CN112511038A - 一种高压电机综合起动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压电机综合起动器，包括底盘车、断路器结构、接触器结构、相柱组、联锁机构以及机箱；所述断路器结构包括一弹簧操作机构、至少一条断路通道，所述断路通道包括第一绝缘拉杆以及断路器灭弧室；所述接触器结构包括一电磁操作机构、与断路通道同等数量且相对应的接触通道，所述接触通道包括第二绝缘拉杆以及接触器灭弧室；所述相柱组包括若干绝缘相柱，其包括第一极柱与第二极柱，所述第一极柱与第二极柱之间设置有软连接；所述联锁机构用以实现断路器结构对接触器结构的联锁。本发明通过设置断路器结构、接触器结构具备了各自相应的功能，且两者间设置有绝缘相柱与联锁机构，具有结构紧凑，功能多样、造价低的优点。

Description

一种高压电机综合起动器

技术领域

本发明涉及的高压开关技术领域，特别是一种高压电机综合起动器。

背景技术

现有高压电机直接起动方式一般采用两种方式：一种是采用一台真空接触器加熔断器的组合电器，接触器作为投切开关，熔断器作为后备故障保护；另一种是采用一台真空断路器加一台真空接触器，接触器作为投切开关，真空断路器做为故障保护开关。

采用第一种方式：因为熔断器的容量小，使用范围就小，而且熔断器的保护在过流过载方面比较粗犷，只有速断保护比较有优势，但熔断器熔断后必须更换熔断器才能再次使用。

采用第二种方式：因为使用了两台开关，启动柜的安装尺寸就要更大，机械联锁难于实现，而且造价也会提高。

有鉴于此，本发明人专门设计了一种高压电机综合起动器，本案由此产生。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种高压电机综合起动器包括底盘车、断路器结构、接触器结构、相柱组、联锁机构以及机箱；断路器结构包括一弹簧操作机构、至少一条断路通道，断路通道包括第一绝缘拉杆以及断路器灭弧室，弹簧操作机构通过第一绝缘拉杆带动相应断路器灭弧室的动静触头合分；接触器结构包括一电磁操作机构、与断路通道同等数量且相对应的接触通道，接触通道包括第二绝缘拉杆以及接触器灭弧室,电磁操作机构通过第二绝缘拉杆带动相应接触器灭弧室的动静触头合分；相柱组，包括与断路通道同等数量且相对应的绝缘相柱，其包括第一极柱与第二极柱，第一极柱与第二极柱之间设置有软连接，且第一极柱、第二极柱分别通过对应的第一绝缘拉杆、第二绝缘拉杆与相应的操作机构连接，用以实现断路器结构对接触器结构的分断；联锁机构滑移于弹簧操作机构与电磁操作机构之间，其输入端设置于弹簧操作机构、输出端活动连接于电磁操作机构，用以实现断路器结构对接触器结构的联锁。

优选的，断路器结构、接触器结构各自整体呈水平布置且相互间上下对齐，断路通道并排设置有三条。

优选的，弹簧操作机构包括框架，框架内设有第一驱动装置、合闸储能装置、分闸储能装置、传动装置以及与第一绝缘拉杆固接的输出装置，合闸储能装置用于在第一驱动装置作用下蓄能且释能使传动装置带动输出装置驱动第一绝缘拉杆合闸，分闸储能装置装置用于在合闸时蓄能且释能使传动装置带动输出装置驱动第一绝缘拉杆分闸。

优选的，第一驱动装置包括储能电机、枢设于框架的驱动轴，固接于驱动轴上的凸轮以及与储能电机传动连接的转动盘，转动盘设有偏心轴，传动装置包括框设于框架的中间轴、一端固接于中间轴且与凸轮配合的连板、枢接于连板远离中间轴一端的连杆，输出装置包括若干枢接于框架且对应断路通道的输出轴、中部转动连接于输出轴的输出拐臂，输出拐臂的一端枢接于连杆，另一端固接于第一绝缘拉杆。

