CN2829053Y - 自动电源转换开关的操作机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动电源转换开关的操作机构。一种自动电源转换开关的操作机构，包括底板、转盘、摇臂、单电机，单电机驱动置于底板中部的转盘，转盘带动左右摇臂摆动，其特征是摇臂中部开有一圆孔，圆孔内有轴固接在底板上，摇臂以摇臂中部圆孔轴为轴心摆动，摇臂另一端装有两只滚轮，断路器手柄置于两只滚轮间，转盘圆周边上有一凸块，在转盘下方装有二个限位开关，凸块与限位开关配合对应于转盘转动位置，转盘转动可先后带动左右摇臂摆动，并实现机械联锁，摇臂内两只滚轮带动断路器手柄动作。本实用新型的操作机构结构简单，厚度薄，体积小，机械强度高，操作时动作平稳，机械联锁可靠，使用寿命长。

Description

自动电源转换开关的操作机构

(一)技术领域

本实用新型涉及自动电源转换开关的操作机构。

(二)背景技术

自动电源转换开关也称“自动转换开关电器”，适用于高层建筑、医院、商场、银行、消防、化工、冶金等要求提供不间断正常供电的场所，完成双回路供电系统(两路市电或一路市电+发电机)或三回路供电系统(两路市电+发电机)的电源自动转换，以保证重要用户供电的可靠性。随着生活水平的提高，人们对供电的可靠性要求越来越高，自动电源转换开关逐渐成为供电系统不可缺少的设备。

自动电源转换开关可分为PC级或CB级两个级别。PC级是能够接通、承载、但不用于分断短路电流的自动电源转换开关。CB级是配备过电流脱扣器的自动电源转换开关，它的主触头能够接通并用于分断短路电流，一般同时具备过载保护功能。PC级自动电源转换开关与CB级自动电源转换开关体积及成本、价格相当。但PC级自动电源转换开关无短路保护及过载保护功能，所以配电线路得增加保护元件(如断路器或熔断器)，而一般CB级自动电源转换开关本身具备短路保护及过载保护功能，因此由CB级自动电源转换开关组成的配电箱(柜)体积更小，成本更低，使用量远远超过PC级。

CB级自动电源转换开关主要组成部件有：控制器、操作机构和二只断路器。对于采用塑壳断路器的自动电源转换开关操作机构来说，常见的有双电操式、单电机双向操作式两种，均具有机械联锁功能。双电操式操作机构的特点为两只断路器分别装上电操，通过两只独立的电操分别带动断路器手柄实现开关分闸、合闸、再扣、电源转换。但双电操式操作机构成本高，体积大，自动转换时噪音大，对断路器手柄冲击大，易造成断路器手柄断裂，导致机械联锁失效，从而造成两路电源短路的严重后果。

单电机双向操作式目前有“转盘—滑板双向操作机构”、“转盘—摆杆双向操作机构”及“齿轮—滑板双向操作机构”。“转盘—滑板双向操作机构”的特点为单电机驱动中置转盘带动左右两只滑板作上下直线运动，滑板的外侧为叉形，带动断路器手柄实现开关分闸、合闸、再扣、电源转换，机构本身具有机械联锁功能。但中间机构体积较大，且机构效率偏低，机械强度差，一般用于100A(125A)或以下壳架自动电源转换开关中。

“转盘—摆杆双向操作机构”如图1所示，其特点为单电机驱动中置转盘带动左右两只摆杆摆动，摆杆的轴心在断路器外侧，摆杆的近中间开有异形孔，断路器手柄落在异形孔中，摆杆摆动时带动断路器手柄实现开关分闸、合闸、再扣、电源转换。且机构本身具有机械联锁功能。但其中置转盘直径很大，几乎与断路器长边相当，两只断路器中间开距也大，且因摆杆的轴心在断路器外侧，虽其机构厚度可以做得很薄，但其正面面积偏大，总体体积还是较大。同时因为用于支撑摆杆轴心的轴设在操作机构底板的两侧边缘，操作机构底板的厚度又不能设计过厚(一般不会超过3mm，否则很不经济)，轴的直径又不能设计过大，否则自动电源转换开关体积更大，用户难以安装，因此，这类结构自动电源转换开关最大壳架电流一般只做到630A(800A)。

“齿轮—滑板双向操作机构”的特点为单电机驱动中置齿轮带动左右两只齿轮，再由这两只齿轮分别带动外侧的另两只齿轮，这两只齿轮近边缘装有滚珠，滚珠转动时带动滑板作上下直线运动，滑板带动断路器手柄实现开关分闸、合闸、再扣、电源转换。且机构本身具有机械联锁功能。该操作机构正面面积较小，厚度比双电操式操作机构薄，但比“转盘—摆杆双向操作机构”厚，外观总体比较协调。但其制造成本最高，且受其结构限制，一般用于225A(250A)或以下壳架自动电源转换开关中，否则机械强度难以保证。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于提供一种自动电源转换开关的操作机构，该操作机构结构简单，厚度薄，体积小，机械强度高，操作时动作平稳，机械联锁可靠，使用寿命长。

