CN213400912U - 一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变压器配变电技术领域。公开了一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置，包括电磁机构、推动杆、顶推组件和被驱动件。所述电磁机构固定设置，所述推动杆贯穿电磁机构设置，可被沿轴向双向驱动。所述顶推组件对称地设置在推动杆两端，包括一对推块和一对顶块。本实用新型以简单巧妙的机械结构实现对被驱动件的双向多档位的驱动。

Description

一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置

技术领域

本实用新型涉及变压器配变电技术领域，尤其是一种用于变压器调压开关操作机构中的驱动装置。

背景技术

变压器调压开关通常使用真空灭弧室控制各调压支路的通断，而控制真空灭弧室的操作机构需要有驱动装置。主流的驱动装置有弹簧储能式和电磁驱动式。其中弹簧储能式的缺点是结构较为复杂，零件数量多，制造工艺复杂，而采用电磁驱动相对而言结构简单、零件数量少，工作可靠，制造成本低。

常规的电磁驱动装置只能驱动单个零件在两个工位来回运动，通常直接连接真空灭弧室动触头实现其合闸/分闸位置切换；则对于包括多个真空灭弧室的调压开关，需要每个真空灭弧室单独配置一套电磁驱动机构用于通断控制。这样一来整个调压开关体积将显著增大，零件数量增加，成本也较高。除此以外，多档变压器调压开关档位切换的实质是调压电路中多个开关（真空灭弧室）的各种开闭组合状态的之间切换，因而各个真空灭弧室的开启与闭合有一定关联性，若全都采取独立控制，则需要保证操作的同时性，同时还要避免误操作，而误操作下的某些开关通断组合可能引起电路短路，发生严重的事故。

多档位变压器调压开关使用一套操作机构同时切换多个真空灭弧室的通断状态，结构精简且更为可靠，但其中涉及到驱动零部件在多个工作位（档位）之间双向运动的需要，常规电磁驱动无法满足。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置，在保持结构简洁、不使用大量零件或电子控制的前提下实现对被驱动件的双向多档位驱动。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案是：一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置，包括电磁机构、推动杆、两套顶推组件和被驱动件；所述电磁机构固定设置，所述推动杆贯穿电磁机构设置，可被沿轴向双向驱动；两套顶推组件对称地设置在推动杆两端，所述顶推组件包括推块和顶块，所述推块设在推动杆两头伸出电磁机构的区段上，与推动杆滑动配合，推动杆两端有限制推块向远离电磁机构方向滑动的限位结构；所述推块内设有可上下滑动的推块舌片，所述推块舌片上方有弹性件，其下端伸出推块，并在远离电磁机构一侧有倒角斜面；所述推动杆上，在推块和电磁机构之间设有推动推块向远离电磁机构方向滑动的弹性机构；所述顶块固定设置，能挡住推块朝远离电磁机构的方向运动；所述顶块下部有凸出的斜面，该斜面分别与同侧的推块舌片的倒角斜面平行，可滑动配合；所述被驱动件上部两端有若干与推块舌片相匹配的齿槽。

上述技术方案中，电磁机构不通电的默认状态下，复位弹性件分别顶着两端推块与顶块相接触，而推块分别顶着推动杆端部限位结构，推动杆自然处于电磁机构中心位置，记为初始位置。默认状态下，推块内的推块舌片被顶块的凸出斜面所抵住，大部分缩在推块内。

以推动杆的轴向方向为左右方向。当电磁机构驱动推动杆向左运动，推动杆同时带动右侧的推块向左运动；当右侧的推块向左运动离开右侧顶块后，右侧的推块舌片受内置的弹性件推力伸出，下端伸入被驱动件右端的一个齿槽中，带动被驱动件向左运动一个单位行程。此过程中右侧的弹性机构被压缩。电磁机构停止通电后，受右侧弹性机构作用，右侧推块及推动杆回到初始位置。在右侧推块向右复位的过程中，带倒角斜面的推块舌片像斜舌锁一样，和被驱动件齿槽右沿口接触而向上回缩至推块内，因此当推块及推动杆复位后，被驱动件仍停留在之前的位置。以上就是被驱动件向左移动一个单位行程的过程。由于被驱动件上部两端设有多个齿槽，电磁机构向同一方向多次驱动推动杆便可以使被驱动件朝同一方向连续移动多个单位行程。