优选的，合闸储能装置包括合闸弹簧、合闸保持装置，合闸弹簧的一端连接于框架，另一端连接于偏心轴，合闸保持装置配合凸轮实现合闸弹簧储能，分闸储能装置包括第一分闸弹簧、分闸保持装置，第一分闸弹簧的一端连接连杆，另一端连接在框架，分闸保持装置配合连板实现分闸储能。

优选的，电磁操作机构具有基座以及设置于基座的第二驱动装置，基座上穿设有传动主轴，传动主轴上架设有动作拐臂、储能拐臂、保持拐臂，储能拐臂和基座间设有第二分闸弹簧，保持拐臂和基座间设有电磁保持装置，第二驱动装置使动作拐臂驱动传动主轴以实现合闸。

优选的，第二驱动装置，它包括一固设在基座的电磁致动器、一适配电磁致动器的工作座及一枢接工作座和动作拐臂的枢接件，电磁致动器和工作座相适配。

优选的，保持机构包括枢接在基座的一用于保持传动主轴保持拐臂的上保持挚子、一用于保持上保持挚子的转块及一用于保持转块的下保持挚子。

优选的，联锁机构包括一联锁顶杆、滑移于弹簧操作机构且用于推动联锁顶杆向电磁操作机构移动的指示板，联锁顶杆滑移于电磁操作机构且设有台阶部，台阶部与电磁操作机构间设有抵紧弹簧，联锁顶杆的输入端通过抵紧弹簧抵接于指示板。

优选的，指示板长度方向的一端设有一与联锁顶杆抵接的折弯部，折弯部倾斜设置。

本发明与技术背景相比具有如下优点：

1、通过整合断路器结构与接触器结构，且断路器结构与接触器结构间还设置有绝缘相柱与联锁机构，不仅具有断路器与接触器各自的功能，通过联锁机构、绝缘相柱还能分别实现断路器对接触器的联锁以及分断功能，解决了背景技术中保护粗犷且电流容量较小、机械联锁不容易实现，造价高的问题。

2、起动器开关整合了断路器结构与接触器结构，其尺寸和真空接触器熔断器组合电器或者真空断路器一般，甚至可以尺寸互换，其中断路器结构、接触器结构各自整体呈水平布置且相互间上下对齐，断路通道并排设置，具有方案简单，宽度小，结构紧凑的优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

