CN211555817U - 一种自动分合闸控制装置和断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动分合闸控制装置和断路器，断路器包括壳体、断路器手柄和断路器操作模块。自动分合闸控制装置安装在壳体内，包括电机、齿轮传动模块和推杆模块；电机安装在壳体内，电机的传动轴上设有第一蜗杆；齿轮传动模块包括第一连接齿轮、第二蜗杆和组合齿轮；推杆模块包括顶杆和滑槽，滑槽设置在壳体上，顶杆安装在滑槽内，斜齿轮单元的边缘处设有一个凸台；与现有技术相比，本实用新型无需再额外增加一个额外的模数即可实现断路器的分合闸，结构紧凑，能够有效控制断路器的整体体积，节约安装的空间；齿轮传动模块提高了传动比，降低对电机的功率要求，工作稳定性提高。

Description

一种自动分合闸控制装置和断路器

技术领域

本实用新型涉及断路器技术领域，尤其是涉及一种自动分合闸控制装置和断路器。

背景技术

随着技术发展和进步，具有自动分合闸功能的断路器在智能电网中的应用越来越广泛，例如自复位过欠压保护器和预付费重合闸断路器等，可实现远距离控制断路器分合闸。但是，目前具有自动分合闸功能的断路器都是通过增加一个单独的模数在实现自动分合闸，增加了断路器的整体体积的结构，不利于断路器小型化的方向发展。

如公开号为CN105609383A的中国实用新型专利公开了一种分合闸操作控制装置和断路器。该专利将分合闸驱动部分设置在一个单独的模数中，然后该分合闸驱动部分通过手柄内轴连接断路器内的手柄部分，实现对断路器分合闸的控制。但是，额外增加模数的方式使得传动结构复杂、传动损失较大、对电机的功率要求较高，容易发生控制失效。

如公开号为CN106206190A的中国实用新型专利公开了一种分合闸控制结构及具有其的断路器。该专利将合闸驱动部分设置在一个单独的模数中，然后该合闸驱动部分通过手柄内轴连接断路器内的手柄部分，实现对断路器合闸的控制；同时，该专利设置了一个利用电磁铁控制的分闸驱动部分，分闸驱动部分直接设置在断路器的N极中。但是，该专利同样因为增加模数，增大了断路器的整体体积，而且合闸驱动部分和分闸驱动部分的分开设置提高了控制的复杂程度。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种自动分合闸控制装置和断路器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种自动分合闸控制装置，所述的断路器包括壳体、断路器手柄和断路器操作模块，所述的断路器手柄连接断路器操作模块用于驱动断路器的分合闸，其特征在于，所述的自动分合闸控制装置安装在壳体内，包括电机和齿轮传动模块和推杆模块；

所述的电机安装在壳体内，电机的传动轴上设有第一蜗杆；

所述的齿轮传动模块包括第一连接齿轮、第二蜗杆和组合齿轮，所述的第二蜗杆安装在壳体内，所述的第一连接齿轮安装在第二蜗杆的一侧端，第一连接齿轮连接第一蜗杆，所述的第二蜗杆连接组合齿轮，该组合齿轮由同轴设置的斜齿轮单元和直齿轮单元组成，斜齿轮单元连接第二蜗杆；

所述的断路器手柄可转动地安装在壳体上，断路器手柄上设有手柄齿轮，该手柄齿轮连接组合齿轮的直齿轮单元，并且所述的手柄齿轮和直齿轮单元均为不完全齿的齿轮结构；

所述的推杆模块包括顶杆和滑槽，所述滑槽设置在壳体上，所述的顶杆安装在滑槽内，并且顶杆的一端指向斜齿轮单元，另一端指向断路器操作模块，所述的斜齿轮单元的边缘处设有一个凸台；

当断路器需要合闸时，所述电机启动正转，电机通过第一蜗杆驱动第一连接齿轮转动，进而第一连接齿轮带动第二蜗杆转动，所述的组合齿轮跟随第二蜗杆转动进而带动断路器手柄驱动断路器进行自动合闸；合闸后电机继续转动，直至组合齿轮的直齿轮单元与断路器手柄的手柄齿轮之间的啮合解除，此时，可以通过操作断路器手柄驱动所述断路器自由分合闸；