和上述过程完全左右对称地，当电磁机构驱动推动杆向右运动，被驱动件能够向右移动一个单位行程。因而被驱动件可以实现双向多级移动。从而将本驱动装置应用于变压器调压开关的操作机构，配合其余部件的设计，将被驱动件的每一个位置对应于一种真空灭弧室通断的组合状态，就可以实现多档调压状态之间的切换。

进一步地，所述推动杆两端的限位结构为拧在推动杆端部的螺母。

进一步地，所述推块有横向通孔，从而套装在推动杆上。

进一步地，所述推块舌片上方的弹性件为弹簧，所述推动杆上的复位弹件为弹簧。

进一步地，所述两个顶块间的距离和推动杆两端限位结构间的距离相等。

进一步地，被驱动件上的齿槽宽度和所述推块舌片宽度相等。

进一步地，被驱动件的齿槽间距和推动杆单次运动的距离相等。

进一步地，所述电磁机构包括固定架、一对静衔铁、动衔铁和电磁线圈。所述固定架固定设置，所述静衔铁对称地设置在固定架两端，所述动衔铁装在固定架上并与之滑动配合，可在两静衔铁之间移动。所述推动杆贯穿动衔铁和静衔铁，推动杆与动衔铁固定，与静衔铁滑动配合。所述电磁线圈分左右两组设在固定架上。

默认状态下，动衔铁处于固定架中央的初始位置。当左侧电磁线圈通电，左侧静衔铁和动衔铁处于线圈磁场范围内，发生磁化，相互吸引，动衔铁向左侧静衔铁靠近，并带动推动杆向左运动。当电磁线圈停止通电，推动杆和动衔铁复位回初始位置。对称地，当右侧电磁线圈通电，右侧静衔铁和和动衔铁将被磁化而相互吸引，动衔铁带动推动杆向右运动。

进一步地，所述固定架由一对固定框和许多层叠的硅钢片组成；所述固定框上下间隔，竖直固定设置，硅钢片夹在固定框中间；所述硅钢片为山字形，在高度方向上设置上下两组层叠硅钢片，下方硅钢片组的开口朝上，上方硅钢片组的开口朝下，上下方硅钢片组之间留有空间，所述动衔铁和静衔铁设置于该空间中。

附图说明

图1为一种采用了本实用新型所述驱动装置的五档变压器调压开关实施例的总体示意图。

图2为本实用新型所述调压开关中五脚极性开关示意图。

图3为包含本实用新型所述驱动装置的带互锁功能的变压器调压开关操作机构示意图。

图4为本实用新型所述驱动装置示意图。

图5为所述电磁机构的前视剖面图。

图6为所述电磁机构的左视图。

图7为图3中U形限位动件主视与左视示意图。

图8为图3中U形支撑定件的三视图。

图9为图1所示实施例的电路连接图。

具体实施方式

下面结合附图，以一种采用了本实用新型所述驱动装置的带互锁功能的五档变压器调压开关为实施例，对本实用新型作进一步说明。

参照图1–4（皆视作俯视视角），一种带互锁功能的五档变压器调压开关，包括外壳（图中未画出）、底板100、五脚极性开关Kj、真空灭弧室模块、保护电阻33和开关操作机构；所述底板呈矩形，除外壳以外的零件或组件均安装在底板上，所述外壳套在底板上保护内部零件。