其中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的前视结构示意图；

图3是本发明图2中A-A区域的剖面结构示意图；

图4是本发明图2中B-B区域的剖面结构示意图；

图5是本发明断路器结构合闸的示意图，此时联锁顶杆位于起始位置；

图6是本发明图5中A区域的放大结构示意图；

图7是本发明断路器结构分闸的示意图，此时联锁顶杆位于终止位置，接触器结构无法合闸；

图8是本发明图7中B区域的放大结构示意图；

图9是本发明弹簧操作结构的立体结构示意图之一；

图10是本发明弹簧操作结构的立体结构示意图之二；

图11是本发明凸显分闸储能装置的结构示意图；

图12是本发明电磁操作结构的立体结构示意图之一；

图13是本发明电磁操作结构的立体结构示意图之二；

图14是本发明凸显第二分闸弹簧的结构示意图。

标号说明：

1、底盘车；2、断路器结构；21、弹簧操作机构；211、框架；212、第一驱动装置；2121、储能电机；2122、驱动轴；2123、凸轮；2124、转动盘；2125、偏心轴；213、合闸储能装置；2131、合闸弹簧；2132、合闸保持装置；214、分闸储能装置；2141、第一分闸弹簧；2142、分闸保持装置；215、传动装置；2151、中间轴；2152、连板；2153、连杆；216、输出装置； 2161、输出轴；2162、输出拐臂；22、断路通道；23、第一绝缘拉杆；24、断路器灭弧室；3、接触器结构；31、电磁操作机构；311、基座；312、第二驱动装置；3121、电磁致动器；3122、工作座；3123、枢接件；313、传动主轴；314、动作拐臂；315、储能拐臂；316、保持拐臂； 317、第二分闸弹簧；318、电磁保持装置；3181、上保持挚子；3182、转块；3183、下保持挚子；32、接触通道；33、第二绝缘拉杆；34、接触器灭弧室；4、绝缘相柱；41、第一极柱； 42、第二极柱；43、软连接；5、联锁机构；51、联锁顶杆；52、指示板；53、抵紧弹簧；6、机箱。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至14，是作为本发明的最佳实施例的一种高压电机综合起动器，包括底盘车 1、断路器结构2、接触器结构3、相柱组、联锁机构5以及机箱6；

断路器结构2包括一弹簧操作机构21、至少一条断路通道22，断路通道22包括第一绝缘拉杆23以及断路器灭弧室24，弹簧操作机构21通过第一绝缘拉杆23带动相应断路器灭弧室24的动静触头合分；接触器结构3包括一电磁操作机构31、与断路通道22同等数量且相对应的接触通道32，接触通道32包括第二绝缘拉杆33以及接触器灭弧室34,电磁操作机构31通过第二绝缘拉杆33带动相应接触器灭弧室34的动静触头合分。进一步地，第一绝缘拉杆23与第二绝缘拉杆33是同样的结构，其包括一外侧带有伞裙边的绝缘子，绝缘子的一端固接于相应的接触器灭弧室34或断路器灭弧室24，另一端设有凹槽，凹槽内壁滑移有连接件，连接件通过弹簧与绝缘子弹性连接，连接件远离绝缘子的一端连接于相应地操作机构。

具体地本实施例中共设置有三条断路通道22，且断路器结构2、接触器结构3各自整体呈水平布置且相互间上下对齐；

相柱组，包括与断路通道22同等数量且相对应的绝缘相柱4，其包括第一极柱41与第二极柱42，第一极柱41与第二极柱42之间设置有软连接43，且第一极柱41、第二极柱42分别通过对应的第一绝缘拉杆23、第二绝缘拉杆33与相应的操作机构连接，用以实现断路器结构2对接触器结构3的分断；

联锁机构5滑移于弹簧操作机构21与电磁操作机构31之间，其输入端设置于弹簧操作机构21、输出端活动连接于电磁操作机构31，具体地，本实施例中联锁机构5包括一联锁顶杆51、用于推动联锁顶杆51向电磁操作机构31移动的指示板52，联锁顶杆51滑移于电磁操作机构31的通孔并设有台阶部，台阶部与电磁操作机构31间设有抵紧弹簧53，联锁顶杆 51的输入端通过抵紧弹簧53抵接于指示板52，具体地指示板52长度方向的一端铰接于一摆臂，摆臂远离指示板52的另一端固接于摆动轴，摆动轴转动连接于框架211，指示板52长度方向的另一端铰接有旋转臂，旋转臂传动连接于弹簧操作机构21，指示板52具有一与联锁顶杆51输入端抵接的折弯部，折弯部位于靠近旋转臂的位置，其远离摆动轴的一端为较低端且朝向电磁操作机构31；机箱6罩设于底盘车1且绝缘分隔断路通道22、接触通道32以及绝缘相柱4。

如图9-11所示，弹簧操作机构21包括框架211，框架211内设有第一驱动装置212、合闸储能装置213、分闸储能装置214、传动装置215以及与第一绝缘拉杆23固接的输出装置216，合闸储能装置213用于在第一驱动装置212作用下蓄能且释能使传动装置215带动输出装置216驱动第一绝缘拉杆23合闸，分闸储能装置214装置用于在合闸时蓄能且释能使传动装置215带动输出装置216驱动第一绝缘拉杆23分闸。

