CN104681364A - 断路器及其合闸驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种断路器的合闸驱动装置，包括手柄机构、曲柄滑块机构和电机。手柄机构具有驱动件。电机通过曲柄滑块机构驱动手柄机构合闸。其中曲柄滑块机构与手柄机构之间留有操作空间，操作空间足够手柄机构进行手动分闸或合闸操作。本发明的合闸驱动装置以及使用该装置的断路器结构简单、制造成本低、体积小，适合于小型断路器使用。并且在提供自动合闸/分闸的同时还提供了手动的合闸/分闸功能。

Description

断路器及其合闸驱动装置

技术领域

本发明涉及断路器领域，更具体地说，涉及适用于小型断路器的合闸驱动装置。

背景技术

随着智能电网的发展，预付费小型断路器的需求不断增大。预付费小型断路器要求能在用户付费用完后自动分闸，在用户续费后能自动合闸，以实现智能电网的需求。

在现有的预付费小型断路器中，自动分闸功能主要由脱扣机构实现，自动合闸功能主要由电机和热敏原件来提供驱动力，再通过传动机构传动至手柄实现。以热敏原件作为驱动力的技术方案受外界环境温度影响大，且自动合闸时间间隔长，不能满足自动合闸的频率要求。现有技术中以电机作为驱动力的方案中使用的传动机构主要包括齿轮传动(直齿、锥齿、涡轮蜗杆)、凸轮传动等。齿轮、凸轮传动对零件和加工工艺要求高，制造成本也较高。

此外，在现有的预付费小型断路器中，在提供自动合闸/分闸功能的同时没有同时提供手动合闸和分闸的功能。这就造成在出现元器件损坏时，断路器无法工作的情况，给用户带来很大的不便。

发明内容

本发明旨在提出一种传动可靠且具备自动手动两种模式的合闸驱动装置，以及使用该合闸驱动模式的断路器。

根据本发明的一实施例，提出一种断路器的合闸驱动装置，包括手柄机构、传动机构和电机。手柄机构具有驱动件。电机通过传动机构驱动手柄机构合闸。其中传动机构与手柄机构之间留有操作空间，操作空间足够手柄机构进行手动分闸或合闸操作。

根据本发明的一实施例，提出一种断路器的合闸驱动装置，包括手柄机构、曲柄滑块机构和电机。手柄机构具有驱动件。电机通过曲柄滑块机构驱动手柄机构合闸。其中曲柄滑块机构与手柄机构之间留有操作空间，操作空间足够手柄机构进行手动分闸或合闸操作。

在一个实施例中，手柄机构能绕转轴转动，手柄机构包括位于转轴两侧的手柄和驱动件。曲柄滑块机构由曲柄、连杆和滑块组成，连杆的一端安装在曲柄上，连杆的另一端安装在滑块上。电机与曲柄连接。其中，电机能驱动曲柄转动，曲柄通过连杆带动滑块沿一直线做往复滑动。

在一个实施例中，手柄机构处于分闸位置，曲柄位于初始位置，滑块与驱动件无相互作用。电机驱动曲柄由初始位置旋转至动作位置，滑块沿直线滑动，推动驱动件移动，带动手柄机构转动至合闸位置。电机驱动曲柄由动作位置旋转至初始位置，滑块沿直线滑动并与驱动件分离，手柄机构停留在合闸位置。

在一个实施例中，曲柄位于初始位置，手柄机构位于合闸位置或分闸位置，滑块均与驱动件无相互作用，手柄机构进行手动合闸或分闸操作。

在一个实施例中，曲柄具有电机轴孔和连杆轴孔，电机轴孔和连杆轴孔分别位于曲柄的两端，电机轴孔与电机的驱动轴相连，连杆安装在连杆轴孔中。

在一个实施例中，滑块面向连杆的一侧具有安装孔，连杆安装在安装孔中，围绕安装孔形成安装槽。滑块面向驱动件的一侧具有凹槽，凹槽的形状与驱动件的形状相匹配。

根据本发明的一实施例，提出一种断路器，包括基座、手柄机构和脱扣机构，还包括合闸驱动装置和控制装置。合闸驱动装置是前述的合闸驱动装置。控制装置控制电机的开关，还控制脱扣机构的脱扣。控制装置控制断路器于自动模式，由电机带动手柄机构合闸，由脱扣机构脱扣进行分闸；控制装置控制断路器于手动模式，电机关闭，通过手柄机构手动操作进行合闸或者分闸。

