CN111463033A - 自动转换开关及其方法 - Google Patents

Abstract

一种自动转换开关的系统和方法。该自动转换开关包括静触点、第一摆动杆、第二摆动杆、连杆、导向板以及永磁驱动器。第一摆动杆可通信地和可操作地连接到第一动触点，第二摆动杆可通信地和可操作地连接到第二动触点，连杆可通信地和可操作地连接到第一摆动杆和第二摆动杆。自动转换开关可操作地至少基于螺线管的一个状态来定位导向板。永磁驱动器通过第三摆动杆可通信地和可操作地连接到连杆，并可操作地至少基于导向板的位置转动第一摆动杆或第二摆动杆。

Description

自动转换开关及其方法

本申请是中国专利申请(申请号：201480074072.9，申请日：2014.01.30，发明创造名称：自动转换开关及其方法)的分案申请。

技术领域

本申请涉及自动转换开关(ATS)操作机构，其包括磁力驱动器和螺线管。

背景技术

许多自动转换开关使用螺线管和电机操作机构来执行打开和关闭操作。螺线管或电机操作机构可能包含复杂的结构。例如，操作机构可能包括独有的锁定和跳闸组件以维持打开和关闭状态。由于组件数量和制造所需的精密度，传统的自动转换开关易受到可靠性和一致性降低的影响。

永磁操动机构已经应用到中压真空断路器中。现有对自动转换开关的研究中已经使用两个永磁操动机构来分别操作两个动触点子系统。然而，这些开关可能误操作。此外，这些开关不能执行手动操作。

发明内容

一种自动转换开关系统和方法，所述自动转换开关包括静触点、第一摆动杆、第二摆动杆、连杆及导向板。所述第一摆动杆可通信地且可操作地连接到第一动触点。所述第二摆动杆可通信且可操作地连接到第二动触点。所述连杆可通信且可操作地连接到所述第一摆动杆和所述第二摆动杆。所述自动转换开关至少基于螺线管的状态可操作地定位所述导向板。永磁驱动器至少基于所述导向板的位置可操作地旋转所述第一摆动杆或所述第二摆动杆。所述永磁驱动器通过第三摆动杆可通信且可操作地连接到所述连杆。

本文所述的自动转换开关的各种实施例可以导致可靠性改善和寿命延长。此外，在各种实施例中，可能会降低所述自动转换开关制造中所需的整体复杂性和精度。

当结合附图时，这些特征和其他特征连同它们的组织和操作方式将从下面的描述中变得显而易见。

附图说明

图1是根据一个示例实施例的自动转换开关的等轴测图。

图2是图1的自动转换开关的等轴测图，其中接触组件和灭弧组件被移除。

图3A是图1的自动转换开关的永磁驱动器的侧剖视图，其中连接杆处于中性位置。

图3B是图1的自动转换开关的两极触点系统侧剖视图，其中第一和第二移动接触子系统位于中性位置。

图4A是图1的自动转换开关的永磁驱动器的侧剖视图，其中连杆位于第一位置。

图4B是图1的自动转换开关的两极触点系统的侧剖视图，其中第一接触子系统位于关闭位置。

图5A是图1的自动转换开关的永磁驱动器的侧剖视图，其中连杆位于第二位置。

图5B是图1的自动转换开关的两极触点系统的侧剖视图，其中第二动触子系统位于关闭位置。

具体实施方式

通常参照附图，本文公开的各种实施例涉及自动转换开关(“ATS”)，该自动转换开关具有永磁驱动器和螺线管。永磁驱动器操作传动组件以将动触点子系统打开或关闭到静触点子系统。螺线管开关用来选择第一动触点子系统(“源A”)或第二动触点子系统(“源B”)。通过永磁驱动器对传动组件的操作将选择的动触点子系统移动到打开位置或关闭位置。动触点子系统利用永磁驱动器产生的力保持在位，而不依赖传统机械锁和跳闸装置。此外，本文公开的各实施例维持ATS的手动操作模式。

