3中是逆时针方向)带动所述合闸驱动杆11运动，所述长槽11-3的内边缘抵靠着所述动触头支架连杆4-2并且推动所述动触头支架连杆4-2转动，此时所述动触头支架连杆4-2、所述动触头连接件4-3和所述合闸保持杆9共同转动并且所述合闸保持杆9和所述分闸驱动杆10相对于彼此转动。

随着所述主轴连杆12的进一步旋转，所述合闸保持杆9和所述分闸驱动杆10相对于彼此呈直线对齐(见图1和图4)，所述分闸驱动杆10抵靠设置在所述机架8上的所述分闸驱动杆止档8-1，此时所述弹性部件3向所述分闸驱动杆10施加使得所述分闸驱动杆10在所述第二方向上旋转的力矩(在图4中是在逆时针方向上的力矩)。

在该力矩的作用下(见图4)，所述动触头5分别与所述电源触头6和所述负载触头7的合闸力得以保持。

根据本公开内容的又一个实施例提供一种双电源自动转换开关，所述双电源自动转换开关用于在第一电源和第二电源(分别对应于其相应的电源触头)之间切换，所述双电源自动转换开关包括分别对应于所述第一电源和第二电源的如上所述的转换开关机构。

根据本公开内容的上述又一个实施例，所述转换开关机构在所述动触头支架连杆4-2的长度方向上相对于所述动触头组件4对称设置，如图1和图2所示。

根据本公开内容的上述又一个实施例，所述转换开关机构在分闸状态下相对于所述主轴连杆12上下对称设置，如图3所示。

参考具体实施例，尽管本公开内容已经在说明书和附图中进行了说明，但应当理解，在不脱离权利要求中所限定的本公开内容范围的情况下，所属技术领域人员可做出多种改变以及多种等同物可替代其中多种元件。而且，本文中具体实施例之间的技术特征、元件和/或功能的组合和搭配是清楚明晰的，因此根据这些所公开的内容，所属技术领域人员能够领会到实施例中的技术特征、元件和/或功能可以视情况被结合到另一个具体实施例中，除非上述内容有另外的描述。此外，根据本公开内容的教导，在不脱离本公开内容本质的范围，适应特殊的情形或材料可以做出许多改变。因此，本公开内容并不限于附图所图解的个别的具体实施例，以及说明书中所描述的作为目前为实施本公开内容所设想的最佳实施方式的具体实施例，而本公开内容意旨包括落入上述说明书和所附的权利要求范围内的所有的实施方式。

Claims (11)

1.一种转换开关机构，所述转换开关机构包括主轴、多连杆机构、弹性部件和动触头组件；其中

所述主轴的旋转运动带动所述多连杆机构的运动，所述多连杆机构连接到所述动触头组件并且能够带动所述动触头组件运动，从而使得所述动触头组件的动触头能够在合闸位置与电源触头和负载触头接触并且在分闸位置与所述电源触头和所述负载触头断开；

所述弹性部件的第一端安装于所述转换开关机构的机架上，所述弹性部件的第二端安装且作用于所述多连杆机构上，所述弹性部件用于在所述转换开关机构合闸时提供合闸保持力并且在所述转换开关机构分闸时提供分闸驱动力以加快分闸速度。

2.根据权利要求1所述的转换开关机构，其中，

所述多连杆机构包括合闸保持杆和分闸驱动杆；

所述弹性部件的第一端安装在所述机架上，所述弹性部件的第二端安装且作用于所述分闸驱动杆的第一端，所述分闸驱动杆的第二端与所述合闸保持杆的第一端枢转连结；

所述分闸驱动杆通过在其两端之间的分闸驱动杆销枢转地安装在所述机架上。

3.根据权利要求2所述的转换开关机构，其中，

在所述转换开关机构分闸时，所述弹性部件向所述分闸驱动杆施加分闸驱动力，所述分闸驱动杆在第一方向上旋转直到所述分闸驱动杆抵靠设置在所述机架上的分闸驱动杆止档；

在所述转换开关机构合闸时，所述弹性部件向所述分闸驱动杆施加合闸保持力，所述分闸驱动杆在与第一方向相反的第二方向上旋转直到所述分闸驱动杆抵靠设置在所述机架上的所述分闸驱动杆止档，此时所述合闸保持杆和所述分闸驱动杆呈直线对齐。