在一个实施例中，控制装置包括切换装置、位置检测装置、信号指示装置和控制电路。切换装置控制电机的开闭以在自动模式和手动模式之间切换。位置检测装置检测曲柄的位置。信号指示装置进行状态指示。控制电路产生控制信号控制电机和脱扣机构。

本发明的合闸驱动装置以及使用该装置的断路器结构简单、制造成本低、体积小，适合于小型断路器使用。并且在提供自动合闸/分闸的同时还提供了手动的合闸/分闸功能。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的一实施例的断路器，其中使用了合闸驱动装置。

图2揭示了根据本发明的一实施例的合闸驱动装置的结构图，其中曲柄位于动作位置。

图3揭示了根据本发明的一实施例的合闸驱动装置的结构图，其中曲柄位于初始位置。

图4a、4b和4c揭示了根据本发明的一实施例的合闸驱动装置中曲柄和电机的配合示意图。

图5揭示了根据本发明的一实施例的合闸驱动装置中曲柄滑块机构和电机的结构图。

图6揭示了根据本发明的一实施例的合闸驱动装置的工作原理。

具体实施方式

本发明旨在提出一种传动可靠且具备自动手动两种模式的合闸驱动装置，以及使用该合闸驱动模式的断路器。

本发明的合闸驱动装置包括手柄机构、传动机构和电机。手柄机构具有驱动件。电机通过传动机构驱动手柄机构合闸。其中传动机构与手柄机构之间留有操作空间，操作空间足够手柄机构进行手动分闸或合闸操作。

在一个实施例中，传动机构由曲柄滑块机构来实现，由此，该合闸驱动装置包括手柄机构、曲柄滑块机构和电机。手柄机构具有驱动件。电机通过曲柄滑块机构驱动手柄机构合闸。其中曲柄滑块机构与手柄机构之间留有操作空间，操作空间足够手柄机构进行手动分闸或合闸操作。

首先参考图2～图6，揭示了根据本发明的一实施例的合闸驱动装置。参考图2和图3所示，该合闸驱动装置包括：手柄机构102、曲柄滑块机构104和电机103。手柄机构102能绕转轴转动，手柄机构102包括位于转轴两侧的手柄122和驱动件121，在图示的实施例中，驱动件121是凸块。曲柄滑块机构104由曲柄141、连杆142和滑块143组成，连杆142的一端安装在曲柄141上，连杆142的另一端安装在滑块143上。电机103与曲柄141连接。参考图6，图6揭示了合闸驱动装置的工作原理，电机103能驱动曲柄141转动，曲柄141通过连杆142带动滑块143沿一直线做往复滑动。

回到图2和图3，图2揭示了根据本发明的一实施例的合闸驱动装置的结构图，其中曲柄位于动作位置。图3揭示了根据本发明的一实施例的合闸驱动装置的结构图，其中曲柄位于初始位置。该合闸驱动装置的合闸过程如下：手柄机构102处于分闸位置(参考图1所示)，曲柄位于初始位置，滑块与驱动件无相互作用。需要说明的是，此处“无相互作用”的含义是指相互之间不产生任何作用力，两者可以互相接触，也可以是相互靠近但依旧留有间隙，但相互之间不产生相互作用力。参考图2，电机103驱动曲柄141由初始位置旋转至动作位置，通过连杆142带动滑块143沿直线滑动，推动驱动件121移动，带动手柄机构102转动至合闸位置。完成自动合闸。