本实用新型是这样实现的：一种自动电源转换开关的操作机构，包括底板、转盘、摇臂、单电机，单电机装在底板下面，单电机驱动置于底板上面中部的转盘，转盘带动左右摇臂摆动，其特征是摇臂中部开有一圆孔，圆孔内有轴固接在底板上，摇臂以摇臂中部圆孔轴为轴心摆动，摇臂另一端装有两只滚轮，两只滚轮相对安装，断路器手柄置于两只滚轮间，转盘圆周边上有一凸块，在转盘下方装有二个限位开关，凸块与限位开关配合对应于转盘转动位置，一侧摇臂断路器接常用电源，另一侧摇臂断路器接备用电源，转盘转动可先后带动左右摇臂摆动，并实现机械联锁，摇臂内两只滚轮带动断路器手柄动作。

上述的自动电源转换开关的操作机构，所述转盘由上下二块转盘板组成，在上下转盘板上沿径向的不同直径圆周上开有圆孔，在直径最大的圆周上开有二个圆孔，圆孔间的夹角为120°至150°，以转盘圆周边上的凸块和圆心为中心线呈对称分布，在直径次之的圆周上开有圆弧槽，相应在底板上固定装有短轴，转盘转动使圆弧槽沿短轴移动，圆弧槽的角度与转盘旋转的角度相关，直径最小的圆周上也开有两个圆孔，两个圆孔过圆心与直径最大圆周上圆孔成180°，在上下转盘板的圆孔间装有滚子和轴，轴与上下转盘板固接。

上述的自动电源转换开关的操作机构，所述摇臂与转盘相配合一端开有通槽，通槽由直段和斜段组成，直段位于中间且与摇臂边平行，斜段为引导段，通槽与位于转盘直径最大的圆周上的滚子相配合，滚子插入通槽驱动摇臂摆动，通槽与位于转盘直径最小的圆周上的滚子相配合，实现机械联锁。摇臂与断路器连接端为矩形孔道，矩形孔道两长边上装有滚轮，滚轮与断路器手柄相接触。

本实用新型是由单电机驱动中置转盘带动左右两只摇臂摆动，摇臂中部的圆孔套在操作机构底板的轴上，以此圆心为轴心摆动，摇臂的另一端分别设有两只滚轮带动断路器手柄运动，实现开关分闸、合闸、再扣、电源转换。该操作机构结构简单，厚度薄，体积小，机构耗材少，制造容易，成本低；开关转换时噪音小，动作平稳，对断路器手柄无冲击，机械联锁可靠，不会造成两路电源短路的故障。由于轴心在断路器手柄与转盘之间，而转盘直径适当，设在底板上的轴径可根据断路器分合闸力的大小而变化，不会因轴径加大而增加操作机构体积。因此该操作机构机械强度高，使用寿命长，可以带动2500A壳架断路器实现开关分闸、合闸、再扣、电源转换功能。

(四)附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1为转盘—摆杆双向操作机构结构示意图；

图2为本实用新型自动电源转换开关的操作机构仰视示意图；

图3为自动电源转换开关的操作机构结构示意图；

图4为转盘结构示意图；

图5(a)、图5(b)为左、右摇臂结构示意图；

图6为自动电源转换开关的操作机构常用电源合—备用电源分状态示意图；

图7为自动电源转换开关的操作机构常用电源分—备用电源全状态示意图。

图中：1轴(摆杆旋转中心)，2摆杆，3断路器手柄，4转盘，5操作机构底板，6断路器；10断路器手柄，11电动机，12轴，13转盘，14摇臂(左摇臂)，15右摇臂，16底板，17摇臂轴，18短轴，19凸块，20限位开关，21上、下转盘板，22外层滚子(最大直径处的滚子)，23内层滚子(最小直径处的滚子)，24转盘轴，25圆弧槽，26摇臂轴，27摇臂滚轮，28摇臂通槽。

(五)具体实施方式

参见图2、图3、图5，一种自动电源转换开关的操作机构，包括底板16、转盘13、摇臂14、单电机11，单电机11装在底板16下面，单电机11驱动置于底板16上面中部的转盘13，转盘13带动左右摇臂14、15摆动。在摇臂14中部开有一圆孔，圆孔内有轴17固接在底板16上，摇臂14以摇臂中部圆孔轴17为轴心摆动。摇臂14另一端为矩形孔道，矩形孔道两长边上装有滚轮27，断路器手柄10置于矩形孔道内，滚轮27与断路器手柄10相接触，带动断路器实现开关分闸、合闸、再扣、电源转换功能。转盘13圆周边上有一凸块19，在转盘13下方装有二个限位开关20，凸块19与限位开关20配合对应于转盘13转动位置，对转盘13转动角度进行限位。左右摇臂14、15的一侧摇臂断路器接常用电源，另一侧摇臂断路器接备用电源，在本实施例中左侧摇臂14断路器接常用电源，右侧摇臂15断路器接备用电源。转盘13转动可先后带动左右摇臂14、15摆动，并实现机械联锁，摇臂14内两只滚轮27带动断路器手柄10动作。