参照图1，根据一示例实施例的自动转换开关的结构图被示出。至少两个两极触点系统27在底板1的左侧或右侧联接到底板1。旋转方轴16、18通过孔连接到底板1。第一旋转方轴16联接到第一摆动杆17并随第一摆动杆17旋转，以及第二旋转方轴18联接到第二摆动杆19并随第二摆动杆19旋转。第一摆动杆17和第二摆动杆19的每一个具有槽。这些槽轴向交错布置。两个槽形成与底板1的“V”型槽相对应的“V”字形。由套筒21覆盖的销22穿过“V”型槽并且连接到连杆24。销22推压第一摆动杆17和第二摆动杆19，第一摆动杆17和第二摆动杆19分别沿第一摆动杆17的槽和第二摆动杆19的槽旋转。

永磁驱动器2通过板26固定到托架23。托架23固定到底板1。永磁驱动器2的一端通过销3与连杆4连接。连杆4通过螺纹连接连接到方杆5。方杆5通过销9连接到第三摆动杆6。第三摆动杆6连接到旋转方轴7并随旋转方轴7旋转。旋转方轴7的一端通过轴承孔连接到底板1，以及旋转方轴7的另一端通过轴承孔连接到托架8。托架8固定到底板1。第三摆动杆6还通过销25与连杆24连接。螺线管12固定到托架11，以及托架11固定到托架10。托架10固定到底板1。板13在一端以铰接方式与托架11连接并通过板13的表面与螺线管12的自由端接触。导向板15通过销20连接到底板并还通过销14连接到板13，从而允许其可通过螺线管12可操作地旋转。

参照图2，其示出图1的自动转换开关的等轴测图，其中触点和灭弧组件被移除。

由套筒21覆盖的销22穿过底板1的“V”型槽和第一摆动杆17和第二摆动杆19的槽，并连接到连杆24。螺线管12经由导向板15(未示出)选择底板1的“V”形两腿中的一腿以便于销22沿其操作。销22推压第一摆动杆17和第二摆动杆19，第一摆动杆17和第二摆动杆19分别沿第一摆动杆17和第二摆动杆19的槽旋转。旋转方轴16和18分别固定到第一摆动杆17和第二摆动杆19，并随着相应的摆动杆旋转。

如图3A、3B、4A、4B、5A和5B所示，ATS可以配置为三个状态中的一个。这些状态包括中性位置，该中性位置在永磁驱动器2将连杆24和销22拉到底板1的“V”形的底部时产生，以及其中源A动触点子系统30和源B动触点子系统28都处于打开位置(即未与静触点子系统29接触)。两极触点系统包括至少两个动触点子系统、静触点子系统29、保护壳31以及灭弧系统32，灭弧系统32可组装在源A动触点子系统30和源B动触点子系统28之间。源A动触点系统30固定到旋转方轴16。源A动触点子系统30随着旋转方轴16旋转并且将静触点子系统29连接到源A的输入。源B动触点子系统28固定到旋转方轴18。源B动触点子系统28随旋转方轴18旋转并且将静触点子系统29连接到源B的输入。

图3A是图1的自动转换开关的永磁驱动器2的侧剖视图，其中连杆24和销22位于底板1的“V”形底部的中性位置。图3B是图1的自动转换开关的两极触点系统的侧剖视图，其中第一动触点子系统和第二动触点子系统位于中性位置，静触点子系统29既未连接到动触点系统30也未连接到源B动触点子系统28。永磁驱动器2拉住连杆4和方杆5，从而使得第三摆动杆6沿旋转轴7沿顺时针旋转20～30度范围的预定角度，然后将摆动杆6的位置维持在该预定角度。应注意的是，各实施例中的永磁驱动器2可能是双稳态的，具有在其投掷的第一端和第二端的永磁维持状态，或者是单稳态的，具有仅在其投掷的第一端的单一的永磁维持状态和其他状态或者仅仅在其被激活时维持的第二投掷端。旋转的第三摆动杆6向下拉连杆24，其中销22和套筒21沿底板1的“V”形槽移动到底部，将动触点子系统28、30保持在开启的中性位置并通过永磁力或永磁驱动器2的激活状态将动触点子系统28、30保持在位。在所示的实施例中，螺线管12仍然被维持并且没有激活。第一摆动杆17和第二摆动杆19都停留在一位置，该位置与旋转方轴16和18旋转的预定角度对应，从而将动触点子系统28和30置于中性位置，该中性位置距离静触点子系统29一定距离。例如，该距离可以是与静触点子系统29最大角度对应的距离。