然后，电机103继续驱动曲柄141由动作位置旋转至初始位置，连杆142带动滑块143沿直线滑动并与驱动件121分离并退回原来的位置。手柄机构102停留在合闸位置。此时，手柄机构102由于不受到滑块143的限制，能够进行手动分闸或者合闸的操作，由此该合闸驱动装置提供了手动模式。由此可见，曲柄滑块机构在每次完成自动合闸之后，都会退回初始位置，以给手柄机构102留出充分的操作空间。该操作空间足够手柄机构102进行手动分闸或合闸操作。当曲柄141处于初始位置时，无论手柄机构102使处于分闸位置还是合闸位置，驱动件121都不会与滑块143产生相互作用，因此曲柄滑块机构不会影响手柄机构的合闸或者分闸操作。

参考图4a、4b、4c和图5，揭示了合闸驱动装置中曲柄滑块机构和电机的结构图。如图所示，曲柄141具有电机轴孔143和连杆轴孔144，电机轴孔143和连杆轴孔144分别位于曲柄141的两端，电机轴孔143与电机103的驱动轴131相连，连杆142安装在连杆轴孔144中，连杆142在连杆轴孔144中能转动。滑块143面向连杆142的一侧具有安装孔，连杆142安装在安装孔中，连杆142在安装孔中也能转动。围绕安装孔形成安装槽145，由于连杆142在工作过程中会绕安装孔转动，因此安装槽145提供了连杆142进行转动的空间。滑块面143向驱动件121的一侧具有凹槽146，凹槽146的形状与驱动件121(凸块121)的形状相匹配。在驱动件与滑块接触时以及在滑块推动驱动件时，凹槽146与驱动件121能够相互啮合。需要说明的是，如果驱动件采用其他的形式，滑块143上也会采用相应的方式进行匹配。

根据本发明的一实施例，还提出一种断路器，参考图1所示，图1揭示了根据本发明的一实施例的断路器，其中使用了合闸驱动装置。该断路器包括基座101、手柄机构102和脱扣机构106，手柄机构102通过转轴安装在基座101上，该断路器还包括合闸驱动装置和控制装置。合闸驱动装置包括手柄机构102、曲柄滑块机构104和电机103，电机103通过曲柄滑块机构104能带动手柄机构102合闸。控制装置105控制电机103的开关，控制装置105还控制脱扣机构106的脱扣。

通过控制装置105，该断路器能够被设置在自动模式或者手动模式两种模式下。控制装置105控制断路器于自动模式时，由电机103通过曲柄滑块机构104带动手柄机构102合闸，合闸的过程参考前述图2～图6所述，此处不再赘述。由脱扣机构106脱扣进行分闸。由此实现自动合闸和自动分闸。需要说明的一点是，在断路器中，在基座101上设置有滑槽，曲柄滑块机构104中的滑块143设置在滑槽中，滑槽呈直线型，由此，滑块143在滑槽中能够在电机103的驱动下沿直线往复滑动。如前面所述，电机103在通过曲柄滑块机构104带动手柄机构102完成合闸以后，会继续将曲柄滑块机构104带动至初始位置，以给手柄机构102留出操作空间，使得手柄机构102能够进行手动操作。需要说明的是，在自动模式下，由于手柄具有足够的活动空间，依旧可以通过手动操作手柄进行合闸或者分闸，也可以理解为，在自动模式下，即提供了自动合闸方式，也提供了手动合闸方式。

控制装置105还能控制断路器于手动模式，电机103关闭，通过手柄机构102手动操作进行合闸或者分闸。

继续参考图1所示，控制装置105包括切换装置151、位置检测装置152、信号指示装置153和控制电路154。切换装置151控制电机103的开闭以在自动模式和手动模式之间切换。切换装置开启电机，则断路器以自动模式运行。切换装置151关闭电机103，则断路器以手动模式运行。位置检测装置152用于检测曲柄的位置，即检测曲柄是位于初始位置还是动作位置。在接收到合闸信号后，位置检测装置152检测曲柄是否由初始位置转到动作位置，以及是否由动作位置回到初始位置，在位置检测装置152检测到曲柄回到初始位置之后，发出信号给控制电路154，由控制电路154控制电机103暂停工作，等待下一次的合闸指令。信号指示装置153进行状态指示。信号指示装置153可以是一组指示灯、或者是显示器。信号指示装置153指示断路器的当前工作状态，包括处于自动模式还是手动模式、电机是否正常工作、合闸或分闸状态等等。控制电路154产生控制信号控制电机和脱扣机构。

