CN220585078U - 一种励磁式双电源自动转换开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种励磁式双电源自动转换开关。其包含控制器、操作机构、第一开关组件和第二开关组件，操作机构在控制器控制下驱动第一、第二开关组件的闭合、打开；操作机构包括：驱动机构，其包含作为致动器的一个驱动电磁铁以及驱动组件，驱动组件包括分别用于驱动传动机构进行正向行程和反向行程的正向驱动部件和反向驱动部件；传动机构，其具有可逆的正向行程和反向行程，正向、反向行程分别在驱动电磁铁的先后两次致动动作下完成；换向机构，其包含一个选择电磁铁，用于在控制器的控制下为驱动机构选择正向驱动部件或反向驱动部件。本实用新型仅需一个驱动电磁铁实现驱动作用，可有效减小电磁铁体积，降低成本，实现开关小型化设计。

Description

一种励磁式双电源自动转换开关

技术领域

本实用新型涉及一种自动转换开关，尤其涉及一种励磁式双电源自动转换开关。

背景技术

双电源自动转换开关用于供电系统中，当一路电源出现故障时既能避免故障电源向负载供电，又能可靠选择另一路电源投入运行，以确保供电的连续性。一般用于比较重要的场所，如医院、机场、码头、银行等。

现有的双电源自动转换开关的操作机构通常采用电机作为动力源，但是采用电机作为动力源的双电源自动转换开关通常转换时间长，一般在1～5s，无法满足医疗等特殊重要行业0.5s转换动作时间的需求。

近年来，随着用户对双电源转换速度的要求越来越高，励磁式致动转换开关电器逐渐成为市场的主流。直流电磁铁是励磁式双电源的主要驱动源，电磁铁的响应速度远快于传统的电机，目前的自动转换开关系统一般使用两个驱动电磁铁驱动双电源转换开关实现正转和反转，如专利CN111785548B，但电磁铁的工作电流往往大于电机的工作电流，因电磁铁工作电流较大，因此驱动电磁铁的体积较为庞大，不利于转换开关小型化、低成本的发展。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术采用双驱动电磁铁所导致的体积较大的不足，提供一种励磁式双电源自动转换开关，仅需一个驱动电磁铁实现驱动作用，可有效减小电磁铁体积，降低成本，实现开关小型化设计。

本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种励磁式双电源自动转换开关，包含控制器、操作机构、第一开关组件和第二开关组件，操作机构在控制器控制下驱动第一开关组件和第二开关组件的闭合、打开；其特征在于，所述操作机构包括：

驱动机构，其包含作为致动器的一个驱动电磁铁以及用于将驱动电磁铁的致动动作传递至传动机构的驱动组件，所述驱动组件包括分别用于驱动传动机构进行正向行程和反向行程的正向驱动部件和反向驱动部件；

传动机构，其具有可逆的正向行程和反向行程，正向行程和反向行程分别在所述驱动电磁铁的先后两次致动动作下完成；按正向行程运行时，传动机构在驱动电磁铁的第一次致动动作下先带动第一开关组件由闭合状态转为打开状态，然后运行至中间位置，传动机构在驱动电磁铁的第二次致动动作下先由中间位置继续正向运行，最后带动第二开关组件由打开状态转为闭合状态；按反向行程运行时，传动机构在驱动电磁铁的第一次致动动作下先带动第二开关组件由闭合状态转为打开状态，然后运行至中间位置，传动机构在驱动电磁铁的第二次致动动作下先由中间位置继续反向运行，最后带动第一开关组件由打开状态转为闭合状态；换向机构，其包含一个选择电磁铁，用于在控制器的控制下为驱动机构选择正向驱动部件或反向驱动部件。

进一步地，所述励磁式双电源自动转换开关还包含三个传感部件，其中两个传感部件分别用于指示第一开关组件、第二开关组件的开关状态，第三个传感部件用于指示传动机构是否运行至中间位置。