当断路器需要分闸时，电机启动正转，电机通过第一蜗杆驱动第一连接齿轮转动，进而第一连接齿轮带动第二蜗杆转动，组合齿轮跟随第二蜗杆转动，斜齿轮单元的边缘处的凸台接触顶杆的一端，使得顶杆在滑槽内移动接触断路器操作模块驱动断路器进行自动分闸；分闸后电机停止转动，所述的凸台使得顶杆始终接触顶起断路器操作模块，保持断路器的分闸状态。

进一步地，所述的手柄齿轮或直齿轮单元为扇形齿轮结构。

进一步地，所述的第一连接齿轮和第二蜗杆通过花键结构连接。

进一步地，所述的电机为开环控制步进电机。

进一步地，所述的断路器手柄包括多个手柄单元，一个手柄单元对应安装在断路器的一个模数上，每个手柄单元包括手柄齿轮，该手柄齿轮用于连接断路器中每个模数内的断路器操作模块，断路器中相邻的两个模数之间的手柄齿轮互相通过驱动轴或手柄套连接。

进一步地，所述的断路器内包括动触头和静触头，所述的静触头设置在壳体内，所述的动触头连接断路器操作模块，所述的断路器手柄通过断路器操作模块带动动触头和静触头接触或分离，实现断路器的合闸或分闸。

进一步地，所述的断路器操作模块包括连杆、动触头支撑架、支持件、跳扣、锁扣、复位弹性件和分断弹性件；

所述的动触头连接动触头支撑架，该动触头支撑架可转动地安装在壳体上；

所述的支持件可转动地安装在壳体上，位于所述动触头支撑架的上部，且支持件的旋转轴与动触头支撑架的旋转轴同轴，所述支持件与动触头支撑架通过扭簧连接；

所述的跳扣通过跳扣旋转轴可转动地安装在支持件上，具有第一结合结构；

所述的锁扣通过锁扣旋转轴可转动地安装在支持件上，具有第二结合结构，并且所述跳扣旋转轴、锁扣旋转轴和支持件的旋转轴互不重合；

所述的复位弹性件一端与锁扣连接，另一端与壳体连接，用于将锁扣保持在能够与跳扣结合的位置；

所述的分断弹性件一端与动触头支撑架连接，另一端与壳体连接；

所述的连杆一端连接手柄齿轮，另一端连接跳扣，在断路器手柄转动时，连杆带动跳扣转动。

一种断路器，该断路器设有如上任一所述的自动分合闸控制装置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型将自动分合闸控制装置设置在断路器的壳体内，无需再额外增加一个额外的模数即可实现断路器的分合闸，结构紧凑，能够有效控制断路器的整体体积，节约安装的空间。

2、自动分合闸控制装置包括电机、轮传动模块和推杆模块，其中齿轮传动模块包括第一连接齿轮、第二蜗杆和组合齿轮，组合齿轮具有不完全齿；断路器手柄包括同样具有不完全齿的手柄齿轮；推杆模块包括顶杆和滑槽；

当断路器需要合闸(比如欠费停电的用户缴费后恢复供电)，电机启动正转，电机通过第一蜗杆驱动第一连接齿轮转动，进而第一连接齿轮带动第二蜗杆转动，组合齿轮跟随第二蜗杆转动进而带动断路器手柄驱动断路器进行自动合闸(此时恢复供电)；合闸后电机继续转动，直至组合齿轮的直齿轮单元与断路器手柄的手柄齿轮之间的啮合解除，此时断路器手柄可自由转动(即自动分合闸控制装置此时不会对手动操作断路器手柄造成影响)，切换为手动控制模式；

当断路器需要分闸(比如用户处于欠费或者其他需要断电的情形时)，电机仍然正转，电机通过第一蜗杆驱动第一连接齿轮转动，进而第一连接齿轮带动第二蜗杆转动；组合齿轮跟随第二蜗杆转动，斜齿轮单元的边缘处的凸台接触顶杆的一端，使得顶杆在滑槽内移动，顶杆的另一端接触断路器操作模块驱动断路器进行自动分闸；分闸后电机停止转动，凸台使得顶杆始终接触顶起断路器操作模块，保持断路器的分闸状态，能够阻止用户手动合闸。