第一驱动装置212包括储能电机2121、枢设于框架211的驱动轴2122，固接于驱动轴 2122上的凸轮2123以及与储能电机2121传动连接的转动盘2124，转动盘2124设有偏心轴 2125，传动装置215包括框设于框架211的中间轴2151、一端固接于中间轴2151且与凸轮2123配合的连板2152、枢接于连板2152远离中间轴2151一端的连杆2153，其中中间轴2151通过主从动齿轮结构与旋转臂相配合，输出装置216包括若干枢接于框架211且对应断路通道22的输出轴2161、中部转动连接于输出轴2161的输出拐臂2162，输出拐臂2162的一端枢接于连杆2153，另一端固接于第一绝缘拉杆23，合闸储能装置213包括合闸弹簧2131、合闸保持装置2132，合闸弹簧2131的一端连接于框架211，另一端连接于偏心轴2125，合闸保持装置2132配合凸轮2123实现合闸弹簧2131储能，分闸储能装置214包括第一分闸弹簧2141、分闸保持装置2142，第一分闸弹簧2141的一端连接连杆2153，另一端连接在框架 211，分闸保持装置2142配合连板2152实现分闸储能。

合闸保持装置2132包括一枢接框架211的合闸半轴、一枢接在框架211的储能扇形板和一设在凸轮2123的合闸保持滚子，凸轮2123的滚子抵靠在储能扇形板，储能扇形板抵靠在合闸半轴，由于凸轮2123受储能扇形板、合闸半轴的限制无法转动,储能扇形板和框架211 间设扭簧，扭簧产生弹力，弹力使储能扇形板抵靠在合闸半轴。

分闸保持装置2142包括一枢接框架211的分闸半轴、一枢接在框架211的保持件和一设在连板2152的分闸保持滚子，连板2152的滚子抵靠在保持件，保持件抵靠在分闸半轴；另设分闸脱扣器，合闸脱扣器装接在框架211且配合驱动分闸半轴。保持件和框架211间设扭簧，扭簧产生弹力，弹力使保持件抵靠在分闸半轴。

如图12-14所示，电磁操作机构31具有基座311以及设置于基座311的第二驱动装置 312，基座311上穿设有传动主轴313，传动主轴313上架设有动作拐臂314、储能拐臂315、保持拐臂316，储能拐臂315和基座311间设有第二分闸弹簧317，保持拐臂316和基座311 间设有电磁保持装置318，第二驱动装置312使动作拐臂314驱动传动主轴313以实现合闸。

第二驱动装置312，它包括一固设在基座311的电磁致动器3121、一适配电磁致动器3121 的工作座3122及一枢接工作座3122和动作拐臂314的枢接件3123，电磁致动器3121和工作座3122相适配，保持机构包括枢接在基座311的一用于保持传动主轴313保持拐臂316的上保持挚子3181、一用于保持上保持挚子3181的转块3182及一用于保持转块3182的下保持挚子3183。

本启动器的工作原理如下：断路器结构2合分闸由弹簧操作机构21来控制，通过第一绝缘拉杆23带动相应断路器灭弧室24的动静触头合分；接触器结构3合分闸由电磁操作机构 31来控制，通过第二绝缘拉杆33带动相应接触器灭弧室34的动静触头合分；

当弹簧操作机构21储能工作时，储能电机2121带动转动盘2124转动，从而驱动合闸弹簧2131拉伸、当合闸弹簧2131储能到位后，动力由凸轮2123上的滚子与储能扇形板接触并使储能扇形板与合闸半轴约束保持。当要合闸工作时，手动按合闸按钮或合闸脱扣器动作，推动合闸半轴转动，从而解除了储能扇形板与滚子的约束，合闸弹簧2131能量释放，带动凸轮2123转动，凸轮2123撞击连板2152转动，通过连杆2153使输出拐臂2162转动，带动第一绝缘拉杆23活动，以实现合闸，而指示板52将与连杆2153同步移动，指示板52的移动方向与连杆2153相同，由于联锁顶杆51只有滑移于断路器结构2与接触器结构3之间的自由度，因而在指示板52移动的过程中，联锁顶杆51的输入端与指示板52折弯部的较低端将相互远离使联锁顶杆51的输出端朝向远离电磁操作机构31的方向运动，因而此时联锁顶杆51对电磁操作机构31处于解锁状态，当合闸到位时，保持件与连板上的滚子接触并使保持件与分闸半轴产生约束，完成合闸动作；

