CN114110049A - 一种高压开关机构制动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压开关机构制动装置，涉及电力设备技术领域。本技术方案包括电机，齿轮，丝杠主轴，丝杠螺母，丝杠主轴两端分别连接一个缓冲制动装置，缓冲制动装置包括弹簧阻尼架，缓冲阻尼，缓冲弹簧，反向导向套，随动旋转销，摩擦片和固定支撑。本发明采用随负载变化的机构制动装置，制动能量较小时，直接利用缓冲阻尼消耗多余能量实现制动；缓冲阻尼和缓冲弹簧配合，实现系统无弹跳，无冲击；制动能量较大时，利用缓冲阻尼和摩擦片与固定支撑接触摩擦的共同作用消耗更多的能量实现制动。本发明能够有效的解决高压开关电动结束后的电气不确定的制动失效，有效保护整个系统，避免造成破坏性的失效，提高压开关产品的可靠性。

Description

一种高压开关机构制动装置
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种高压开关机构制动装置。
背景技术
随着电力系统，高压电力设备技术不断向高电压、高容量、高可靠性发展。对隔离接地开关机构也提出了更高要求，要求隔离接地开关机构速度快，扭矩大，传动平稳，无冲击，机构可靠动作，并具有相关缓冲制动保护装置。
高压隔离接地开关机构用于驱动高压隔离接地开关实现开关的分合。在电动情况下，会出现电机控制电气制动失效的状况，电机继续转动，机构不能有效停止，在该状况下，往往出现机构破坏性的失效。现有的技术可靠性低，机械缓冲制动停止效果差，无法实现机构的有效缓冲制动保护。或者采用离合的方式来解决电机的惯性问题，但却面对结构磨损严重，可靠性差，占用空间大等问题。
本发明能够有效的解决高压开关电动合分闸后电气制动失效带来的问题，有效缓冲制动保护系统，避免造成破坏性的失效，提高产品的可靠性。
发明内容
本发明的目的是提出一种高压开关机构制动装置，可以实现电机控制制动回路失效后，开关机构的有效缓冲制动。
本发明的技术方案是：一种高压开关机构制动装置，包括电机，齿轮，丝杠主轴，丝杠螺母，所述电机通过所述齿轮带动所述丝杠主轴和所述丝杠螺母转动；其特征在于：所述丝杠主轴两端分别连接一个缓冲制动装置，所述缓冲制动装置包括弹簧阻尼架，缓冲阻尼，缓冲弹簧，反向导向套，随动旋转销，摩擦片和固定支撑；所述，缓冲弹簧，反向导向套，随动旋转销依次安装在所述丝杠主轴上，且在所述丝杠螺母和所述固定支撑之间，所述缓冲弹簧，反向导向套可沿着所述丝杠主轴移动；所述弹簧阻尼架包覆着所述缓冲弹簧；所述缓冲阻尼安装在所述缓冲弹簧上；所述随动旋转销跟随所述丝杠主轴转动；所述固定支撑固定安装，不跟随所述丝杠主轴移动；所述反向导向套上设有开孔，当所述反向导向套靠近所述随动旋转销时，所述随动旋转销可穿入反向导向套的开孔并带动所述反向导向套跟随所述丝杠主轴转动；所述摩擦片固定安装在所述反向导向套上，当所述反向导向套跟随所述随动旋转销转动靠近所述固定支撑时，所述摩擦片与所述固定支撑接触摩擦；电机制动能量较小时，所述丝杠螺母撞击所述缓冲弹簧，所述缓冲阻尼和缓冲弹簧配合，消耗能量实现制动，系统无弹跳，无冲击；当制动能量较大时，所述缓冲阻尼消耗一部分能量后，所述反向导向套被推动带动摩擦片与固定支撑接触摩擦消耗剩余的能量实现制动。
所述缓冲制动装置包括复位弹簧，所述复位弹簧安装在所述丝杠主轴上，位于所述反向导向套和所述固定支撑之间，并可沿着所述丝杠主轴移动，反向电动或手动操作时，所述复位弹簧带动系统反向运动。