3、本实用新型通过推杆模块实现断路器的分闸，避免了电机的反转，能够有效提高电机寿命，延长产品的使用寿命。

4、齿轮传动模块包括第一连接齿轮、第二蜗杆和组合齿轮，通过齿轮和蜗杆的连接能够有效节省齿轮传动模块的空间占用，使其对断路器的内部结构影响最小化；同时，齿轮传动模块利用第二蜗杆提高了传动比，降低对电机的功率要求，工作稳定性提高。

5、手柄齿轮或组合齿轮的直齿轮单元为扇形齿轮结构，使得其传动时的稳定性更好。

附图说明

图1为实施例断路器的结构示意图。

图2为实施例断路器中N极结构示意图。

图3为电机和齿轮传动模块的结构示意图。

图4为组合齿轮的结构示意图。

图5为第二蜗杆和第一连接齿轮的安装结构示意图。

图6为合闸状态的结构示意图。

图7为分闸状态的结构示意图。

附图标记：1、壳体，2、断路器手柄，21、手柄单元，211、手柄齿轮，22、驱动轴，3、断路器操作模块，31、连杆，32、动触头支撑架，33、支持件，34、跳扣，341、跳扣旋转轴，35、锁扣，351、锁扣旋转轴，36、分断弹性件，37、扭簧，41、电机，411、第一蜗杆，42、齿轮传动模块，421、组合齿轮，421a、斜齿轮单元，421b、直齿轮单元，421c、凸台，422、第一连接齿轮，423、第二蜗杆，5、推杆模块，51、顶杆，52、滑槽，6、动触头，7、静触头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种安装有自动分合闸控制装置的断路器。该断路器采用4模数断路器，具有1个N极和3个P极。断路器包括壳体1、断路器手柄2和断路器操作模块3。断路器手柄2包括多个手柄单元21，一个手柄单元21对应安装在断路器的一个模数上。每个手柄单元21包括一个手柄齿轮211，该手柄齿轮211用于连接断路器中每个模数内的断路器操作模块3。断路器中相邻的两个模数的手柄单元21互相之间通过驱动轴22或手柄套连接，本实施例中采用驱动轴22。也就是说，断路器手柄2连接断路器每个模数中的断路器操作模块3，驱动断路器的分合闸。

自动分合闸控制装置安装在断路器的N极壳体内，包括电机41、齿轮传动模块42和推杆模块5，具体如图2～图4所示。电机41安装在N极壳体的左下部，其传动轴向上设置，安装有第一蜗杆411。齿轮传动模块42包括第一连接齿轮422、第二蜗杆423和组合齿轮421。第二蜗杆423安装在N极壳体内，第一连接齿轮422安装在第二蜗杆423的一侧端，第一连接齿轮422为斜齿轮结构或涡轮，连接第一蜗杆411；第二蜗杆423连接组合齿轮421。组合齿轮421由同轴设置的斜齿轮单元421a和直齿轮单元421b组成。斜齿轮单元421a连接第二蜗杆423，直齿轮单元421b用于连接手柄齿轮211。手柄齿轮211和直齿轮单元421b均为不完全齿的齿轮结构。推杆模块5包括顶杆51和滑槽52。滑槽52设置在壳体1上，顶杆51安装在滑槽52内并且可以在滑槽内52移动。顶杆52的一端指向斜齿轮单元421a，另一端指向断路器操作模块3，所述的斜齿轮单元421a的边缘处设有一个凸台421c。

如图5所示，第一连接齿轮422和第二蜗杆423通过花键结构连接，在第二蜗杆423上设有连接键，在第一连接齿轮422的内部设有和连接键配合的键槽。

本实施例中，电机41为直流电机，具体为开环控制步进电机，能够接收安装在可体内线路板的信号，控制线路板中为0V或者220V的电平信号，电机41根据信号启动或关闭。

本实施例的工作原理为：

如图2、图5和图6所示，当断路器需要合闸时：电机41启动正转，电机41通过第一蜗杆411驱动第一连接齿轮422转动，进而第一连接齿轮422带动第二蜗杆423转动；组合齿轮421跟随第二蜗杆423转动进而带动断路器手柄2驱动断路器进行自动合闸；合闸后电机41继续转动，直至组合齿轮421的直齿轮单元421b与断路器手柄2的手柄齿轮211之间的啮合解除，此时，直齿轮单元421b的无齿轮部分和手柄齿轮211相对，两者之间的转动不再互相影响，因而用于可以自由地手动操作断路器手柄2进行分合闸。作为改进的方案，手柄齿轮211或直齿轮单元421b为扇形齿轮结构，可以使得手柄齿轮211转动时的稳定性更好。