而后接触器结构3合闸时：电磁致动器3121通过基座311带动传动主轴313正转并实现合闸，而且，第二分闸弹簧317压缩储能，上保持挚子3181扣住传动主轴313上的上保持滚轮，转块3182的挡销挡住上保持挚子3181，下保持挚子3183扣住转块3182上的下保持滚轮,使开关保持在合闸位置。

相反地，当弹簧操作机构21进行分闸工作时，按分闸按扭或分闸脱扣器动作，推动分闸半轴转动，与连板2152上的的滚子约束解除，在第一分闸弹簧2141的作用下，带动第一绝缘拉杆23活动，以实现分闸，当第一绝缘拉杆23活动的同时，指示板52将同步与连杆2153往同个方向移动，由于联锁顶杆51只有滑移于断路器结构2与接触器结构3之间的自由度，因而在指示板52移动的过程中，联锁顶杆51的输入端与指示板52的较低端将相互靠近使联锁顶杆51的输出端朝向靠近电磁操作机构31的方向运动，当联锁顶杆51朝电磁操作机构31运动至最大行程处时，联锁顶杆51的输出端抵紧电磁操作机构31阻止第二绝缘拉杆33合闸以实现断路器结构2对接触器结构3的联锁，正常电磁操作机构31分闸时：电动分励脱扣器600带动下保持挚子3183转动并脱开，转块3182失去平衡，上保持挚子3181脱开上保持滚轮，传动主轴313反转，使开关分闸，转块3182受回位弹簧的作用，带动下保持滚轮回到下保持挚子3183的前方，但由于联锁的状态下，将导致联锁顶杆的输出端51抵紧传动主轴313，因而只有当断路器结构2处于合闸状态，联锁顶杆51解锁电磁操作机构3，接触器结构3才能合闸操作。

本发明与技术背景相比具有如下优点：

1、通过整合断路器结构2与接触器结构3，且断路器结构2与接触器结构3间还设置有绝缘相柱4与联锁机构5，不仅具有断路器与接触器各自的功能，通过联锁机构5和绝缘相柱4还能实现断路器对接触器的联锁以及分断功能，解决了背景技术中保护粗犷且电流容量较小、机械联锁不容易实现，造价高的问题。

2、起动器开关整合了断路器结构2与接触器结构3，其尺寸和真空接触器熔断器组合电器或者真空断路器一般，甚至可以尺寸互换，其中断路器结构2、接触器结构3各自整体呈水平布置且相互间上下对齐，断路通道22并排设置，具有方案简单，宽度小，结构紧凑的优点。

综上所述，本发明通过设置断路器结构2、接触器结构3具备了相应的功能，且两者间设置有绝缘相柱4与联锁机构5，具有结构紧凑，功能多样、造价低的优点。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压电机综合起动器，其特征在于，包括底盘车、断路器结构、接触器结构、相柱组、联锁机构以及机箱；

所述断路器结构包括一弹簧操作机构、至少一条断路通道，所述断路通道包括第一绝缘拉杆以及断路器灭弧室，所述弹簧操作机构通过第一绝缘拉杆带动相应断路器灭弧室的动静触头合分；

所述接触器结构包括一电磁操作机构、与断路通道同等数量且相对应的接触通道，所述接触通道包括第二绝缘拉杆以及接触器灭弧室,所述电磁操作机构通过第二绝缘拉杆带动相应接触器灭弧室的动静触头合分；

