[发明专利]一种电机直驱式操动机构及其分合闸定位保持装置

说明书

技术领域

本发明涉及输变电线路中断路器用操动机构，具体为一种电机直驱式操动机构及其分合闸定位保持装置。

背景技术

在高压输变电线路中，正常运行线路的开断、关合和对发生短路故障线路的及时开断依靠断路器予以实现，而断路器的关合和开断依靠操动机构的驱动予以实现，断路器通常配用的是弹簧机构、电磁机构、液压机构、气动机构中的一种。

随着伺服电机技术和大容量储能技术的发展，一种新的电机直驱式操动机构具有极大的发展潜力.这种机构不仅具有结构简单、工作可靠的特点，还为操动机构的智能化提供了基础。

在电机直驱式操动机构中驱动断路器做关合和开断动作的拐臂直接安装在电机的输出轴上,在无定位装置的情况下电机轴连同拐臂可做360°的旋转。尽管可以通过对电机控制程序的设定使电机和拐臂的旋转限定在准确的角度范围,并可设定准确的起始、终止位置。但为进一步确保电机和拐臂的旋转角度和起始、终止点位置的准确，同时为防止在主回路电动力和其他外力的作用下断路器发生误动作，就需在电机直驱式操动机构中设计一种定位、保持装置，使没有得到命令的电机主轴和主轴上的拐臂始终处于恰当的位置，确保断路器始终处于稳定的状态，进而保证输变电系统的安全运行。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种保证电机直驱式操动机构在对断路器进行分、合闸操作时，使断路器始终处于设定的准确的起始、终止位置，并防止断路器在主回路电动力和其他外力的作用下发生误动作的，电机直驱式操动机构及其分合闸定位保持装置。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种电机直驱式操动机构分合闸定位保持装置，包括结构相同的分别对应断路器机构箱内拐臂的分闸位置和合闸位置设置的定位装置和自保持装置；定位装置设置在拐臂分闸和/或合闸行程轨迹的终点；用于限定拐臂完成分闸和/或合闸的位置；自保持装置设置在拐臂分闸和/或合闸行程轨迹上；用于通过变形部件产生预紧力阻止拐臂发生远离对应定位装置的运动。

优选的，定位装置包括固定在机构箱上的定位顶杆，定位顶杆的轴向沿拐臂分闸和/或合闸行程轨迹的终点的切线方向设置。

进一步，定位装置还包括缓冲碟簧，螺母和固定在机构箱上的定位块；碟簧套设在定位杆上，两端分别连接在定位杆的限位端和定位块上；定位杆自由端贯穿定位块设置并且连接螺母限位。

优选的，自保持装置包括变形部件和摰子；摰子一端设置在拐臂分闸和/或合闸行程轨迹上与拐臂在预紧力下压紧接触，另一端与机构箱铰接，摰子与拐臂的接触面呈渐开线圆弧面设置，接触面的背面设置产生预紧力的变形部件。

进一步，变形部件为弹簧，弹簧的两端分别固定在弹簧座上和摰子接触面的背面，弹簧座设置在与机构箱固定的挡块上。

进一步，摰子的两侧面设置肩型台阶，摰子的铰接端通过摰子支架与机构箱铰接；摰子支架包括三个支撑杆和一个盖板；支撑杆通过螺纹安装在机构箱上，盖板固定在三个支撑杆的顶端；摰子转动套设在中间支撑杆上。

一种电机直驱式操动机构包括伺服电机，设置在伺服电机驱动轴上的拐臂，以及连接拐臂与断路器的连杆；拐臂置于机构箱内，机构箱内位于拐臂的运动位置上设置的如以上任意一个方案所述的分合闸定位保持装置；当拐臂的有效驱动力大于有效预紧力时，拐臂远离对应定位装置运动。

优选的，机构箱内设置有与拐臂运动平面平行的安装板，分合闸定位保持装置与拐臂固定在安装板的同一侧。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过设置在拐臂分合闸轨迹终点和途中的定位装置和自保持装置直接在轨迹的终端对拐臂进行精确限位，从而能够保证其分合闸时位置的恰当和稳定；同时配合自保持装置在运动轨迹上的限位，在其到达指定分合闸位置后能够利用预紧力对拐臂的回程进行限制，避免了其因为误操作而产生的误动作，相互配合保证了操动机构的稳定工作，其结构简单，设计合理，工作可靠，安装在拐臂运动平面内的周围，不占用额外空间，适应性强，满足其定位性和安全性要求。

进一步的，利用定位顶杆切线方向的位置设置，能够保证其充分的制动效果，同时利用设置的缓冲碟簧能够吸收传动系统剩余的能量，提高了系统使用寿命，减小操作噪音和损耗。

进一步的，通过设置的摰子作为接触部件，对拐臂进行限位和对误操作的阻挡，保证了其自限位位置的平滑过渡，配合设置的弹簧能够使其产生可调节的预紧力，适应不同的拐臂操作，以及满足小幅度非轴向伸缩的弹性变化，结构稳定，工作可靠。