优选地，所述三个传感部件均为微动开关，其中第一、第二个微动开关的开关状态分别与第一开关组件、第二开关组件的开关状态通过机械联动的方式同步，第三个微动开关的开关状态通过与传动机构的运行位置联动的方式同步。

相比现有技术，本实用新型仅需一只驱动电磁铁实现传动机构的正反向运动，通过选择电磁铁实现换向操作，从而带动开关状态转换；正反向转换均使用同一个驱动电磁铁执行开关组件的开关切换动作，并且由于选择电磁铁所需要电流较小就可实现操作，其体积相对较小，从而可有效减小整体自动转换开关的体积，降低成本，实现产品的小型化设计。

本实用新型还可另外通过在开关组件以及传动机构位置布置位置信号采集装置，在实现转换的过程中，可实时监测转换动作全过程，对发生故障后的故障原因进行诊断，精准定位故障点，便于售服人员维修，降低维护成本。

附图说明

图1为采用本实用新型励磁式双电源自动转换开关的双电源供电系统结构框图；

图2～图6为本实用新型励磁式双电源自动转换开关一个具体实施例的结构原理示意图；图中包含以下附图标记：11、驱动电磁铁，12、驱动电磁铁动铁芯，13、驱动拉杆，14、常用拉杆，141、常用拉杆驱动端，15、备用拉杆，151、备用拉杆驱动端，16、驱动转盘，161、第一驱动轴，162、第二驱动轴，17、中心轴，21、传动转盘，3、选择电磁铁，31、选择电磁铁动铁芯，32、连杆，4、第三微动开关。

具体实施方式

针对现有技术采用双驱动电磁铁所导致的体积较大的不足，本实用新型通过驱动和传动机构的巧妙设计，仅需一只驱动电磁铁实现传动机构的正反向运动，通过选择电磁铁实现换向操作，从而带动开关状态转换；正反向转换均使用同一个驱动电磁铁执行开关组件的开关切换动作，并且由于选择电磁铁所需要电流较小就可实现操作，其体积相对较小，从而可有效减小整体自动转换开关的体积，降低成本，实现产品的小型化设计。

具体而言，本实用新型励磁式双电源自动转换开关，包含控制器、操作机构、第一开关组件和第二开关组件，操作机构在控制器控制下驱动第一开关组件和第二开关组件的闭合、打开；其特征在于，所述操作机构包括：

驱动机构，其包含作为致动器的一个驱动电磁铁以及用于将驱动电磁铁的致动动作传递至传动机构的驱动组件，所述驱动组件包括分别用于驱动传动机构进行正向行程和反向行程的正向驱动部件和反向驱动部件；

传动机构，其具有可逆的正向行程和反向行程，正向行程和反向行程分别在所述驱动电磁铁的先后两次致动动作下完成；按正向行程运行时，传动机构在驱动电磁铁的第一次致动动作下先带动第一开关组件由闭合状态转为打开状态，然后运行至中间位置，传动机构在驱动电磁铁的第二次致动动作下先由中间位置继续正向运行，最后带动第二开关组件由打开状态转为闭合状态；按反向行程运行时，传动机构在驱动电磁铁的第一次致动动作下先带动第二开关组件由闭合状态转为打开状态，然后运行至中间位置，传动机构在驱动电磁铁的第二次致动动作下先由中间位置继续反向运行，最后带动第一开关组件由打开状态转为闭合状态；换向机构，其包含一个选择电磁铁，用于在控制器的控制下为驱动机构选择正向驱动部件或反向驱动部件。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述励磁式双电源自动转换开关还包含三个传感部件，其中两个传感部件分别用于指示第一开关组件、第二开关组件的开关状态，第三个传感部件用于指示传动机构是否运行至中间位置。利用这三个传感部件，可实时监测转换动作全过程，从而可对发生故障后的故障原因进行诊断，精准定位故障点，便于售服人员维修，降低维护成本。