参见图4，转盘13由上下二块转盘板21组成，在上下转盘板21上沿径向的不同直径圆周上开有圆孔，在直径最大的圆周上开有二个圆孔，圆孔间的夹角为120°至150°，本实施例取135°，以转盘13圆周边上的凸块19和圆心为中心线呈对称分布。在直径次之的圆周上开有圆弧槽25，相应在底板16上固定装有短轴18，转盘13转动使圆弧槽25沿短轴18移动，圆弧槽25的角度与转盘13旋转的角度相关，该圆弧槽25的角度从机械上限定了转盘13转动的角度。直径最小的圆周上也开有两个圆孔，两个圆孔过圆心与直径最大圆周上圆孔成180°，并且在上下转盘板21的圆孔间装有滚子和轴24，轴24与上下转盘板21固接。这样就形成了最大直径处的滚子，即外层滚子22，和最小直径处的滚子，即内层滚子23。

参见图5，摇臂14与转盘13相配合一端开有通槽28，通槽28由直段和斜段组成，直段位于中间且与摇臂14边平行，斜段为引导段，如成45°角，通槽28与位于转盘13直径最大的圆周上的滚子22相配合，滚子22插入通槽28驱动摇臂14摆动。通槽28与位于转盘13直径最小的圆周上的滚子23相配合，实现机械联锁。

参见图6，当需要左侧断路器(一般接常用电源)合闸时，转盘13向左侧旋转，手动或由控制器发指令使可逆电动机逆时针方向旋转，通过外层滚子22带动左侧摇臂14顺时针旋转，使左侧断路器手柄10向上运动完成左侧断路器合闸动作，同时转盘13内侧滚子23与摇臂15共同作用使右侧断路器处于分闸状态，实现机械联锁。

参见图7，当需要右侧断路器(一般接备用电源)合闸时，转盘13向右侧旋转，手动或由控制器发指令使可逆电动机顺时针方向旋转，通过外层滚子22带动左侧摇臂14逆时针旋转，首先完成左侧断路器分闸，使左右断路器均处于分闸状态，如图3所示。转盘13继续向右侧旋转，通过外层滚子22带动左侧摇臂14继续逆时针旋转，同时使右侧断路器手柄向上运动完成右侧断路器合闸动作，同时转盘13内侧滚子23与摇臂14共同作用使左侧断路器处于分闸状态，实现机械联锁。反之亦然。

本实用新型的操作机构的短轴18与转盘圆弧槽25共同实现转盘13旋转的机械限位作用；通过转盘13或摇臂14碰触限位开关实现电动机11在终点位置停止运转，限位开关起到了电气限位作用。

本实用新型的操作机构结构简单，厚度薄，体积小，机械强度高，操作时动作平稳，机械联锁可靠，使用寿命长。

Claims (4)

1.一种自动电源转换开关的操作机构，包括底板、转盘、摇臂、单电机，单电机装在底板下面，单电机驱动置于底板上面中部的转盘，转盘带动左右摇臂摆动，其特征是摇臂中部开有一圆孔，圆孔内有轴固接在底板上，摇臂以摇臂中部圆孔轴为轴心摆动，摇臂另一端装有两只滚轮，两只滚轮相对安装，断路器手柄置于两只滚轮间，转盘圆周边上有一凸块，在转盘下方装有二个限位开关，凸块与限位开关配合对应于转盘转动位置，一侧摇臂断路器接常用电源，另一侧摇臂断路器接备用电源，转盘转动可先后带动左右摇臂摆动，并实现机械联锁，摇臂内两只滚轮带动断路器手柄动作。

2.根据权利要求1所述的自动电源转换开关的操作机构，其特征是转盘由上下二块转盘板组成，在上下转盘板上沿径向的不同直径圆周上开有圆孔，在直径最大的圆周上开有二个圆孔，圆孔间的夹角为120°至150°，以转盘圆周边上的凸块和圆心为中心线呈对称分布，在直径次之的圆周上开有圆弧槽，相应在底板上固定装有短轴，转盘转动使圆弧槽沿短轴移动，圆弧槽的角度与转盘旋转的角度相关，直径最小的圆周上也开有两个圆孔，两个圆孔过圆心与直径最大圆周上圆孔成180°，在上下转盘板的圆孔间装有滚子和轴，轴与上下转盘板固接。

3.根据权利要求1或2所述的自动电源转换开关的操作机构，其特征是摇臂与转盘相配合一端开有通槽，通槽由直段和斜段组成，直段位于中间且与摇臂边平行，斜段为引导段，通槽与位于转盘直径最大的圆周上的滚子相配合，滚子插入通槽驱动摇臂摆动，通槽与位于转盘直径最小的圆周上的滚子相配合，实现机械联锁。

4.根据权利要求3所述的自动电源转换开关的操作机构，其特征是摇臂与断路器连接端为矩形孔道，矩形孔道两长边上装有滚轮，滚轮与断路器手柄相接触。

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