当断路器需要分闸时：电机41仍然启动正转，电机41通过第一蜗杆411驱动第一连接齿轮422转动，进而第一连接齿轮422带动第二蜗杆423转动；组合齿轮421跟随第二蜗杆423转动，斜齿轮单元421a的边缘处的凸台421c接触顶杆51的一端，使得顶杆51在滑槽52内移动，顶杆51的另一端接触断路器操作模块3驱动断路器进行自动分闸；分闸后电机41停止转动，凸台421c使得顶杆51始终接触顶起断路器操作模块3中的锁扣35，保持断路器的分闸状态。

在每个模数中具有动触头6和静触头7，静触头7设置在壳体1内，动触头6连接断路器操作模块3，手柄单元2通过断路器操作模块3带动动触头6和静触头7接触或分离，实现断路器的合闸或分闸。

断路器操作模块3为现有的成熟技术，具体包括连杆31、动触头支撑架32、支持件33、跳扣34、锁扣35、复位弹性件和分断弹性件36。动触头6连接动触头支撑架32，该动触头支撑架32可转动地安装在壳体1上；支持件33可转动地安装在壳体1上，位于动触头支撑架32的上部，且旋转轴与动触头支撑架32的旋转轴同轴，支持件33与动触头支撑架32通过扭簧37连接；跳扣34通过跳扣旋转轴341可转动地安装在支持件33上，具有第一结合结构；锁扣35通过锁扣旋转轴351可转动地安装在支持件33上，具有第二结合结构，并且跳扣旋转轴341、锁扣旋转轴351和支持件33的旋转轴互不重合；复位弹性件(图中未示出)一端与锁扣35连接，另一端与壳体1连接，用于将锁扣35保持在能够与跳扣34结合的位置；分断弹性件36一端与动触头支撑架32连接，另一端与壳体1连接；连杆31一端连接手柄齿轮211，另一端连接跳扣34，在断路器手柄2转动时，连杆31带动跳扣34转动。

合闸时，断路器手柄2正向转动，手柄单元21通过连杆31拉动跳扣34转动，跳扣34的第一结合结构与锁扣35上的第二结合结构结合，结合后跳扣34与锁扫一起拉动支持件33转动；支持件33通过扭簧37带动动触头支撑架32转动，进而带动动触头6与静触头7接触；此时，分断弹性件36储能，复位弹性件跟随锁扣35一起转动，并与壳体1分离。

分闸时，组合齿轮421转动，使得凸台421c接触顶杆51，顶杆51接触并顶起锁扣35；顶杆51抵靠在锁扣35上推动锁扣35和跳扣34解除结合，跳扣34和锁扣35对于支持件33的作用力消失，支持件33通过扭簧37给予动触头支撑架32的作用力仍然存在，此时分断弹性件36释放能量，推动动触头支撑架32转动，动触头6与静触头7分开；复位弹性件跟随锁扣35转动至与壳体1接触，将锁扣35保持在能够与跳扣34结合的位置。同时，跳扣34通过连杆31带动手柄单元21回复到分闸位置。直至再次合闸时，顶杆51和凸台421c分离，使得锁扣35能够再次转动。

本实施例为了实现准确自动控制，还可以在组合齿轮421上安装位置传感器，当组合齿轮421转动给某一位置时，向线路扳发送位置信号，线路板提据组合齿轮421的位置控制电机41停止或启动；位置传感器可以是霍尔传感器与磁铁，也可以是微动开关。由于这部分自动控制结构属于现有技术中的常规设置，在此不再赘述。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种自动分合闸控制装置，断路器包括壳体(1)、断路器手柄(2)和断路器操作模块(3)，所述的断路器手柄(2)连接断路器操作模块(3)用于驱动断路器的分合闸，其特征在于，所述的自动分合闸控制装置安装在壳体(1)内，包括电机(41)和齿轮传动模块(42)和推杆模块(5)；

