CN212783348U - 一种智能控制断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能控制断路器，至少包括控制器模块和断路器模块，控制器模块包括驱动电机，具有合闸位和分闸位的控制器手柄组件，及用于驱动电机和控制器手柄组件之间传动的齿轮传动机构，控制器手柄组件至少包括用于联动控制两个以上的断路器模块分闸或合闸的转轴，两个以上断路器模块之间通过连接轴一体连接。本实用新型连接轴配合转轴保持多个断路器模块的同时分闸或合闸，连接轴提供一部分扭力保持所有断路器模块分合闸的一致性；转轴长时间使用后不会过度扭转，延长了断路器的使用寿命。

Description

一种智能控制断路器

技术领域

本实用新型属于电气开关技术领域，尤其是涉及一种智能控制断路器。

背景技术

为了实现断路器的远程重合闸控制，一般通过电机带动齿轮让控制器手柄转动实现分合闸，进而实现断路器模块的分合闸，但是当断路器模块数量较多时，控制器手柄和断路器模块连接的转轴在长时间使用后容易变形，不能保证所有断路器模块拉合闸的一致性。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种断路器模块不仅通过转轴与控制器手柄组件连接，所有断路器模块还通过连接轴连接为一体，有效保证断路器模块分合闸的一致性的智能控制断路器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能控制断路器，至少包括控制器模块和断路器模块，所述控制器模块包括驱动电机，具有合闸位和分闸位的控制器手柄组件，及用于驱动电机和控制器手柄组件之间传动的齿轮传动机构，所述控制器手柄组件至少包括用于联动控制两个以上的断路器模块分闸或合闸的转轴，所述两个以上断路器模块之间通过连接轴一体连接。

本实用新型的连接轴配合转轴保持多个断路器模块的同时分闸或合闸，连接轴提供一部分扭力保持所有断路器模块分合闸的一致性，避免长时间使用后转轴发生过度扭转。

进一步的，所述连接轴与转轴平行设置。两者平行设置连接轴为转轴提供的扭力相对较大。

进一步的，所述转轴截面呈三角形。三角形设计保证联动的有效性。

进一步的，所述齿轮传动机构具有阻挡部，所述控制器手柄组件还包括可与阻挡部产生干涉的限位凸台，于分闸位时，该限位凸台与阻挡部相抵，用于阻止齿轮传动机构的传动。

进一步的，所述控制器手柄组件包括与转轴相连的控制器手柄，及与转轴同轴连接的转盘；所述齿轮传动机构包括转动连接于转轴的终端齿轮，所述控制器手柄靠近终端齿轮一侧设置所述限位凸台，所述终端齿轮形成供限位凸台周向活动的第一行程槽，该第一行程槽内设有所述阻挡部。限位凸台和阻挡部机械配合，使得控制器手柄处于分闸位时，从机械结构上阻止终端齿轮继续转动，进而阻止齿轮传动机构的传动。

进一步的，所述转盘上形成间隔设置的第一凸起和第二凸起，所述终端齿轮形成第二行程槽，该第二行程槽内设有可与所述第一凸起相抵的第一定位凸部，和可与所述第二凸起相抵的第二定位凸部。转盘上的第一凸起和第二凸起与终端齿轮配合，起到了机械上的双重阻挡作用，对齿轮传动机构的传动阻止更加稳固有效。

进一步的，所述齿轮传动机构包括与蜗杆配合的齿轮组一，齿轮组二，齿轮组三，及与控制器手柄组件同轴连接的终端齿轮。

进一步的，所述齿轮组一包括第一齿轮和与第一齿轮同轴设置、外径小于第一齿轮的第二齿轮，所述齿轮组二包括与第二齿轮啮合的第三齿轮和与第三齿轮同轴设置、外径小于第三齿轮的第四齿轮，所述齿轮组三包括与第四齿轮啮合的第五齿轮和与第五齿轮同轴设置、外径小于第五齿轮的第六齿轮，所述第六齿轮与终端齿轮啮合。多级齿轮的配合使得传动更加稳定有效，且放大了蜗杆的转动行程，合闸位和分闸位的控制更加准确。

进一步的，所述控制器手柄组件上设有可与第二传感器配合的第二感应件，及可与第三传感器配合的第三感应件，所述第二感应件和第三感应件之间距离为合闸位和分闸位之间的切换行程；所述第二感应件、第三感应件为永磁铁，所述第二传感器、第三传感器为霍尔元件；或者，所述第二感应件、第三感应件为发光二极管，所述第二传感器、第三传感器为光栅。第二感应件和第三感应件的组合，使得合闸位和分闸位之间的转换更加准确。