图2所示为所述五脚极性开关Kj，包括五个连接脚6，两个联动片13，连接脚安装座10和联动片驱动装置；所述五个连接脚沿一条直线间隔分布于连接脚安装座10上，两个圆形联动片13安装在联动片驱动装置上，其连线方向与五个连接脚所处直线平行；所述联动片驱动装置包括限位槽14、推杆20、一对U形支架21和电磁驱动器24；所述联动片13通过内置弹簧的限位槽14安装在推杆20上，所述推杆20由一对安装在底板上的U形支架限位21限制上下方向移动，推杆一端通过销轴被限定于左侧的限位支架21的滑槽中，另一端和电磁驱动器24相连，可轴向滑移；

所述真空灭弧室模块包括4个平行安装的真空灭弧室K0、Ke、Km和K1，用于固定真空灭弧室的I形支撑条32和四位支架31。

图3所示为所述开关操作机构，包括驱动装置和限位联动组件。

图4所示为所述驱动装置，包括固定架41，静衔铁42、43，动衔铁44，电磁线圈40、推动杆45、一对顶推组件和作为被驱动件的U形限位动件53。所述限位联动组件包括U形限位动件53、U形支撑定件60、四个舌片动件65。其中，固定架、静衔铁、动衔铁、电磁线圈构成电磁机构。

所述固定架41固定在底板100上，静衔铁42、43对称地设置在固定架41两端，动衔铁44装在固定架上并与之滑动配合，可在两静衔铁之间移动。推动杆45横向贯穿动衔铁44和静衔铁42、43，推动杆45与动衔铁44固定，与静衔铁滑动配合。所述电磁线圈40分左右两组设在固定架上，左侧电磁线圈401部分覆罩左侧静衔铁42和动衔铁44，右侧电磁线圈402部分覆罩右侧静衔铁43和动衔铁44。

具体地，如图5和图6所示，所述电磁机构的固定架41由一对固定框411和许多层叠的硅钢片413组成；所述固定框411呈矩形环，上下间隔设置，通过4个L形支架415垂直固定在底板100上，硅钢片413夹在固定框411之间；所述硅钢片413为山字形，在垂直于底板100的高度方向上设置上下两组层叠硅钢片，下方硅钢片组的开口朝上，下方硅钢片组的开口朝下，上下方硅钢片组之间留有空间，所述动衔铁44和静衔铁42、43设置于该空间中。电磁线圈401和402（在图4中为线圈整体轮廓示意，在图5、图6中为缠绕电磁线圈的骨架）分别设在山字形相对的两硅钢片组形成的两个矩形空间中。

所述顶推组件对称地设置在推动杆45两端，左侧的包括推块46和顶块48，右侧的包括推块47和顶块49。所述推块46、47有横向通孔，两推块相向套在推动杆45两头伸出电磁机构的区段上，与推动杆45滑动配合，推动杆两端部有螺母挡住推块；所述推块46、47下部开设有纵向的滑槽孔，滑槽孔内分别有可滑动的推块舌片51、52，滑槽孔底部有弹簧；所述推块舌片呈矩形柱，左侧推块舌片51下端靠左有倒角斜面，右侧推块舌片52下端靠右有斜面倒角。所述推动杆45上套设有一对复位弹簧，分别位于两推块和电磁机构之间。所述顶块固定在底板上，左侧顶块48能挡住推块46向左运动，右侧顶块49能挡住推块47向右运动；所述顶块48、49下部有凸出的斜面，该斜面分别与同侧的推块舌片的倒角斜面平行，可滑动配合。所述U形限位动件53上部两端有多个与推块舌片相匹配的齿槽，齿槽宽度和推块舌片51、52宽度相等，齿槽间距和推动杆45单次运动行程相等。顶块48、49分别和推块接触的面之间的距离与推动杆45两端螺母和推块接触的面之间的距离相等。