所述的电机(41)安装在壳体(1)内，电机(41)的传动轴上设有第一蜗杆(411)；

所述的齿轮传动模块(42)包括第一连接齿轮(422)、第二蜗杆(423)和组合齿轮(421)，所述的第二蜗杆(423)安装在壳体(1)内，所述的第一连接齿轮(422)安装在第二蜗杆(423)的一侧端，第一连接齿轮(422)连接第一蜗杆(411)，所述的第二蜗杆(423)连接组合齿轮(421)，该组合齿轮(421)由同轴设置的斜齿轮单元(421a)和直齿轮单元(421b)组成，斜齿轮单元(421a)连接第二蜗杆(423)；

所述的断路器手柄(2)可转动地安装在壳体(1)上，断路器手柄(2)上设有手柄齿轮(211)，该手柄齿轮(211)连接组合齿轮(421)的直齿轮单元(421b)，并且所述的手柄齿轮(211)和直齿轮单元(421b)均为不完全齿的齿轮结构；

所述的推杆模块(5)包括顶杆(51)和滑槽(52)，所述滑槽(52)设置在壳体(1)上，所述的顶杆(51)安装在滑槽(52)内，并且顶杆(51)的一端指向斜齿轮单元(421a)，另一端指向断路器操作模块(3)，所述的斜齿轮单元(421a)的边缘处设有一个凸台(421c)；

所述的电机(41)通过第一蜗杆(411)驱动第一连接齿轮(422)转动，进而第一连接齿轮(422)带动第二蜗杆(423)转动，组合齿轮(421)跟随第二蜗杆(423)转动，斜齿轮单元(421a)的边缘处的凸台(421c)接触顶杆(51)的一端，使得顶杆(51)在滑槽(52)内移动接触断路器操作模块(3)驱动断路器进行分闸。

2.根据权利要求1所述的一种自动分合闸控制装置，其特征在于，所述的手柄齿轮(211)或直齿轮单元(421b)为扇形齿轮结构。

3.根据权利要求1所述的一种自动分合闸控制装置，其特征在于，所述的第一连接齿轮(422)和第二蜗杆(423)通过花键结构连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动分合闸控制装置，其特征在于，所述的电机(41)为开环控制步进电机。

5.根据权利要求1所述的一种自动分合闸控制装置，其特征在于，所述的断路器手柄(2)包括多个手柄单元(21)，一个手柄单元(21)对应安装在断路器的一个模数上，每个手柄单元(21)包括手柄齿轮(211)，该手柄齿轮(211)用于连接断路器中每个模数内的断路器操作模块(3)，断路器中相邻的两个模数之间的手柄齿轮(211)互相通过驱动轴(22)或手柄套连接。

6.根据权利要求1所述的一种自动分合闸控制装置，其特征在于，所述的断路器内包括动触头(6)和静触头(7)，所述的静触头(7)设置在壳体(1)内，所述的动触头(6)连接断路器操作模块(3)，所述的断路器手柄(2)通过断路器操作模块(3)带动动触头(6)和静触头(7)接触或分离，实现断路器的合闸或分闸。

7.根据权利要求5所述的一种自动分合闸控制装置，其特征在于，所述的断路器操作模块(3)包括连杆(31)、动触头支撑架(32)、支持件(33)、跳扣(34)、锁扣(35)、复位弹性件和分断弹性件(36)；

所述的动触头(6)连接动触头支撑架(32)，该动触头支撑架(32)可转动地安装在壳体(1)上；

所述的支持件(33)可转动地安装在壳体(1)上，位于所述动触头支撑架(32)的上部，且支持件(33)的旋转轴与动触头支撑架(32)的旋转轴同轴，所述支持件(33)与动触头支撑架(32)通过扭簧(37)连接；

所述的跳扣(34)通过跳扣旋转轴(341)可转动地安装在支持件(33)上，具有第一结合结构；

所述的锁扣(35)通过锁扣旋转轴(351)可转动地安装在支持件(33)上，具有第二结合结构，并且所述跳扣旋转轴(341)、锁扣旋转轴(351)和支持件(33)的旋转轴互不重合；

所述的复位弹性件一端与锁扣(35)连接，另一端与壳体(1)连接，用于将锁扣(35)保持在能够与跳扣(34)结合的位置；

所述的分断弹性件(36)一端与动触头支撑架(32)连接，另一端与壳体(1)连接；

所述的连杆(31)一端连接手柄齿轮(211)，另一端连接跳扣(34)，在断路器手柄(2)转动时，连杆(31)带动跳扣(34)转动。

8.一种断路器，其特征在于，该断路器设有如权利要求1～7中任一所述的自动分合闸控制装置。

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