所述相柱组，包括与断路通道同等数量且相对应的绝缘相柱，其包括第一极柱与第二极柱，所述第一极柱与第二极柱之间设置有软连接，且第一极柱、第二极柱分别通过对应的第一绝缘拉杆、第二绝缘拉杆与相应的操作机构连接，用以实现断路器结构对接触器结构的分断；

所述联锁机构滑移于弹簧操作机构与电磁操作机构之间，其输入端设置于弹簧操作机构、输出端活动连接于电磁操作机构，用以实现断路器结构对接触器结构的联锁。

2.根据权利要求1所述的一种高压电机综合起动器，其特征在于，所述断路器结构、接触器结构各自整体呈水平布置且相互间上下对齐，所述断路通道并排设置有三条。

3.根据权利要求1所述的一种高压电机综合起动器，其特征在于，所述弹簧操作机构包括框架，所述框架内设有第一驱动装置、合闸储能装置、分闸储能装置、传动装置以及与第一绝缘拉杆固接的输出装置，所述合闸储能装置用于在第一驱动装置作用下蓄能且释能使传动装置带动输出装置驱动第一绝缘拉杆合闸，所述分闸储能装置装置用于在合闸时蓄能且释能使传动装置带动输出装置驱动第一绝缘拉杆分闸。

4.根据权利要求3所述的一种高压电机综合起动器，其特征在于，所述第一驱动装置包括储能电机、枢设于框架的驱动轴，固接于驱动轴上的凸轮以及与储能电机传动连接的转动盘，所述转动盘设有偏心轴，所述传动装置包括框设于框架的中间轴、一端固接于中间轴且与凸轮配合的连板、枢接于连板远离中间轴一端的连杆，所述输出装置包括若干枢接于框架且对应断路通道的输出轴、中部转动连接于输出轴的输出拐臂，所述输出拐臂的一端枢接于连杆，另一端固接于第一绝缘拉杆。

5.根据权利要求4所述的一种高压电机综合起动器，其特征在于，所述合闸储能装置包括合闸弹簧、合闸保持装置，所述合闸弹簧的一端连接于框架，另一端连接于偏心轴，所述合闸保持装置配合凸轮实现合闸弹簧储能，所述分闸储能装置包括第一分闸弹簧、分闸保持装置，所述第一分闸弹簧的一端连接连杆，另一端连接在框架，所述分闸保持装置配合连板实现分闸储能。

6.根据权利要求1所述的一种高压电机综合起动器，其特征在于，所述电磁操作机构具有基座以及设置于基座的第二驱动装置，所述基座上穿设有传动主轴，所述传动主轴上架设有动作拐臂、储能拐臂、保持拐臂，所述储能拐臂和基座间设有第二分闸弹簧，所述保持拐臂和基座间设有电磁保持装置，所述第二驱动装置使动作拐臂驱动传动主轴以实现合闸。

7.根据权利要求6所述的一种高压电机综合起动器，其特征在于，所述第二驱动装置，它包括一固设在基座的电磁致动器、一适配电磁致动器的工作座及一枢接工作座和动作拐臂的枢接件，所述电磁致动器和工作座相适配。

8.根据权利要求6所述的一种高压电机综合起动器，其特征在于，所述保持机构包括枢接在基座的一用于保持传动主轴保持拐臂的上保持挚子、一用于保持上保持挚子的转块及一用于保持转块的下保持挚子。

9.根据权利要求1所述的一种高压电机综合起动器，其特征在于，所述联锁机构包括一联锁顶杆、滑移于弹簧操作机构且用于推动联锁顶杆向电磁操作机构移动的指示板，所述联锁顶杆滑移于电磁操作机构且设有台阶部，所述台阶部与电磁操作机构间设有抵紧弹簧，所述联锁顶杆的输入端通过抵紧弹簧抵接于指示板。

10.根据权利要求9所述的一种高压电机综合起动器，其特征在于，所述指示板长度方向的一端设有一与联锁顶杆抵接的折弯部，所述折弯部倾斜设置。

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