[发明专利]一种电机直驱的快速接地开关

说明书

本发明提供一种电机直驱的快速接地开关，其包括设置在快速接地开关灭弧室内的动静触头，用于驱动动触头的电机直驱操动机构，以及用于输出快速接地开关开合信号的辅助开关；电机直驱操动机构包括依次连接的驱动电机，传动锥齿轮组和第一、二平行四连杆机构；传动锥齿轮组包括连接驱动电机的主动齿轮和设置输出中心转轴的从动齿轮；输出中心转轴的一端通过第一平行四连杆机构连接动触头，另一端通过第二平行四连杆机构连接辅助开关。利用驱动电机通过锥齿轮组的传动的转向，以及平行四连杆机构的定向快速稳定传动，对动静触头进行直接驱动控制；整个传动链中的传动稳定可控，满足快速接地开关的操动要求，同时能够满足智能化电网的控制需求。

技术领域

本发明涉及智能电网下快速接地开关，具体为一种电机直驱的快速接地开关。

背景技术

快速接地开关是电力系统中的重要组成设备，它也是保护电力系统运行安全和控制电力系统电路的重要设备之一，因此快速接地开关的分合可靠性关系到整个电力系统的安全。操动机构是控制快速接地开关进行分闸和合闸操作的机构，所以可以说操动机构的可靠性关系到整个电力系统的安全运行。

传统快速接地开关操动机构主要是由连杆、锁扣、储能系统以及一系列的机械零部件组成，不仅结构复杂、噪音大，而且加工精度及工艺要求极高，根据调查显示，快速接地开关的各类故障中，接近35％故障属于操动机构故障。因此，研制更高可靠性的新型快速接地开关用操动机构对于提高电网安全性至关重要。

为了克服传统操动机构的局限性，提高快速接地开关的操作性能，有必要对快速接地开关操动机构传动方式进行新技术开发。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种结构简单，传动链短，运行可靠的电机直驱的快速接地开关。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种电机直驱的快速接地开关，包括设置在快速接地开关灭弧室内的动静触头，用于驱动动触头的电机直驱操动机构，以及用于输出快速接地开关开合信号的辅助开关；电机直驱操动机构包括依次连接的驱动电机，传动锥齿轮组和第一、二平行四连杆机构；传动锥齿轮组包括连接驱动电机的主动齿轮和设置输出中心转轴的从动齿轮；输出中心转轴的一端通过第一平行四连杆机构连接动触头，另一端通过第二平行四连杆机构连接辅助开关。

优选的，第一平行四连杆机构包括一端连接在输出中心转轴上的主动摇杆拐臂，一端通过密封轴连接在灭弧室上的从动摇杆拐臂，以及两端分别与主动摇杆拐臂和从动摇杆拐臂另一端铰接的第一连杆；主动摇杆拐臂和从动摇杆拐臂的回转半径相同且呈等角度设置，第一连杆的从动端通过过渡连杆与动触头的驱动端铰接。

进一步，当动静触头进行开合状态的转换时，主动摇杆拐臂和从动摇杆拐臂同步同向运动90°。

优选的，第二平行四连杆机构包括一端连接在输出中心转轴上的传动摇杆拐臂，一端连接辅助开关的摇杆拐臂，以及两端分别与传动摇杆拐臂和摇杆拐臂另一端铰接的第二连杆；传动摇杆拐臂和摇杆拐臂的回转半径相同且呈等角度设置。

优选的，电机直驱操动机构还包括连接在电机供电端的储能电容，以及用于控制驱动电机的驱动控制系统；驱动控制系统包括设置在输出中心转轴上用于采集快速接地开关速度和位置的旋转编码器；设置在储能电容和驱动电机之间的逆变电路；用于采集驱动电机电流信号的霍尔电流传感器；用于将电流信号进行滤波和信号转换的滤波电路，用于在电动机矢量控制算法的基础上，根据输入的驱动电机电流信号、快速接地开关速度和位置信号得到用于控制驱动电机的PWM信号的控制电路；用于根据PWM信号产生驱动控制信号的驱动电路；所述驱动电路的输出端连接逆变电路的控制端。

进一步，控制电路的处理器采用DSP芯片，控制电路的输出端通过RS485/232通讯接口连接上位机进行信号通讯和数据传输。