进一步的，所述驱动电机的蜗杆上设有第一感应件，该第一感应件可与第一传感器配合用于控制蜗杆的转动圈数，于蜗杆转动设定圈数时，所述控制器手柄组件自合闸位和分闸位之间转换；所述蜗杆具有由导磁材料制成的第一区域和由非导磁材料制成的第二区域，所述第一感应件设于第一区域。通过在蜗杆上设置第一感应件，其与线路板上的第一传感器配合用于测定蜗杆的转动圈数，通过预先设定固定的转动圈数，将转动圈数与分闸位和合闸位之间的位置切换对应，相比于在齿轮传动机构上设置感应件，蜗杆的转动圈数更多，转动圈数控制更加准确，使得合闸位和分闸位之间的转换更加准确；将第一区域由导磁材料制成，使得第一感应件位于磁通量较大的区域，而第二区域的磁通量几乎没有，从而蜗杆与第一传感器之间的配合更加有效，受到外界干扰更小，蜗杆转动圈数的控制更加准确，可靠性更高。

本实用新型的有益效果是：1)连接轴配合转轴保持多个断路器模块的同时分闸或合闸，连接轴提供一部分扭力保持所有断路器模块分合闸的一致性；2)转轴长时间使用后不会过度扭转，延长了断路器的使用寿命；3)结合了电子控制和机械控制，使得控制器手柄组件处于分闸位时，齿轮传动机构不会被误触发传动，安全性能更高；4)终端齿轮的正面形成与转盘配合的限位结构，其背面形成与控制器手柄配合的限位结构，机械锁止于分闸位的结构稳固有效；5)将第一感应件设置在蜗杆上，相对于仅仅在齿轮传动机构上设置感应件，蜗杆的转动圈数更多，可控性更高；6)蜗杆的转动圈数多，可以控制在蜗杆接近设定转动圈数时即放慢转动速度，避免齿轮传动机构的齿轮过度转动导致卡死，使用寿命长；7)在控制器手柄组件上设置第二感应件和第三感应件，用于判断合闸位和分闸位的是否到位，其与第一感应件配合，合闸位和分闸位的切换更加准确可靠；8)将蜗杆设计为由导磁材料制成的第一区域和由非导磁材料制成的第二区域，受到外界的干扰小，分闸位和合闸位的转换更加精准。

附图说明

图1为具有本实用新型结构的断路器的立体图。

图2为本实用新型与断路器脱扣组件配合的立体图一。

图3为本实用新型与断路器脱扣组件配合的立体图二。

图4为本实用新型与断路器脱扣组件配合的主视图一。

图5为本实用新型与断路器脱扣组件配合的主视图二。

图6为图5中的B处结构放大图。

图7为图5中的B处结构侧视图。

图8为图7中的A-A剖视图。

图9为本实用新型的控制器手柄组件部分与终端齿轮的配合结构立体图。

图10为本实用新型的控制器手柄组件部分与终端齿轮的配合结构分解图一。

图11为本实用新型的控制器手柄组件部分与终端齿轮的配合结构分解图二。

图12为本实用新型转轴和连接轴所在部分立体图。

图13为本实用新型转轴和连接轴所在部分主视图。

图14为本实用新型的分合闸控制机构的主视图二。

图15为图14中的C-C剖视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种智能控制断路器，包括采集器模块5，控制器模块6，及与控制器模块6并排设置的断路器模块7，采集器模块5设置在断路器模块7和控制器模块6的一侧，控制器模块7包括分合闸控制机构。

如图2-11所示，分合闸控制机构，包括带有蜗杆2的驱动电机1，与蜗杆2传动配合的齿轮传动机构3，及控制器手柄组件4，控制器手柄组件4用于控制合闸位和分闸位之间切换。

齿轮传动机构3包括与蜗杆2配合的齿轮组一31，与齿轮组一31配合的齿轮组二32，与齿轮组二32配合的齿轮组三33，及与控制器手柄组件4同轴连接的终端齿轮34。

齿轮组一31包括与蜗杆2啮合的第一齿轮311和与第一齿轮311同轴连接、外径小于第一齿轮311的第二齿轮312，齿轮组二32包括与第二齿轮312啮合的第三齿轮321和与第三齿轮321同轴设置、外径小于第三齿轮321的第四齿轮322，齿轮组三33包括与第四齿轮322啮合的第五齿轮331和与第五齿轮331同轴设置、外径小于第五齿轮331的第六齿轮332，第六齿轮332与终端齿轮34啮合，终端齿轮34和控制器手柄组件4同轴连接。