图4A是图1的自动转换开关的永磁驱动器的侧剖视图，其中连杆24位于第一位置。参照图4B，其示出图1的自动转换开关的两极触点系统的侧剖视图，其中第一动触点子系统位于关闭位置。永磁驱动器2利用永磁维持力推连杆4和方杆5，从而使得第三摆动杆6在逆时针方向沿旋转方轴7旋转预定角度，同时维持摆动杆6的位置。第三摆动杆6向上推连杆24，其中销22和套筒21沿着底板1的“V”形槽的右侧和第二摆动杆19的槽移动至顶侧，同时将连杆24维持在位。在所示实施例中，螺线管12不移动，将导向板15保留在第一位置以引导销22和套筒21沿着底板1的“V”形槽右侧移动。摆动杆19不移动并且第一摆动杆17被销22和套筒21向上推，同时旋转方轴16旋转到预定角度，从而源A动触点子系统30与静触点子系统29接触，从而将源A连接到静触点子系统29，以及源B动触点子系统28保留在与在中性位置中的静触点子系统29相隔一段距离的位置。例如，源B动触点子系统28的距离可以是与静触点子系统29的最大角度对应的距离。

参照图5A，图1的自动转换开关的永磁驱动器2的侧剖视图被示出，其中连杆位于第二位置。参照图5B，图1的自动转换开关的两极触点系统的侧剖视图被示出，其中第二动触点子系统位于关闭位置。永磁驱动器2利用永磁维持力推送连杆4和方杆5，从而当驱动第三摆动杆6沿逆时针方向上随旋转方轴7旋转预定角度，同时维持摆动杆6的位置。第三摆动杆6向上推连杆24，其中销22和套筒21沿底板1上的“V”形槽左侧和第一摆动杆17的槽移动至上侧，同时维持连杆24的位置。在所示实施例中，螺线管12通电从而将导向板15沿销20旋转到第二位置以引导销22和套筒21沿着底板1的“V”形槽的左侧移动。第一摆动杆17不动而第二摆动杆19通过销22和套筒21向上推，其中旋转方轴18旋转预定角度，从而源B动触点子系统28与静触点子系统29接触，从而将源B与静触点子系统连接。源A动触点子系统28保留在距离中性位置的静触点子系统29一定距离。例如，该距离可以是与静触点子系统29的最大角度对应的距离。

在一实施例中，ATS能够从如图4A和4B所示的配置切换到如图5A和5B所示的配置，或者反之亦然。在一实施例中，源A动触点子系统30能被打开到中性位置(例如图3所示的位置)。源B动触点子系统28已经能够处在中性位置。当两个动触点子系统都在中性位置时，源B动触点子系统28能够移动到关闭位置，例如通过上文相对于图5A和5B描述的方法。当源B动触点28最初与静触点子系统29接触以及源A动触点子系统30最初位于中性位置时可以使用类似的方法对本领域技术人员来说是很容易想到的。

本文所用的术语“联接”，“连接”等意在表示两个构件相互直接或间接接合。这种接合可以是静止的(例如永久的)或可移动的(例如可移动的或可释放的)。这种接合可以由两个构件或两个构件和任意附加的中间构件相互整体形成单个整体来实现，或由两个构件或两个构件和任意附加的中间构件与这两个构件或这两个构件和任意附加的中间构件相互连接来实现。