所述U形限位动件53的结构如图7的主视图与侧视图所示，为U形双层结构，中间的空槽空间安装所述四个舌片动件65；所述U形支撑定件60的结构如图8的三视图所示，侧看也是U形的双层构造，中间的空槽空间刚好可以容纳U形限位动件53的厚度；以上三种部件形成上下对称的五层层叠结构，四个销轴将它们贯穿连接起来。

在电路的连接上，参照图9，第一连接脚1和第五连接脚5以及调压绕组中调压线圈L2下端抽头X3相连，第二连接脚2和真空灭弧室Km的定端相连，第三连接脚3和调压绕组中调压线圈L1上端抽头X1相连，第四连接脚4和主绕组L下端抽头及真空灭弧室Ke的定端相连，调压绕组中调压线圈L1与L2中间相接的抽头X2与真空灭弧室K1的定端相连。主绕组L上端抽头与整个调压开关电路输入端A连接。所述保护电阻33（电路图中为R）和真空灭弧室K0并联构成过渡切换单元，起到开关切换期间保护电路的作用。所述过渡切换单元中，真空灭弧室K0动端连接真空灭弧室Km、Ke的动端和整个调压开关电路的输出端X0，真空灭弧室K0定端连接真空灭弧室K1的动端。

结合图9，极性开关Kj、各通断开关的组合状态与调压电路各档位的对应如下：

第一种联动结构为联动片11同时接通连接脚1和连接脚2，联动片12同时接通连接脚3和连接脚4，各档位开关状态如下

三档：Ke闭合、K0断开，L1、L2均不接入电路，此时额定电压供电；

四档：Ke断开、K1闭合、K0闭合，L1正接入电路；

五档：Ke断开、Km闭合、K0断开，L1、L2正接入电路；

第二种联动结构为联动片11同时接通连接脚2和连接脚3，联动片12同时接通连接脚4和连接脚5，各档位开关状态如下

三档：Ke闭合、K0断开，L1、L2均不接入电路，此时额定电压供电；

二档：Ke断开、K1闭合、K0闭合， L2反接入电路；

一档：Ke断开、Km闭合、K0断开，L2、L1反接入电路；

下面以五档调为四档为例说明本实施例中所述开关操作机构如何实现对真空灭弧室模块的统一操作。

如图1中所展示，极性开关为第一种联动状态，而U形限位动件处于最左处，而舌片动件的状态被前者的限位滑槽54限定为：对应Km的收缩，对应K0、K1、Ke的伸出。即该图对应于Km闭合，K0、K1、Ke断开的状态，因此图示的调压开关为升压最高的第五档位。

使右侧电磁线圈402通电，受磁化效应，右侧静衔铁43吸引动衔铁44向右运动，推动杆45也随之向右移动，其左端螺母带动推块46向右移动，移动距离和U形限位动件53上方齿槽58的间距相等，为单个限位滑槽54水平长度的一半。初始状态下推块舌片51 下端斜面倒角与顶块48的斜面相贴合，被限定在推块46的滑槽孔内，当推动杆向右运动时，推块舌片受内置弹簧推动向下伸出到图2中虚线位置，与齿槽58契合，从而带动U形限位动件53向右移动。此过程中，套在推动杆45上静衔铁42与推块46之间的复位弹簧被压缩；当限位动件53到达预定位置后，电磁线圈402断电，推动杆45受复位弹簧弹力会回到中央位置，推块舌片51的倒角斜面和齿槽58边缘相碰，如斜舌门锁一样受力回缩到推块46的滑槽孔内，而限位动件仍由于摩擦力停留在被推动后的位置。U形限位动件53向右移动的距离为限位滑槽54一半的长度，故移动后四个舌片动件65分别处于限位滑槽54的中间位置。