从成本和可靠性角度综合考虑，优选地，所述三个传感部件均为微动开关，其中第一、第二个微动开关的开关状态分别与第一开关组件、第二开关组件的开关状态通过机械联动的方式同步，第三个微动开关的开关状态通过与传动机构的运行位置联动的方式同步。

需要说明的是，上述同步具体是指当第一开关组件、第二开关组件的开关状态为闭合状态时，第一、第二个微动开关的开关状态为闭合状态(或者打开状态)，反之，当第一开关组件、第二开关组件的开关状态为打开状态时，第一、第二个微动开关的开关状态为打开状态(或者闭合状态)；当传动机构处于中间位置时，第三个微动开关处于闭合状态(或者打开状态)，当传动机构脱离中间位置时，第三个微动开关处于打开状态(或者闭合状态)。

为了便于公众理解，下面通过一个具体实施例并结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明：

如图1所示，本实施例中的双电源供电系统包括第一电源、第二电源以及励磁式双电源自动转换开关，该励磁式双电源自动转换开关，包含控制器、操作机构、第一开关组件和第二开关组件，第一开关组件与第一电源连接，第二开关组件与第二电源连接；所述操作机构包括驱动机构、传动机构和换向机构，所述驱动机构包含作为致动器的一个驱动电磁铁以及用于将驱动电磁铁的致动动作传递至传动机构的驱动组件，所述驱动组件包括分别用于驱动传动机构进行正向行程和反向行程的正向驱动部件和反向驱动部件；所述传动机构具有可逆的正向行程和反向行程，正向行程和反向行程分别在所述驱动电磁铁的先后两次致动动作下完成；按正向行程运行时，传动机构在驱动电磁铁的第一次致动动作下先带动第一开关组件由闭合状态转为打开状态，然后运行至中间位置，传动机构在驱动电磁铁的第二次致动动作下先由中间位置继续正向运行，最后带动第二开关组件由打开状态转为闭合状态；按反向行程运行时，传动机构在驱动电磁铁的第一次致动动作下先带动第二开关组件由闭合状态转为打开状态，然后运行至中间位置，传动机构在驱动电磁铁的第二次致动动作下先由中间位置继续反向运行，最后带动第一开关组件由打开状态转为闭合状态；所述换向机构包含一个选择电磁铁，用于在控制器的控制下为驱动机构选择正向驱动部件或反向驱动部件；

所述第一开关组件上设置有第一微动开关，第一微动开关的开关状态与第一开关组件的开关状态通过机械联动方式同步；

所述第二开关组件上设置有第二微动开关，第二微动开关的开关状态与第二开关组件的开关状态通过机械联动方式同步；

所述传动机构上设置有第三微动开关，其开关状态通过与传动机构的运行位置联动的方式同步。

本实施例中所述操作机构的具体结构如图2～图6所示，下面结合其工作过程进行详细说明：

第一电源处于闭合状态且第二电源处于打开状态转换为第一电源处于打开状态且第二电源处于打开状态(即双分状态)再转换为第一电源处于打开状态且第二电源处于闭合状态的过程。当第一电源处于闭合状态(合闸状态)时，第一开关组件的动触头和静触头处于闭合接触状态，第一微动开关处于闭合状态，第二电源处于打开状态(分闸状态)，第二开关组件的动触头与静触头处于打开状态，第二微动开关处于打开状态，传动机构的传动转盘未到达中间位置，第三微动开关处于打开状态。

如图2、图3、图4所示(图3为图2的背面)，控制器在首次致动驱动电磁铁11之前，选择电磁铁3如图3所示不动作，控制器在首次致动驱动电磁铁11后，驱动电磁铁动铁芯12吸合带动驱动拉杆13向驱动电磁铁的静磁芯方向运动，同时驱动拉杆13带动常用拉杆14运动，此时常用拉杆14上的驱动端141与驱动转盘16上的第一驱动轴161相卡接，带动驱动转盘16向图2所示箭头方向转动，驱动转盘16上的中心轴17联动传动机构的传动转盘21同一方向转动使得第一开关组件的动触头与静触头由闭合接触状态变为打开状态，如图4所示，由于机械联动，第一微动开关也由闭合状态变为打开状态，第一电源变为打开状态，第二电源保持打开状态；