4.根据权利要求1所述的转换开关机构，其中，

所述弹性部件是扭簧或者线性弹簧。

5.根据权利要求2所述的转换开关机构，其中，

所述多连杆机构还包括合闸驱动杆和主轴连杆；

所述合闸驱动杆的第一端设置有长槽，该长槽设置成不妨碍所述动触头的分闸运动；

所述主轴连杆受所述主轴的驱动而旋转；

所述主轴连杆的第一端与所述合闸驱动杆的第二端枢转连接；

所述主轴连杆的第二端在分闸过程中推动所述分闸驱动杆的第一端。

6.根据权利要求5所述的转换开关机构，其中，

所述动触头组件包括动触头支架和至少一个动触头支架连杆；

所述动触头由所述动触头支架保持且在它们之间弹性加载；

所述动触头支架连杆连接且穿过所述动触头支架；

所述动触头支架连杆连接且穿过所述合闸保持杆的第二端以及所述合闸驱动杆的长槽，从而所述合闸驱动杆的第一端与所述合闸保持杆的第二端可枢转且可滑动地连接；

所述动触头支架和所述动触头以相同的旋转轴线安装。

7.根据权利要求6所述的转换开关机构，其中，

所述动触头组件还包括枢转安装在所述机架上的动触头连接件；

两个所述动触头支架连杆分别连接且穿过所述动触头连接件的两个端部，从而所述动触头连接件和所述动触头支架能够以相同的旋转轴线共同旋转。

8.根据权利要求3所述的转换开关机构，其中，

在所述转换开关机构分闸时，所述合闸保持杆在所述分闸驱动杆的带动下相对于所述合闸驱动杆滑动且旋转，同时也相对于所述分闸驱动杆旋转，直至所述合闸保持杆的第二端抵靠设置在所述机架上的合闸保持杆止档。

9.根据权利要求7所述的转换开关机构，其中，

在所述转换开关机构从合闸状态到分闸状态变化的过程中，所述主轴连杆在所述主轴的驱动下旋转，所述主轴连杆的旋转带动所述合闸驱动杆运动，所述长槽相对于所述动触头支架连杆滑动，此时所述动触头支架连杆、所述动触头连接件和所述合闸保持杆维持不动并且所述合闸保持杆和所述分闸驱动杆保持直线对齐，直至所述长槽的内边缘抵靠着所述动触头支架连杆；

随着所述主轴连杆的进一步旋转，所述主轴连杆的第二端开始推动所述分闸驱动杆的第一端，从而使得所述分闸驱动杆在所述第一方向上旋转，所述分闸驱动杆在所述第一方向上的旋转进一步导致所述合闸保持杆和所述分闸驱动杆无法保持直线对齐并且所述弹性部件开始向所述分闸驱动杆施加使得所述分闸驱动杆在第一方向上加速旋转的力矩，所述分闸驱动杆的加速旋转带动所述合闸保持杆、所述动触头支架连杆和所述动触头连接件的加速转动，从而使得所述转换开关机构加速分闸。

10.根据权利要求7所述的转换开关机构，其中，

在所述转换开关机构从分闸状态到合闸状态变化的过程中，所述主轴连杆在所述主轴的驱动下旋转，所述主轴连杆的旋转带动所述合闸驱动杆运动，所述长槽的内边缘抵靠着所述动触头支架连杆并且推动所述动触头支架连杆转动，此时所述动触头支架连杆、所述动触头连接件和所述合闸保持杆共同转动并且所述合闸保持杆和所述分闸驱动杆相对于彼此转动；

随着所述主轴连杆的进一步旋转，所述合闸保持杆和所述分闸驱动杆相对于彼此呈直线对齐，此时所述弹性部件向所述分闸驱动杆施加使得所述分闸驱动杆在所述第二方向上旋转的力矩；

在该力矩的作用下，所述动触头分别与所述电源触头和所述负载触头的合闸力得以保持。

11.一种双电源自动转换开关，所述双电源自动转换开关用于在第一电源和第二电源之间切换；其特征在于，所述双电源自动转换开关包括根据权利要求1至10其中之一所述的分别对应于所述第一电源和第二电源的所述转换开关机构。