具体的，如图6-11所示，控制器手柄组件4包括控制器手柄43，与控制器手柄43相连的转轴44，及与转轴44同轴连接的转盘45，转盘45连接在转轴44的前端，其间隔设置有第一凸起451和第二凸起452，该第一凸起451和第二凸起452自转盘45的外周沿径向突出形成。终端齿轮34连接在转轴44上，且位于控制器手柄43和转盘45之间，终端齿轮34朝向控制器手柄43一侧的背面凹陷形成呈环形的第一行程槽341，该第一行程槽341内形成一沿径向延伸的阻挡部35，该阻挡部35将第一行程槽341阻隔成C字形凹槽。控制器手柄43朝向终端齿轮34一侧的正面带有限位凸台46，该限位凸台46突出于控制器手柄43的正面，落入第一行程槽341内进行周向活动。

从而当控制器手柄43处于分闸位时，终端齿轮34上的阻挡部35与限位凸台46相抵产生干涉，导致终端齿轮34无法继续转动，即阻止了齿轮传动机构3的传动，在机械结构上也保证处于分闸位。

终端齿轮34朝向转盘45一侧的正面凹陷形成呈环形的第二行程槽342，该第二行程槽342内形成沿径向延伸的第一定位凸部343和第二定位凸部344，该第一定位凸部343和第二定位凸部344对称设置，将第二行程槽342阻隔成两个行程相同的C字形凹槽；第一凸起451落入第二行程槽342的部分进行周向活动，第二凸起452落入第二行程槽342的另外部分进行周向活动。

由于转盘45跟着转轴44同步转动，当控制器手柄43处于分闸位时，转轴44不会转动，转盘45也停止转动，第一凸起451与第一定位凸部343相抵产生干涉，第二凸起452与第二定位凸部344相抵产生干涉，或者，第一凸起451与第二定位凸部344相抵产生干涉，第二凸起452与第一定位凸部343相抵产生干涉，导致终端齿轮34无法继续转动，即配合阻挡部35与限位凸台46，阻止了齿轮传动机构3的传动，在机械结构上也保证处于分闸位。

终端齿轮34的外圈包括具有多个齿的齿段345和光滑的圆滑段346，圆滑段346两端部的正面连接有第二感应件41和第三感应件42，该第二感应件41可以与线路板上的第二传感器配合，第三感应件42可以与线路板上的第三传感器配合，第二感应件41和第三感应件42之间的距离就是合闸位和分闸位之间的切换行程，该距离不是直线距离，而是转动行程的弧线距离。

为了更准确地控制合闸位和分闸位之间的切换，驱动电机1带动蜗杆2旋转，蜗杆2上固定连接有第一感应件21，断路器的线路板上连接有可与第一感应件21配合的第一传感器，利用第一传感器和第一感应件21测定驱动电机1的转速，设定驱动电机1每一次分闸、合闸、恢复到原点转动所需的圈数，以此确定控制器手柄组件4是否合闸、分闸到位，是否恢复到原点位置。

为了更准确地控制蜗杆2的转动圈数，将蜗杆2沿径向对称设置第一区域22和第二区域23，即蜗杆2沿中心纵向对切分为两部分，左边部分为第一区域22，由导磁材料制成，右边部分为第二区域23，由非导磁材料制成，第一感应件21就固定连接在由导磁材料制成的第一区域22；从而第一感应件21所在区域磁通量较大，第一传感器和第一感应件21配合确定蜗杆2的传动圈数更加准确。

从而利用第一感应件21和第一传感器配合控制蜗杆2的转动圈数，控制器手柄组件4拨动至合闸位或分闸位时，第二感应件41和第二传感器的配合、第三感应件42和第三传感器的配合，使得合闸位和分闸位的定位更加精准。

上述的第一感应件21、第二感应件41和第三感应件42为永磁铁，第一传感器、第二传感器和第三传感器为霍尔元件；或者，第一感应件21、第二感应件41和第三感应件42为发光二极管，第一传感器、第二传感器和第三传感器为光栅。

本实用新型的分闸工作过程是，初始位置时，控制器手柄组件4处于合闸位，驱动电机1开启，转动设定圈数之后，同时第二感应件41和第三感应件42配合判断是否合闸到位，由于设定圈数与第二感应件41和第三感应件42之间距离匹配，驱动电机1停止转动，此时控制器手柄组件4刚好处于分闸位；驱动电机1反向转动设定圈数至原点位置。

与此同时，终端齿轮34上的阻挡部35与控制器手柄43上的限位凸台46相抵产生干涉，导致终端齿轮34无法继续转动；终端齿轮34上的第一定位凸部343和第二定位凸部344分别与转盘45上的第一凸起451和第二凸起452相抵产生干涉，阻止了齿轮传动机构3的传动，从机械结构上保证控制器手柄组件4处于分闸位，有效防止远程误操作。

多个断路器模块7通过转轴44与控制器手柄组件4连接，实现控制器模块6的分合闸控制机构带动所有断路器模块7分合闸的目的，转轴44位于转盘45内、与其同轴设置，为了保证多个断路器模块7分合闸的一致性，也避免长时间使用后转轴44发生扭转，如图12-15所示，在断路器模块7之间连接至少一根连接轴49，该连接轴49将所有断路器模块7一体连接。