在第一开关组件的动触头与静触头分开后，传动机构的传动转盘21到达中间位置，如图4所示，传动转盘21转至中间位置导致第三微动开关4由打开状态变为闭合状态，控制器检测到第三微动开关4的位置信号后，控制器才再次致动驱动电磁铁，使驱动机构再次驱动传动机构，传动机构转动使得第三微动开关由闭合状态变为打开状态，传动机构带动第二开关组件的动触头与静触头由打开状态变为闭合状态，由于机械联动第二微动开关变为闭合状态，第二电源变为闭合状态，第一电源保持打开状态。

如果在控制器首次致动驱动电磁铁后，控制器检测到微动开关位置信号出现异常，第一微动开关仍处于闭合状态，或者第一微动开关从闭合变为打开状态，但第三微动开关没有从打开状态变为闭合状态；那么控制器不再致动驱动电磁铁，输出相应故障信号，例如，如果第一微动开关状态没有变化，第三微动开关状态没有变化，则控制器判定为分闸故障，可能原因为开关组件触头粘连。如下表1所列各种情况所示，控制器做出相应故障指示。

表1

如果上述过程正常，控制器再次致动驱动电磁铁，控制器检测到微动开关位置信号出现异常，第三微动开关仍然处于闭合状态，或者第三微动开关从闭合变为打开状态，但第二微动开关没有从打开状态变为闭合状态；那么控制器输出相应故障信号，例如，如果第三微动开关状态变化，但第二微动开关状态没有变化，则控制器判定为合闸故障；如下表2所列各种情况所示，控制器做出相应故障指示。

表2

在上述转换过程中，双电源供电系统的第一电源和第二电源不会同时处于接通状态(即第一开关组件和所述第二开关组件仅其中之一处于闭合状态或者两者均处于打开状态)，从而避免了两个电源之间的短路；且控制器可以根据检测到的微动开关信号，判定转换过程是否正常，若不正常，可以根据微动开关信号判定发生故障的原因。

第一电源处于打开状态且第二电源处于闭合状态转换为第一电源处于打开状态且第二电源处于打开状态(即双分状态)再转换为第一电源处于闭合状态且第二电源处于打开状态的过程。当第二电源处于闭合状态时，第二开关组件的动触头和静触头处于闭合接触状态，第二微动开关处于闭合状态，第一电源处于打开状态，第一开关组件的动触头与静触头处于打开状态，第一微动开关处于打开状态；传动机构的传动转盘未到达中间位置，第三微动开关处于打开状态。

如图4、图5、图6所示(图6为图5的背面)，控制器先致动选择电磁铁3，选择电磁铁3的动铁芯31动作，如图6所示，动铁芯31推动连杆32向图6中箭头方向运动，连杆32带动常用拉杆14从驱动转盘16的连接位置脱离，如图5所示，同时由于备用拉杆15也与连杆32连动，如图5所示，备用拉杆15与驱动转盘16连接从而建立动作关系，即选择换向转动，使传动机构处于换向状态；控制器再致动驱动电磁铁，驱动电磁铁动铁芯12吸合带动驱动拉杆13向驱动电磁铁的静磁芯方向运动，同时驱动拉杆13带动常用拉杆15运动，此时常用拉杆15上的驱动端151与驱动转盘16上的第二驱动轴162相卡接，带动驱动转盘16向图5所示箭头方向转动，驱动转盘16上的中心轴17联动传动机构的传动转盘21向同一方向转动，驱动第二开关组件的动触头与静触头由闭合接触状态变为打开状态，如图4所示；由于机械联动，第二微动开关也由闭合状态变为打开状态，第二电源变为打开状态，第一电源保持打开状态，选择电磁铁复位；