对照图7中每个限位滑槽的具体形状，可以知道滑槽54a位移后使得对应的销轴从右端的低位变为中间的高位，对应的真空灭弧室Km断开；滑槽54b位移后使得对应的销轴从右端的高位变为中间的低位，对应的真空灭弧室K0闭合；滑槽54c位移后使得对应的销轴从右端的高位变为中间的低位，对应的真空灭弧室K1闭合；滑槽54d位移前后销轴的上下位置不变，对应的真空灭弧室Ke保持断开。从而调压电路状态从五档变为四档。

若再让电磁线圈402通电一次，则重复上述过程，U形限位动件53从中间位置移动到最右处，四个销轴及其关联的舌片动件65分别从限位滑槽54的中间位置变为最左端。其中滑槽54a对应的销轴不动，Km保持断开不变；滑槽54b对应的销轴从低位变到高位，K0断开；滑槽54c对应的销轴从低位变到高位，K1断开；滑槽54d对应的销轴从高位变到低位，Ke断开。从而调压电路从四档变为三档。

若需要反向升压调节，则令左侧电磁线圈401通电，完全对称地，推块46及推块舌片52将带动U形限位动件53向左移动，限位联动组件作如上的逆运动，完成三档到四档、或四档到五档的切换。

需要说明的是，本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本实用新型的，或者凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置，其特征在于，包括电磁机构、推动杆、两套顶推组件和被驱动件；所述电磁机构固定设置，所述推动杆贯穿电磁机构设置，可被沿轴向双向驱动；两套顶推组件对称地设置在推动杆两端，所述顶推组件包括推块和顶块，所述推块设在推动杆两头伸出电磁机构的区段上，与推动杆滑动配合，推动杆两端有限制推块向远离电磁机构方向滑动的限位结构；所述推块内设有可上下滑动的推块舌片，所述推块舌片上方有弹性件，其下端伸出推块，并在远离电磁机构一侧有倒角斜面；所述推动杆上，在推块和电磁机构之间设有推动推块向远离电磁机构方向滑动的弹性机构；所述顶块固定设置，能挡住推块朝远离电磁机构的方向运动；所述顶块下部有凸出的斜面，该斜面分别与同侧的推块舌片的倒角斜面平行，可滑动配合；所述被驱动件上部两端有若干与推块舌片相匹配的齿槽。

2.如权利要求1所述的一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置，其特征在于，所述电磁机构包括固定架、一对静衔铁、动衔铁和电磁线圈；所述固定架固定设置，所述静衔铁对称地设置在固定架两端，所述动衔铁装在固定架上并与之滑动配合，可在两静衔铁之间移动；所述推动杆贯穿动衔铁和静衔铁，推动杆与动衔铁固定，与静衔铁滑动配合；所述电磁线圈分左右两组设在固定架上。

3.如权利要求1所述的一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置，其特征在于，所述推动杆两端的限位结构为拧在推动杆端部的螺母。

4.如权利要求1所述的一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置，其特征在于，所述推块有横向通孔，从而套装在推动杆上。

5.如权利要求1所述的一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置，其特征在于，所述推块舌片上方的弹性件为弹簧，所述推动杆上的弹性机构为套在推动杆上的弹簧。

6.如权利要求1所述的一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置，其特征在于，所述两个顶块间的距离和推动杆两端限位结构间的距离相等。

7.如权利要求1所述的一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置，其特征在于，被驱动件上的齿槽宽度和所述推块舌片宽度相等。

8.如权利要求1所述的一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置，其特征在于，被驱动件的齿槽间距和推动杆单次运动的距离相等。

9.如权利要求2所述的一种用于变压器调压开关操作机构的驱动装置，其特征在于，所述固定架由一对固定框和许多层叠的硅钢片组成；所述固定框上下间隔，竖直固定设置，硅钢片夹在固定框中间；所述硅钢片为山字形，在高度方向上设置上下两组层叠硅钢片，下方硅钢片组的开口朝上，上方硅钢片组的开口朝下，上下方硅钢片组之间留有空间，所述动衔铁和静衔铁设置于该空间中。

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