为了同步转动控制器手柄组件4和多个断路器模块7，转轴44的截面呈三角形；连接轴49的截面为圆形，其与转轴44平行设置，其首端位于靠近控制器手柄组件4的断路器模块7内，其尾端位于远离控制器手柄组件4的最远端的断路器模块7内，从而连接轴49配合转轴44保持多个断路器模块7的同时分闸或合闸，齿轮传动机构3带动转盘45内转轴44进行合闸或分闸动作，连接轴49提供一部分扭力保持所有断路器模块7分合闸的一致性。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能控制断路器，至少包括控制器模块(6)和断路器模块(7)，其特征在于：所述控制器模块(6)包括驱动电机(1)，具有合闸位和分闸位的控制器手柄组件(4)，及用于驱动电机(1)和控制器手柄组件(4)之间传动的齿轮传动机构(3)，所述控制器手柄组件(4)至少包括用于联动控制两个以上的断路器模块(7)分闸或合闸的转轴(44)，所述两个以上断路器模块(7)之间通过连接轴(49)一体连接。

2.根据权利要求1所述的智能控制断路器，其特征在于：所述连接轴(49)与转轴(44)平行设置。

3.根据权利要求1所述的智能控制断路器，其特征在于：所述转轴(44)截面呈三角形。

4.根据权利要求1所述的智能控制断路器，其特征在于：所述齿轮传动机构(3)具有阻挡部(35)，所述控制器手柄组件(4)还包括可与阻挡部(35)产生干涉的限位凸台(46)，于分闸位时，该限位凸台(46)与阻挡部(35)相抵，用于阻止齿轮传动机构(3)的传动。

5.根据权利要求4所述的智能控制断路器，其特征在于：所述控制器手柄组件(4)包括与转轴(44)相连的控制器手柄(43)，及与转轴(44)同轴连接的转盘(45)；所述齿轮传动机构(3)包括转动连接于转轴(44)的终端齿轮(34)，所述控制器手柄(43)靠近终端齿轮(34)一侧设置所述限位凸台(46)，所述终端齿轮(34)形成供限位凸台(46)周向活动的第一行程槽(341)，该第一行程槽(341)内设有所述阻挡部(35)。

6.根据权利要求5所述的智能控制断路器，其特征在于：所述转盘(45)上形成间隔设置的第一凸起(451)和第二凸起(452)，所述终端齿轮(34)形成第二行程槽(342)，该第二行程槽(342)内设有可与所述第一凸起(451)相抵的第一定位凸部(343)，和可与所述第二凸起(452)相抵的第二定位凸部(344)。

7.根据权利要求1所述的智能控制断路器，其特征在于：所述齿轮传动机构(3)包括与蜗杆(2)配合的齿轮组一(31)，齿轮组二(32)，齿轮组三(33)，及与控制器手柄组件(4)同轴连接的终端齿轮(34)。

8.根据权利要求7所述的智能控制断路器，其特征在于：所述齿轮组一(31)包括第一齿轮(311)和与第一齿轮(311)同轴设置、外径小于第一齿轮(311)的第二齿轮(312)，所述齿轮组二(32)包括与第二齿轮(312)啮合的第三齿轮(321)和与第三齿轮(321)同轴设置、外径小于第三齿轮(321)的第四齿轮(322)，所述齿轮组三(33)包括与第四齿轮(322)啮合的第五齿轮(331)和与第五齿轮(331)同轴设置、外径小于第五齿轮(331)的第六齿轮(332)，所述第六齿轮(332)与终端齿轮(34)啮合。

9.根据权利要求1所述的智能控制断路器，其特征在于：所述控制器手柄组件(4)上设有可与第二传感器配合的第二感应件(41)，及可与第三传感器配合的第三感应件(42)，所述第二感应件(41)和第三感应件(42)之间距离为合闸位和分闸位之间的切换行程；所述第二感应件(41)、第三感应件(42)为永磁铁，所述第二传感器、第三传感器为霍尔元件；或者，所述第二感应件(41)、第三感应件(42)为发光二极管，所述第二传感器、第三传感器为光栅。

10.根据权利要求1所述的智能控制断路器，其特征在于：所述驱动电机(1)的蜗杆(2)上设有第一感应件(21)，该第一感应件(21)可与第一传感器配合用于控制蜗杆(2)的转动圈数，于蜗杆(2)转动设定圈数时，所述控制器手柄组件(4)自合闸位和分闸位之间转换；所述蜗杆(2)具有由导磁材料制成的第一区域(22)和由非导磁材料制成的第二区域(23)，所述第一感应件设于第一区域(22)。

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