一種電機直驅(qū)的快速接地開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)下快速接地開關(guān)，具體為一種電機直驅(qū)的快速接地開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]快速接地開關(guān)是電力系統(tǒng)中的重要組成設(shè)備，它也是保護電力系統(tǒng)運行安全和控制電力系統(tǒng)電路的重要設(shè)備之一，因此快速接地開關(guān)的分合可靠性關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的安全。操動機構(gòu)是控制快速接地開關(guān)進行分閘和合閘操作的機構(gòu)，所以可以說操動機構(gòu)的可靠性關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的安全運行。
[0003]傳統(tǒng)快速接地開關(guān)操動機構(gòu)主要是由連桿、鎖扣、儲能系統(tǒng)以及一系列的機械零部件組成，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、噪音大，而且加工精度及工藝要求極高，根據(jù)調(diào)查顯示，快速接地開關(guān)的各類故障中，接近35%故障屬于操動機構(gòu)故障。因此，研制更高可靠性的新型快速接地開關(guān)用操動機構(gòu)對于提高電網(wǎng)安全性至關(guān)重要。
[0004]為了克服傳統(tǒng)操動機構(gòu)的局限性，提高快速接地開關(guān)的操作性能，有必要對快速接地開關(guān)操動機構(gòu)傳動方式進行新技術(shù)開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單，傳動鏈短，運行可靠的電機直驅(qū)的快速接地開關(guān)。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]—種電機直驅(qū)的快速接地開關(guān)，包括設(shè)置在快速接地開關(guān)滅弧室內(nèi)的動靜觸頭，用于驅(qū)動動觸頭的電機直驅(qū)操動機構(gòu)，以及用于輸出快速接地開關(guān)開合信號的輔助開關(guān)；電機直驅(qū)操動機構(gòu)包括依次連接的驅(qū)動電機，傳動錐齒輪組和第一、二平行四連桿機構(gòu)；傳動錐齒輪組包括連接驅(qū)動電機的主動齒輪和設(shè)置輸出中心轉(zhuǎn)軸的從動齒輪；輸出中心轉(zhuǎn)軸的一端通過第一平行四連桿機構(gòu)連接動觸頭，另一端通過第二平行四連桿機構(gòu)連接輔助開關(guān)。
[0008]優(yōu)選的，第一平行四連桿機構(gòu)包括一端連接在輸出中心轉(zhuǎn)軸上的主動搖桿拐臂，一端通過密封軸連接在滅弧室上的從動搖桿拐臂，以及兩端分別與主動搖桿拐臂和從動搖桿拐臂另一端鉸接的第一連桿；主動搖桿拐臂和從動搖桿拐臂的回轉(zhuǎn)半徑相同且呈等角度設(shè)置，第一連桿的從動端通過過渡連桿與動觸頭的驅(qū)動端鉸接。
[0009]進一步，當動靜觸頭進行開合狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時，主動搖桿拐臂和從動搖桿拐臂同步同向運動90°。
[0010]優(yōu)選的，第二平行四連桿機構(gòu)包括一端連接在輸出中心轉(zhuǎn)軸上的傳動搖桿拐臂，一端連接輔助開關(guān)的搖桿拐臂，以及兩端分別與傳動搖桿拐臂和搖桿拐臂另一端鉸接的第二連桿；傳動搖桿拐臂和搖桿拐臂的回轉(zhuǎn)半徑相同且呈等角度設(shè)置。
[0011]優(yōu)選的，電機直驅(qū)操動機構(gòu)還包括連接在電機供電端的儲能電容，以及用于控制驅(qū)動電機的驅(qū)動控制系統(tǒng)；驅(qū)動控制系統(tǒng)包括設(shè)置在輸出中心轉(zhuǎn)軸上用于采集快速接地開關(guān)速度和位置的旋轉(zhuǎn)編碼器；設(shè)置在儲能電容和驅(qū)動電機之間的逆變電路；用于采集驅(qū)動電機電流信號的霍爾電流傳感器；用于將電流信號進行濾波和信號轉(zhuǎn)換的濾波電路，用于在電動機矢量控制算法的基礎(chǔ)上，根據(jù)輸入的驅(qū)動電機電流信號、快速接地開關(guān)速度和位置信號得到用于控制驅(qū)動電機的PWM信號的控制電路；用于根據(jù)PWM信號產(chǎn)生驅(qū)動控制信號的驅(qū)動電路；所述驅(qū)動電路的輸出端連接逆變電路的控制端。
[0012]進一步，控制電路的處理器采用DSP芯片，控制電路的輸出端通過RS485/232通訊接口連接上位機進行信號通訊和數(shù)據(jù)傳輸。