本发明的合闸驱动装置以及使用该装置的断路器结构简单、制造成本低、体积小，适合于小型断路器使用。并且在提供自动合闸/分闸的同时还提供了手动的合闸/分闸功能。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (9)

1.一种断路器的合闸驱动装置，其特征在于，包括：手柄机构、传动机构和电机；

手柄机构具有驱动件；

电机通过传动机构驱动手柄机构合闸；

其中传动机构与手柄机构之间留有操作空间，操作空间足够手柄机构进行手动分闸或合闸操作。

2.一种断路器的合闸驱动装置，其特征在于，包括：手柄机构、曲柄滑块机构和电机；

手柄机构具有驱动件；

电机通过曲柄滑块机构驱动手柄机构合闸；

其中曲柄滑块机构与手柄机构之间留有操作空间，操作空间足够手柄机构进行手动分闸或合闸操作。

3.如权利要求2所述的合闸驱动装置，其特征在于，

所述手柄机构能绕转轴转动，手柄机构包括位于转轴两侧的手柄和驱动件；

曲柄滑块机构由曲柄、连杆和滑块组成，连杆的一端安装在曲柄上，连杆的另一端安装在滑块上；

电机与曲柄连接；

其中，电机能驱动曲柄转动，曲柄通过连杆带动滑块沿一直线做往复滑动。

4.如权利要求3所述的合闸驱动装置，其特征在于，

手柄机构处于分闸位置，曲柄位于初始位置，滑块与驱动件无相互作用；

电机驱动曲柄由初始位置旋转至动作位置，滑块沿直线滑动，推动驱动件移动，带动手柄机构转动至合闸位置；

电机驱动曲柄由动作位置旋转至初始位置，滑块沿直线滑动并与驱动件分离，手柄机构停留在合闸位置。

5.如权利要求3所述的合闸驱动装置，其特征在于，曲柄位于初始位置，手柄机构位于合闸位置或分闸位置，滑块均与驱动件无相互作用，手柄机构进行手动合闸或分闸操作。

6.如权利要求3所述的断路器的合闸驱动装置，其特征在于，所述曲柄具有电机轴孔和连杆轴孔，电机轴孔和连杆轴孔分别位于曲柄的两端，电机轴孔与电机的驱动轴相连，连杆安装在连杆轴孔中。

7.如权利要求6所述的断路器的合闸驱动装置，其特征在于，

所述滑块面向连杆的一侧具有安装孔，连杆安装在安装孔中，围绕安装孔形成安装槽；

所述滑块面向驱动件的一侧具有凹槽，凹槽的形状与驱动件的形状相匹配。

8.一种断路器，包括基座、手柄机构和脱扣机构，其特征在于，还包括合闸驱动装置和控制装置；

所述合闸驱动装置是如权利要求2-7中任一项所述的合闸驱动装置；

控制装置控制电机的开关，还控制脱扣机构的脱扣；控制装置控制断路器于自动模式，由电机带动手柄机构合闸，由脱扣机构脱扣进行分闸；控制装置控制断路器于手动模式，电机关闭，通过手柄机构手动操作进行合闸或者分闸。

9.如权利要求8所述的断路器，其特征在于，所述控制装置包括切换装置、位置检测装置、信号指示装置和控制电路；

切换装置控制电机的开闭以在自动模式和手动模式之间切换；

位置检测装置检测曲柄的位置；

信号指示装置进行状态指示；

控制电路产生控制信号控制电机和脱扣机构。