所述反向导向套上设有的开孔为大角度方向脱离槽，以方便所述反向导向套、所述摩擦片和所述固定支撑的脱离。
所述摩擦片采用铜基粉末冶金摩擦片。
所述固定支撑采用45号钢。
本技术方案与现有技术相比，具有如下优点：
1、取消了传统的离合设计，结构简单，空间小，成本低。
2、改变传统电机制动原理，利用自身能量制动，且采用缓冲制动方式对系统进行有效保护，提高产品的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本发明的立体结构图。
图2是本发明的平面结构图。
图3是本发明反向导向套和随动旋转销的连接示意图。
其中：1、丝杠主轴；2、丝杠螺母；3、弹簧阻尼架；4、缓冲阻尼；5、缓冲弹簧；6、反向导向套；7、随动旋转销；8、摩擦片；9、复位弹簧；10、固定支撑；11、电机；12、齿轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
机构驱动装置通常设有电机制动来解决电机的惯性问题，现在的电机制动常采用安装离合的方式，但结构磨损严重，可靠性差，而如果想要精简该机构，仅仅只是采用机构电机进行制动，比如电机停止后通过丝杠螺母直接撞击制动轴，从而吸收制动能量的话，结构的安全性得不到保障，可操作性很差，机构系统还可能彻底崩溃失效，因此无法实际应用。
因此，本发明提出一种高压开关机构制动装置，采用随负载变化的机构制动装置，使用电机负载从100W-2000W缓冲进行制动。能够大大增加机构的通用性，且针对不同的开关本体负载，仅需要换个电机，其余结构均无需变动，更适合机构制动装置批量生产，同时降低装置的生产成本和维护成本。
如图1、图2所示，一种高压开关机构制动装置，包括电机11，齿轮12，丝杠主轴1，丝杠螺母2，丝杠主轴两端分别连接一个缓冲制动装置，缓冲制动装置包括弹簧阻尼架3，缓冲阻尼4，缓冲弹簧5，反向导向套6，随动旋转销7，摩擦片8，复位弹簧9，固定支撑10。丝杠螺母2和随动旋转销7固定在丝杠主轴1上，跟随丝杠主轴1转动；缓冲弹簧5，反向导向套6，复位弹簧9依次安装在丝杠主轴1上，并在丝杠螺母2和固定支撑10之间，可沿着丝杠主轴1移动；弹簧阻尼架3包覆着缓冲弹簧5，缓冲阻尼4安装在缓冲弹簧5上；固定支撑10固定安装，不跟随丝杠主1移动；反向导向套6上设有开孔，当反向导向套6随丝杠主轴1转动靠近随动旋转销7时，随动旋转销7可穿入反向导向套6的开孔并带动反向导向套6跟随丝杠主轴1转动；摩擦片8安装在反向导向套6上，可跟随反向导向套6转动。反向导向套6上设有的开孔为大角度方向脱离槽，以方便反向导向套6、摩擦片8和固定支撑10的脱离。摩擦片8采用铜基粉末冶金摩擦片，固定支撑8采用45号钢，实现无黏死摩擦。
其工作原理是：电机制动过程中，机构随负载变化，当使用小电机比如300W电机，电机停机后，制动能量较小，机构电动结束后，电机11通过齿轮12带动丝杠主轴1继续转动，丝杠主轴1带动丝杠螺母2转动并撞击缓冲弹簧5，缓冲弹簧5上的缓冲阻尼4能够消耗多余能量实现制动。缓冲阻尼4和缓冲弹簧5配合，实现系统无弹跳，无冲击。