在第二开关组件的动触头与静触头分开后，传动机构的传动转盘21到达中间位置，参见图4，传动转盘21致第三微动开关4由打开状态变为闭合状态；由于选择电磁铁已复位，控制器需再次致动选择电磁铁，选择换向转动，使传动机构处于换向状态，控制器再致动驱动电磁铁，使驱动机构驱动传动机构换向转动从而使得第一开关组件的动触头与静触头由打开状态变为闭合状态，传动机构转动使得第三微动开关由闭合状态变为打开状态，由于机械联动第一微动开关变为闭合状态，第一电源变为闭合状态，第二电源保持打开状态。

如果在控制器首次致动选择电磁铁和驱动电磁铁后，控制器检测到的微动开关位置信号出现异常，第二微动开关仍处于闭合状态，或者第二微动开关从闭合变为打开状态，但第三微动开关没有从打开状态变为闭合状态；那么控制器不再致动选择电磁铁和驱动电磁铁，输出相应故障信号，例如，如果第一微动开关状态没有变化，第三微动开关状态没有变化，则控制器判定为分闸故障，可能的原因为开关组件触头粘连。如下表3所列各种情况所示，控制器做出相应故障指示。

表3

如果上述过程正常，控制器再次致动选择电磁铁和驱动电磁铁，控制器检测到的微动开关位置信号出现异常，第三微动开关仍然处于闭合状态，或者第三微动开关从闭合变为打开状态，但第一微动开关没有从打开状态变为闭合状态；那么控制器输出相应故障信号，例如，如果第三微动开关状态变化，但第一微动开关状态没有变化，则控制器判定为合闸故障，如下表4所列各种情况所示，控制器做出相应故障指示。

表4

Claims (3)

1.一种励磁式双电源自动转换开关，包含控制器、操作机构、第一开关组件和第二开关组件，操作机构在控制器控制下驱动第一开关组件和第二开关组件的闭合、打开；其特征在于，所述操作机构包括：

驱动机构，其包含作为致动器的一个驱动电磁铁以及用于将驱动电磁铁的致动动作传递至传动机构的驱动组件，所述驱动组件包括分别用于驱动传动机构进行正向行程和反向行程的正向驱动部件和反向驱动部件；

传动机构，其具有可逆的正向行程和反向行程，正向行程和反向行程分别在所述驱动电磁铁的先后两次致动动作下完成；按正向行程运行时，传动机构在驱动电磁铁的第一次致动动作下先带动第一开关组件由闭合状态转为打开状态，然后运行至中间位置，传动机构在驱动电磁铁的第二次致动动作下先由中间位置继续正向运行，最后带动第二开关组件由打开状态转为闭合状态；按反向行程运行时，传动机构在驱动电磁铁的第一次致动动作下先带动第二开关组件由闭合状态转为打开状态，然后运行至中间位置，传动机构在驱动电磁铁的第二次致动动作下先由中间位置继续反向运行，最后带动第一开关组件由打开状态转为闭合状态；

换向机构，其包含一个选择电磁铁，用于在控制器的控制下为驱动机构选择正向驱动部件或反向驱动部件。

2.如权利要求1所述励磁式双电源自动转换开关，其特征在于，还包含三个传感部件，其中两个传感部件分别用于指示第一开关组件、第二开关组件的开关状态，第三个传感部件用于指示传动机构是否运行至中间位置。

3.如权利要求2所述励磁式双电源自动转换开关，其特征在于，所述三个传感部件均为微动开关，其中第一、第二个微动开关的开关状态分别与第一开关组件、第二开关组件的开关状态通过机械联动的方式同步，第三个微动开关的开关状态通过与传动机构的运行位置联动的方式同步。