本文引用的元件的位置(例如，“顶部”，“底部”，“上”，“下”等)仅仅用于描述附图中各元件的方向。应当指出的是，各种元件的方向可以根据其它示例性实施例而不同，并且这种变化被考虑为由本公开所涵盖。

需要特别注意的是，各种示例性实施例的结构和布置仅仅是说明性的。尽管只有几个实施例在本公开被详细描述，本领域的技术人员在阅读了本公开的内容之后将容易理解，不脱离本文描述的主题的新颖性教导和优点的许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、方向等的变化)。例如，示出为整体形成的各元件可以由多个部件或元件构成，各元件的位置可以被相反或以其他方式改变，以及性质、离散元件的数目或位置可以改变或变化。除非特别指出，任何加工步骤或方法步骤的顺序或序列可以根据各优选实施例来改变或重新排序。各示例性实施例的设计、操作条件和布置也可以在不脱离本发明的主旨范围内做出其他各种替换、修改、变化和省略。

Claims (14)

1.一种自动转换开关，其特征在于，包括：

静触点；

第一摆动杆，所述第一摆动杆可通信地和可操作地连接到第一动触点；

第二摆动杆，所述第二摆动杆可通信地和可操作地连接到第二动触点；

连杆，所述连杆可通信地和可操作地连接到所述第一摆动杆和所述第二摆动杆；

导向板，其中，所述导向板的位置至少基于螺线管的状态改变；以及

永磁驱动器，所述永磁驱动器通过第三摆动杆可通信地和可操作地连接到所述连杆，其中，所述永磁驱动器配置为至少基于所述导向板的位置来旋转所述第一摆动杆和所述第二摆动杆之一。

2.根据权利要求1所述的自动转换开关，其特征在于，所述自动转换开关配置为布置在中性状态、第一状态和第二状态之一。

3.根据权利要求2所述的自动转换开关，其特征在于，当所述自动转换开关处于中性状态时，所述第一动触点和所述第二动触点定位在远离静触点的位置。

4.根据权利要求3所述的自动转换开关，其特征在于，所述第一动触点和所述第二动触点在预定旋转角度时分开定位。

5.根据权利要求2所述的自动转换开关，其特征在于，当所述自动转换开关位于所述第一状态时，所述第一动触点和所述静触点通信，以及所述第二动触点定位在远离所述静触点的位置。

6.根据权利要求2所述的自动转换开关，其特征在于，当所述自动转换开关位于所述第二状态时，所述第一动触点定位在远离所述静触点的位置，以及所述第二动触点和所述静触点通信。

7.根据权利要求2所述的自动转换开关，其特征在于，所述永磁驱动器可操作地将所述自动转换开关的状态从所述第一状态改变为所述第二状态。

8.根据权利要求7所述的自动转换开关，其特征在于，所述永磁驱动器可操作地将所述自动转换开关的状态从所述第一状态经过所述中性状态改变为所述第二状态。

9.根据权利要求8所述的自动转换开关，其特征在于，至少所述第一动触点或所述第二动触点定位成远离所述静触点。

10.根据权利要求1所述的自动转换开关，其特征在于，所述永磁驱动器施加永磁维持力以及所述永磁驱动器至少为双稳态或者单稳态永磁驱动器之一。

11.一种方法，其特征在于，包括：

通过永磁驱动器，将连杆从第一状态定位到中性状态；

至少基于将所述连杆定位到所述中性状态来旋转第一摆动杆，该旋转的第一摆动杆将第一动触点定位在远离静触点的位置；

至少基于螺线管的状态定位导向板；

至少基于已定位的导向板通过所述永磁驱动器将所述连杆从所述中性状态定位到第二状态；以及

至少基于将所述连杆定位到所述第二状态旋转第二摆动杆，其中，该旋转的第二定摆动杆与所述静触点通信。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述螺线管的状态是手动改变的。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述永磁驱动器至少基于永磁维持力旋转所述连杆。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，至少所述第一动触点或所述第二动触点定位在远离所述静触点的位置。

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