当机构带本体负载较大时，需要采用电机制动能量更高的电机，例如选用800W-2000W电机，制动能量更大，需要消耗更多制动能量，此时不仅仅缓冲阻尼4消耗制动能量，还靠摩擦片8消耗多余的能量。缓冲阻尼4和缓冲弹簧5配合会消耗掉一部分能量，同时缓冲弹簧带动反向导向套6，摩擦片8向固定支撑10方向移动，随动旋转销7穿入反向导向套6的开孔，带动反向导向套6和摩擦片8转动，逐步接近固定支撑10，旋转的摩擦片8和固定支撑10相接相互摩擦，就可将电机和系统的剩余能量消耗完，制动结束。
由于采用特殊摩擦配合：铜基石墨摩擦片和45号钢配合支撑，实现摩擦消耗能量同时不黏死，有利于后续的反向操作。
制动结束后，反向电动操作时，丝杠螺母1向左运动，复位弹簧9带动系统反向运动，旋转的摩擦片8和固定支撑10相互脱离。同时反向导向套6开有大角度方向脱离槽(见图3)，反向电动启动电流不大。
制动结束后，反向手动操作时，由于反向导向套6开有大角度方向脱离槽(见图3)，摩擦片8和固定支撑10相互更容易脱离，有效避免了系统制动结束反向手摇卡滞的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高压开关机构制动装置，包括电机(11)，齿轮(12)，丝杠主轴(1)，丝杠螺母(2)，所述电机(11)通过所述齿轮(12)带动所述丝杠主轴(1)和所述丝杠螺母(2)转动,其特征在于：所述丝杠主轴(1)两端分别连接一个缓冲制动装置，所述缓冲制动装置包括弹簧阻尼架(3)，缓冲阻尼(4)，缓冲弹簧(5)，反向导向套(6)，随动旋转销(7)，摩擦片(8)和固定支撑(10)；所述缓冲弹簧(5)，反向导向套(6)，随动旋转销(7)依次安装在所述丝杠主轴(1)上，且在所述丝杠螺母(2)和所述固定支撑(10)之间，所述弹簧阻尼架(3)包覆着所述缓冲弹簧(5)；所述缓冲阻尼(4)安装在所述缓冲弹簧(5)上；所述缓冲弹簧(5)和反向导向套(6)可沿着所述丝杠主轴(1)移动；所述随动旋转销(7)跟随所述丝杠主轴(1)转动；所述固定支撑(10)固定安装，不跟随所述丝杠主轴(1)移动；
所述反向导向套(6)上设有开孔，当所述反向导向套(6)靠近所述随动旋转销(7)时，所述随动旋转销(7)可穿入反向导向套(6)的开孔并带动所述反向导向套(6)跟随所述丝杠主轴(1)转动靠近所述固定支撑(10)；所述摩擦片(8)固定安装在所述反向导向套(6)上；
电机制动能量较小时，所述丝杠螺母(2)撞击所述缓冲弹簧(5)，所述缓冲阻尼(4)和缓冲弹簧(5)配合，消耗能量实现制动，系统无弹跳，无冲击；当制动能量较大时，所述缓冲阻尼(4)消耗一部分能量后，所述反向导向套(6)被推动带动摩擦片(8)与固定支撑(10)接触摩擦消耗剩余的能量实现制动。
2.根据权利要求1所述的高压开关机构制动装置，其特征在于：所述缓冲制动装置包括复位弹簧(9)，所述复位弹簧(9)安装在所述丝杠主轴(1)上，位于所述反向导向套(6)和所述固定支撑(10)之间，并可沿着所述丝杠主轴(1)移动，反向电动或手动操作时，所述复位弹簧(9)带动系统反向运动。
3.根据权利要求1所述的高压开关机构制动装置，其特征在于：所述反向导向套(6)上设有的开孔为大角度方向脱离槽，以方便所述反向导向套(6)、所述摩擦片(8)和所述固定支撑(10)的脱离。
4.根据权利要求1所述的高压开关机构制动装置，其特征在于：所述摩擦片(8)采用铜基粉末冶金摩擦片。
5.根据权利要求1所述的高压开关机构制动装置，其特征在于：所述固定支撑(10)采用45号钢。
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