[0013]優(yōu)選的，動靜觸頭呈水平插接配合，靜觸頭的固定端支撐固定在呈筒形的固定導(dǎo)體上，動觸頭滑動連接在導(dǎo)體座上，導(dǎo)體座和固定導(dǎo)體分別通過絕緣臺固定在快速接地開關(guān)中。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0015]本發(fā)明利用驅(qū)動電機通過錐齒輪組的傳動的轉(zhuǎn)向，以及平行四連桿機構(gòu)的定向快速穩(wěn)定傳動，對動靜觸頭進行直接驅(qū)動控制；整個傳動鏈中的傳動穩(wěn)定可控，不存在現(xiàn)有技術(shù)中的彈簧等連接復(fù)雜的零部件，滿足快速接地開關(guān)的操動要求，同時能夠滿足智能化電網(wǎng)的控制需求。移動的部件和撞擊的部分減少，噪音小，系統(tǒng)簡單可靠，符合大趨勢下小型化的方向，為定量穩(wěn)定控制提供了控制基礎(chǔ)和條件，使得開關(guān)實現(xiàn)智能化、小型化，且可靠性、傳動穩(wěn)定性能得到保證，開合徹底到位。
[0016]進一步的，利用設(shè)置的雙搖桿對傳動進行定位和平穩(wěn)過渡控制，通過在過渡連桿對第一平行四連桿機構(gòu)與動觸頭進行連接，使得觸頭在分合過程中，能夠平行軸向移動，減少了觸頭和觸頭座之間的摩擦力，增加了觸頭的機械壽命。
[0017]進一步的，利用控制系統(tǒng)能夠?qū)λ俣瓤煽氐挠来磐诫姍C進行控制，從而使得快速接地開關(guān)的分合速度和行程都進行實時控制，且開關(guān)的老化、環(huán)境溫度變化對動觸頭操動性能影響小，能根據(jù)實際運行情況調(diào)整分合閘速度，使其機械特性更能符合預(yù)期的曲線；容易實現(xiàn)實時狀態(tài)監(jiān)測，推動智能電網(wǎng)的發(fā)展。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實例中所述的快速接地開關(guān)的合閘狀態(tài)示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明實例中所述的快速接地開關(guān)的分閘狀態(tài)示意圖。
[0020]圖3為圖1的左視圖。
[0021]圖4為本發(fā)明實例中所述的快速接地開關(guān)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:輔助開關(guān)1，搖桿拐臂2，第二連桿3，傳動搖桿拐臂4，從動齒輪5，主動搖桿拐臂6，驅(qū)動電機7，主動齒輪8，第一連桿9，輸出中心轉(zhuǎn)軸10，密封蓋板11，從動搖桿拐臂12，密封軸13，過渡連桿14，導(dǎo)體座15，動觸頭16，固定導(dǎo)體17，靜觸頭18，第一鉸軸19，第二鉸軸20，第三鉸軸21，第四鉸軸22，第五鉸軸23，電機輸出軸24，儲能電容25，旋轉(zhuǎn)編碼器26。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0024]本發(fā)明包括如下各傳動部分:快速接地開關(guān)具有的靜觸頭18和動觸頭16，具有關(guān)合短路電流的能力；產(chǎn)生驅(qū)動動觸頭16的驅(qū)動力的操動機構(gòu)部分；連接操動機構(gòu)和動觸頭16的第一平行四連桿機構(gòu)；第一平行四連桿機構(gòu)具有連接在動觸頭16 —側(cè)的從動搖桿拐臂12，連接在操動機構(gòu)的一側(cè)的主動搖桿拐臂6，以及安裝在這兩個拐臂之間的第一連桿9。第一平行四連桿機構(gòu)將動觸頭16和操動機構(gòu)連接起來，操動機構(gòu)部分產(chǎn)生驅(qū)使可動觸頭的驅(qū)動力，從而使動觸頭具有關(guān)合短路電流的能力。
[0025]本發(fā)明通過只有一個轉(zhuǎn)動部件的電機轉(zhuǎn)子進行驅(qū)動，用儲能電容來存儲控制操動機構(gòu)的能量，能夠直接驅(qū)動快速接地開關(guān)的動觸頭進行分合閘操作，配合設(shè)置的控制系統(tǒng)使其智能化、小型化，并提高其可靠性。
[0026]具體的，如圖1所示，本發(fā)明提供的一種電機直驅(qū)的快速接地開關(guān)，如圖1所示，其采用電機直驅(qū)操動機構(gòu)的傳動方式，包括提供動觸頭驅(qū)動力的驅(qū)動電機7，引導(dǎo)電機至預(yù)期目標運動的驅(qū)動控制系統(tǒng)，提供常開常閉節(jié)點的輔助開關(guān)，連接驅(qū)動電機7和動觸頭16的第一平行四連桿機構(gòu)以及動靜觸頭。
[0027]其中，如圖1所示，快速接地開關(guān)中的操動部分經(jīng)第一平行四連桿機構(gòu)使得快速接地開關(guān)中的動靜觸頭處于的合閘狀態(tài)。開斷部分中，靜觸頭18的一端支撐并固定在筒形的固定導(dǎo)體17上，其另一端則與動觸頭16接觸。動觸頭16與靜觸頭18接觸的一側(cè)做成圓筒形，當動觸頭16沿軸向移動時，動觸頭16就契合在這個圓筒內(nèi)部。固定導(dǎo)體17通過絕緣臺固定在快速接地開關(guān)外殼中。靜觸頭18和固定導(dǎo)體17都是固定件。
[0028]動觸頭16與靜觸頭18的接觸端相反的一端，支撐并固定在過渡連桿14上，動觸頭16則由導(dǎo)體座15支撐，使得動觸頭16沿著軸向可以平行移動。過渡連桿14通過第二鉸軸20和從動搖桿拐臂12連接，從動搖桿拐臂12通過